JP4694376B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、感光体を備えた複写機やプリンタ等の画像形成装置に関し、特に感光体の周面に対して研磨による清浄化処理を施し得るように構成された画像形成装置に関するものである。

通常、複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、軸心回りに回転している感光体（感光体ドラム）の周面近傍で行われる帯電器による放電により当該感光体周面に帯電処理を施すようになされている。この帯電処理が施された感光体の周面に露光装置から画像情報に基づく光が照射され、光が当たった部分の帯電状態の消滅によって静電潜像が形成される。この静電潜像に向けて現像装置からトナーが供給されることにより感光体の周面にトナー像が形成され、このトナー像が用紙に転写されるようになされている。

ところで、感光体の周面に極めて滑らかで、かつ、高硬度であるが、吸湿性が高いという特質を備えたアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層が形成されている場合（以下かかる層が形成された感光体をａ−Ｓｉ感光体という）には、帯電器の放電で発生した水溶性の放電生成物（例えばＭＯｘ等の酸化物、オゾン）が高い吸湿性によりａ−Ｓｉ感光体の周面に付着し易くなる。

そして、この放電生成物がａ−Ｓｉ感光体の周面に付着したままになると、当該ａ−Ｓｉ感光体の周面のトナー像が横に流れたようになる、所謂「画像流れ」が発生するというａ−Ｓｉ感光体特有の問題が生じる。因みに、通常の有機感光体（ＯＰＣ）を用いた場合には、放電生成物が付着しても下記研磨ローラとの摺接で感光体周面が削られて新しい面が形成され易いため、前記のような問題は生じ難い。

下記特許文献１には、この問題に対し、周面がａ−Ｓｉ感光体の周面と当接するように研磨ローラを配設し、この研磨ローラの駆動回転でトナーに含まれている研磨剤によりａ−Ｓｉ感光体の周面を研磨処理することを定期的に行う技術が開示されている。
特開平１１―３０１４号公報

本発明は、従来のかかる状況に鑑みなされたものであって、感光体の回転速度が変化した場合であっても、感光体に対する研磨性能を維持することのできる画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明は、露光手段で露光されることにより周面に静電潜像が形成される像担持手段と、前記像担持手段に形成された静電潜像を現像剤により現像化する現像手段と、前記像担持手段の周面に対する前記露光手段からの所定の画像情報に基づく露光処理により形成された静電潜像に前記現像手段からトナーを供給することによって形成されたトナー像を用紙に転写する画像形成モードと、前記像担持手段の周面に供給されたトナーを研磨剤として用い所定の研磨ローラの軸心回りの回転で当該周面に研磨処理を施す研磨モードとの間でモードの切替を行うモード切替手段と、前記研磨モードにおいて、前記像担持手段の回転速度に応じて前記現像手段から像担持手段への研磨に要するトナーの供給量を制御する制御手段と、を備え、前記研磨モードは、研磨時間を同一として、前記像担持手段が第１の回転速度で実行される第１の研磨モードと、前記像担持手段が前記第１の回転速度よりも遅い第２の回転速度で実行される第２の研磨モードとを含み、前記制御手段は、前記現像手段から前記像担持手段への研磨に要するトナーの供給量を、前記第１の研磨モードが実行されるときは第１のトナー供給量とし、前記第２の研磨モードが実行されるときは前記第１のトナー供給量よりも供給量が多い第２のトナー供給量とする制御を行うことを特徴とするものである。

この発明によれば、像担持手段の回転速度に応じて前記現像手段から像担持手段へのトナーの供給量を制御するようにしたので、像担持手段の回転速度が低下しても、適切な研磨に要するトナー量のトナーを現像手段から像担持手段に供給することが可能となる。

上記構成において、前記現像手段に交流バイアスを印加するバイアス印加手段を備え、前記制御手段は、前記像担持手段の回転速度に応じて前記バイアス印加手段により印加される交流バイアスを制御し、前記制御手段は、前記交流バイアスを、前記第１の研磨モードが実行されるときは第１の交流バイアスとし、前記第２の研磨モードが実行されるときは前記第１の交流バイアスよりもバイアス値が大きい第２の交流バイアスとする制御を行うことを特徴とするものである。

この発明によれば、前記像担持手段の回転速度に応じて前記バイアス印加手段により印加される交流バイアスを制御するようにしたので、前記現像手段から像担持手段へのトナーの供給量を制御することができる。
上記構成において、前記現像手段にバイアスを印加するバイアス印加手段を備え、前記制御手段は、前記像担持手段の周面の露光されない状態における表面電位をＶ０、前記現像手段に印加するバイアス電圧をＶｂとするとき、前記像担持手段の回転速度に応じて電圧（Ｖ０−Ｖｂ）を制御し、前記制御手段は、前記電圧（Ｖ０−Ｖｂ）を、前記第１の研磨モードが実行されるときは第１の電圧（Ｖ０−Ｖｂ）とし、前記第２の研磨モードが実行されるときは前記第１の電圧（Ｖ０−Ｖｂ）よりも値が小さい第２の電圧（Ｖ０−Ｖｂ）とする制御を行うことを特徴とするものである。
また、上記構成において、前記現像手段に交流バイアスを印加するバイアス印加手段を備え、前記制御手段は、前記像担持手段の回転速度に応じて前記バイアス印加手段により印加される交流バイアスのＤｕｔｙ比を制御し、前記制御手段は、前記交流バイアスのＤｕｔｙ比を、前記第１の研磨モードが実行されるときは第１のＤｕｔｙ比とし、前記第２の研磨モードが実行されるときは前記第１のＤｕｔｙ比よりもＤｕｔｙ比が大きい第２のＤｕｔｙ比とする制御を行うことを特徴とするものである。

上記構成において、前記制御手段は、前記像担持手段の回転速度が低下するとき、前記交流バイアスを大きくすることを特徴とするものである。

この発明によれば、前記像担持手段の回転速度が低下するとき、前記交流バイアスを大きくするようにしたので、適切な研磨に要するトナー量のトナーを現像装置から像担持手段に供給することができる。

上記構成において、前記現像手段にバイアスを印加するバイアス印加手段を備え、前記制御手段は、前記像担持手段の周面の露光されない状態における表面電位をＶ０、前記現像手段に印加するバイアス電圧をＶｂとするとき、前記像担持手段の回転速度に応じて電圧（Ｖ０−Ｖｂ）を制御することを特徴とするものである。

この発明によれば、前記像担持手段の回転速度に応じて電圧（Ｖ０−Ｖｂ）を制御するようにしたので、前記現像手段から像担持手段へのトナーの供給量を制御することができる。

上記構成において、前記制御手段は、前記像担持手段の回転速度が低下するとき、電圧（Ｖ０−Ｖｂ）を小さくすることを特徴とするものである。

この発明によれば、前記像担持手段の回転速度が低下するとき、電圧（Ｖ０−Ｖｂ）を小さくするようにしたので、適切な研磨に要するトナー量のトナーを現像装置から像担持手段に供給することができる。

上記構成において、前記現像手段に交流バイアスを印加するバイアス印加手段を備え、前記制御手段は、前記像担持手段の回転速度に応じて前記バイアス印加手段により印加される交流バイアスのＤｕｔｙ比を制御することを特徴とするものである。

この発明によれば、前記像担持手段の回転速度に応じて前記現像手段に印加する交流バイアスのＤｕｔｙ比を制御するようにしたので、前記現像手段から像担持手段へのトナーの供給量を制御することができる。

上記構成において、前記制御手段は、前記像担持手段の回転速度が低下するとき、前記交流バイアスのＤｕｔｙ比を大きくすることを特徴とするものである。

この発明によれば、前記像担持手段の回転速度が低下するとき、交流バイアスのＤｕｔｙ比を大きくするようにしたので、適切な研磨に要するトナー量のトナーを現像手段から像担持手段に供給することができる。

本発明によれば、像担持手段の回転速度が低下しても適切な研磨に要するトナー量のトナーを現像手段から像担持手段に供給することができるため、像担持手段の回転速度が変化した場合であっても、像担持手段に対する研磨性能を維持することができる。

図１は、本発明に係る画像形成装置の一例である複写機１の内部構成の概要を説明するための正面断面視の説明図である。図１に示すように、複写機１は、本体部１０内に画像形成部１００、原稿読取部３００および給紙部４００が内装されるとともに、本体部１０の上部に原稿給送部２００が設けられた基本構成を有している。前記画像形成部１００は、本体部１０の中央部に形成され、この本体部１０の後述する胴内排紙トレイ１３１を介した上部位置に原稿読取部３００が設けられているとともに、同下部位置に給紙部４００が形成されている。また、本体部１０の上部フロント位置に操作表示部５００が設けられている。

前記原稿読取部３００は、原稿の読み取りを行って当該原稿に対応する画像データを生成するものである。かかる原稿読取部３００は、光学的に取得した原稿の画像から画像データを生成するＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサおよび露光ランプ等を備えたスキャナ３０１などを有し、その上面に、原稿画像を読み取るための原稿が載置される第１プラテンガラス３０２と、原稿給送部２００のＡＤＦ（原稿自動読取装置）用の第２プラテンガラス３０３とを備えている。

原稿読取部３００は、第１プラテンガラス３０２上に載置された原稿、あるいは原稿給送部２００で第２プラテンガラス３０３へ向けて自動送給された原稿を走査しつつ取得した画像データを後述する主制御部２０（図３参照）へ出力するようになっている。

前記ＡＤＦを備えた原稿給送部２００は、第２プラテンガラス３０３の原稿読み取り位置へ原稿を給送するとともに、原稿読取部３００によって読み取られた原稿を原稿給送部２００の排出部へ排出するようになっている。かかる原稿給送部２００は、装置の背面側を回動支点（回転中心軸）として原稿読取部３００の上面に対して可倒式に構成されており、第１および第２プラテンガラス３０２，３０３の上面を開放するようになされ、第１プラテンガラス３０２の上面に、例えば見開き状態にされた書籍等のブック原稿を載置することが可能になっている。

前記給紙部４００は、画像形成部１００に対して転写処理用の用紙を給紙するためのものである。かかる給紙部４００は、各サイズの用紙（記録紙）が収納される給紙カセット４０１、４０２と、本体部１０の一側方に開閉自在に構成された手差しトレイ４０３１等からなる手差し給紙部４０３とを備えて構成されている。

かかる給紙部４００は、各給紙カセット４０１、４０２から画像形成部１００へ用紙を搬送する搬送経路４０４と、手差し給紙部４０３から画像形成部１００へ用紙を搬送する搬送経路４０５とを備えている。各給紙カセット４０１、４０２および手差し給紙部４０３は、収納されている用紙を取り出すためのピックアップローラ４０６、４０７、４０８、および用紙を１枚ずつ各搬送経路に送り出す給紙ローラ４０９、４１０、４１１を備えている。前記搬送経路４０４には、用紙を搬送する搬送ローラ４１２、４１３および搬送されてくる用紙を画像形成部１００の手前で待機させるためのレジストローラ４１４が設けられている。なお、前記搬送経路４０５は、搬送ローラ４１３とレジストローラ４１４との間で搬送経路４０４と合流している。

画像形成部１００は、給紙部４００によって搬送されてきた用紙に対して所定の形成された画像を転写するものである。かかる画像形成部１００は、ドラムユニット部１１０および定着部１２０を備えている。ドラムユニット部１１０の詳細については後述する。

定着部１２０は、ドラムユニット部１１０において用紙に転写されたトナー像を定着させるものである。かかる定着部１２０は、ヒートローラ１２１および周面がこのヒートローラ１２１の周面に対向配置された圧ローラ１２２を備え、用紙がこれらヒートローラ１２１と圧ローラ１２２とのニップ部に供給されることにより用紙上のトナー像がヒートローラ１２１からの熱を得て溶融し、用紙に定着されるようになっている。

本体部１０と原稿読取部３００との間には、胴内排紙トレイ１３１が設けられているとともに、図１における左側部には機外排紙トレイ１３２が設けられ、定着部１２０から搬送されてきた用紙は、それぞれ排出ローラ１３３、１３４によって対象となる排紙トレイ１３１、１３２へ向けて排出されるようになっている。なお、用紙の搬送方向は、排出分岐ガイド１３５によって、胴内排紙トレイ１３１向けの排出ローラ１３３側と機外排紙トレイ１３２向けの排出ローラ１３４側とに切り換え可能になっている。

操作表示部５００は、ユーザの操作に応じて所定の指示入力を行うものである。かかる操作表示部５００は、ユーザが印刷実行指示を入力するためのスタートキー５０１と、印刷部数等を入力するためのテンキー５０２と、各種複写動作の設定等を入力するための操作ガイド情報等を表示すると共に、種々の操作ボタン等が表示される液晶表示器（ＬＣＤ）等からなるディスプレイ５０３とを備えている。

図２は、ユニット構成されたドラムユニット部１１０の一実施形態の概要を説明するための正面断面視の説明図である。図２に示すように、ドラムユニット部１１０は、感光体ドラム（前記像担持手段）１０１と、この感光体ドラム１０１の周囲に直上位置から時計方向に向けて順次配設された帯電部１０２、現像部（現像手段）１０３、クリーニング部１０４、露光部（露光手段）１０５、転写部１０６、除電部１０７および交流バイアス電圧記憶部１０８とを備えて構成されている。

感光体ドラム（感光体）１０１は、軸心回りに同図中に示す矢印方向に回転可能に支持されている。本実施形態においては感光体ドラム１０１として周面にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）が積層されてなるアモルファスシリコンドラム（ａ−Ｓｉドラム）が採用されている。かかるａ−Ｓｉドラムは、所定のドラム状の円筒体の表面にアモルファスシリコンの膜（例えば膜厚は２０μｍ）が蒸着等により積層されたものである。このａ−Ｓｉ膜は、膜表面硬度が例えばビッカース硬さで約１５００〜２０００と極めて高い硬度を有している。かかる感光体ドラム１０１の周面は、帯電部１０２により約＋２５０Ｖに一様に帯電され、該周面上に露光部１０５からの光の照射で画像情報に応じた静電潜像が形成される。なお、感光体ドラム１０１は、約２１０ｍｍ／ｓｅｃのスピード（ドラム線速）で駆動回転されるようになっている。

帯電部１０２は、感光体ドラム１０１の表面を所定電位に均一に帯電させるものである。かかる帯電部１０２は、感光体ドラム１０１の周面に対向配置された帯電ワイヤ１０２１を有し、この帯電ワイヤ１０２１に所定の電圧が印加されることによりコロナ放電で感光体ドラム１０１の周面（すなわちａ−Ｓｉ層）に一様な電荷を付与するようになっている。

現像部１０３は、露光部１０５からの光の照射で感光体ドラム１０１の周面に形成された静電潜像上にトナーを付着させて静電潜像を顕在化（現像）するものである。かかる現像部１０３は、感光体ドラム１０１と僅かな隙間を介して対向配置された現像ローラ１０３１と、トナーを収納するトナー収納部１０３２と、現像ローラ１０３１の直上位置に配設された層規制ブレード１０３３とを備えて構成されている。

前記層規制ブレード１０３３は、トナー収納部１０３２から現像ローラ１０３１上に供給されるトナー量が適正量となるように、すなわちトナーの薄層が形成されるようにトナー量を規制するものである。

かかる現像部１０３において、通常の画像形成モード時に現像ローラ１０３１に、例えば周波数約６．０ｋＨｚで１．６ｋＶの交流バイアス電圧と、１８０Ｖの直流バイアス電圧Ｖｄｃとを印加することでトナーを例えばプラスに帯電し、このトナーを現像ローラ１０３１上から感光体ドラム１０１周面の露光した部分（露光により電荷が除去されてなる静電潜像の部分）に吸着させる。これにより静電潜像がトナーによる実像に置き換えられて現像ローラ１０３１の周面にトナー像が形成されることになる。

前記クリーニング部１０４は、クリーニングローラ（研磨ローラ）１０４１およびクリーニングブレード１０４２等を備えて構成され、用紙への画像の転写が終了した後の感光体ドラム１０１の周面に残留しているトナー（転写残トナー）をクリーニング（清浄化処理）するとともにドラム周面の除電を行うものである。具体的には、クリーニングローラ１０４１は、例えばＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）材からなり、感光体ドラム１０１に摺接研磨しつつ回転し、該ドラム周面の放電生成物を除去する。また、クリーニングブレード１０４２は、その下端縁部１０４３を感光体ドラム１０１周面に圧接し、該感光体ドラム１０１周面の残留トナーを機械的に除去するようになっている。

露光部１０５は、後述する画像記憶部３０等から送信されてきた画像データに基づき、露光レーザ１０５１を感光体ドラム１０１の周面に照射し、当該周面をレーザービームで走査して露光することにより感光体ドラム１０１周面に静電潜像を形成するものである。

転写部１０６は、感光体ドラム１０１に形成されたトナー像を用紙に転写するためのものであり、感光体ドラム１０１の周面に対向配置され、かつ、トナー像とは逆電位の電圧が印加される転写ローラ１０６１を備えている。そして、矢印Ａ方向に搬送されてきた用紙は、転写ローラ１０６１によって感光体ドラム１０１に押し当てられる。これによって用紙には、前記現像部１０３において感光体ドラム１０１上に顕在化されたトナー像が静電気的に引き剥がされて転写されることになる。なお、本実施形態においては、顕在化された感光体ドラム１０１周面のトナー像は、転写ローラ１０６１において転写バイアス−２．５ｋVで用紙上に転写されるようにしている。

前記除電部１０７は、ＬＥＤ光等の除電用光線を感光体ドラム１０１の周面に照射することによって当該感光体ドラム１０１の周面を除電処理する（すなわち、残留電荷を消去する）ものである。

そして、本発明においては、感光体ドラム１０１の周面の研磨処理のために複写機１の動作に関し特に設定された研磨モードにおいて、軸心回りに回転する感光体ドラム１０１の周面を、前記現像部１０３の現像ローラ１０３１から当該周面に供給された研磨剤を含むトナーを用いて前記クリーニングローラ１０４１の軸心回りの回転で研磨処理することにより清浄化するようにしている。

そのために、研磨モードにおいては、感光体ドラム１０１の周面に対する帯電ワイヤ１０２１による帯電処理が実行された後に露光部１０５からの感光体ドラム１０１周面に対する露光処理が停止された状態で感光体ドラム１０１に向けて現像ローラ１０３１からトナーを供給するようにしている。

さらに、本実施形態においては、前記現像ローラ１０３１に印加する交流バイアスをＶｐｐと表すものとすると、感光体ドラム１０１の周面に研磨処理を施す研磨モードにおいては、感光体ドラム１０１の回転速度の低下に伴って、前記交流バイアスＶｐｐを大きくするようにしている。

これにより、感光体ドラム１０１の回転速度が低下しても、適切な研磨に要するトナー量のトナーを現像ローラ１０３１から感光体ドラム１０１に供給することができる。なお、この点については後述する。

図３は、図１に示す複写機１の主制御部２０による動作制御を説明するためのブロック図である。複写機１は、図３に示すような装置全体の動作を制御するマイクロコンピュータからなる主制御部２０を備えている。主制御部２０は、複写機１の各種の動作に関し予め入力されたプログラムに基づき制御を実行する演算処理装置としてのＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）、複写機１の制御プログラムを記憶するＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、一時的にデータを保管するＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）等を備えて構成され、操作表示部５００等において入力された所定の指示情報や、各所に設けられた各種センサからの検出信号に応じて装置全体の制御を行うようになされている。

かかる主制御部２０は、例えば所定期間、複写機１が使用されない即ちコピー動作が実行されないような場合に、複写機１各部を所謂スリープモードでの駆動状態に移行させる制御、或いはユーザがコピーを実行しようとした時点で当該スリープモードから自動的に通常印刷モードに復帰させる制御なども行う。また、主制御部２０は、前記画像形成部１００、前記原稿給送部２００、前記原稿読取部３００、前記給紙部４００、前記操作表示部５００、前記画像記憶部３０、および形成された画像に対して所定の処理を施すべく設けられた画像処理部４０などに電気的に接続されている。感光体ドラム１０１は、図１、図２に示す感光体ドラム１０１に相当するものであり、駆動部６００は、該感光体ドラム１０１の回転駆動を行うものである。また、駆動部７００は、現像ローラ１０３１の回転駆動を行うものである。

前記画像記憶部３０は、原稿読取部３００によって読み取られた原稿の画像データや図略のネットワークＩ／Ｆ部等を介して外部装置から送信されてきた画像データを一時的に記憶するメモリである。

前記画像処理部４０は、前記画像データに対する各種画像処理、例えばガンマ処理や拡大縮小処理等を行うものである。かかる画像処理部４０では、例えば原稿読取部３００によって読み取られた原稿画像に対する画像データのＡ／Ｄ変換が行われ、当該Ａ／Ｄ変換によって得られたデジタルデータによる画像データを用いて前記各種画像処理が行われる。なお、画像形成部１００は、前記交流バイアス電圧記憶部１０８を含んでいる。交流バイアス電圧記憶部１０８には、研磨モードにおいて感光体ドラム１０１の回転速度に応じ現像ローラ１０３１に印加するべき交流バイアスＶｐｐを設定したテーブルが記憶されている。

そして、前記主制御部２０は、感光体ドラム１０１に対して研磨処理を施すべきタイミングが到来したか否かを判別する研磨タイミング判別部２１と、この研磨タイミング判別部２１が研磨タイミングの到来を判別した場合、現像ローラ１０３１に印加するべき交流バイアスＶｐｐの値を設定し、現像ローラ１０３１に対し電圧を印加する所定の電源装置１９（図２）に向けて制御信号を出力する交流バイアス電圧設定部２２とを備えている。

前記研磨タイミング判別部２１が感光体ドラム１０１の周面に対する研磨タイミングを判別するために、本体部１０内の適所には、画像形成処理に供された用紙の枚数を検出する枚数センサ１８（図１）が設けられているとともに、前記画像形成部１００に設けられたタイミング枚数記憶部１０９には、感光体ドラム１０１の周面に対して研磨処理を施すべき基準とされる上限用紙枚数が記憶されている。

そして、研磨タイミング判別部２１は、枚数センサ１８が画像形成処理に供された用紙を検出する都度、当該枚数を積算して積算値を記憶するとともに、当該積算値と前記タイミング枚数記憶部１０９が記憶している上限用紙枚数とを比較し、積算値が上限用紙枚数を超えたときに画像形成モードから研磨モードにモード変更する時期が到来したと判別するようになっている。この判別結果は、前記交流バイアス電圧設定部２２へ向けて出力される。

前記交流バイアス電圧設定部２２は、研磨タイミング判別部２１から研磨モードへモード変更するべき時期が到来した旨の判別結果が入力されると、操作表示部５００からの所定の信号に基づき複写機１が画像形成処理を実行していない状態であることを確認の上、関連各所に画像形成モードから研磨モードにモード変更する旨の制御信号を出力し、これによって複写機１は、画像形成モードから研磨モードに自動的にモード変更されることになる。交流バイアス電圧設定部２２はモード切替手段に相当する。

そして、画像形成モードから研磨モードにモード変換が行われると、交流バイアス電圧設定部２２は、特に露光部１０５に対して光照射を行わせないための制御信号を出力する（つまり露光部１０５に向けて光照射を行わせるべき信号を出力しないようにする）とともに、電源装置１９に対し現像ローラ１０３１へ向けて感光体ドラム１０１の回転速度に基づき前記交流バイアス電圧記憶部１０８が記憶しているテーブルから選び出した値の交流バイアス電圧Ｖｐｐを印加させるべき制御信号を出力するようになっている。

従って、かかる制御信号を受けた電源装置１９は、そのときの感光体ドラム１０１の回転速度に対応した最適の値の交流バイアス電圧Ｖｐｐを現像ローラ１０３１へ向けて出力するため、この交流バイアス電圧Ｖｐｐが印加された現像ローラ１０３１から感光体ドラム１０１の周面に向けて適量のトナーが供給されることになる。

なお、交流バイアス電圧設定部２２にはタイマーが設けられている一方、前記画像形成部１００には研磨モードにおける研磨処理の時間（設定時間）を記憶する研磨時間記憶部１０９１が設けられている。

そして、交流バイアス電圧設定部２２は、研磨モードの開始時にタイマーをスタートさせるとともに、タイマーの計時時間と研磨時間記憶部１０９１に記憶されている研磨処理の設定時間とを比較し、タイマーの計時時間が設定時間を経過したときは、電源装置１９に向けて現像ローラ１０３１に対する電圧印加を中止させる制御信号を出力するとともに、関連各所に向けて研磨モードから画像形成モードへモード変更させるための信号を出力するようになされている。

ここで、本実施形態においては、交流バイアス電圧記憶部１０８には、感光体ドラム１０１の回転速度と交流バイアス電圧Ｖｐｐとの関係を示すテーブルが記憶されており、交流バイアス電圧Ｖｐｐは、前記感光体ドラム１０１の回転速度の低下に伴って大きくなるように設定されている。

これにより、感光体ドラム１０１の回転速度が低下しても、適切な研磨に要するトナー量のトナーが現像ローラ１０３１から感光体ドラム１０１に供給される。

以下、図４を基に研磨モードにおける感光体ドラム１０１の周面の研磨処理のフローについて説明する。図４は、研磨モードにおける感光体ドラム１０１周面の研磨処理のフローの一実施形態を示すフローチャートである。このフローチャートにおいては、複写機１が画像形成モードに設定された状態をスタート時点としている。

まず、ステップＳ１において処理された用紙の累積枚数がタイミング枚数記憶部１０９に記憶されている上限枚数を超えたか否かが研磨タイミング判別部２１によって判別され、超えている場合（ステップＳ１でＹＥＳ）には、すでに感光体ドラム１０１の周面に研磨処理を施すべき時期が到来したと判断される。

ついで、研磨処理の時期が到来したと判別された後、感光体ドラム１０１の研磨処理を行っても支障のない状態になっているか否かを判別するべく当該複写機１がスリープモードに設定されているか否かが判別され（ステップＳ２）、スリープモードになっていない場合（ステップＳ２でＮＯ）には、画像形成モードから研磨モードへのモード変換が行われることなく現状の画像形成モードが継続される（ステップＳ３）。従ってたとえ用紙の積算枚数が上限枚数を超えていても、スリーピングモードになるまでの間については、上限枚数を超えて画像形成処理が継続されることになる。

ステップＳ２でスリーピングモードになったと判別される（ステップＳ２でＹＥＳ）と、交流バイアス電圧設定部２２から関連機器に向けて現状の画像形成モードを研磨モードへモード変更するための制御信号が出力され、これにより複写機１は、研磨モードになって感光体ドラム１０１に対し研磨処理を施し得る態勢（具体的には、感光体ドラム１０１およびクリーニングローラ１０４１がそれぞれ駆動回転しつつ帯電ワイヤ１０２１がコロナ放電を行って感光体ドラム１０１の周面に表面電位Ｖ０の電荷が形成させた状態）になる（ステップＳ４）。

この状態で、交流バイアス電圧設定部２２は、感光体ドラム１０１の回転速度に基づきタイミング枚数記憶部１０９に記憶されている感光体ドラム１０１の回転速度に応じ現像ローラ１０３１に印加するべき電圧を設定したテーブルを参照して交流バイアス電圧Ｖｐｐを選択して設定し、電源装置１９を介してこの交流バイアス電圧Ｖｐｐを現像ローラ１０３１に印加する（ステップＳ５）。これによって感光体ドラム１０１の周面に対する研磨剤としてのトナーを用いたクリーニングローラ１０４１の駆動による研磨処理が実行されることになる（ステップＳ６）。

ついで、ステップＳ７において、交流バイアス電圧設定部２２は、研磨時間記憶部１０９１に記憶されている予め設定された研磨時間と、タイマーが計時した計時時間とを比較し、計時時間が設定研磨時間を超えたとき（ステップＳ７でＹＥＳ）、研磨モードから元に画像形成モードにモード変更され（ステップＳ８）、感光体ドラム１０１の周面に対する研磨処理が終了する。

以上のように、本実施形態では、軸心回りに回転する感光体ドラム１０１の周面を、現像部１０３から当該周面に付与された研磨剤を含むトナーを用い周面が感光体ドラム１０１の周面に当接した研磨ローラとしてのクリーニングローラ１０４１の軸心回りの回転で研磨することにより清浄化処理し得るように構成されたものである。

かかる構成によれば、感光体ドラム１０１の周面に対して研磨処理を施す場合には、感光体ドラム１０１を軸心回りに回転させた状態で現像部１０３から感光体ドラム１０１の周面に研磨剤を含むトナーを供給し、この状態で周面が感光体ドラム１０１の周面に当接したクリーニングローラ１０４１を軸心回りに回転させることにより、感光体ドラム１０１の周面はクリーニングローラ１０４１のトナーを介した摺接で研磨され、これによって感光体ドラム１０１の周面は、付着していた放電生成物等が取り除かれて清浄化される。

そして、特に本実施形態では、感光体ドラム１０１の回転速度が低下すると、交流バイアスＶｐｐを大きくするように設定したので、感光体ドラム１０１の回転速度が低下した場合でも、適切な研磨に要するトナー量のトナーを現像ローラ１０３１から感光体ドラム１０１に供給することができることにより、感光体ドラム１０１に対する研磨性能を維持することができる。

本発明の効果を確認するべく、感光体ドラム１０１の回転速度に応じて設定された交流バイアス電圧Ｖｐｐを、現像ローラ１０３１を介してトナーに印加されるようにして実際にクリーニングローラ１０４１の駆動で当該トナーによる感光体ドラム１０１周面の研磨処理を実行し、引き続き実際に画像形成処理を行った。そして、画像形成処理の結果得られた転写処理済みの用紙を目視観察することにより画像形成の状態を検査した。

この試験で用いた複写機１に採用されている感光体ドラム１０１は、直径が３０ｍｍ、ａ−Ｓｉ層の厚み寸法が２０μｍである。かかる感光体ドラム１０１の周面に帯電ワイヤ１０２１からの放電処理を施し、表面電位Ｖ０を３００Ｖに設定した。

また、この機種の現像ローラ１０３１は、直径が２０ｍｍ、層規制ブレード１０３３と現像ローラ１０３１周面との間の隙間寸法が０．５５ｍｍである。また、現像ローラ１０３１の周面と感光体ドラム１０１の周面との間の隙間寸法は０．５０ｍｍに設定されている。

また、画像形成モード時の現像バイアスＶｂを１８０Ｖ、交流バイアスＶｐｐを１．６ｋＶ、該交流バイアスＶｐｐに係る交流信号（矩形波電圧）のＤｕｔｙ比を２５％で、感光体ドラム１０１の暗電位Ｖ０は３００Ｖ、明電位ＶＬは２０Ｖである。感光体ドラム１０１の回転速度と現像ローラ１０３１の回転速度との比Ｓ／Ｄは、１．５である。そして、研磨モード時における感光体ドラム１０１の回転速度として、１３６ｍｍ／ｓｅｃ及び１８７ｍｍ／ｓｅｃの２つの回転速度を想定する。

感光体ドラム１０１の回転速度が１８７ｍｍ／ｓｅｃであるときには、交流バイアスＶｐｐ＝１．８ｋＶに設定し、感光体ドラム１０１の回転速度が１３６ｍｍ／ｓｅｃであるときには、交流バイアスＶｐｐ＝２．０ｋＶに設定した上で、感光体ドラム１０１の各回転速度に感光体ドラム１０１に対する２０秒間の研磨処理を行った後に、複写機１により実際に画像形成処理を実行し、印刷された用紙の画像を目視で観察したが、いずれについても画像流れのない良好な画像であることを確認することができた。

本件は、前記実施形態に加えて、あるいは前記実施形態に代えて次の形態［１］〜［４］に説明する変形形態も含むものである。

［１］前記第１の実施形態では、現像ローラ１０３１から感光体ドラム１０１に供給するトナーの量を決定するパラメータは、前記交流バイアスＶｐｐに限られるものではなく、帯電部１０２による帯電処理後の感光体ドラム１０１の周面であって、露光部１０５によって露光されない状態における当該周面の表面電位をＶ０とした場合における、該表面電位Ｖ０と前記現像バイアスＶｂとの電位差（Ｖ０―Ｖｂ）も採用可能である。

この場合、図５に示すように、前記交流バイアス電圧記憶部１０８に代えて、感光体ドラム１０１の回転速度と前記電位差（Ｖ０―Ｖｂ）との関係を示すテーブルを記憶する電位差記憶部１４０が備えられ、前記電位差（Ｖ０―Ｖｂ）は、前記感光体ドラム１０１の回転速度の低下に伴って小さくなるように設定される。

また、図５に示すように、前記交流バイアス電圧設定部２２に代えて、感光体ドラム１０１の回転速度に基づき電位差（Ｖ０―Ｖｂ）を前記電位差記憶部１４０が記憶しているテーブルから選び出し、その電位差（Ｖ０―Ｖｂ）を印加させるべき制御信号を出力する前記電位差設定部２３が備えられる。

そして、感光体ドラム１０１の回転速度が前記の数値例に設定した場合、感光体ドラム１０１の回転速度が１８７ｍｍ／ｓｅｃであるときには、現像バイアスＶｂ＝２４０Ｖに設定し、感光体ドラム１０１の回転速度が１３６ｍｍ／ｓｅｃであるときには、現像バイアスＶｂ＝２６０Ｖに設定すると、画像流れのない良好な画像であることを確認することができた。

前記パラメータの他の例として、前記交流信号のＤｕｔｙ比も採用可能である。この場合、図６に示すように、前記交流バイアス電圧記憶部１０８に代えて、感光体ドラム１０１の回転速度と前記Ｄｕｔｙ比との関係を示すテーブルを記憶するＤｕｔｙ比記憶部１４１が備えられ、前記Ｄｕｔｙ比は、前記感光体ドラム１０１の回転速度の低下に伴って大きくなるように設定される。

また、図６に示すように、前記交流バイアス電圧設定部２２に代えて、感光体ドラム１０１の回転速度に基づきＤｕｔｙ比を前記Ｄｕｔｙ比記憶部１４１が記憶しているテーブルから選び出し、そのＤｕｔｙ比を印加させるべき制御信号を出力する前記Ｄｕｔｙ比設定部２４が備えられる。

そして、感光体ドラム１０１の回転速度が前記の数値例に設定した場合、感光体ドラム１０１の回転速度が１８７ｍｍ／ｓｅｃであるときには、Ｄｕｔｙ比を３５％に設定し、感光体ドラム１０１の回転速度が１３６ｍｍ／ｓｅｃであるときには、Ｄｕｔｙ比を４５％に設定すると、画像流れのない良好な画像であることを確認することができた。

［２］前記第１の実施形態及び前記変形形態［１］では、前述の交流バイアスＶｐｐ、感光体ドラム１０１の周面の表面電位をＶ０と現像バイアスＶｂとの電位差（Ｖ０―Ｖｂ）、交流信号のＤｕｔｙ比のいずれか一つを、現像ローラ１０３１から感光体ドラム１０１に供給するトナーの量を決定するパラメータとしたが、これに限らず、前記各パラメータのうち２以上のものを適宜組み合わせるようにしてもよい。

［３］前記第１の実施形態においては、画像形成装置として複写機１を例に挙げて説明したが、本発明は、画像形成装置が複写機１であることに限定されるものではなく、遠隔地から伝送された画像情報に基づき画像を形成するファクシミリ装置であってもよいし、コンピュータ等の外部機器からの画像情報に基づき画像形成処理を実行するプリンタ等であってもよい。

［４］上記の実施形態においては、本発明に係る電圧印加手段を備えた画像形成装置（複写機１）としてモノクロ印刷用のものを例として挙げているが、本発明は、画像形成装置がモノクロ印刷用のものであることに限定されるものではなく、カラー印刷が可能な画像形成装置（いわゆるカラー機）であってもよい。

本発明に係る画像形成装置の一例である複写機の内部構成の概要を説明するための正面断面視の説明図である。 ユニット構成されたドラムユニット部の一実施形態の概要を説明するための正面断面視の説明図である。 図１に示す複写機の主制御部による動作制御を説明するためのブロック図である。 研磨モードにおける感光体ドラム周面の研磨処理のフローの一実施形態を示すフローチャートである。 本発明に係る画像形成装置の変形形態における電気的な構成を示すブロック図である。 本発明に係る画像形成装置の変形形態における電気的な構成を示すブロック図である。 本発明に係る画像形成装置の変形形態における電気的な構成を示すブロック図である。

１ 複写機 １０ 本体部
１００ 画像形成部 １０１ 感光体ドラム（感光体）
１０２ 帯電部 １０２１ 帯電ワイヤ
１０３ 現像部（現像装置） １０３１ 現像ローラ
１０３２ トナー収納部 １０３３ 層規制ブレード
１０４ クリーニング部 １０４１ クリーニングローラ（研磨ローラ）
１０４２ クリーニングブレード
１０４３ 下端縁部 １０５ 露光部
１０５１ 露光レーザ １０６ 転写部
１０６１ 転写ローラ １０７ 除電部
１０８ 交流バイアス電圧記憶部
１０９ タイミング枚数記憶部
１０９１ 研磨時間記憶部 １１０ ドラムユニット部
１２０ 定着部 １２１ ヒートローラ
１２２ 圧ローラ １３１ 胴内排紙トレイ
１３２ 機外排紙トレイ
１３３ 排出ローラ １３４ 排出ローラ
１３５ 排出分岐ガイド １８ 枚数センサ
１４０ 電位差記憶部
１４１ Ｄｕｔｙ比記憶部
１４２ 回転速度比記憶部
１９ 電源装置
２０ 主制御部 ２１ 研磨タイミング判別部
２２ 交流バイアス電圧設定部
２３ 電位差設定部
２４ Ｄｕｔｙ比設定部
２５ 回転速度比設定部
３０ 画像記憶部 ４０ 画像処理部
２００ 原稿給送部 ３００ 原稿読取部
３０１ スキャナ ３０２ プラテンガラス
３０３ プラテンガラス ４００ 給紙部
４０１ 給紙カセット ４０３ 給紙部
４０４ 搬送経路 ４０５ 搬送経路
４０６ ピックアップローラ ４０９ 給紙ローラ
４１２ 搬送ローラ ４１３ 搬送ローラ
４１４ レジストローラ ５００ 操作表示部
５０１ スタートキー ５０２ テンキー
５０３ ディスプレイ
６００，７００ 駆動部

Claims (4)

1. 露光手段で露光されることにより周面に静電潜像が形成される像担持手段と、
   前記像担持手段に形成された静電潜像を現像剤により現像化する現像手段と、
   前記像担持手段の周面に対する前記露光手段からの所定の画像情報に基づく露光処理により形成された静電潜像に前記現像手段からトナーを供給することによって形成されたトナー像を用紙に転写する画像形成モードと、前記像担持手段の周面に供給されたトナーを研磨剤として用い所定の研磨ローラの軸心回りの回転で当該周面に研磨処理を施す研磨モードとの間でモードの切替を行うモード切替手段と、
   前記研磨モードにおいて、前記像担持手段の回転速度に応じて前記現像手段から像担持手段への研磨に要するトナーの供給量を制御する制御手段と、を備え、
   前記研磨モードは、研磨時間を同一として、前記像担持手段が第１の回転速度で実行される第１の研磨モードと、前記像担持手段が前記第１の回転速度よりも遅い第２の回転速度で実行される第２の研磨モードとを含み、
   前記制御手段は、前記現像手段から前記像担持手段への研磨に要するトナーの供給量を、前記第１の研磨モードが実行されるときは第１のトナー供給量とし、前記第２の研磨モードが実行されるときは前記第１のトナー供給量よりも供給量が多い第２のトナー供給量とする制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像手段に交流バイアスを印加するバイアス印加手段を備え、
   前記制御手段は、前記像担持手段の回転速度に応じて前記バイアス印加手段により印加される交流バイアスを制御し、
   前記制御手段は、前記交流バイアスを、前記第１の研磨モードが実行されるときは第１の交流バイアスとし、前記第２の研磨モードが実行されるときは前記第１の交流バイアスよりもバイアス値が大きい第２の交流バイアスとする制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記現像手段にバイアスを印加するバイアス印加手段を備え、
   前記制御手段は、前記像担持手段の周面の露光されない状態における表面電位をＶ０、前記現像手段に印加するバイアス電圧をＶｂとするとき、前記像担持手段の回転速度に応じて電圧（Ｖ０−Ｖｂ）を制御し、
   前記制御手段は、前記電圧（Ｖ０−Ｖｂ）を、前記第１の研磨モードが実行されるときは第１の電圧（Ｖ０−Ｖｂ）とし、前記第２の研磨モードが実行されるときは前記第１の電圧（Ｖ０−Ｖｂ）よりも値が小さい第２の電圧（Ｖ０−Ｖｂ）とする制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記現像手段に交流バイアスを印加するバイアス印加手段を備え、
   前記制御手段は、前記像担持手段の回転速度に応じて前記バイアス印加手段により印加される交流バイアスのＤｕｔｙ比を制御し、
   前記制御手段は、前記交流バイアスのＤｕｔｙ比を、前記第１の研磨モードが実行されるときは第１のＤｕｔｙ比とし、前記第２の研磨モードが実行されるときは前記第１のＤｕｔｙ比よりもＤｕｔｙ比が大きい第２のＤｕｔｙ比とする制御を行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
   

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