JPH04234067A - 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６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、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
の値に応じて画像形成後の第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停止までの時間を決めるこ
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。

【００２２】

【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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】図４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。

【００２８】図５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。

【００２９】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ある。

【００３０】

【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６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。

【００３１】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ー１４が作
動し、クラッチの連続動作回数ｋが演算回路１５に入力
され、ｋの値に応じて画像形成後の空回転時間（以後、
後回転時間と称する）ｔ２２が以下の式で算出される。

【００３２】 ｔ２２＝ｋ×ｔ１１×｛（１−α）／α｝−ｔ２１ここ
でｋはプリントレングス、ｔ１１は１回当りの画像形成
回転に要する時間、ｔ２１は画像形成に先立つ空回転時
間（以後、前回転時間と称する）、αは０から１の間の
数値であり、ｋは変数、他はいずれも定数である。

【００３３】演算回路１５から出力された後回転時間値
ｔ２２はＣＰＵ１６に入力され、ここで予め装置定数と
して定められている後回転必要時間ｔ２０（転写工程後
、用紙６を装置外に排出するのに必要な時間から定めら
れる定数）と比較され、ｔ２０とｔ２２のいずれか大き
な方が選択され、それが後回転時間となる。感光ドラム
１の回転が停止すると、カウンター１４はリセットされ
る。

【００３４】このようにして感光ドラム１の駆動時間（
ｔ２１＋ｔ２２）＋ｋ・ｔ１１中の画像形成時間ｋ・ｔ
１１の占める割合を常にα（０と１の間の定数）以下と
出来、「トナー付着」を防止することが出来る。

【００３５】尚、αをどの値にするかは、感光ドラム１
の駆動スピード（プロセススピードと称する）や、用い
るトナー５の特性等に依存するので、実験により適正な
値αを求めれば良い。

【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
に表面にポリカーボネート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／ｍ２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】本実施例では空回転時間ｔ２を、前回転時
間ｔ２１＝６（ｓｅｃ）、装置定数として決まる後回転
時間ｔ２０＝６（ｓｅｃ）と設定した。又１回の画像形
成回転時間ｔ１１＝３（ｓｅｃ）であり、トナー付着の
生じない条件として α＝０．７ を設定した。これより、後回転ｔ２２は、以下の値とな
る。

【００４２】１≦ｋ≦４のとき　　　　ｔ２２＝６（ｓ
ｅｃ） ５≦ｋのとき　　　　　　　　ｔ２２＝１．３ｋ（ｓｅ
ｃ）こうしていかなるプリントレングスｋに対してもｔ
１／（ｔ１＋ｔ２）≦０．７ が実現できる。

【００４３】図２に本実施例の感光ドラム１の回転シー
ケンスの例を（ａ）ｋ＝１、（ｂ）ｋ＝１０の場合につ
いて図示した。このようにして、様々のプリントレング
スｋをｋ＝５０〜２００の範囲でランダムに実施し、ド
ット比率４％の画像を５０００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の弊害は全く見出せ
なかった。

【００４４】尚、付加後回転は必ずしも通常の後回転に
連続して行なう必要はなく、プリント終了後のスタンバ
イ中に実施してもよい。

【００４５】＜第２実施例＞予め設定されたプリンレン
グスｋの途中でカセット９内の用紙６が無くなった場合
には、不図示の用紙６センサーが働いて、操作者に「紙
無し」の警告が表示され、装置は停止させられるのが従
来のシーケンスであった。

【００４６】本実施例は、「紙無し」状況になった場合
には、カセット９の満載容量分の用紙数Ｎが連続プリン
トされたとみなして後回転ｔ２２をそれに応じた時間実
施するものである。一般に用紙６を新たにセカット９に
補充するには相当の時間を要するので、この空き時間を
利用して感光ドラム１の表面をクリーニングするもので
ある。

【００４７】つまり、プリントレングスｋのプリント実
行中に「紙無し」となった場合にはプリントレングスＮ
相当の後回転ｔ２２を行なえば良い。これを前記の第１
実施例の実験例に即して述べればカセット９の容量Ｎ＝
１００［枚］としてｋ＝２０のプリントを実行した際、
用紙６が十分ある場合には、 ｔ２２＝１．３×２０＝２６（ｓｅｃ）の回転が行なわ
れるが、途中で「紙無し」になればｔ２２＝１．３×１
００＝１３０（ｓｅｃ）の後回転が行なわれることにな
る。

【００４８】本実施例は特に一度に大量のプリントを行
なう場合、つまりプリントレングスｋがカセット容量Ｎ
より大きい場合に特に有効であり、カセット９への用紙
６の補充時間を利用して、トナー付着防止の後回転ｔ２
２をシーケンスとして挿入することが出来る。

【００４９】＜第３実施例＞（図３）図３は本発明の第
３実施例を示すもので、１７は温度センサーであり、装
置内の適宜の個所に取付けられており、雰囲気温度を検
知して出力信号をＣＰＵ１６に入力する。「トナー付着
」現象は雰囲気が低温時には発生せず、高温時に顕著に
発生することが判っているので、雰囲気温度が所定の温
度ＴＯ（例えば２０℃）を下回る時には、演算回路１５
からの入力信号に拘らず、後回転ｔ２２は予め定められ
た定数ｔ２０とされ、雰囲気温度がＴＯを上回る時にの
み、第１実施例に示した後回転ｔ２２をプリントレング
スｋに応じて実行する。こうして、元来「トナー付着」
の生じない環境条件下での感光ドラム１の表面の過度の
摩耗を防ぐことが出来る。

【００５０】

【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駆動シーケ
ンス図

【図３】第２実施例装置の構成略図

【図４】（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５】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６】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 １５　　演算回路 １６　　ＣＰＵ １７　　温度センサー

Claims (2)

【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、
   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の値に応じて画像形成
   後の第１の画像担持体と作像プロセス手段との相対移動
   動作の停止までの時間を決めることを特徴とする画像形
   成装置。
2. 【請求項２】　　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。