説明

帯電制御装置および電子写真方式の画像形成装置

【課題】 クリーニングローラによる帯電ローラの良好なクリーニング性能を得ることができるようにする。
【解決手段】 画像形成部100の制御部200は、感光体に潜像を書き込む潜像書込動作およびその潜像にトナーを供給してトナー画像を形成する現像動作を含む画像形成動作中であり、且つ感光体に対する潜像書込動作以外の動作のタイミング、つまり画像形成動作によって感光体1に形成されたトナー画像が記録紙に転写(形成)された後、感光体1に対して次の潜像書込動作が開始されるまでの間に相当するタイミングで、接離モータ202を駆動するための信号を接離モータ制御部201に対して出力することにより、接離モータ202によってクリーニングローラ7を帯電ローラ8に対して接離させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、像担持体の表面を帯電する帯電ローラに接触してトナーを含む異物を除去するためのクリーニングローラを有する帯電装置を制御する帯電制御装置、およびその帯電制御装置と帯電装置を備えた電子写真方式の複合機,複写機,ファクシミリ装置,プリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
上記のような電子写真方式の画像形成装置では、例えば現像装置において、像担持体である感光体の表面に所定極性の電荷を与えて帯電させ、帯電した感光体表面を原稿の画像面からの反射光又は画像データに応じて変調された露光装置からの射出光によって露光して放電させることで電荷の違いによる静電潜像(単に「潜像」ともいう)を形成し、この静電潜像に帯電極性と同極性に帯電されたトナーを供給し、トナー画像を形成して現像する。更に、感光体上に形成されたトナー画像は、その後記録紙等の記録媒体に転写され、熱と圧力によって記録媒体上に定着される。最近は、帯電工程において、帯電装置を構成する帯電ローラを感光体の表面に接触させることによって、その感光体表面を帯電させる接触ローラ帯電法が多く採用されている。
【0003】
このような現像装置において、トナー画像転写後の感光体表面に残留する転写残トナーが感光体表面のクリーニング工程で完全に除去されず、帯電ローラの付近に達すると、これらの転写残トナーが帯電ローラに付着する。転写残トナーが帯電ローラ表面に付着すれば、感光体への帯電付与性能が低下し、現像装置の現像不良の原因になるという問題があった。特に、転写残トナーの中には、現像剤との攪拌等において設計とは逆の極性に帯電してしまうものも存在する。正規の極性に帯電したトナーであれば、帯電ローラとは静電気的に反発するため、その表面に付着しにくいが、逆帯電トナーは帯電ローラと静電気的に引きつけ合い、帯電ローラ表面に付着しやすい。また、逆帯電トナー以外にも、例えば紙粉等のゴミのうち電荷を帯びて帯電ローラと静電気的に引き合うものであれば帯電ローラ表面に付着してしまう。トナーや紙粉等が帯電ローラ表面に付着すれば、感光体への帯電付与性能が低下し、現像装置の現像不良の原因になる。
【0004】
さらに、近年、画像の高画質、高精細化の要求が高まるにつれ、小粒径化、球形化されたトナーが使用されるようになってきている。このようなトナーを用いることで、静電潜像に緻密にトナーを付着させ高画質、高精細化を実現しようというものである。
ところが、上記の小粒径化、球形化されたトナーは、感光体のクリーニング工程においてクリーニングブレードをすり抜けやすく、十分に感光体表面をクリーニングできないという問題点があった。
【0005】
このようにクリーニングされずに感光体表面に残留する転写残トナーが帯電ローラに付着し、帯電ローラの性能が低下し、感光体表面の均一な帯電が行えなくなることを防ぐため、帯電ローラ表面のクリーニングが必要である。
そこで、帯電ローラのクリーニング手段として、帯電ローラにクリーニングローラを当接させて、クリーニングローラを帯電ローラに連れ回りさせながらクリーニングする方法などが提案されている(例えば特許文献1参照)。
【0006】
しかしながら、帯電ローラ表面に比較的強固に付着した転写残トナーや圧力により変形や溶融し易い汚れ等は、クリーニング部材により帯電ローラ表面に擦り付けられたり、押し付けられたりして、逆に帯電ローラ表面にさらに強く付着してしまうことがある。
また、交流電圧を重畳印加する接触型の帯電装置においては、潜像担持体表面と帯電ローラとの間に微少間隙を設定した場合、この微少間隙内で生じるパルス放電により潜像担持体表面を帯電させることから、潜像担持体表面が常時エッチングされた状態となることが知られている。
【0007】
帯電ローラによるエッチング現象によって潜像担持体表面が削られてしまうと、潜像担持体表面の感光層の膜厚が減少する膜減り現象が生じ、これに伴い帯電特性の悪化を招き、画像品質の低下を生じることが考えられる。
潜像担持体の膜減り現象を低減するために、潜像担持体表面に対して、例えばステアリン酸亜鉛等の固形潤滑剤の塗布により表面に潤滑層を形成して耐摩耗性を高めて保護する方法が近年用いられている。
【0008】
一方で、固体潤滑剤を塗布することで潜像担持体の膜減り現象は大きく低減するものの、低摩擦化した潜像担持体表面に付着しているトナーや紙粉の一部が潤滑剤とともにクリーニング位置からすり抜けやすくなる。
このように、トナーや紙紛に加えて潤滑剤が帯電ローラに付着するようになったことで、帯電ローラ表面にさらに強く付着してしまうことがある。
【0009】
これらの問題を解決するために、帯電ローラ表面をクリーニングするクリーニング装置を、帯電ローラが帯電性能を保っている間は、帯電ローラから離間させておき、帯電ローラのクリーニングが必要になったときだけ帯電ローラに当接し、かえって悪影響の大きいと思われるときは帯電ローラから離しておく帯電ローラのクリーニング方法が提案されている(例えば特許文献2参照)。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかしながら、上述のようにクリーニングローラを帯電ローラから離間させておく方式では、例えば高画像面積連続通紙や低温環境等、突発的にクリーニング位置からすり抜けるトナー量が増大した時には、クリーニングローラが帯電ローラを清掃するタイミングになるまで帯電ローラの汚れによる異常画像の発生を防止できない。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、クリーニングローラによる帯電ローラの良好なクリーニング性能を得ることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
この発明は、上記の目的を達成するため、以下に示す帯電制御装置、その帯電制御装置を備えた電子写真方式の画像形成装置を提供する。
この発明による帯電制御装置は、トナー画像を担持する像担持体の表面を帯電する帯電ローラと、該帯電ローラに接触してトナーを含む異物を除去するためのクリーニングローラと、該クリーニングローラを上記帯電ローラに対して接離させる接離手段とを有する帯電装置を制御する帯電制御装置であって、上記像担持体に潜像を書き込む潜像書込動作および該潜像にトナーを供給してトナー画像を形成する現像動作を含む画像形成動作中であり、且つ該像担持体に対する上記潜像書込動作以外の動作のタイミングで、上記接離手段によって上記クリーニングローラを上記帯電ローラに対して接離させる接離制御手段を設けたものである。
【0012】
なお、上記タイミングを、上記画像形成動作によって上記像担持体に形成されたトナー画像が記録媒体に形成された後、該像担持体に対して次の上記潜像書込動作が開始されるまでの間に相当するタイミングとすればよい。
また、上記像担持体に担持させるトナーによる画像の面積率である画像面積率を検知する画像面積率検知手段を設け、上記接離制御手段が、上記画像面積率検知手段による検知結果に応じて、上記接離手段によって上記クリーニングローラを上記帯電ローラに当接させる周期を変動させるとよい。
【0013】
あるいは、上記帯電装置の使用環境を検知する使用環境検知手段を設け、上記接離制御手段が、上記使用環境検知手段による検知結果に応じて、上記接離手段によって上記クリーニングローラを上記帯電ローラに当接させる周期を変動させるようにしてもよい。
あるいはまた、上記像担持体の表面に付着された異物を除去するためのクリーニングブレードの累積当接時間を検知する累積当接時間検知手段を設け、上記接離制御手段が、上記累積当接時間検知手段による検知結果に応じて、上記接離手段によって上記クリーニングローラを上記帯電ローラに当接させる周期を変動させるようにしてもよい。
また、上記接離制御手段が、上記画像形成動作の終了時に、上記接離手段によって上記クリーニングローラを上記帯電ローラから離間させるとよい。
【0014】
この発明による画像形成装置は、上述した帯電制御装置を備えると共に、トナー画像を担持する像担持体の表面を帯電する帯電ローラと、該帯電ローラに接触してトナーを含む異物を除去するためのクリーニングローラと、該クリーニングローラを上記帯電ローラに対して接離させる接離手段とを有する帯電装置とを備えたものである。
なお、上述した帯電制御装置を備えると共に、トナー画像を担持する像担持体の表面を帯電する帯電ローラと、該帯電ローラに接触してトナーを含む異物を除去するためのクリーニングローラと、該クリーニングローラを上記帯電ローラに対して接離させる接離手段とを有する帯電装置と、該帯電装置によって帯電される像担持体とを有し、該像担持体を用いて画像形成動作を行う装置本体に対して一体で着脱可能にしたプロセスカートリッジを備えた画像形成装置を提供してもよい。
【発明の効果】
【0015】
この発明によれば、画像形成動作中に帯電ローラ表面に付着した転写残トナー等を強固に帯電ローラ表面に付着することを防ぎながら、帯電ローラ表面をクリーニングして現像工程に有害な転写残トナー等を除去し、帯電ローラの寿命を延ばすことができる。また、帯電ローラの寿命が長くなるため、像担持体(感光体)の帯電不良による現像トラブルが少なくなる。よって、汚れや画像むらのない画像記録媒体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】この発明による帯電制御装置を備えた画像形成装置の機構部の構成例を示す図である。
【図2】図1の現像装置30の概略構成の一例を示す断面図である。
【図3】図1に示した画像形成装置100に使用可能な他の現像装置の概略構成の一例を示す断面図である。
【図4】図3のクリーニングローラ7を帯電ローラ8に対して接離させる接離部の構成例を示す図である。
【0017】
【図5】図3のクリーニングローラ7の接離動作を説明するための図である。
【図6】図1に示した画像形成装置100の制御系の主要部分の構成例を示すブロック図である。
【図7】図6の制御部200によるこの発明に関わる制御の一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
この発明による帯電制御装置は、電子写真方式の現像装置に備えられている帯電装置を制御するものである。
帯電装置は、トナー画像を担持する像担持体である感光体と、その感光体の表面に形成された潜像を現像する現像ローラと、感光体表面を清浄にする感光体清浄化装置とを備えた電子写真方式の現像装置に付属している。
【0019】
この帯電装置は、感光体の表面を帯電する帯電ローラと、その帯電ローラに接触してクリーニングする(トナーを含む異物を除去する)ためのクリーニング装置とを備えている。そのクリーニング装置は、クリーニングローラと、それを帯電ローラに対して接離させる接離部(接離手段)を含む機構とによって構成されている。
帯電装置を備えた現像装置は、プロセスカートリッジとして、感光体を用いて画像形成動作を行う装置本体(画像形成装置の本体)に対して一体で着脱可能にしている。
この現像装置を備えた画像形成装置について、以下で詳細に説明する。
【0020】
まず、この発明による帯電制御装置を備えた画像形成装置について、図1を参照して簡単に説明する。
図1は、この発明による帯電制御装置を備えた画像形成装置の機構部の構成例を示す図である。
【0021】
この画像形成装置100は、デジタル複写機であり、上部に画像読取部(スキャナ)50が、その下方に記録紙等の記録媒体に画像形成を行うための現像装置30,転写ベルト31,定着装置32,露光装置33を含む画像形成部があり、最下部には、記録媒体を給紙する記録媒体保管部40がある。なお、帯電装置は、現像装置30の中に含まれており、帯電ローラ8に隣接してクリーニング装置を備えている。そのクリーニング装置は、図1では図示を省略しているが、現像装置30の部分を拡大した図2(後述する)に、その主要部品であるクリーニングローラ7を示している。
【0022】
この画像形成装置100においては、画像読取部50で原稿から電子情報として読み取られた画像情報(画像データ)は、画像形成部の露光装置33で光情報に変換され、現像装置30にまず潜像として記録される。潜像として記録された画像情報は、更に現像ローラから供給されるトナーによってトナー画像に現像される。トナー画像に現像された画像情報は、記録媒体保管部40から給紙された記録媒体(通常は記録紙)に転写ベルト31によって転写され、定着装置32により定着されて記録媒体に形成された画像情報として画像形成装置100の左側のトレイ20に排紙される。この画像形成装置100のこのような概略の画像形成工程は、従来の画像形成装置の画像形成工程と変わるところはない。
【0023】
次に、図1の現像装置30の概略構成について、図2を参照して説明する。
図2は、図1の現像装置30の概略構成の一例を示す断面図である。
この現像装置30は、感光体1と、現像ローラ34と、帯電ローラ8を有する帯電装置と、クリーニングブレード6を有する感光体清浄化装置とにより、感光体1を用いて画像形成動作を行う装置本体に対して一体で着脱可能にしたプロセスカートリッジを構成している。帯電装置は、帯電ローラ8と、クリーニングローラ7を含むクリーニング装置とを備えている。
【0024】
この現像装置30の動作は、次のように行われる。つまり、従来の現像装置と同じように、感光体1が反時計回り方向に回転しながら、帯電ローラ8によって均一に帯電された感光体1表面に、露光装置33からの光情報(例えば画像データに応じて変調されたレーザビーム)によって電荷の違いによる潜像が形成される(書き込まれる)。形成された潜像は、現像ローラ34によりトナーを供給され、トナー画像として感光体1表面に現像される。
【0025】
感光体1表面に形成されたトナー画像は、給紙された記録媒体上に転写ベルト31によって転写される。
その転写後の感光体1は、更に回転して表面上の転写残トナー等の汚れ(トナーを含む異物)が、クリーニングブレード6を含む感光体清浄化装置により除去される。汚れを除去された感光体1の表面は、再度帯電ローラ8により帯電され、現像工程が繰り返される。
【0026】
ここで、感光体清浄化装置により除去されるべき汚れが完全に除去され、帯電前の感光体1の表面が完全に清浄になっていれば問題はないが、通常は、転写残トナー等の一部が除去されずに感光体1の表面に残ったまま帯電処理が行われる。そうすると、この汚れが帯電ローラ8の表面にも付着することになる。そして、帯電ローラ8による感光体1表面の均一な帯電を妨げることになる。
帯電装置に備えているクリーニング装置内のクリーニングローラ7は、上述の帯電ローラ8表面の転写残トナー等の汚れを除去して、帯電ローラ8による感光体1表面の均一な帯電性能を維持するものである。
【0027】
このクリーニングローラ7は、帯電ローラ8に当接しているが、後述する接離部により、その帯電ローラ8から離間することができる。
このクリーニングローラ7は、図示しないバネおよび自重によって帯電ローラ8に押しつけられている。これにより、クリーニングローラ7が帯電ローラ8の回転に合わせて連れまわりし易くなっている。また、帯電ローラ8上の転写残トナー等が除去されやすくなっている。
【0028】
図3は、図1に示した画像形成装置100に使用可能な他の現像装置の概略構成の一例を示す断面図であり、図2と対応する部分には同一符号を付している。なお、図3では現像ローラ34を含む一部分の図示を省略している。
この現像装置30′は、図2に示したものとは構成が異なるが、クリーニング装置は同様な構成であり、帯電ローラ8に当接してその表面上の汚れ(異物)を除去するクリーニングローラ7を備えている。
【0029】
前述した現像装置30,30′内のクリーニングローラ7を帯電ローラ8に対して接離させる接離部、つまりクリーニングローラ7を帯電ローラ8から離間させたり、クリーニングローラ7を帯電ローラ8に接触(当接)させる接離部(以下単に「接離部」ともいう)はどのようなものでもよいが、後述する画像面積率,帯電装置の使用環境,又はクリーニングブレード6の累積当接時間等の検知結果に応じてクリーニングローラ7を帯電ローラ8に対して接離できればよい。
【0030】
次に、図3のクリーニングローラ7を帯電ローラ8に対して接離させる接離部の一部の構成およびその接離動作について、図4,図5を参照して説明する。
図4は、図3のクリーニングローラ7を帯電ローラ8に対して接離させる接離部の構成例を示す図である。
図5は、図3のクリーニングローラ7の接離動作を説明するための図である。なお、図示の都合上、クリーニングローラ7の位置が図4とは異なっている。
【0031】
図4に示す接離部の例では、後述する接離モータによって回転する接離カム10で解除レバー9を動作させて、クリーニングローラ7を帯電ローラ8に対して接離させている。
図4,図5によって説明すると、クリーニングローラ7が図5の(a)に示すように帯電ローラ8から離間する時には、図4の(a)に示すように、解除レバー9が離間スプリング11によって引っ張られ、軸9aを支点として左旋方向に回動し、クリーニングローラ7の両端の軸7aが上に押し上げられて、クリーニングローラ7が帯電ローラ8から離間される。
【0032】
逆に、クリーニングローラ7が図5の(b)に示すように帯電ローラ8に当接する時には、図4の(b)に示すように、接離カム10の矢示方向への回転によって解除レバー9が押し下げられて、クリーニングローラ7が図示しないスプリング又は自重で帯電ローラ8に当接される。
この例では、接離モータによって回転する接離カム10によって解除レバー9を動作させているが、接離ソレノイド等を用いた機構を用いてもよい。
【0033】
ところで、クリーニングローラ7は、回動自在に支持され、帯電ローラ8に対して連れ回りすることが好ましい。このように、クリーニングローラ7を帯電ローラ8の回転に従動させることにより、クリーニングローラ7には駆動装置が不要となり、構成を簡易にできる。また、クリーニングローラ7の外周が樹脂発泡体であることが好ましく、これにより帯電ローラ8の表面との接触に特に強い押圧力を必要としなくとも十分なクリーニング性能を得ることができる。よって、帯電ローラ8の表面の摩耗を抑えることもできる。
【0034】
ここで、クリーニングローラ7の材質の一例について説明する。
クリーニングローラ7としては、例えば、芯金に樹脂発泡体を円筒状に巻き付けるなどして樹脂発泡体層を形成することができる。樹脂発泡体としては、その物性値として、密度が5〜15kg/m、引っ張り強度が1.7±0.5kg/cmの範囲を示す連続気泡構造を有する樹脂発泡体を用いることができる。
【0035】
帯電ローラ8の表面のクリーニング性およびキズ付け性は、形成される画像の状態で評価できる。
すなわち、クリーニングローラ7のクリーニング性能が不十分で帯電ローラ8の表面に汚れが付着していると、感光体1の帯電が良好に行われず、記録紙(記録媒体)に地汚れが発生し、形成される画像の状態が悪化する。また、クリーニングローラ7の摺擦によって帯電ローラ8の表面がキズつくと、画像上にはスジ状の不具合が発生する。
【0036】
樹脂発泡体の密度が5kg/m以上であれば、クリーニングローラ7の十分なクリーニング性能が得られる。密度が5kg/mより小さいと、十分なクリーニング性能が得られず、早期に帯電不良が発生し、画像に地汚れ等の不具合を発生させる。一方、密度が15kg/mより大きいと、クリーニング性能は良くても、帯電ローラ8の表面の削り量が多くなり、早期に帯電ローラ8の表面にキズが発生し、画像にスジ状の不具合を発生させ易くなる。
【0037】
また、樹脂発泡体の引っ張り強度が1.2kg/cm以上であれば、クリーニングローラ7は十分なクリーニング性能が得られる。引っ張り強度が1.2kg/cm未満では強度が十分でなく、樹脂発泡体が早期にボロボロになり、クリーニング性能が発揮されない。一方、引っ張り強度が2.2kg/cmより大きいと、クリーニング性能が良くても、帯電ローラ8の表面を早期にキズ付け、画像にスジ状の不具合を発生させる。
したがって、クリーニングローラ7を構成する樹脂発泡体の物性値としては、密度が5〜15kg/m、引っ張り強度が1.7±0.5kg/cmの範囲であることが必要である。
【0038】
密度が上記範囲にある連続気泡構造を有する樹脂発泡体は、微細な気孔を有する網目状の形態を示し、発泡体の骨格部分で帯電ローラ8の表面のトナー等の付着物を削り取ることができる。また、引っ張り強度が上記範囲にある樹脂発泡体は、脆い性質を示し、帯電ローラ8との接触面で受ける摩擦力により剥がれ落ちる。樹脂発泡体の気孔内に保持されたトナー等の付着物も、このとき一緒に剥がれ落ちるため、従来用いられてきた樹脂発泡体のように、付着物が発泡体の気孔内に溜め込まれることはなく、常にフレッシュな面でのクリーニングが可能になる。そして、帯電ローラ8の表面をキズ付けることなく、長期に亘って良好なクリーニング性能を得ることができる。
【0039】
上記の物性値を示す樹脂発泡体の中でも、特にメラミン樹脂発泡体が好ましい。メラミン樹脂で形成された発泡体は、網目状の繊維が硬いため、帯電ローラ8上の付着物を容易に削り取る、あるいは引っかけ剥ぎ取ることができる。このようにクリーニング性能に優れると共に、上記の脆い性質を示すことから、常にクリーニングローラ7のフレッシュな面が帯電ローラ8の表面と接し、良好なクリーニング性能を維持することができる。特に、メラミン樹脂発泡体を使用することで、帯電ローラ上に付着したトナー等の付着物を除去する効率が上がり、異常画像の発生を防ぐことができる。帯電ローラ8とクリーニングローラ7とは離間された状態であり、必要時のみ接するようになっているため、メラミン樹脂発泡体のトナー回収能力が飽和することがなく、異常画像に対する余裕度がアップする。
【0040】
クリーニングローラ用の樹脂発泡体としては、一旦発泡したメラミン樹脂発泡体を20〜40容量%圧縮したメラミン樹脂発泡体を使用することが好ましい。一旦発泡したメラミン樹脂発泡体を20〜40容量%圧縮したメラミン樹脂発泡体は、最初の発泡時に生じる気泡の径を、圧縮により小さくすることができ、帯電ローラ表面のクリーニングムラの発生を防ぐことができる。
【0041】
次に、図1に示した画像形成装置100の制御系の主要部分の構成について、図6を参照して説明する。なお、以降の説明では、記録媒体として記録紙を使用するものとする。
図6は、図1に示した画像形成装置100の制御系の主要部分の構成例を示すブロック図である。
【0042】
この画像形成装置100の制御部200は、中央処理装置(マイクロプロセッサ),ROM(この発明に関わるプログラムを含む各種プログラムやその他の固定データが記憶されている),RAM,不揮発性メモリ等からなるマイクロコンピュータ(以下「CPU」と略称する)200aを用いたものであり、この画像形成装置100全体を統括的に制御する。
【0043】
この制御部200は、クリーニングローラ7を帯電ローラ8に対して接離させる接離部を構成する接離モータ202(図4の接離カム10を回転させるモータ)を駆動するための信号を接離モータ制御部201に対して出力することにより、クリーニングローラ7を帯電ローラ8に当接させることができる。また、その信号の出力を停止することにより、クリーニングローラ7を帯電ローラ8から離間させることができる。
【0044】
この制御部200は、この発明に関わる制御として、以下に示す制御を行う。
すなわち、感光体1に潜像を書き込む潜像書込動作およびその潜像にトナーを供給してトナー画像を形成する現像動作を含む画像形成動作中であり、且つ感光体1に対する潜像書込動作以外の動作のタイミングで、接離モータ202によってクリーニングローラ7を帯電ローラ8に対して接離させる。上記タイミングは、記録紙間、つまり画像形成動作によって感光体1に形成されたトナー画像が記録紙に転写(形成)された後、感光体1に対して次の潜像書込動作が開始されるまでの間に相当するタイミングとすればよい。
【0045】
また、感光体1に担持させるトナーによる画像(例えば黒画像)の面積率である画像面積率,帯電装置の使用環境,又はクリーニングブレード6の累積当接時間の検知結果に応じて、接離モータ202によってクリーニングローラ7を帯電ローラ8に当接させる周期を変動させるとよい。
さらに、画像形成動作の終了時に、接離モータ202によってクリーニングローラ7を帯電ローラ8から離間させるとよい。
【0046】
ここで、クリーニングローラ7を帯電ローラ8に当接させる動作タイミングであるが、クリーニングローラ7の当接時には帯電ローラ8を通して感光体1に振動が伝わり、感光体1の回転誤差を生じる可能性があるため、画像形成動作中であって潜像書込動作以外の動作のタイミング(記録紙間に相当するタイミング)とするのが望ましい。
【0047】
また、画像形成装置100は図1に示したデジタル複写機であるため、画像読取部50によって原稿から読み取った画像データを図示しない画像メモリに展開する。また、画像形成装置100がプリンタとしての機能も有している場合には、図示しないPC(パーソナルコンピュータ)等の外部機器により受け取ったプリントデータが画像データであればそのまま画像メモリに展開する。外部機器により受け取ったプリントデータが画像データ以外のデータ(文字コードデータ又は描画データ等)であれば、そのデータを画像データに変換して画像メモリ上に展開する。よって、感光体1に担持させるトナーによる画像の面積率は、必要時に画像メモリ上に展開した画像データから算出(検知)することができる。
【0048】
帯電装置の使用環境は、帯電装置周辺の温湿度(温度又は湿度の一方でもよい)のことであり、図示しない環境センサ(温度センサおよび湿度センサ)によって検知することができる。帯電ローラ8への異物付着による画像への影響は、低温低湿のほうが濃度ムラ(スジ)として出やすく、高温高湿では画像に影響を受けにくいことが分かっているため、環境センサによって帯電装置周辺の温湿度を検知し、クリーニングローラ7を帯電ローラ8に当接させる周期を低温低湿では短く、高温高湿では長くすればよい。つまり、帯電ローラ8に当接させる時間を低温低湿では増やし、高温高湿では短くすればよい。
【0049】
クリーニングブレード6の累積当接時間は、図示しないタイマ・カウンタを用いて計測し、不揮発性メモリに記憶保持することにより、必要時に読み込む(検知する)ことができる。
よって、制御部200内のCPU200aが、ROM内のプログラムを実行し、接離モータ制御部201等を制御することにより、この発明に関わる接離制御手段,画像面積率検知手段,使用環境検知手段,および累積当接時間検知手段としての機能を果すことができる。
【0050】
次に、図6の制御部200によるこの発明に関わる制御について、図7を参照して説明する。この制御例では、画像面積率の検知(算出)を含む制御例について説明するが、その検知に代えて帯電装置の使用環境又はクリーニングブレード6の累積当接時間の検知を行うようにしても良い。
図7は、図6の制御部200によるこの発明に関わる制御の一例を示すフローチャートである。
【0051】
制御部200は、前述した画像形成部による画像形成動作の制御を開始すると同時に、図7に示す制御(処理ルーチン)も開始し、まずステップS1で画像面積率を検知(算出)し、ステップS2でその検知結果に応じてクリーニングローラ7を帯電ローラ8に当接させる周期(以下「当接周期」ともいう)を算出する。なお、ここでは図示を省略するが、算出した当接周期からクリーニングローラ7を帯電ローラ8に当接させるタイミングに相当する画像形成枚数(以下「当接枚数」ともいう)も算出する。
【0052】
続いて、ステップS3で画像形成動作が終了したか否かを判断するが、画像形成動作を開始した直後なのでステップS4で記録紙間になるのを待つ。
そして、記録紙間になった場合、ここでは画像形成動作によって感光体1に形成されたトナー画像が記録紙に転写された直後(感光体1に対する潜像書込動作以外の動作のタイミングに相当する)に、ステップS5へ進んでクリーニングローラ7が帯電ローラ8に当接している状態(以下「当接状態」ともいう)であるか否かを判断するが、画像形成動作を開始した直後で当接状態ではないので、ステップS7へ進む。
【0053】
ステップS7では、画像形成枚数がステップS2で算出した当接枚数の倍数に達したか否かを判断する。なお、画像形成枚数は、例えば図示しないタイマ・カウンタによって計測できる。
そして、画像形成枚数が当接枚数の倍数に達していない場合には、ステップS3へ戻って再び画像形成動作が終了したか否かを判断し、終了すればステップS14へ移行するが、終了していなければ再びステップS4へ進んで上述と同様の処理を行い、画像形成枚数が当接枚数の倍数に達した場合にステップS7からステップS8へ移行し、そこでクリーニングローラ7を帯電ローラ8に当接させる。
【0054】
次に、ステップS9へ進み、クリーニングローラ7が帯電ローラ8に当接されてからの経過時間(以下「当接時間」ともいう)の計測を開始する。なお、その計測は図示しないタイマ・カウンタによって行える。
その後、ステップS10で当接時間が予め設定された所定時間(クリーニングに最適な時間)を経過するのを待って、ステップS11で当接時間の計測を停止(計測時間の「0」へのリセットを含む)した後、ステップS12で記録紙間であるか否かを判断する。
【0055】
そして、記録紙間である場合、ここでは感光体1に対して次の潜像書込動作が開始されていない場合には、ステップS13へ進んでクリーニングローラ7を帯電ローラ8から離間させる。
記録紙間でない場合、ここでは感光体1に対して次の潜像書込動作が開始されている場合には、ステップS3へ戻って再び画像形成動作が終了したか否かを判断し、まだ終了していなければステップS4で記録紙間になるのを待ってステップS5へ進んで再び当接状態であるか否かを判断する。
【0056】
そして、このときはまだ当接状態なので、ステップS6へ移行してクリーニングローラ7を帯電ローラ8から離間させ、次のステップS7へ進む。
一方、ステップS3へ戻り、画像形成動作が終了したと判断した場合には、ステップS14へ移行し、そこで帯電ローラ8による最終帯電後にクリーニングローラ7を帯電ローラ8に当接させたか否かを判断して、当接させていればステップS19へ移行する。
【0057】
帯電ローラ8による最終帯電後にクリーニングローラ7を帯電ローラ8に当接させていない場合には、ステップS15でクリーニングローラ7を帯電ローラ8に当接させ、ステップS16で当接時間の計測を開始し、ステップS17で当接時間が予め設定された所定時間を経過するのを待って、ステップS18で当接時間の計測を停止(計測時間の「0」へのリセットを含む)した後、ステップS19で当接状態であるか否かを判断し、当接状態でなければそのまま図7の制御を終了するが、当接状態であればステップS20でクリーニングローラ7を帯電ローラ8から離間させた後、図7の制御を終了する。
【0058】
なお、感光体1に担持させるトナーによる画像の面積率である画像面積率,帯電装置の使用環境,又はクリーニングブレード6の累積当接時間の検知結果に応じて、接離モータ202によってクリーニングローラ7を帯電ローラ8に当接させてから離間させるまでの時間を変動させることもできる。
【0059】
このように、感光体(像担持体)に潜像を書き込む潜像書込動作およびその潜像にトナーを供給してトナー画像を形成する現像動作を含む画像形成動作中であり、且つ感光体に対する潜像書込動作以外の動作のタイミングで、クリーニングローラを帯電ローラに対して接離させることにより、画像形成動作中に帯電ローラ表面に付着した転写残トナー等を強固に帯電ローラ表面に付着することを防ぎながら、帯電ローラ表面をクリーニングして現像工程に有害な転写残トナー等を除去し、帯電ローラの寿命を延ばすことができる。また、帯電ローラの寿命が長くなるため、感光体の帯電不良による現像トラブルが少なくなる。
【0060】
また、前述した現像装置は、感光体と帯電装置とを少なくとも含み、更に現像ローラ、感光体清浄化装置から選択される任意の手段とを含んで一体に支持し、装置本体に着脱自在に形成した図2又は図3に示したようなプロセスカートリッジとして用いることができる。この現像装置(プロセスカートリッジ)は、クリーニング装置を配備することで、帯電ローラ表面のクリーニングを適切に行い、帯電の均一性を維持する。また、現像装置の寿命が到来するまで、帯電ローラの帯電性能を損なうことはない。
【0061】
なお、この現像装置を搭載する画像形成装置は、図1に示した構成に限るものではなく、感光体上のトナー画像を一旦転写して担持する中間転写体を備える構成や、多色画像を形成するために感光体を複数備える構成であってもよい。
この現像装置を用いた画像形成装置によって形成した画像記録体は、記録紙等の記録媒体の表面に記録された画像に地汚れやすじなどのキズがなく、鮮明な画像記録体とすることができる。
以上、この発明の実施の形態を具体的に説明してきたが、この発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、これら実施の形態を、この発明の主旨および範囲を逸脱することなく、変更又は変形することができる。
【産業上の利用可能性】
【0062】
以上の説明から明らかなように、この発明によれば、画像形成動作中に帯電ローラ表面に付着した転写残トナー等を強固に帯電ローラ表面に付着することを防ぎながら、帯電ローラ表面をクリーニングして現像工程に有害な転写残トナー等を除去し、帯電ローラの寿命を延ばすことができる。この発明を利用すれば、高画質および低コストを実現できる帯電装置,プロセスカートリッジ,および画像形成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【0063】
1:感光体 6:クリーニングブレード 7:クリーニングローラ
8:帯電ローラ 9:解除レバー 10:接離カム 11:離間スプリング
30,30′:現像装置 50:画像読取部 100:画像形成装置
200:制御部 201:接離モータ制御部 202:接離モータ
【先行技術文献】
【特許文献】
【0064】
【特許文献1】特開2004−361916号公報
【特許文献2】特開2008−070836号公報

【特許請求の範囲】
【請求項1】
トナー画像を担持する像担持体の表面を帯電する帯電ローラと、該帯電ローラに接触してトナーを含む異物を除去するためのクリーニングローラと、該クリーニングローラを前記帯電ローラに対して接離させる接離手段とを有する帯電装置を制御する帯電制御装置であって、
前記像担持体に潜像を書き込む潜像書込動作および該潜像にトナーを供給してトナー画像を形成する現像動作を含む画像形成動作中であり、且つ該像担持体に対する前記潜像書込動作以外の動作のタイミングで、前記接離手段によって前記クリーニングローラを前記帯電ローラに対して接離させる接離制御手段を設けたことを特徴とする帯電制御装置。
【請求項2】
請求項1記載の帯電制御装置において、
前記タイミングは、前記画像形成動作によって前記像担持体に形成されたトナー画像が記録媒体に形成された後、該像担持体に対して次の前記潜像書込動作が開始されるまでの間に相当するタイミングであることを特徴とする帯電制御装置。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の帯電制御装置において、
前記像担持体に担持させるトナーによる画像の面積率である画像面積率を検知する画像面積率検知手段を設け、
前記接離制御手段は、前記画像面積率検知手段による検知結果に応じて、前記接離手段によって前記クリーニングローラを前記帯電ローラに当接させる周期を変動させることを特徴とする帯電制御装置。
【請求項4】
請求項1又は2に記載の帯電制御装置において、
前記帯電装置の使用環境を検知する使用環境検知手段を設け、
前記接離制御手段は、前記使用環境検知手段による検知結果に応じて、前記接離手段によって前記クリーニングローラを前記帯電ローラに当接させる周期を変動させることを特徴とする帯電制御装置。
【請求項5】
請求項1又は2に記載の帯電制御装置において、
前記像担持体の表面に付着された異物を除去するためのクリーニングブレードの累積当接時間を検知する累積当接時間検知手段を設け、
前記接離制御手段は、前記累積当接時間検知手段による検知結果に応じて、前記接離手段によって前記クリーニングローラを前記帯電ローラに当接させる周期を変動させることを特徴とする帯電制御装置。
【請求項6】
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の帯電制御装置において、
前記接離制御手段は、前記画像形成動作の終了時に、前記接離手段によって前記クリーニングローラを前記帯電ローラから離間させることを特徴とする帯電制御装置。
【請求項7】
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の帯電制御装置を備えると共に、
トナー画像を担持する像担持体の表面を帯電する帯電ローラと、該帯電ローラに接触してトナーを含む異物を除去するためのクリーニングローラと、該クリーニングローラを前記帯電ローラに対して接離させる接離手段とを有する帯電装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項8】
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の帯電制御装置を備えると共に、
トナー画像を担持する像担持体の表面を帯電する帯電ローラと、該帯電ローラに接触してトナーを含む異物を除去するためのクリーニングローラと、該クリーニングローラを前記帯電ローラに対して接離させる接離手段とを有する帯電装置と、該帯電装置によって帯電される像担持体とを有し、該像担持体を用いて画像形成動作を行う装置本体に対して一体で着脱可能にしたプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2010−197838(P2010−197838A)
【公開日】平成22年9月9日(2010.9.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−44176(P2009−44176)
【出願日】平成21年2月26日(2009.2.26)
【出願人】(000006747)株式会社リコー (37,907)
【Fターム(参考)】