JPH04234066A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像形成装置に関する。

【０００２】より詳しくは、第１の画像担持体と、該画
像担持体に接触し該画像担持体を帯電する帯電手段を含
む作像プロセス手段とを相対移動させて該第１の画像担
持体に目的の画像情報に対応した可転写粒子像を形成さ
せ、該可転写粒子像は第２の画像担持体に転写させ、像
転写後の第１の画像担持体はクリーニング手段でクリー
ニングさせて繰返して作像に供する構成の画像形成装置
に関する。

【０００３】上記において繰返して使用される第１の画
像担持体は、例えば、ドラム型・エンドレスベルト型・
シート型・ウエブ型・円弧面型などの電子写真感光体・
静電記録誘電体などである。

【０００４】帯電手段を含む作像プロセス手段は、例え
ば、電子写真プロセス機器・静電記録プロセス機器等で
ある。

【０００５】相対移動は、定置配設の作像プロセス手段
に対してドラム型・エンドレスベルト型・シート型・ウ
エブ型・円弧面型等の第１の画像担持体を回転駆動・回
動駆動・走行駆動・揺動駆動等させる構成でも、停止の
第１の画像担持体に対して作像プロセス手段を移動駆動
させる構成でもよい。

【０００６】第２の画像担持体は、例えば、転写用紙・
プリント用紙・ＯＨＰシート・封筒・葉書等である。

【０００７】

【従来の技術】図７にこの種の画像形成装置の一例の概
略図を示した。本例は電子写真プロセス利用の転写式複
写機もしくはプリンタである。

【０００８】１は第１の画像担持体としてのドラム型電
子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）である。この
感光ドラム１は矢示Ａの時計方向に所定の周速度（プロ
セススピード）をもって回転駆動される。

【０００９】２は帯電手段としての帯電ローラである。 この帯電ローラ２は感光ドラム１に圧接して感光ドラム
１の回転に従動して回転し、バイアス電源２ＡからＡＣ
電圧を重畳されたＤＣ電圧が印加される。この帯電ロー
ラ２により回転感光ドラム１の周面が所定の極性・電位
に一様に接触方式で帯電処理される。

【００１０】その回転感光ドラム１の帯電処理面に不図
示の露光手段（原稿像の結像露光手段、レーザービーム
スキャナ等）により目的画像情報の露光３がなされて回
転感光ドラム１面に目的画像情報に対応した静電潜像が
形成されていく。

【００１１】その形成静電潜像は現像器４の荷電粒子（
トナー）５で正規現像又は反転現像により可転写粒子像
（トナー像）５ａとして顕画化される。

【００１２】次いでそのトナー像は感光ドラム１と該ド
ラムに圧接している転写手段としての転写ローラ７との
ニップ部（転写部）に給紙カセット９から給紙ローラ１
０・レジストローラ１１により所定のタイミングで１枚
宛給送された第２の画像担持体としての用紙６に転写５
ｂされる。転写ローラ７にはバイアス電源７Ａからトナ
ー５の保有電荷とは逆極性のバイアス電圧が印加されて
いる。

【００１３】トナー像転写を受けた用紙６は感光ドラム
１面から分離されて不図示の定着手段へ搬送されてトナ
ー像の定着処理を受ける。

【００１４】トナー像転写後の感光ドラム１面はクリー
ナー（クリーニング装置）８により転写残りトナー等の
付着汚染物の除去を受けて清浄面化されて繰返して作像
に供される。

【００１５】感光ドラム１を帯電処理する帯電装置とし
て上記例のもののように感光ドラム１に対して電圧を印
加した帯電部材としての帯電ローラ２を接触させること
で行う接触帯電装置は、帯電装置として従来一般的に利
用されているコロナ放電装置との対比において、電源の
低圧化が図れる、オゾンの発生をみても極々微量である
などの長所を有している。接触帯電の帯電メカニズム・
手法・装置は既に知られており、また各種提案されてい
る。

【００１６】例えば本出願人が先に提案（特願昭６２−
５１４９２号、同６２−２３０３３４号等）したように
、直流電圧を帯電部材に印加したときの被帯電体の帯電
開始電圧の２倍以上のピーク間電圧を有する振動電界（
交互電界；交流電界など時間とともに電圧値が周期的に
変化する電界又は電圧）を帯電部材と被帯電体との間に
形成する方式は帯電ムラのない均一な帯電処理をするこ
とができ有効である。振動電界の波形としては正弦波・
矩形波・三角波など適宜使用可能である。また直流電源
を周期的にオン−オフすることによって形成された矩形
波電圧であってもよい。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような画像形成
装置は第１の画像担持体としての感光ドラム１面をクリ
ーニングするクリーナー８において除去しきれずにクリ
ーナーをすり抜けて通過する微量の残留トナーが感光ド
ラム１とこれに接触している接触帯電部材としての帯電
ローラ２との圧接ニップ部に持ち運ばれて感光ドラム面
にこすりつけられることで長期の間には遂には該ドラム
表面にクリーニングしきれないトナーが強固に付着蓄積
して一種のクリーニング不良（以下「トナー付着」と称
する）となり、出力画像に欠陥（ベタ白上の黒斑点ない
しはベタ黒上の白斑点）を生じる現象がみられた。

【００１８】この現象は高画質を実現すべくトナー５の
粒径を小さくした場合に特に目立つ。また接触帯電部材
に振動電圧成分を含むバイアス電圧を印加して帯電を実
行する構成の場合は接触帯電部材が印加振動電圧成分に
応じて感光ドラム１面を叩くごとく振動するため上記の
トナー付着現象が助長されやすい。

【００１９】本発明は上記のような「トナー付着」にも
とづく出力画像上の欠陥部の発生を防止することを目的
とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は第１の画像担持
体と、該画像担持体に接触し該画像担持体を帯電する帯
電手段を含む作像プロセス手段とを相対移動させて該第
１の画像担持体に目的の画像情報に対応した可転写粒子
像を形成させ、該可転写粒子像は第２の画像担持体に転
写させ、像転写後の第１の画像担持体はクリーニング手
段でクリーニングさせて繰返して作像に供する構成の画
像形成装置において、画像形成回数或いは装置の通電時
間をカウントする手段を有し、該カウント手段のカウン
ト値に応じて作像プロセスは実行させず、クリーニング
手段は第１の画像担持体に作用させた状態にて、第１の
画像担持体と作像プロセス手段との相対移動動作を少な
くとも１回以上行わせる非作像−クリーニングプロセス
を実行させるように構成したことを特徴とする画像形成
装置である。

【００２１】また上記装置において、第１の画像担持体
と作像プロセス手段との相対移動動作の開始から停止ま
での間に形成される画像数ｋを計測する手段を有し、そ
の計測画像数ｋの値が一定値以下の場合にはカウント値
に加えないことを特徴とする画像形成装置である。

【００２２】更に上記装置において、カウント手段のカ
ウント値が所定値Ｎ１或いは所定時間Ｔ１を越した時点
で非作像−クリーニングプロセスを実行させ、それまで
のカウント値はリセットさせ、以後もカウント値が所定
値Ｎ１或いは所定時間Ｔ１を越える毎に該非作像−クリ
ーニングプロセスを繰り返して実行させるように構成し
たことを特徴とする画像形成装置である。

【００２３】また更には、上記装置において接触帯電手
段には振動電圧成分を含むバイアス電圧が印加されるこ
とを特徴とする画像形成装置である。

【００２４】

【作用】本発明者等は集中的な多くのテストにより前述
のトナー付着について下記のような知見を得た。

【００２５】それは、同じ枚数のプリント（画像形成）
を行なっても、「トナー付着」を生じる場合と生じない
場合があり、その原因はプリントモードが連続か間欠か
によりトナー付着の程度が異なるという点である。

【００２６】つまり、連続プリントモードではトナー付
着が激しく発生する一方、間欠プリントモードではトナ
ー付着が軽減され、第１の画像担持体としての感光ドラ
ム１が一旦駆動されてから停止するまでの一連の工程内
で行なわれる画像形成回数ｋ（以後プリントレングスと
称する）が小さい程トナー付着の程度は小さく、ｋ＝１
〜２０の繰返しモードではトナー付着は全く発生しない
のに対し、ｋ＝２００以上の用紙補充のための短時間の
休止のみを挟む事実上の連続モードではトナー付着が甚
大となるのである。

【００２７】この連続と間欠のプリントモードの違いに
よるトナー付着の差は、感光ドラム１へのトナー付与を
含む画像形成のために感光ドラム１が回転している時間
（以後、画像形成時間ｔ１と称する）と感光ドラム１へ
のトナー付与を行なわず感光ドラム１を回転している時
間（以後、空回転時間ｔ２と称する）が、感光ドラム１
の累積駆動時間の中に占める割合の差に起因すると考え
られる。

【００２８】つまり、空回転時間ｔ２においては転写ロ
ーラ７やクリーナー８が感光ドラム１の表面に接して回
転しており、感光ドラム１の表面のクリーニングが促進
されるので、空回転時間ｔ２の割合が多いほど、画像形
成時間ｔ１中に感光ドラム１に付与されクリーナー８を
すり抜けた微量の転写残りトナーが感光ドラム１の表面
から除去される確率が増すといえる。

【００２９】図５の（ａ）・（ｂ）・（ｃ）に、同じプ
リント枚数Ｎ＝６を、異なるプリントレングスｋでプリ
ントした時の画像形成時間ｔ１と空回転時間ｔ２の割合
を示す。斜線を施した部分のが画像形成時間ｔ１、白部
分が空回転時間ｔ２である。尚、間欠モードは実際には
感光ドラム１の停止を含むが、便宜上この停止時間は省
略した。

【００３０】図６には画像形成時間ｔ１が感光ドラム１
の累積駆動時間ｔ１＋ｔ２に占める比率とトナー付着発
生の相関を示す。つまり、ｔ１／（ｔ１＋ｔ２）が一定
の値α以下であればトナー付着は発生しないことが判明
した。

【００３１】本発明は上記の知見を基礎として、感光ド
ラム１の空回転時間ｔ２を意図的に装置の制御シーケン
スに付加することによりトナー付着を防止できる点に着
目して前記構成の画像形成装置を完成したもので、画像
形成回数或いは装置の通電時間をカウントする手段を具
備させ、そのカウント値に応じて非作像−クリーニング
プロセス（感光ドラム１の空回転時間に対応）を実行さ
せることでトナー付着を防止して長期にわたって良好な
画質の画像出力を維持させることを可能とした。

【００３２】

【実施例】＜第１実施例＞（図１・図２）図１は本発明
に従う画像形成装置例の概略構成図である。前述図７の
装置と共通する構成部分には共通の符号を付して再度の
説明を省略する。

【００３３】本実施例においては、カセット９から給紙
ローラ１０により１枚ずつ取出された用紙６がレジスト
ローラ１１により感光ドラム１上のトナー顕像５ａと同
期させられて感光ドラム１と転写ローラ７とのニップ部
に挿入される度に、レジストローラ１１をアクチュエー
トするクラッチ１３の動作に応じてカウンタ１４が作動
し、クラッチ１３の累積動作回数Ｎがメモリ１５に記憶
される。こうしてカウントされた累積値Ｎ、すなわち画
像形成に用いられた用紙６の累積枚数が演算回路１６に
入力され、これが所定値Ｎ１を越した時点で、演算回路
１６よりトリガー信号が発せられる。

【００３４】中央演算回路（ＣＰＵ）１７はこれを受け
て感光ドラム１の画像形成工程が終了した後の空回転時
間ｔ２を一定時間ｔ２´だけ延長するようにモーター１
２を駆動して転写ローラ７やクリーナー８による感光ド
ラム１の表面のクリーニングを行なう。このようにして
ドラム１の累積駆動時間ｔ１＋ｔ２中の累積画像形成時
間ｔ１の割合を一定値以下とすることにより、「トナー
付着」の発生を防ぐことが出来る。

【００３５】尚、累積駆動時間ｔ１＋ｔ２に対する累積
画像形成時間（ｔ１）の比率（ｔ１／ｔ１＋ｔ２）がど
の値以下であればトナー付着が生じないかは、感光ドラ
ム１の駆動スピード（プロセススピード）や通常工程に
おける空回転数など画像形成装置の特性値に依存するの
で、これに応じて所定の値Ｎ１を決めれば良い。

【００３６】実験例 感光ドラム１として直径３０ｍｍのアルミシリンダー上
に表面にアクリル−スチレン系バインダを含む有機半導
体（ＯＰＣ）を形成したものを用い、帯電ローラ２とし
て６ｍｍφの芯金上に弾性導電ゴムを被覆し、更に表面
にナイロン系の保護膜を形成した外径１２ｍｍのローラ
を用いた。

【００３７】感光ドラム１を１００ｍｍ／ｓｅｃの周速
で駆動し、帯電ローラ２にはＤＣ−７００Ｖに、６００
Ｈｚ・Ｖｐｐ２０００ＶのＡＣ電圧を重畳したバイアス
を印加して感光ドラム１上に−６５０Ｖの一様な暗部電
位ＶＤを得た。露光工程ではレーザー光３をオン・オフ
することにより潜像を形成し、明部電位ＶＬを−１５０
Ｖとした。現像器４には体積平均粒径約６μの微粒子ト
ナー５が保持されており、これを約１００μの薄層に形
成したものを感光ドラム１上の潜像と約３００μの距離
を保った非接触状態で対向させ、その間にＤＣ−４００
Ｖに１８００Ｈｚ・Ｖｐｐ１６００ＶのＡＣ電圧を重畳
したバイアスを印加して現像を行ない、トナー５より成
る顕像５ａを感光ドラム１上に得た。

【００３８】転写ローラ７としては８ｍｍφの芯金上に
発泡ＥＰＤＭ中に金属酸化物を混合した中抵抗層を形成
したものを用いた。この転写ローラ７の表面は切削研磨
してあり、５０〜２００μの大きさの不定形の気孔が多
数存在しており、転写ローラ７が駆動されると感光ドラ
ム１に直接接したときにはその表面をクリーニングする
効果を有する。特に、転写ローラ７の周速がプロセスス
ピードよりも大きく設定された場合、このクリーニング
効果は顕著であり、本実験例ではプロセススピードより
も５％速く設定した。

【００３９】用紙６としては７５ｇｒ／ｍのＡ４サイズ
紙をタテ送りにして転写ニップ部に挿入し、転写ローラ
７には＋２０００Ｖを印加して顕像５ａを用紙６に転写
５ｂした。尚、用紙６が転写ニップ部内に存在しないと
き、転写ローラ７への印加電圧は＋１０００Ｖとした。

【００４０】クリーナー８には厚さ１．２ｍｍのウレタ
ン板ブレードを感光ドラム１の回転とカウンター方向に
４０ｇｒ／ｃｍの圧力で当接して、転写残りのトナーを
クリーニングした。

【００４１】本実験例では感光ドラム１の空回転を画像
形成工程の前・後に各々６ｓｅｃ設けてそれを通常の設
定とした。Ａ４サイズ紙１枚当りの画像形成時間は３ｓ
ｅｃなので、ｋ＝１の間欠モードの場合、感光ドラム１
は１５ｓｅｃ回転し、ｋ＝２では１８ｓｅｃ回転する等
々となる。

【００４２】そこで、Ｎ１＝１００［枚］とし、累積プ
リント枚数Ｎが１００枚を越した時点で通常の画像形成
後の空回転（後回転と称す）をｔ２´＝２０ｓｅｃ余計
に行なうようにシーケンスを設定した。

【００４３】演算回路１６からトリガー信号がＣＰＵ１
７に入力された時点でなおプリント続行中の場合にはそ
の一連の画像形成動作が終わるまでトリガー信号を保留
しておき、後回転シーケンスに入るまで待って、付加後
回転ｔ２´（２０ｓｅｃ）を行なえば良い。

【００４４】図２の（ａ）に本実験例における感光ドラ
ム１の回転シーケンス図を示す。Ｎ＝Σｋｉが１００を
越す度に、付加された後回転ｔ２´＝２０ｓｅｃが発生
するのが明らかである。このようにして、ｋ＝１００［
枚］のプリントモードでドット比率４％の画像を５００
０枚プリントしたところ、ベタ黒・ベタ白画像上にトナ
ー付着は全く見られなかった。

【００４５】一方、参照例として上記の付加後回転のな
いモードでテストしたところ、５０００枚後のプリント
にはベタ黒上に白スジとして観察されるトナー付着が発
生した。

【００４６】＜第２実施例＞（図３）第１実施例では全
てのプリント枚数をカウントしたのに対し、本実施例で
はプリントレングスｋが一定値以上の場合のプリント枚
数のみをカウントすることを特徴とする。

【００４７】第１実施例の実験例の画像形成装置におい
てはｋ＝１〜１０の間欠プリントモードでは、トナー付
着は全く発生しないので、これらをカウントせず、１１
≦ｋの場合にのみカウントアップするよう、図３に示す
如くカウンタ１４とメモリ１５の間にｋの判別を行なう
回路１８を付加すれば良い。この判別回路の代りにｋの
値から「１０」を差引いた値の正の値のみをカウントし
ても良い。こうすることにより、例えばｋ＝１など本来
トナー付着の生じないプリントモードにおいては、付加
後回転は発生せず、感光ドラム１の表面の不要な摩耗が
防がれる効果がある。

【００４８】つまり、トナー付着の生じるプリントモー
ドの場合のみを対象にして付加後回転を行なうことが出
来るので、感光ドラム１の表面を過度に摩耗させること
が防げる。

【００４９】図２の（ｂ）には（ａ）と同じプリントモ
ードを実施したときに「ｋ−１０」の値のカウント法及
び付加後回転ｔ２´の入るシーケンスを示す。

【００５０】＜実施例３＞（図４）第１と第２の実施例
では用紙６の給送回数をカウントして画像形成回数を直
接カウントしたのに対し、本実施例では図４のようにＣ
ＰＵ１７の通電時間Ｔを計測するタイマー１９を設け、
このタイマー１９により所定時間Ｔ１毎に付加後回転ｔ
２を行なうものである。

【００５１】つまり、画像形成装置は標準的な使用頻度
を想定されており、例えば月間のプリント枚数ＰＶは５
０００枚とする。そこで１００枚毎に付加後回転を入れ
るには装置が一様に動作するとして１日に２回付加後回
転ｔ２を入れればよい。つまり、Ｔ１＝４時間ごとにｔ
２＝２０秒の付加後回転を入れれば十分である。このよ
うに、間接的に画像形成回数を推定する方法によっても
、標準使用状態が現実の使用と大まかに合致している限
り、トナー付着を有効に防止できる。

【００５２】

【発明の効果】以上のように本発明に依れば第１の画像
担持体の帯電処理手段として接触帯電手段を採択した転
写式の画像形成装置について第１の画像担持体面への「
トナー付着」現象に起因する出力画像品位の低下を良好
に防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例装置の構成略図

【図２】（ａ）と（ｂ）は夫々感光ドラムの空回転シー
ケンス図

【図３】第２実施例装置の制御系のブロック図

【図４】
第３実施例装置の構成略図

【図５】（ａ）・（ｂ）・（ｃ）は夫々異なるプリント
レングスｋにおけるプリントモードを示すシーケンス図

【図６】感光ドラム１の累積駆動時間中の画像形成時間
の割合と「トナー付着」の相関を示すグラフ

【図７】画
像形成装置の一例の構成略図。

【符号の説明】

１　　第１の画像担持体としての感光ドラム２　　接触
帯電ローラ ４　　現像器 ６　　第２の画像担持体としての用紙 ７　　転写ローラ １３　　クラッチ １４　　カウンター １５　　メモリ １６　　演算回路 １７　　ＣＰＵ １８　　判別回路 １９　　タイマー

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　第１の画像担持体と、該画像担持体に
   接触し該画像担持体を帯電する帯電手段を含む作像プロ
   セス手段とを相対移動させて該第１の画像担持体に目的
   の画像情報に対応した可転写粒子像を形成させ、該可転
   写粒子像は第２の画像担持体に転写させ、像転写後の第
   １の画像担持体はクリーニング手段でクリーニングさせ
   て繰返して作像に供する構成の画像形成装置において、
   画像形成回数をカウントする手段を有し、該カウント手
   段のカウント値に応じて作像プロセスは実行させず、ク
   リーニング手段は第１の画像担持体に作用させた状態に
   て、第１の画像担持体と作像プロセス手段との相対移動
   動作を少なくとも１回以上行わせる非作像−クリーニン
   グプロセスを実行させるように構成したことを特徴とす
   る画像形成装置。
2. 【請求項２】　　第１の画像担持体と作像プロセス手段
   との相対移動動作の開始から停止までの間に形成される
   画像数ｋを計測する手段を有し、その計測画像数ｋの値
   が一定値以下の場合にはカウント値に加えないことを特
   徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】　　接触帯電手段には振動電圧成分を含む
   バイアス電圧が印加されることを特徴とする請求項１記
   載の画像形成装置。
4. 【請求項４】　　カウント手段のカウント値が所定値Ｎ
   １を越した時点で非作像−クリーニングプロセスを実行
   させ、それまでのカウント値はリセットさせ、以後もカ
   ウント値が所定値Ｎ１を越える毎に該非作像−クリーニ
   ングプロセスを繰り返して実行させるように構成したこ
   とを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】　　第１の画像担持体と、該画像担持体に
   接触し該画像担持体を帯電する帯電手段を含む作像プロ
   セス手段とを相対移動させて該第１の画像担持体に目的
   の画像情報に対応した可転写粒子像を形成させ、該可転
   写粒子像は第２の画像担持体に転写させ、像転写後の第
   １の画像担持体はクリーニング手段でクリーニングさせ
   て繰返して作像に供する構成の画像形成装置において、
   装置の通電時間をカウントする手段を有し、該カウント
   手段のカウント値に応じて作像プロセスは実行させず、
   クリーニング手段は第１の画像担持体に作用させた状態
   にて、第１の画像担持体と作像プロセス手段との相対移
   動動作を少なくとも１回以上行わせる非作像−クリーニ
   ングプロセスを実行させるように構成したことを特徴と
   する画像形成装置。
6. 【請求項６】　　接触帯電手段には振動電圧成分を含む
   バイアス電圧が印加されることを特徴とする請求項５記
   載の画像形成装置。
7. 【請求項７】　　カウント手段のカウント値が所定時間
   Ｔ１を越した時点で非作像−クリーニングプロセスを実
   行させ、それまでのカウント値はリセットさせ、以後も
   カウント値が所定時間Ｔ１を越える毎に該非作像−クリ
   ーニングプロセスを繰り返して実行させるように構成し
   たことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。