JP5312007B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
本実施例では、感光体として回転ドラム型の電子写真感光体(感光ドラム)を備えている。この感光ドラム1は負帯電特性のOPC(有機光半導体)で形成された感光層を有している。感光ドラム1は直径84mmに形成されていて、中心支軸(不図示)を中心に285mm/secのプロセススピード(周速度)をもってドラム駆動部(モータ)40の駆動力により矢印方向に回転駆動される。
本実施例では、図2に示すように第一帯電手段としてコロナ帯電器2が設けられている。
帯電処理された感光ドラム1表面に静電潜像を形成する露光器としての像露光装置3を備えている。像露光装置3は本実施例では、半導体レーザを用いたレーザビームスキャナを用いたが、これに限定されるわけではなくLEDによる露光方式を採用してもなんら問題はない。本実施例では、帯電面を露光信号に応じて露光する。露光部は―150Vの電位となり、静電潜像が形成される。
トナー像形成手段(現像手段)となる現像装置(現像器)4は、感光ドラム1上の静電潜像をトナー像として可視化する。本実施例では、現像装置4として二成分磁気ブラシ現像方式の反転現像装置を用いた。現像装置4は、現像容器4a、現像スリーブ4bを有している。現像容器4a内にはトナーと磁性キャリアとの混合物である二成分現像剤が収容されている。本実施例では磁性キャリアの抵抗は約5×108Ω・cm、平均粒径は35μmとした。トナーは磁性キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。現像スリーブ4bは、感光ドラム1との最近接距離(S−Dギャップ)を約250μmに保持した状態で、感光ドラム1に近接するように対向配置されている。この感光ドラム1と現像スリーブ4bとの対向部が現像部となる。
転写手段として転写装置5を示す。本実施例では、中間転写体である中間転写ベルト5aと、転写回転体である一次転写ローラ5bと、二次転写手段である二次転写内ローラ5cと二次転写外ローラ5dと、を用いた転写装置である。一次転写ローラ5bは感光ドラム1表面に所定の押圧力を持って圧接しており、そのニップ部が転写部Tとなる。中間転写ベルト5aは感光ドラム1と一次転写ローラ5bとの間に挟持されて搬送される。転写電源である高圧電源30からトナーの正規帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写バイアス(本実施例は+1.6kv)が一次転写ローラ5bに印加されることで、中間転写ベルト5a表面に感光ドラム1上のトナー像が順次に静電転写されていく。本実施例では一次転写ローラ5bへの印加電圧は、ATVC(Active Transfer Voltage Control)制御によって決定された電圧値を印加する。ATVC制御は、予め決められた2点の電圧値に対する電圧―電流特性より2点補間による演算処理から所望の電流値に対する電圧値を決定する制御である。中間転写ベルト5a上のトナー像は次に二次転写内ローラ5cと二次転写外ローラ5dにより形成される二次転写部にて搬送されてきた記録材Pに転写される。
本実施例の清掃手段であるクリーニング装置は、回転可能なファーブラシ6aと清掃部材としてのクリーニングブレード7を有する構成である。クリーニング装置はファーブラシ6aとクリーニングブレード7により除去されたトナーを収容する回収トナー容器6bを有する。転写工程後に感光ドラム1上に残留したトナーはファーブラシ6aの回転により回収トナー容器6bに回収される。本実施例ではクリーニングブレード7はウレタンゴムの弾性体からなり、感光ドラム1表面に所定の押圧力をもって圧接し、ファーブラシ6aで回収できなかった転写残トナーを除去し、トナーを回収トナー容器6bに回収する。
本実施例では、画像形成装置には、第1の除電手段である帯電前露光器(前露光ランプ)8と、第2の除電手段であるクリーニング前露光器(クリーニング前露光ランプ)9とからなる除電装置が配置されている。この除電装置により1次転写工程後の感光ドラム1表面上の電位をリセットする。本実施例では、帯電前露光器8及びクリーニング前露光器9として中心波長660nmのスタンレー社製のLEDチップ(発光部)をアレイ状に加工したものを使用した。帯電前露光器8及びクリーニング前露光器9は、それぞれの駆動制御部としての帯電前露光器駆動回路、クリーニング前露光器駆動回路に接続されている。帯電前露光器駆動回路及びクリーニング前露光器駆動回路はそれぞれ、後述する図3の制御部100によって、光照射のON/OFFタイミング、出力値(光量)等の条件が制御される。
本実施例では、補助帯電電源としての高圧電源30から負極性のバイアスが印加されることで、感光ドラム1上に形成されたトナー像を帯電するための放電可能である補助帯電器である第二帯電器10を有する。この第二帯電器10は、感光ドラム1上に形成されたトナー像を乱すことを防止するために、感光ドラム1に対して非接触であるコロナ帯電器を用いている。
本実施例では、記録材上のトナー像を記録材に定着するための定着手段としての定着装置11を有する。定着装置11は、ヒータ11cを有する定着部材(定着ローラ)11aと定着部材に圧接し、記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧部材(加圧ローラ)11bを有する。記録材上のトナー像は、熱と圧により記録材に定着される。
(イオン生成物の除去について)
画像形成装置で画像形成を行う際に感光ドラムを帯電するためのコロナ帯電器2と感光ドラム1との間にスコロトロンあるいはコロトロン放電を生じさせると、空気中の酸素O2は、
以下の反応式により
3O2→2O3 (式1)
オゾンO3が生成される。
NO2+O2−→NO3 − (式2)により硝酸イオンNO3 −が生成される。硝酸イオンNO3 −は、空気中の炭化水素類CnHnと吸着反応することで硝酸HNO3が生成される。
NO2+OH−→HNO3 (式3)により硝酸HNO3が生成される。さらに硝酸イオンNO3 −は二酸化窒素NO2との吸着反応により、
NO3 −+NO2→N2O5 (式4)により五酸化二窒素N2O5のイオン結晶を生成させる。五酸化二窒素N2O5はエアロゾルとの吸着等により硝酸HNO3が生成される。生成された硝酸HNO3が感光ドラム1表面上に付着、堆積することにより表層との酸化反応によりイオン生成物が生成され、本課題の一因である硝酸イオン物質が生成されることになる。
NO3+H2O+2e−→NO2+2OH (式5)の反応により、硝酸イオンを還元し、また放電により発生する紫外線により硝酸イオンを亜硝酸イオンに分解することにより表層及び近傍中の硝酸イオンの自然分解を促進する。さらに正の放電雰囲気中における高濃度のNOx環境により亜硝酸イオンを触媒とする自己酸化還元反応により、より硝酸イオンの還元反応を活性化させている(出典:Journal of Molecular Catalysis、154〜203頁(2000年)、東工大クロニクルNo.410(2006)、化学工業統計月報、化学工学量論、化学量論)。
本発明における実施形態に関するブロック図、除去制御フロー及びシーケンスについて説明する。図3は本実施形態における、画像形成装置内の制御系を示すブロック図である。図3を基に本参考例で動作させる制御に関する制御フローを述べる。
〔1〕操作部200からの除去制御実行指示による実行
〔2〕画像形成枚数が500枚毎に実行(画像形成枚数とは、記録材の一面に画像を形成すると1枚とカウントされるものである)
とした。
〔1〕による動作は、画像形成装置の操作部に実行指示ボタンが設けられており、ユーザがこのボタンを押すと、5分間、第二帯電器10に+1.6kVの電圧が印加されるものである。この間は、画像形成動作は行われない。
他の参考例について説明する。本参考例では、画像形成装置の構成及び除去制御の動作は参考例1の構成と同様であるが、新たに、画像形成装置の環境に応じて除去制御の動作の実行が行われるものである。具体的には、絶対水分量を算出し、絶対水分量が大きい環境では、除去制御フローの実行を行うものである。制御部100は絶対水分量を算出する算出部の機能を有する。その理由としては、絶対水分量が大きい環境では、感光ドラム1の表面に水分が付着する。その結果、感光ドラム1の表面抵抗が低下やすくなり、画像が不鮮明となる異常画像が生じやすい。感光ドラム上に残留しているイオン生成物の量が多くなると、その傾向は、より顕著となる。そのため、本実施例では、イオン生成物による影響を小さくすることで、絶対水分量が大きい環境であっても、感光体の表面抵抗の低下を小さくすることを目的とする。
P2=P1×H/100 (1−2)
P3=760mmHg−P2 (1−3)
M=0.622×P2/P3×1000 (1−4)
次に、算出された絶対水分量Mが予め設定されている制御開始閾値aと比較を行う(S004)。M<aなる条件を満たした場合には、参考例1に記載されている除去動作を行わず、画像形成信号の入力を待機する待機状態へ移行する(S007)。一方で、M≧aの場合には、実施例1の除去制御動作を実行し(S005)、その後待機状態へ移行する(S006)。
除去制御の実行/非実行による画像弊害の発生比較を下記の要領にて確認した。カラー画像をA3サイズの記録材を毎分20枚出力できる画像形成装置を使用した。また、高温高湿(30℃90%)環境下にて、A3用紙にてカラーのハーフトーン画像にて連続耐久し、一方は500枚毎に制御を実行し、他方は非実行にて連続耐久を行い、500枚毎における17階調パターン画像を出力し評価した。なお、この検討際には、本発明の効果の差を明確にするため、画像を出力する以外の他の制御の実行は行わず、画像の出力のみを行うものとした。ここで、ハーフトーン画像とは、スクリーン線数168線にて256階調のうち48階調目を使用した画像である。
Vcont(0)=Vd−Vdc (2−2)
Vcont(n)=Vcont(0)−(Vh(n)−Vdc)n=1〜16 (2−3)
Vcont(n):各階調における現像コントラスト、Vd:暗電位、Vh(n):各階調における潜像電位
Vdc:現像バイアス電位
現像コントラストに対する濃度の関係においても、本発明の制御を実行しなかった感光ドラムにおいては、新品状態と比較すると、同じコントラストに対して低コントラスト部では濃度低下を、高コントラスト部では濃度上昇が見られている。これは画像流れが発生した際における非作像領域への電荷流れが発生していることにより、静電潜像の乱れた状態を示している。しかし、本実施例を適用した場合における潜像特性は初期と比較しても変化量が小さく、本発明の除去制御の効果が高いことがこの検証から理解できる。
2 帯電器
3 露光装置
4 現像装置
5 転写装置
6 クリーニングブレード
7 クリーニングファーブラシ
8 帯電前露光器
9 クリーニング前露光器
10 第二の帯電装置
Claims (3)
- 回転可能な感光体と、
前記感光体の表面を放電によって帯電する帯電器と、
トナーの正規の帯電極性と同極性の帯電電圧を前記帯電器に印加する帯電電源と、
前記帯電器により帯電された感光体の表面を露光する露光器と、
前記露光器により形成された前記感光体の表面の静電潜像をトナーで現像する現像器と、
前記現像器により形成されたトナー像が前記感光体から一次転写されるとともにこれを記録材に二次転写するための中間転写体と、
前記中間転写体を押圧して前記感光体に圧接させることにより一次転写部を形成する転写回転体と、
前記転写回転体にトナーの正規の帯電極性とは逆極性の一次転写電圧を印加する転写電源と、
前記感光体の表面を清掃する清掃部材と、
前記帯電電源から前記帯電電圧を前記帯電器に印加することなく前記転写電源から前記一次転写電圧と同極性の電圧を前記転写回転体に印加して前記一次転写部において放電を生じさせることにより前記感光体からイオン生成物を除去する除去動作を、前記感光体を起動させてから少なくとも1回転以上にわたって実行させる制御部と、を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記除去動作の実行を指示するための操作部を有し、前記制御部は前記操作部での指示により前記除去動作を実行させることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記現像器による現像を実行させることなく前記除去動作を実行させる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。
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