JPS62288878A - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は電子写真複写機や同プリンター等の電子写真プ
ロセスを利用した画像形成装置に関するものである。

（従来の技術） 一般に、像担持体表面に形成された可転写のトナー像を
転写材に転写してこれを転写材に定着固定することをく
り返す周知の画像形成装置に於ては、転写後も像担持体
表面に残る残留トナーを除去するクリーニング装置の存
在が必須となっている。

このクリーニング手段としては、従来より、種々のもの
が提案されており、ウレタンゴムなどからなるクリーニ
ングブレードが、その優れたトナー除去機ｆ七性、装置
のコンパクト性などの点で広く使用されている。上記ク
リーニングブレードの像担持体への′−￥１接の方法と
しては、第９図の様に、像担持体３０の回転方向と反対
の方向からりリーニングブレード３１を当接させる。所
謂カウンター当接方式が周知である。このカウンター当
接方式は優れたトナー除去ａ１＠性を有する。又ウレタ
ンゴムやシリコンゴム等により形成された弾性ローラを
像担持体表面に圧接させ摺擦させる方式も高５！Ｌ環境
下における画像流れ防止や、像担持体表面に強固に付着
した付着物の除去に大きな効果がある。

（発明が解決しようとする問題点） しかし斯かる従来技術においては、像担持体表面の移動
速度を所定速度まで立ち上げる際に、その所定速度があ
る限界を越えると、例えばカウンター型のクリーニング
ブレードの場合は、ブレードのめくれが生じたり、ステ
ィックスリップ現象を起こしてクリーニング不良が発生
する。

また順方向に接するクリーニングブレードや前記りｉ性
ローラの場合でも、像担持体表面の移動開始時（ドラム
であれば回転開始時）過剰な摺擦力のため像担持体表面
を削ってしまい寿命を縮めることになる。

上記の問題を解決する手段として、特開昭５９−１８９
３８５ｑ公報に示される方法が提案されている。即ちブ
レードがめくれたりする不都合が起こらないだけの、十
分に低い加速度を定め、それを越えない範囲の加速度で
目的の速度へ立ち上げるというもので、換言すると最終
的な設定速度に応じて十分な立ち上げ時間をとるもので
ある。

第１０図は上記公報に実施例として載せられた図で、横
軸に時間を、縦軸に速度をとり、速度変化状況の許容限
界範囲を示している。ここでグラフが直線であることか
ら、各設定速度へ立ち上げる際の加速度が一定であるこ
とが判り、グラフからその値は約１１０ｍｓ／５ｅｃ２
　　（明細書中には１００１厘／５ｅｃ２　と記載）と
読み取れる。

この方法はブレードのめくれ等の不都合を回避すること
ができ、有効な技術であると言える。しかしその反面、
設定速度が大きくなればなる程、その速度に達するのに
要する時間が、これとほぼ比例して長くなるという欠点
がある。この問題は画像形成速度が非常に高速化される
につれて、次第に大きくなってきた。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたもので、クリーニング手段がブレードの場合にはブ
レードめくれやスティックスリップ現象によるクリーニ
ング不良を防止すること、又、圧接物が弾性ローラの場
合には像担持体の削れを防止し、しかも高速回転までの
立ち上がりを極めて短時間に行なえるようにした画像形
成装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の問題点を解決すべく成されたものであり
、以下の構成を持つ、即ち、無端状に移動する像担持体
と、上記像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、
上記像担持体を摺擦して残留するトナーを除去する摺擦
クリーニング手段と、上記像担持体を停止状態から画像
形成速度へ立ち上げる際に、この画像形成速度よりも遅
い準備移動速度で所定時間の移動を行なわせる制御手段
と、を有することを特徴とする画像形成装置である。

（作　　　用） 本発明は静止摩擦係数〉動摩擦係数の関係に着目した。

前に述べた問題点は、像担持体を停止状態から直接画像
形成速度へ立ち上げようとしたことから生じていると考
えられる。カウンター型のクリーニングブレードを例に
とれば、ブレードにかかる負荷は像担持体との間の摩擦
力と加速度に大きく依存している。即ち先の摩擦係数の
関係から、同じ加速度を持って像担持体を加速したとし
ても、停止状態から加速した場合は移動している状態か
ら加速した場合に比べ大きな負荷がかかる。それ故移動
開始時、この大きな負荷によってブレードが不安定な状
態に陥っているにも拘らず、画像形成速度まで立ち上げ
るための加速を続けると、ブレードの弾性力が過大な負
荷に負けてめくれ等の不都合が起こる訳である。

本発明は像担持体のケち上げの際、先ず短時間加速を行
なって準備移動速度へ移行させる。このときの加速度は
前記特開昭５９−１８９３８５号のように１１０ｍ厘／
５ｅｃ２　という低い値に抑える必要はなく、材質等の
周辺条件にもよるが、後述する実施例の如＜　１０００
　ａｍ／５ｅｃ２　を越える値でもかまわない、そして
ブレードにめくれが生ずる前に、加速を停止するかまた
は十分小さな加速度に落として準備移動速度とする。従
って準備移動速度とは、ある量の幅を持った値である。

こうして所定時間だけ準備移動速度で駆動することによ
り、静止摩擦係数による大きな負荷の影響を断ち切った
後に１画像形成速度へと立ち上げる。この時には動摩擦
係数のみに影響されるので、実施例に示す如＜３０００
■履／５ｅｃ２　という大きな値でも十分に耐え得る。

このように像担持体の立ち上げ時に加速度を一旦小さく
抑えることによって、最終的に画像形成速度に至るまで
の所要時間を極めて短かくすることができる。

（実　施　例） 以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概
略図である０図において、ｌＯは矢印方向に回転可能な
像担持体としての感光体ドラムであり、該感光体ドラム
１０は一次帯電器１１によって一様に帯電された後１画
像光が露光される。すなわち、原稿１は、原稿照明用ラ
ンプ２によって照明され、該原稿ｌからの反射光は、ミ
ラー３，４，５．６及びレンズ７を介して感光体ドラム
ｌＯ上に露光される。感光体ドラムｌｏの表面には、画
像露光によって静電潜像が形成され、該静電潜像は現像
器１２のトナーによって現像される。感光体ドラムｌＯ
上のトナー像は、転写帯電３１４によって転写材１５上
に転写された後、感光体ドラム１０から分離されて、定
着器１６によりトナー像が定着される。

２０は感光体ドラム１０上に残った残留トナーを除去す
るためのクリーニング手段としてのクリーニングブレー
ドである。このクリーニングブレード２０は、感光体ド
ラム１０の表面にその回転方向と逆方向から当接（カウ
ンター当接方式）ｍ２図は制御系を示すブロック図であ
る。

図において、２１はコピースタートキー、２２は制御回
路、２３はドライバ、２４は感光体ドラム駆動モータで
ある。

以上の構成において１本実施例に係る画像形成装置では
１次のようにして、感光体ドラムの速度が制御される。

すなわち、感光体ドラムｌＯの回転速度は、第３図に示
すように、起動時から０．５秒間速度１００ｍ■／ｓｅ
ｃの画像形成速度よりも遅い準備移動速度としての低速
に、その後４４Ｏｒａｍ／ｓｅｃの所定の画像形成速度
に達するよう設定されている。即ち、この実施例では、
準備移動速度が１段階のみ設定されている。そのため、
制御回路２２は、第４図に示すように、起動時から０．
５秒間は速度１００　ＩＩｍ／ｓｅｃに対応した電圧ｖ
１を、その後速度４４０　ａｒｍ／ｓｅｃに対応した電
圧ｖ２を。

ドライバ２３を介して感光体ドラム駆動モータ２４に印
加する。

このように、起動時、感光体ドラム１０を低速で駆動す
ることにより、クリーニングブレード２０に大きな負荷
が作用せず、ブレード２０は動的安定状態となる。その
後、感光体ドラム１０を所定の速度に制御することによ
り、感光体ドラムｌＯとクリーニングブレード２０の間
に作用する摩擦力は、静止摩擦係数より小さい動摩擦係
数によって決定され、小さなものとなる。従って、クリ
ーニングブレード２０に大きな負荷がかかることはなく
、しかも短い時間で感光体ドラムｌＯを所定の速度に制
御することができる。

（実　験　例） 以ｆ実際に上記の条件で感光体ドラムを駆動させ１種々
の測定を行なった結果について説明する。

使用した像担持体はアモーファス愉シリコン感光体（φ
１０８）で、ウレタン・ゴム製のクリーニングブレード
を１３ｇ／ｃ層の線圧で感光体に当接させた。

プロセス・スピードは４４’Ｏｔａｇ／ｓｅｃとした。

第５図は感光体に当接するブレードエッチ部近傍に↑セ
ンサーを貼付し５ＩＧＮＡＬ　ＡＮＡＬＹＺＥＲにより
感光体の駆動に対するブレードの歪量を測定した結果で
ある６図（ａ）は感光体駆動の信号ＯＮと共に直ちにコ
ピー・スピード４４０薦■／ｓｅｃ迄立ち上げた場合、
図（ｂ）は、４４０　ａｍｌｓｅｃ迄すぐに立ちとげず
、−担、１１０ｍｓ／ｓｅｃの低速回転をある時間性な
った後４４０　ａｍｌｓｅｃに立ち上げた場合である０
図の周期的波形は感光体の一回転に対応している。矢印
Ａで示される大きな歪は感光体が動き出す瞬間にブレー
ドが受ける歪であり静止摩擦係数に比例している。

図（ｂ）では、矢印Ｂ迄１１０ｍｓ／５ｅｃｃ７）低速
運動を行ないＢ点で４４０　ａｍｌｓｅｃへ立ち上げて
いる。

前述したように静止摩擦係数〉動摩擦係数の関係からこ
の点におけるブレードの歪量（負荷）はＡ点における歪
量（負荷）に比べ小さいことが期待されるが、実際図で
見るように大きな歪はａ察されなかった。さらに、Ａ点
における歪の大きさも（ａ）図に比べ小さくブレードの
負荷が小さいことが分かる。

第６図は感光体駆動開始時のブレード歪量を前述の様に
測定し５ＩＧＮＡＬ　Ａ）ＩＡＬＹＺＥＨにより加速度
（歪量に対する加速度でブレードへの負荷に比例）に演
算処理したものを種々の低速回転時間に対しプロットし
たものである０図より加速度は、低速回転時間が０．５
秒以上では、はぼ一定となっている。即ち、低速回転を
少なくとも０．５秒行なわせることでブレードへの負荷
を小さくすることが出来る。

そこで、感光体の駆動時に対し、１１０騰層／ｓｅｃの
低速回転を０．５秒行なった後、　４４０　ｍｍ＃ｅｃ
のコピー速度へと立ち上げた場合につき。

Ａ４５ｉＺＥ間欠一枚耐久試験（一枚毎にドラム停止）
を２０万枚行なったが、ブレードめくれやスティック拳
スリップによるクリーニング不良は生ぜず良好な画像が
得られた。

また、ブレード・エツジの摩耗中はｌＯ万枚あたり約１
０１Ｌであり、低速回転を行なわなかったリブレードへ
の負荷が小さかったことを示しており、またブレードの
長寿命化にもなった。

第７図は上記実施例における感光体の速度変化を示す図
である。低速回転１１０　ａｍｌｓｅｃまでの立ち上り
時間は０．０８ｓｅｃであり、１１０　ａｍｌｓｅｃか
ら４４　Ｏｒａｍ／ｓｅｃへの立ち上り時間はＯ，１１
ｓｅｃであった。加速度を算出すると前者が１３７５ｍ
ｍ／５ｅｃ２　、後者が３０００　ａｍｌｓｅｃ２であ
る。このように、準備移動速度では、加速度が十分小さ
く抑えられており、該準備移動速度は、加速度が十分に
小さく抑えられる一定の速度幅を有している。

また、ファースト・コピーまでの時間は約０．８秒であ
り、これは十分満足出来る時間である。

（特開昭５９−１８９３８５方式では、４４０厘■／ｓ
ｅｅまで立ち上げるのに約４．４秒必要とし、ファース
ト・コピータイムは約８秒かかる。）特開昭５９−１８
９３８５の提案で示されているＮＧ領領域感光体駆動開
始時、ブレードが最大静止まさつ力による大きな負荷を
受は自身の弾性力により安定な状態に回復出来ない或い
は、とどまっていられないのにさらに加速を続けるため
であり広い領域になっている。

本提案では、一旦、低速回転を行なわせることにより、
駆動開始時におけるブレードへの負荷を緩和させ自身の
弾性力により安定状態に回復させ、動的に安定状態を保
った後より高速へと立ち上げる方法をとったため、前述
のＮＧ領領域おいても使用可渣となりファースト・コピ
ーまでの時間を短縮出来た。

第８図は他の実験例を示すもので、感光体ドラム１０に
弾性ローラ２５が圧接している。用いた弾性ローラは、
芯金、シリコン・スポンジ層、シリコン・ゴム表層の３
層構造であり表層ゴム硬度はＪＩＳＡ３０度、ローラ全
体硬度はＡＳＫＥＲＣ（荷重３００　ｇ）で４５度のも
のである。ローラの感光体ドラムへの接触圧は４５ｇ／
ｃｍとし、周速はドラムと同方向に２７０ｍ鳳／ｓｅｃ
とした。

他の実験条件は前述のものと同じである。

前述した様に本提案によりブレードの磨耗量は軽減出来
た０本実験では、本発明が感光体駆動開始時における弾
性ローラと感光体間の負荷を軽減出来、感光体の磨耗量
を減少出来るかどうか検討した。

その結果、感光体（α−５ｉ）のｅ純量はＡ４５ｉｚｅ
間欠一枚耐久試験において、低速回転を行なわない場合
、約７００人７１０万枚であったのに対し、低速回転を
行なった場合、約４５０人／１０万枚と大幅に軽減出来
た。参考に、連続耐久試験ＡＡｓｉｚｅ紙、９９９枚毎
）における磨耗量は５０万枚後においても数１０人であ
り殆んど０に等しかった。この結果からも駆動開始時に
おける負荷が大であることが分かる。

以上、述べた様に像担持体駆動開始時、直ちに所定速度
へと像担持体速度を立ち上げずに、ある時間低速回転を
行なわせ、クリーニングブレードや弾性ローラ等の摺擦
物を動的状態に馴じませ安定させた後、所定速度へと立
ち上げることにより、像担持体駆動開始時に像担持体と
その摺擦駒間に働く負荷を減少することが出来た。

その結果、摺擦物がクリーニングブレードの場合にはブ
レードめくれやスティック・スリップによるクリーニン
グ不良防止、ブレードのニツヂ磨耗軽減、弾性ローラの
場合には像担持体の磨耗を軽減することが出来た。

さらに本発明ではファースト・コピーまでの時間が大幅
に殉＾することデ°７・・乏る。

なお、実施例では、感光体ドラムの駆動を２段階に制御
した場合について説明したが、より高速への対応として
数段階にわたり制御を行なっても良い。

また、感光体の種類、低速回転時における速度も実施例
に限らないことは言うまでもない、！ｉ！光体がＯＰＣ
などの様に表面硬度の軟い場合には、クリーニングブレ
ードによる感光体の磨耗も軽減することが出来る。

（発明の効果） 本発明は以上の構成及び作用よりなるもので、像担持体
とクリーニング手段との間に大きな負荷が作用すること
はないので、クリーニング手段としてブレードを用いた
場合には、ブレードのめくれやスティックスリップ現象
によるクリーニング不良を防止することができる。また
、クリーニング手段として弾性ローラを用いた場合には
、像担持体の摩耗を防止することができる。しかも、像
担持体が所定の速度に達するまでの時間を従来に比べ大
幅に短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概
略図、第２図は制御糸を示すブロック図、第３図及び第
４図は感光体ドラムの設定速度及び感光体ドラム駆動モ
ータの駆動電圧を示すグラフ、第５図（ａ）　、（ｂ）
はクリーニングブレードの歪を示すグラフ、第６図はク
リーニングブレードの変形に対する加速度を示すグラフ
、第７図は感光体ドラムの回転速度を示すグラフ、第８
図はクリーニング手段の他の実施例を示す概略図、第９
図は従来例におけるクリーニング手段を示す概略図、第
１０図はドラム回転速度と時間の関係を示すグラフであ
る・ 符　　号　の　説　明 ｌＯ・・・感光体ドラム　　１１・・・−成帯電器１２
・・・現像器　　　　　１４・・・転写帯電器１５・・
・転写材　　　　　１６・・・定着器２０・・・クリー
ニングブレード ２２・・・制御手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）無端状に移動する像担持体と、 上記像担持体上にトナー像を形成する現像 手段と、 上記像担持体を摺擦して残留するトナーを 除去する摺擦クリーニング手段と、 上記像担持体を停止状態から画像形成速度 へ立ち上げる際に、この画像形成速度よりも遅い準備移
   動速度で所定時間の移動を行なわせる制御手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
2. （２）前記準備移動速度が十分に小さい加速度に抑えら
   れた一定の速度幅を持つことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の画像形成装置。
3. （３）前記準備移動速度が１段階に設定されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像形成装置
   。