JP5186437B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は電子写真法を用いた画像形成装置に関し、特に感光体の帯電及び清掃に関するものである。

従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置には、像担持体（感光体）表面を帯電させるために帯電器が用いられている。帯電器としては、感光体と非接触に配置し、コロナ放電により感光体の表面を帯電させるコロトロン（若しくはスコロトロン）帯電器と、感光体に接触配置されて感光体を帯電する帯電ローラと、が知られている。しかし、近年、人体に有害なオゾンの排出量を減らすため、オゾン排出量がより少ない帯電ローラが採用されることが多くなっている。

このような帯電ローラを用いる画像形成装置においては、感光体の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像後、感光体表面にトナーが残留する。また、トナーと共に、シリカ、感光体を研磨するためトナーに外添処理される研磨剤としてのアルミナや酸化チタン等を含んだトナー外添剤や、炭酸カルシウム、タルク、カオリン等の用紙（記録媒体）の填料も残留する。このため、これら感光体上に残留するトナーやトナー外添剤等の異物は、クリーニングブレードを備えたクリーニング装置により回収するようになっている。

しかし、クリーニングブレードの先端部は、感光体表面の異物を掻き取るために感光体表面に圧接されており、感光体上の異物がクリーニングブレードとの間やその周辺に堆積する場合がある。また、堆積した異物がクリーニングブレードの圧接力や、トナーよりも粒径の小さいトナー外添剤等の静電気的な付着力によって、異物が感光体表面に強固に付着する場合があり、かかる場合には、画像不具合が発生する。特に、堆積した異物が高温高湿度環境下に放置された場合には、感光体に付着し易くなる。

そこで、かかる堆積した異物を除去する方法が提案されている。例えば、特許文献１には、クリーニングブレードに対する感光体の逆転方向にクリーニング体を設け、感光体の正転停止時に感光体を逆転させてクリーニング体によってクリーニングブレードと感光体との隙間の残留異物を除去することにより、感光体に対して良好なクリーニングを行う方法が開示されている。

一方、特許文献２には、複数の帯電ローラのうち感光体の回転方向上流側に設けた帯電ローラの動摩擦係数を、下流側に設けた帯電ローラの動摩擦係数よりも大きく設定し、上流側帯電ローラにより帯電ローラの表面汚染物質（異物）を捕集することによって、トナーやトナー外添剤及び研磨剤や用紙の填料等の帯電効率を低下させる要因に対処し、多数枚の画像形成でも均一に感光体表面を帯電可能とする方法が開示されている。

平４−９０５８５号公報 ２００７−１１４４１８号公報

しかし、特許文献１に示すような方法では、感光体を逆回転させる必要があるため、複雑な機構を設ける必要がある等、コストアップの要因となる。また、特許文献２は、帯電ローラの表面の異物を回収するための方法であって感光体表面への異物の付着を防止するための方法ではなく、感光体の動摩擦係数を可変させることについては何ら記載されていない。

本発明は、上記問題点に鑑み、複雑な構成を用いることなく異物の像担持体への付着を防止し、画像不具合を防止可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、所定の回転方向に回転しながら静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電ローラと、前記像担持体上に形成された静電潜像をトナー像とする現像手段と、該現像手段により現像されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を有し、記録媒体に画像の印字を行う画像形成部と、前記回転方向に対し前記帯電ローラの上流側且つ前記転写手段の下流側に配置され、前記像担持体上に残留する異物を掻き取りながら回収可能な掻き取り部材を有するクリーニング手段と、を備えた画像形成装置において、前記画像形成部による前記印字終了後、前記像担持体の動摩擦係数を前記印字時よりも大きくして前記像担持体を前記回転方向に回転させることにより、前記掻き取り部材周辺に堆積した前記像担持体上の前記異物を前記掻き取り部材よりも前記回転方向下流側へと解放することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記帯電ローラに印加される帯電バイアスを前記印字時よりも大きくすることにより、前記動摩擦係数を大きくすることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記帯電バイアスは、直流バイアスと交流バイアスとから成り、前記交流バイアスを前記印字時よりも大きくすることにより、前記動摩擦係数を大きくすることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記クリーニング手段に、前記像担持体表面を摺擦しながら前記異物を回収可能なクリーニング部材が設けられたことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記クリーニング手段に、前記像担持体表面を摺擦しながら前記異物を回収可能なクリーニング部材が設けられ、前記異物を解放して前記クリーニング手段により回収後、前記帯電ローラに対する前記帯電バイアスの印加を停止して前記像担持体を前記回転方向に回転させることにより、前記クリーニング部材により前記像担持体表面を摺擦することを特徴としている。

本発明の第１の構成によれば、画像形成部による印字終了後、所定の回転方向に回転しながら静電潜像が形成される像担持体の動摩擦係数を印字時よりも大きくして像担持体を上記回転方向に回転させることにより、掻き取り部材周辺に堆積した像担持体上の異物を掻き取り部材よりも回転方向下流側へと解放することによって、掻き取り部材周辺に堆積した像担持体上の異物を回収することが可能となる。これにより、複雑な構成を用いることなく異物の像担持体への付着を防止し、かかる付着による画像不具合を防止することができる。特に、異物が像担持体に付着し易い高温高湿度環境下に放置され場合には、より効果的である。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、帯電ローラに印加される帯電バイアスを印字時よりも大きくすることにより、動摩擦係数を大きくすることによって、より簡単な構成で堆積した異物を解放することが可能となる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、帯電ローラに印加する帯電バイアスを、直流バイアスと交流バイアスとから構成し、交流バイアスを印字時よりも大きくして像担持体の動摩擦係数を大きくすることによって、より容易且つ詳細に像担持体の動摩擦係数を大きくすることができる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第１〜第３のいずれかの構成の画像形成装置において、クリーニング手段に、像担持体表面を摺擦しながら異物を回収可能なクリーニング部材を設けることによって、解放した異物を回収するための部材を別途設ける必要がなく、より構成を簡単にできる。また、解放した異物を回収後、像担持体表面を研磨して動摩擦係数を低下させることも可能となる。

また、本発明の第５の構成によれば、上記第２または第３の構成の画像形成装置において、クリーニング手段に、像担持体表面を摺擦しながら異物を回収可能なクリーニング部材を設け、異物を解放してクリーニング手段により回収後、帯電ローラに対する帯電バイアスの印加を停止して像担持体を上記回転方向に回転させることにより、クリーニング部材で像担持体表面を摺擦することによって、解放した異物を回収するための部材を別途設ける必要がなく、より構成を簡単にできる。加えて、像担持体の研磨性能を向上させて動摩擦係数をより効率的且つ簡単に小さくすることができるため、次の印字時に及ぼす影響を回避することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略断面図 本実施形態の画像形成装置に用いられる感光体ドラム周辺の構成を示す概略拡大断面図 図２の感光体ドラム上のクリーニングブレード周辺に異物が堆積した状態を模式的に示す図 図３のクリーニングブレード先端部及び感光体ドラム表面周辺を示す拡大図 印字終了後、感光体ドラムの動摩擦係数が大きくなった状態を模式的に示す図 クリーニングブレードの先端部が振動する状態を模式的に示す図 堆積異物がクリーニングブレードよりも下流側に解放される状態を模式的に示す図 堆積異物をクリーニングブレードよりも下流側に解放して回収した後、感光体ドラム表面が摺擦される状態を模式的に示す図 堆積異物の解放の有無と、感光体ドラムへの堆積異物の付着量（白点面積率）と、の関係を示す図

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。画像形成装置１内には画像形成部Ｐが、搬送ベルト８の上方に配設されている。この画像形成部Ｐは、帯電、露光、現像及び転写の各工程により所定の画像を形成する。

この画像形成部Ｐには、可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム（像担持体）２が配設されており、感光体ドラム２上に形成されたトナー像が、画像形成部Ｐに隣接して移動する搬送ベルト８によって担持・搬送される用紙（記録媒体）６上に転写され、さらに、定着ユニット７において用紙６上に定着された後、装置本体より排出される構成となっている。駆動手段としての駆動モータ２５により感光体ドラム２を図１において時計回り（所定の回転方向）に回転させながら、感光体ドラム２に対する画像形成プロセスが実行される。

次に、画像形成部Ｐについて詳細に説明する。回転自在に配設された感光体ドラム２の周囲及び上方には、感光体ドラム２を帯電させる帯電ローラ３と、感光体ドラム２に画像情報を露光する露光ユニット４と、感光体ドラム２上にトナー像を形成する現像ユニット（現像手段）５と、搬送ベルト８によって搬送された用紙６にトナー像を転写する転写ローラ（転写手段）１７と、感光体ドラム２上に残留した現像剤（トナー）等を回収するクリーニング装置（クリーニング手段）９と、静電潜像を除去する除電器１０と、が設けられている。

先ず、帯電ローラ３によって感光体ドラム２の表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット４によって光照射し、感光体ドラム２上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像ユニット５は、感光体ドラム２と所定間隔を隔てて対向配置された現像ローラ５ａを有し、現像ユニット５には、トナーがトナーコンテナ１１によって所定量充填されている。このトナーは、現像ローラ５ａにより感光体ドラム２上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット４からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。なお、帯電ローラ３の詳細については後述する。

トナー像が転写される用紙６は、用紙６を収納する複数の給紙カセット１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、その上方に設けられるスタックバイパス（手差しトレイ）１２ｄに収容されており、給紙ローラ１３、レジストローラ１４を介して搬送ベルト８上へ供給され、感光体ドラム２の位置へと搬送される。搬送ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。

搬送ベルト８は、下流側の駆動ローラ１５と、上流側の従動ローラ１６とに掛け渡されており、搬送ベルト８が反時計回りに回転を開始すると、用紙６がレジストローラ１４から搬送ベルト８上へ搬送される。このとき画像書き出し信号がＯＮとなり、用紙６の所定位置にトナー像が転写されるように感光体ドラム２上に画像形成を行う。そして、感光体ドラム２の下部において、所定の転写電圧が印加された転写ローラ１７で電界付与することにより、感光体ドラム２上のトナー像が用紙６上に転写される。このようにして、画像形成部Ｐは、用紙６に画像の印字を行う。この用紙６は、搬送ベルト８上に静電吸着力で保持されている。

トナー像が転写された用紙６は、搬送ベルト８から離脱し、定着ユニット７へと搬送される。また、トナー像が転写された後の感光体ドラム２について、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、その表面に残留したトナー、トナー外添剤や用紙６の填料等の異物が、クリーニング装置９により回収される。搬送ベルト８から定着部７に搬送された用紙６は、定着ローラ７ａにより加熱及び加圧されてトナー像が用紙６の表面に定着され、所定の画像が形成される。なお、クリーニング装置９の詳細については後述する。

画像が形成された用紙６は、その後排出ローラ１８によって排出トレイ１９に排出される。また、装置本体内部には、駆動モータ２５の駆動電流値（負荷）を検知する検知手段としての電流計２６が設けられている。

図２は、本実施形態の画像形成装置に用いられる感光体ドラム周辺の構成を示す概略拡大断面図である。なお、図２では、搬送ベルト８、駆動モータ２５を省略して示した。図１と共通する部分には共通する符号を付して説明を省略する。感光体ドラム２としては、例えばアモルファスシリコン（α−Ｓｉ）製ドラムを用いることができる。また、感光体ドラム２は、駆動モータ２５（図１参照）により、図２中時計回りに回転するようになっている。

感光体ドラム２の上方には、感光体ドラム２表面と回転自在に当接し、該表面を帯電する帯電ローラ３が配置されている。帯電ローラ３は、例えば、表層に抵抗値１０⁵〜１０⁶Ω、表面粗さＲ_Z＝１０μｍのエピクロルヒドリンゴム（ＥＰＤＭ）を使用した導電性ゴムローラ等のソリッドタイプを好適に用いることができるが、特にこれに限定されるものではない。その他、例えば、発泡ゴムローラにチューブを被せたスポンジタイプや、導電性ブラシ等を用いることもできる。帯電ローラ３は、装置本体に従動可能に支持されており、感光体ドラム２に所定のニップ圧で圧接されている。

帯電ローラ３は、直流電源３０ａと交流電源３０ｂとから構成される印加手段としての電源３０と電気的に接続され、帯電ローラ３には直流バイアスに交流バイアスを重畳した帯電バイアスが印加されるようになっている。また、感光体ドラム２には、図示しない電源によりバイアスが印加されるようになっている。そして、正帯電トナーを用いる場合には、帯電ローラ３に正極性の帯電バイアスを印加することにより、感光体ドラム２を正に帯電させる。

クリーニング装置９には、感光体ドラム２表面に残留するトナー、トナー外添剤や用紙６の填料等の異物を掻き取りながら回収可能なクリーニングブレード（掻き取り部材）２１と、感光体ドラム２表面を摺擦しながら異物を回収可能なクリーニングローラ（クリーニング部材）２３と、が設けられている。

クリーニングブレード２１は、弾性材料から形成され、その先端部が感光体ドラム２表面に、該ドラムの回転方向（図２の時計回り）に対しカウンターとなるよう圧接されている。クリーニングブレード２１の材質、厚みや、感光体ドラム２に対する圧接力は、クリーニングブレード２１が感光体ドラム２に圧接されて印字時に異物を掻き取り可能であり、且つ、後述するように印字終了後の感光体ドラム２の動摩擦係数の増大によって異物を解放可能であれば、装置構成等に応じて適宜設定することができる。

クリーニングローラ２３は、金属シャフトの周囲にローラ体として弾性材料からなる発泡体層を形成した構造とすることができる。ローラ体の材質としては発泡体層を形成したＥＰＤＭゴムや、他の材質のゴムや発泡ゴム体であっても良い。クリーニングローラ２３は、不図示の駆動モータによって感光体ドラム２の回転方向と同方向及び逆方向に回転させることができる。また、クリーニングローラ２３に駆動力を与えず、感光体ドラム２に従動回転させることもできる。

クリーニングローラ２３が感光体ドラム２を直接、若しくはトナー外添剤に含まれる研磨剤を介して摺擦することにより、感光体ドラム２表面を研磨しながら該表面の異物を回収することができる。クリーニングローラ２３の周速は、例えば感光体ドラム２に対する周速差が±２０％となるように設定することにより、感光体ドラム２の研磨性能を向上させることができるが、特にこれに限定されるものではない。また、クリーニングローラ２３の周速や、回転方向等は、トナー外添剤の種類、感光体ドラム２の回転に及ぼす影響や、感光体ドラム２の研磨状態等に応じて適宜設定することができる。

感光体ドラム２表面の異物は、クリーニングブレード２１により掻き取られ、クリーニングローラ２３及び搬送スクリュー（不図示）によってトナー排出口（不図示）からクリーニング装置９の外部に設けられた廃棄トナーボトル（不図示）に搬送される。なお、図示しないが、クリーニング装置９には、クリーニングローラ２３表面のトナー外添剤を含む異物を所定の層厚とするためのスクレーパや、クリーニング装置９内の異物を外部に漏らさないためのウレタンシール等も設けられている。

図３は、図２の感光体ドラム上のクリーニングブレード周辺に異物が堆積した状態を模式的に示す図であり、図４は、図３のクリーニングブレード先端部及び感光体ドラム表面周辺を示す拡大図である。

このようなクリーニング装置９を設けることによって、異物の大部分は回収される。しかし、クリーニングブレード２１の掻き取りによって、図３及び図４に示すように、クリーニングブレード２１の先端部と感光体ドラム２との間等、クリーニングブレード２１の周辺に感光体ドラム２上の異物が溜まって堆積するおそれがある。

そして、堆積した異物が、クリーニングブレード２１の感光体ドラム２に対する圧接力や、トナーよりも粒径の小さいトナー外添剤等の静電的な付着力等によって、感光体ドラム２に強固に付着する場合がかる。特に、堆積した異物が高温や高湿度環境下に一定期間放置されると、感光体ドラム２に付着し易くなる。かかる場合、印字時において、強固に付着した異物が感光体ドラム２の回転と共にクリーニングブレード２１の下流側に移動すると、露光ユニット４からのレーザ光は異物を透過できないため、異物が付着した部分において画像不具合が発生するおそれがある。

そこで、印字終了後、感光体ドラム２の動摩擦係数を印字時よりも大きくして感光体ドラム２を回転させることにより、クリーニングブレード２１の周辺に堆積した感光体ドラム２上の異物（以下、堆積異物という）をクリーニングブレード２１の下流側に摺り抜けさせて解放することによって、感光体ドラム２への異物の付着を防止することとした。

なお、感光体ドラム２の動摩擦係数が大きくなると、駆動モータ２５のトルク負荷が増加し電流計２６で検知される駆動電流値が増加するため、動摩擦係数と駆動電流値との相関を予備実験等で調べることによって、駆動電流値から動摩擦係数を算出することができる。

図５は、印字終了後、感光体ドラムの動摩擦係数が大きくなった状態を模式的に示す図であり、図６は、クリーニングブレードの先端部が振動する状態を模式的に示す図であり、図７は、堆積異物がクリーニングブレードよりも下流側に解放される状態を模式的に示す図である。

なお、図５〜図７においては、説明の便宜上、感光体ドラム２表面の変質状態を模式的に示したが、感光体ドラム２表面の変質は、後述するように放電生成物の付着によって感光体ドラム２表面に生じる程度の微細なものであり、また感光体ドラム２表面に対する放電生成物の付着状態によってその発生状態や分布等も異なる。

感光体ドラム２を帯電する際、帯電ローラ３の放電により、オゾン等の放電生成物が発生して感光体ドラム２表面に付着すると、該表面が変質して粗くなる（図５の領域Ａ参照）。これにより、感光体ドラム２の表面の平滑性が低下し、動摩擦係数が大きくなる。また、放電生成物の発生量等が多くなる程、感光体ドラム２の動摩擦係数は大きくなり、放電生成物の発生量は、交流バイアスすなわち交流電源３０ｂの出力電圧に比例する。

ここで、感光体ドラム２の動摩擦係数が大きくなると、感光体ドラム２に圧接されたクリーニングブレード２１に対する負荷が大きくなり、クリーニングブレード２１のエッジ欠損やめくれ等が発生するおそれがある。従って、通常の印字時には、クリーニングブレード２１に負荷がかからないように動摩擦係数が設定されている。

例えば、感光体ドラム２の外径を３０ｍｍ、感光層の膜厚を２０μｍ、長さを２５４ｍｍと設定し、帯電ローラ３の外径を１２ｍｍ、芯金の外径を６ｍｍ、長さを２２０ｍｍと設定した場合には、帯電バイアスの直流バイアスを４００Ｖ、交流バイアスのＶｐｐを１．４ｋＶ、周波数を１．５ｋＨｚに設定し、帯電ローラ３により周速１５０ｍｍ／ｓで回転する感光体ドラム２を帯電することにより、印字時の感光体ドラム２の表面電位を約２５０Ｖ、動摩擦係数を約０．３に設定できる。これにより、クリーニングブレード２１に負荷がかかることなく感光体ドラム２を帯電して印字を行うことが可能となる。

そして、かかる帯電条件での印字終了後、交流バイアスを印字時よりも大きくすることにより、感光体ドラム２の動摩擦係数が印字時よりも大きくなるように設定する。例えば、印字終了後、交流バイアスのＶｐｐを印字時の１．４ｋＶよりも大きい２ｋＶと設定する。

すなわち、帯電バイアスの直流バイアスを４００Ｖ、交流バイアスのＶｐｐを２ｋＶ、周波数を１．５ｋＨｚに設定し、帯電ローラ３により周速１５０ｍｍ／ｓで回転する感光体ドラム２を帯電することにより、感光体ドラム２の表面電位を印字時と同じ約２５０Ｖ、動摩擦係数を印字時の約０．３よりも大きい約０．８に設定することができる。

これにより、図５に示すように、粗くなった感光体ドラム２の表面が回転しながらクリーニングブレード２１の先端部と当接すると、図６に示すように、クリーニングブレード２１の先端部と感光体ドラム２表面との間にスティック−スリップ現象が生じ、その先端部が径方向に振動する。かかる振動により、図７に示すように、クリーニングブレード２１の先端部と感光体ドラム２との間に隙間が生じ、堆積異物をクリーニングブレード２１の下流側に摺り抜けさせて解放することができる（図７の白抜き矢印参照）。

そして、解放された堆積異物は、感光体ドラム２の回転と共に移動し、クリーニング装置９においてクリーニングローラ２３により回収される（図２参照）。なお、堆積異物の一部は、帯電ローラ３表面に付着する場合もあるが、かかる場合には、帯電ローラ３表面を清掃可能な補助クリーニングローラ等を別途設けることもできる。また、印字終了後には、転写ローラ１７に対する転写電圧の印加が停止しており、転写ローラ１７への異物の付着は防止されている。

このように、印字終了後、感光体ドラム２の動摩擦係数を印字時よりも大きくすることにより、堆積異物を、クリーニングブレード２１よりも下流側に解放してクリーニング装置９で回収することができる。なお、印字時及び堆積異物の解放時の動摩擦係数は、クリーニングブレード２１への負荷、堆積異物の解放状態や、感光体ドラム２表面への影響等を考慮して適宜設定することができる。

また、感光体ドラム２表面の動摩擦係数が大きいまま次の印字を行うと、上記の通り、クリーニングブレード２１に負荷がかかる。図８は、堆積異物をクリーニングブレードよりも下流側に解放して回収した後、感光体ドラム表面が摺擦される状態を模式的に示す図である。そこで、図８に示すように帯電ローラ３に印加する帯電バイアス、すなわち直流バイアス及び交流バイアスを停止（図に破線で示す）して感光体ドラム２を回転させて、クリーニングローラ２３により感光体ドラム２の表面を研磨することとした。

これにより、帯電バイアスの印加停止により感光体ドラム２表面の更なる変質を抑制した状態で、クリーニングローラ２３により感光体ドラム２表面を研磨することができるため、研磨性能を向上させることができ、効率的且つ簡単に感光体ドラム２の動摩擦係数を堆積異物の解放時よりも小さくすることができる（図８の領域Ｂ参照）。

従って、次の印字時に再び帯電バイアスを印加することにより、例えば上記の通り感光体ドラム２の動摩擦係数を約０．３に設定することができ、次の印字時への影響を回避することができる。そして、感光体ドラム２の動摩擦係数を小さくした後、装置本体を停止することができる。また、引き続き、次の印字を行うこともできる。

上記した通り、感光体ドラム２の動摩擦係数を印字時よりも大きくして、クリーニングブレード２１よりも下流側に堆積異物を解放することにより、堆積異物をクリーニング装置９で回収することができる。これにより、複雑な構成を用いることなく異物の感光体ドラム２への付着を防止可能となり、かかる付着による画像不具合を防止することができる。特に、堆積異物が感光体ドラム２に付着し易い高温高湿度環境下に放置された場合でも、その付着を防止でき、より効果的である。

なお、堆積異物の解放は、印字終了後であれば特に限定されない。しかし、上記した通り、堆積異物の感光体ドラム２への強固な付着は、感光体ドラム２に対する異物の付着性やクリーニングブレード２１の圧接力、放置される環境条件等に影響される。従って、例えばかかる観点を考慮し、異物の付着性、圧接力や環境条件等に応じて例えば、印字終了直後や印字終了から所定時間経過後、若しくは印字枚数に応じて定期的に、堆積異物の解放を行うことが好ましい。

また、印字終了後に交流バイアスを大きくしており、かかる大きな交流バイアスを帯電ローラ３に対して印字中に常時印加する必要がないため、印加時間を短くすることができる。従って、クリーニングブレード２１への負荷を軽減し、その損傷を防止することができる。かかる印加時間は、堆積異物の解放状態やクリーニングブレード２１への負荷のかかり具合等に応じて適宜設定することができる。

また、本実施形態では、帯電ローラ３に印加する帯電バイアスを印字時よりも大きくすることにより感光体ドラム２の動摩擦係数を大きくしたため、より簡単な構成で感光体ドラム２の動摩擦係数を大きくすることができる。しかし、別途、感光体ドラム２の動摩擦係数を大きくするための放電手段を設けることもできる。

また、本実施形態では、帯電ローラ３に印加する帯電バイアスを、直流バイアスと交流バイアスとから構成し、印字終了後、交流バイアスを印字時よりも大きくすることにより、感光体ドラム２の動摩擦係数を大きくしたため、感光体ドラム２の表面電位を印字時と略同じにしつつ、感光体ドラム２の動摩擦係数を、より容易且つ詳細に設定することができる。

しかし、印字終了後の帯電バイアスは、本実施形態に特に限定されるものではなく、感光体ドラム２の動摩擦係数、堆積異物の解放状態や、感光体ドラム２に及ぼす損傷等を考慮して適宜設定することができる。例えばその他、直流バイアスと交流バイアスとを重畳させることなくそれぞれ独立して帯電ローラ３に印加することも、直流バイアスのみを大きくすることも可能である。

また、本実施形態では、クリーニングローラ２３により解放した堆積異物を回収することとしたため、より簡単な構成で堆積した異物の回収が可能となる。しかし、解放した堆積異物の回収方法は特に限定されず、その他の回収手段を別途設けることもできる。

また、本実施形態では、解放した堆積異物をクリーニングローラ２３により回収した後、帯電ローラ３に対する帯電バイアスの印加を停止して感光体ドラム２を回転させて、クリーニングローラ２３により感光体ドラム２の表面を摺擦したため、感光体ドラム２の研磨性能を向上させ、動摩擦係数を効率的且つ簡単に小さくすることができ、次の印字時に及ぼすクリーニングブレード２１への影響を回避することができる。

なお、印字時に所定の動摩擦係数（例えば上記した約０．３）に設定する点では、研磨（摺擦）後の感光体ドラム２の動摩擦係数は、印字時よりも小さくすることが好ましく、例えば、印字前の動摩擦係数と印字時の帯電によって得られる動摩擦係数との関係を予め調べ、かかる関係に基づいて摺擦後の動摩擦係数を適宜設定することができる。

その他、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態で用いた感光体ドラム２の外径、感光層の膜厚、長さ等の構成、帯電ローラ３の外径、芯金の外径、長さ等の構成や、感光体ドラム２の周速等は、クリーニングブレード２１の材質や、トナー、トナー外添剤、用紙６の種類や、装置構成等に応じて適宜設定可能である。

また、本実施形態では、感光体ドラム２としてα−Ｓｉ製ドラムを用いたため、膜減りを抑制して感光体ドラム２の寿命を長くすることができるが、その他、有機感光体を用いることもできる。また、本発明は、タンデム式のカラープリンタ、デジタル複合機やタンデム式のカラー複写機、アナログ方式のモノクロ複写機等の複写機、或いはファクシミリ等、種々の画像形成装置に適用可能である。

以下、本発明について実施例により更に具体的に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。

図１に示した本発明の実施形態に係る画像形成装置１を用いて連続印字を行い、堆積異物の解放の有無と画像不具合との関係を調べた。感光体ドラム２として、外径３０ｍｍ、感光層の膜厚２０μｍ、長さ２５４ｍｍのα−Ｓｉ製ドラムを用い、帯電ローラ３として、外径１２ｍｍ、芯金の外径６ｍｍ、長さ２２０ｍｍのＥＰＤＭ製ローラを用いた。また、感光体ドラム２の周速は１５０ｍｍ／ｓとし、帯電ローラ３は感光体ドラム２に従動回転することとした。

また、印字時には、感光体ドラム２の表面電位が約２５０Ｖ、動摩擦係数が約０．３となるように、帯電ローラ３に印加する直流バイアスを４００Ｖ、交流バイアスのＶｐｐを１．４ｋＶ、周波数を１．５ｋＨｚに設定した。

また、堆積した異物の解放を行う場合には、一旦印字を終了後、感光体ドラム２の表面電位が約２５０Ｖ、動摩擦係数が約０．８となるように、帯電ローラ３に印加する直流バイアスを４００Ｖ、交流バイアスのＶｐｐを２ｋＶ、周波数を１．５ｋＨｚに設定し、感光体ドラム２を周速１５０ｍｍ／ｓで回転させて堆積異物を解放し、クリーニング装置９により回収した。かかる回収後、帯電ローラ３への帯電バイアスの印加を停止し、クリーニングローラ２３の感光体ドラム２に対する周速差を−２０％として感光体ドラム２を回転させて、感光体ドラム２の研磨を行った。また、かかる研磨後、連続印字を再開した。

感光体ドラム２への異物の付着量の測定は、次のことを考慮して行った。すなわち、感光体ドラム２の表面において異物が付着した部分は、露光ユニット４からのレーザ光が異物を透過できないため、ベタ画像を印字した際に白点画像となり、画像不具合が生じる。また、感光体ドラム２上においてクリーニングブレード２１の周辺の堆積異物が付着した場合には、トナー像と共に用紙６に印字され、感光体ドラム２上における周方向の所定位置に形成されたトナー像は、印字された画像の用紙搬送方向の所定位置に配置される。

そこで、印字された画像の用紙搬送方向において、感光体ドラム２上のクリーニングブレード２１の先端部に相当する位置から上流側及び下流側に１ｍｍ、幅方向に２２０ｍの領域に存在する白点の面積率を調べることによって、感光体ドラム２表面への異物の付着量を調べることとした。

また、例えばＡ４縦サイズの用紙６に画像を印字する場合、感光体ドラム２を約３回転させて画像を形成するため、上記クリーニングブレード２１周辺に相当する領域は３つ形成されるが、例えばそのうちの１つの領域について白点面積率を調べた。しかし、用紙６のサイズは他のサイズとすることもでき、感光体ドラム２の外径や用紙６のサイズに応じて、全ての上記領域、若しくはいずれか２つ以上の上記領域について白点面積率を調べてもよく、これらは特に限定されない。

そして、上記した条件で、堆積異物の解放を行うことなく印字率５％のベタ画像をＡ４縦サイズの用紙６に５００００枚連続印字した。また、連続印字において印字５０００枚毎に、装置本体を特に異物が付着し易い３３％、８５％ＲＨの高温高湿度環境下に１日（２４時間）放置した後、印字再開後の１枚目に印字された画像について感光体ドラム２表面への異物の付着量を調べた（比較例）。結果を図９に示す。

一方、連続印字において印字５００枚毎に上記した条件で堆積異物の解放を行うこと以外は比較例と同様にして、５００００枚の連続印字を行い、印字５０００枚毎に上記高温高湿度環境下に放置後、印字再開後の１枚目に印字された画像について感光体ドラム２への異物の付着量を調べた（実施例）。結果を図９に示す。

図９は、堆積異物の解放の有無と、感光体ドラムへの堆積異物の付着量（白点面積率）と、の関係を示す図である。図９に示すように、堆積異物の解放を行わない比較例では、高温高湿度環境下に放置されることにより、白点面積率が大きくなり、感光体ドラム２の表面への異物の付着が認められた。また、印字枚数が経過する程、白点面積率が大きくなり、異物の付着量が増加することも認められた。

これに対し、堆積異物の解放を行った実施例では、高温高湿度環境下に放置されても、白点面積率は略０となり、感光体ドラム２の表面への異物の付着は殆ど認められなかった。また、印字枚数が増加しても、白点面積率は略０のままであり、異物の付着は殆ど認められなかった。

この結果、堆積異物の解放を行うことにより、かかる解放を行わない場合よりも顕著に、感光体ドラム２への異物の付着を防止できることがわかった。また、高温高湿度環境下に放置されても、感光体ドラム２への異物の付着を防止できることもわかった。さらに、連続印字においても経時的な感光体ドラム２への異物の付着を防止できることもわかった。なお、上記実施例で用いた実験条件は、一例に過ぎず、適宜設定することができる。

本発明は、画像形成部による印字終了後、所定の回転方向に回転しながら静電潜像が形成される像担持体の動摩擦係数を印字時よりも大きくして像担持体を上記回転方向に回転させることにより、掻き取り部材周辺に堆積した像担持体上の異物を掻き取り部材よりも回転方向下流側へと解放するものである。

これにより、異物の像担持体への付着を防止し、かかる付着による画像不具合を防止することができるため、メンテナンスが容易となり、作業者の負担を軽減すると共に経済性にも優れる。また、帯電ローラに印加される帯電バイアスを印字時よりも大きくすることにより、動摩擦係数を大きくすることによって、複雑な構成を用いることなく異物を回収することが可能となる。

また、帯電ローラに印加する帯電バイアスを、直流バイアスと交流バイアスとから構成し、印字終了後、交流バイアスを印字時よりも大きくして像担持体の動摩擦係数を大きくすることにより、より容易且つ詳細に像担持体の動摩擦係数を大きくすることができる。また、クリーニング手段に、像担持体表面を摺擦しながら回収可能なクリーニング部材を設けることにより、より構成を簡単にできると共に、解放した異物を回収後、動摩擦係数を低下させることも可能となる。

また、異物を解放してクリーニング手段により回収後、帯電ローラに対する帯電バイアスの印加を停止して像担持体を上記回転方向に回転させ、クリーニング部材により像担持体表面を摺擦することによって、簡単な構成で像担持体の動摩擦係数をより効率的且つ簡単に小さくすることができ、次の印字時に及ぼす影響を回避することができる。

１ 画像形成装置
２ 感光体ドラム（像担持体）
３ 帯電ローラ
５ 現像ユニット（現像手段）
９ クリーニング装置（クリーニング手段）
１７ 転写ローラ（転写手段）
２１ クリーニングブレード（掻き取り部材）
２３ クリーニングローラ（クリーニング部材）
２５ 駆動モータ
２６ 電流計
３０ 電源
３０ａ 直流電源
３０ｂ 交流電源
Ｐ 画像形成部

Claims (2)

1. 記録媒体に画像の印字を行う画像形成装置であって、
   所定の回転方向に回転しながら静電潜像が形成される像担持体と、
   前記像担持体を帯電する帯電ローラと、
   前記像担持体上に形成された静電潜像をトナー像とする現像手段と、
   該現像手段により現像されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
   前記回転方向に対し前記帯電ローラの上流側且つ前記転写手段の下流側に配置され、前記像担持体上に残留した異物を掻き取りながら回収可能な掻き取り部材と前記像担持体表面を摺擦しながら前記異物を回収可能なクリーニング部材を有するクリーニング手段と、
   を備え、
   前記印字終了後、前記帯電ローラに印加される帯電バイアスを前記印字時よりも大きくすることにより前記像担持体の動摩擦係数を前記印字時よりも大きくして前記像担持体を前記回転方向に回転させることにより、前記掻き取り部材周辺に堆積した前記像担持体上の前記異物を前記掻き取り部材よりも前記回転方向下流側に解放し、
   前記異物を解放して前記クリーニング手段により回収後、前記帯電ローラに対する前記帯電バイアスの印加を停止して前記像担持体を前記回転方向に回転させることにより、前記クリーニング部材により前記像担持体表面を摺擦し、摺擦後の前記動摩擦係数を前記印字時よりも小さくする
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記帯電バイアスは、直流バイアスと交流バイアスとから成り、
   前記交流バイアスを前記印字時よりも大きくすることにより、前記動摩擦係数を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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