JP4506819B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブラシとクリーニングブレードにより像担持体上に残存したトナーを除去する電子写真方式の画像形成装置に関する。

近年、電子写真方式の画像形成装置が多くのオフィスに導入されている。電子写真方式の画像形成装置では、感光体（像担持体）に形成された潜像がトナーにより顕像化され、感光体上のトナー像がシートや中間転写体上に転写される。転写後の感光体には転写されなかったトナーが残存するため、残存するトナーをブラシやクリーニングブレード等により除去する。

しかし、ブラシやクリーニングブレード等によっても感光体上のトナーを除去出来ない場合があり、除去出来なかったトナーやそのトナーの外添剤が感光体上に付着し続けると、画像形成を継続しているうちに付着物が大きくなり、画像欠陥を発生させる要因となる。

特許文献１に記載の技術は、感光体の表面の線速度とブラシローラの外周の線速度との差を、感光体の回転を開始してから停止するまでの間に少なくとも１回変化させるという技術である。当該技術によれば付着するトナー等の増大を抑制し、画像欠陥を防止出来る。
特開平１０−２５４３２３号公報

ところで、ブラシとクリーニングブレードを併用して感光体に残存するトナーを除去する画像形成装置において、印字率の高い画像が連続的にプリントされる場合、ブラシに多くのトナーが付着してしまい、ブラシがトナーを含んだ状態となる。ブラシがトナーを含んだ状態になると、ブラシに対向する感光体の電位によってはブラシから感光体へトナーやトナーの外添剤が転移し、感光体に付着してしまう。一旦、感光体にトナーやトナーの外添剤が付着してしまうと、長期的にプリントした場合に、付着したトナー等を起点として更にトナーや外添剤が付着し、付着物が大きく成長する（図４で示すように、感光体４１０におけるトナー等の付着物αの形状は雨だれのような形状であり、付着物αは小さいものは目視で確認できない程度（１０μｍ程度）であるが、大きいものは５ミリ以上まで成長することがある）。その結果として付着物が原因となってハーフトーン画像やベタ画像の一部が欠けるという画像欠陥が発生する。

しかし、特許文献１に記載の技術では、このような経緯により発生した付着物を十分に抑制することが出来ない。

そこで、本発明の目的は、像担持体におけるトナー等の付着を防止し、良好な画像を形成する画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、
像担持体と、
当該像担持体の表面を帯電させる帯電部と、
前記像担持体の表面を摺擦することにより前記像担持体上に残存したトナーを除去するブラシと、
当該ブラシに対する前記像担持体の回転方向下流側に前記像担持体上に残存したトナーを除去するクリーニングブレードと、
前記ブラシと前記クリーニングブレードとの間における前記像担持体の表面電位を測定する表面電位測定センサと、
当該表面電位測定センサによる測定動作を実行し、その測定結果に基づいて、前記ブラシと前記クリーニングブレードとの間における前記像担持体の表面電位を前記ブラシ上の除去されたトナーが前記像担持体に付着しないように調整する制御部と、
を有することを特徴とするものである。

また、本発明に係る画像形成装置は、
像担持体と、
当該像担持体の表面を帯電させる帯電部と、
前記像担持体上に形成したトナー画像を被転写体に転写する転写部と、
前記像担持体の表面を摺擦することにより前記像担持体上に残存したトナーを除去するブラシと、
当該ブラシに対する前記像担持体の回転方向下流側に前記像担持体上に残存したトナーを除去するクリーニングブレードと、
前記帯電部により帯電した前記像担持体の帯電電位を測定する帯電電位測定センサと、
前記帯電部により帯電した前記像担持体の帯電電位と、前記転写部における転写電流値と、前記像担持体に付着する付着物との関係が規定されたデータテーブルを記憶する記憶部と、
前記帯電電位測定センサによる測定結果と、前記転写部における転写電流値と、を前記データテーブルに照合し、照合の結果に応じて前記ブラシ上の除去されたトナーが前記像担持体に付着しないように前記転写部における転写電流値の補正、又は画像濃度の補正を実行する制御部と、
を有することを特徴とするものである。

本発明に係る画像形成装置によれば、像担持体におけるトナー等の付着を防止し、良好な画像を形成することが出来る。

図１は画像形成装置１の内部構成を示す中央断面図である。

画像形成装置１は、中間転写ベルト５０を有するタンデム形式のカラー画像形成装置である。

画像形成装置１は下部に複数のシート収容部２０を有する。シート収容部２０の上方には画像形成部４０と中間転写ベルト５０が設置されており、装置本体の上部には画像読取部３０が設置されている。

両面原稿自動送り装置１０の原稿給紙台ａにセットされた原稿は、各種ローラによって画像読取部３０に向けて搬送される。

シート収容部２０は、装置前面側（図１における紙面手前側）に引き出し可能となっている。複数のシート収容部２０には白紙等のシートＳがサイズによって分けられて収容されている。シート収容部２０に収容されたシートＳは給紙ローラ２１によって１枚毎に給紙される。また、手差部２２にはＯＨＰシート等の特殊紙がセットされる。

画像形成部４０は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像を形成するための４組の画像形成エンジン４００Ｙ、４００Ｍ、４００Ｃ及び４００Ｋを有している。画像形成エンジン４００Ｙ、４００Ｍ、４００Ｃ、４００Ｋは、この順で上から下方向に直線状に配列されており、各々同じ構成となっている。

イエロー色用の画像形成エンジン４００Ｙを例にとって構成を説明すると、画像形成エンジン４００Ｙは反時計方向に回転する感光体４１０、帯電部４２０、露光部４３０、現像部４４０、クリーニング部４５０を有する。クリーニング部４５０は、感光体４１０の最下部に対向した領域を含んで配置されている。

装置本体の中央部に位置する中間転写ベルト５０は無端状であり、所定の体積抵抗率を有する。一次転写ローラ（転写部）５１０は、中間転写ベルト５０を挟んで感光体４１０と対向する位置に設置されている。

次に画像形成装置１において、カラー画像を形成する動作を説明する。

感光体４１０は、駆動モータ（図示せず）により回転駆動され、帯電部４２０の放電により負極性に帯電される（例えば−８００Ｖ）。次に、露光部４３０により感光体４１０上に画像情報に応じた光書込がなされて静電潜像が形成される。形成された静電潜像が現像部４４０を通過すると、現像部内で負極性に帯電されたトナーが負極性現像バイアスの印加により潜像画像の部分に付着し、感光体４１０上にトナー像が形成される。形成されたトナー像は、感光体４１０に圧着する中間転写ベルト５０へ転写される。転写後に感光体４１０上に残留したトナーはクリーニング部４５０により清掃される。

画像形成エンジン４００Ｙ、４００Ｍ、４００Ｃ及び４００Ｋ各々で形成されたトナー像が中間転写ベルト５０に重畳して転写されることにより、中間転写ベルト５０上にカラー画像が形成される。シートＳはシート収容部２０により１枚ずつ給紙され、レジスト搬送部として機能するレジストローラ６０の位置まで搬送される。レジストローラ６０にシートＳが突き当てられて一端停止し、シートＳの曲がりが矯正される。シートＳは中間転写ベルト５０上のトナー像と画像位置が一致するタイミングでレジストローラ６０より給送される。

レジストローラ６０により給送されたシートＳは、ガイド板より案内され、中間転写ベルト５０及び転写部７０により形成された転写ニップ位置へ送り込まれる。ローラにより構成される転写部７０はシートＳを中間転写ベルト５０側へ押圧している。トナーと逆極性のバイアス（例えば＋５００Ｖ）が転写部７０に印加されることにより、静電気力の作用で、中間転写ベルト５０上のトナー像がシートＳへ転写される。シートＳは、除電針からなる分離装置（図示せず）により除電されて中間転写ベルト５０から分離され、加熱ローラ、加圧ローラのローラ対からなる定着部８０へ送られる。その結果、トナー像がシートＳへ定着され、画像形成されたシートＳが装置外へ排出される。

なお、本実施形態における画像形成装置１は電子写真方式によりシートにカラー画像を形成するものであるが、本発明に係る画像形成装置は本実施形態に限定されるものではなく、モノクロ画像を形成する画像形成装置であっても構わない。

図２は画像形成装置１の制御系のブロック図であり、ここでは代表的なものだけ示す。

ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１は、システムバス１０７を介してＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０２やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０３等に接続されている。このＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納されている各種プログラムを読み出してＲＡＭ１０３に展開し、各部の動作を制御する。また、ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０３に展開したプログラムに従って各種処理を実行し、その処理結果をＲＡＭ１０３に格納するとともに操作表示部１０５に表示させる。そして、ＲＡＭ１０３に格納した処理結果を所定の保存先に保存させる。尚、本実施形態においては、ＣＰＵ１０１はＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３と協働することにより制御部を構成する。

ＲＯＭ１０２は、プログラムやデータ等を予め記憶しており、代表的には半導体メモリで構成されている。

ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１によって実行される各種プログラムによって処理されたデータ等を一時的に記憶するワークエリアを形成する。

ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）１０４は、画像読取部３０で読み取って得た原稿画像の画像データを記憶したり、出力済みの画像データ等を記憶したりする機能を有する。磁性体を塗布または蒸着した金属のディスクを有し、これをモータで高速に回転させて磁気ヘッドを近づけてデータを読み書きする。

操作表示部１０５は各種の設定を可能にするものである。操作表示部１０５は例えばタッチパネル形式となっており、ユーザーが操作表示部１０５を通じて入力することによりカラー印刷やモノクロ印刷に関する条件が設定される。また、ネットワーク設定の情報等、各種の情報が操作表示部１０５に表示される。

画像読取部３０は、原稿画像を光学的に読み取って電気信号に変換する。カラー原稿を読み取る場合は一画素当りＲＧＢ各１０ビットの輝度情報をもつ画像データを生成する。

画像読取部３０によって生成された画像データや、画像形成装置１に接続されたＰＣから送信される画像データは画像処理部１０６によって画像処理される。画像形成装置１でカラー印刷を実行する場合、画像読取部３０等によって生成されたＲ（Ｒｅｄ）・Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）・Ｂ（Ｂｌｕｅ）の画像データを画像処理部１０６における色変換ＬＵＴに入力し、Ｒ・Ｇ・ＢデータをＹ（Ｙｅｌｌｏｗ）・Ｍ（Ｍａｇｅｎｔａ）・Ｃ（Ｃｙａｎ）・Ｂｋ（Ｂｌａｃｋ）の画像データに色変換する。そして、色変換した画像データに対して、階調再現特性の補正を行ったり、濃度補正ＬＵＴを参照して網点などのスクリーン処理を行なったり、細線を強調するためのエッジ処理を行ったりする。

画像形成部４０は、画像処理部１０６によって画像処理された画像データを受け取り、シート上に画像を形成する。

帯電電位測定センサ４２１は帯電部４２０より帯電した感光体４１０の帯電電位を測定するものであり、その測定結果に基づき、帯電部４２０の出力値や一次転写ローラ５１０の転写電流値がＣＰＵ１０１等によって制御される。

図３は感光体４１０周辺の拡大図である。

一次転写ローラ５１０には高圧電源部５１２が接続されており、一次転写ローラ５１０は高圧電源部５１２によって定電流制御される。一次転写ローラ５１０における転写電流値は転写電流検知手段５１１によって検知される。

図３で示すように、クリーニング部４５０において感光体４１０の回転方向上流側にはブラシ４５１Ａが設けられており、感光体４１０の回転方向下流側にはクリーニングブレード４５２Ａが設けられている。

転写後の感光体４１０に残存するトナーはブラシ４５１Ａとクリーニングブレード４５２Ａによりクリーニングされる。感光体４１０上に残存するトナーＴ１をブラシにより掻き取る、あるいはかき乱すことでトナーＴ１と感光体４１０との付着力を低減し、その後でクリーニングブレード４５２ＡによりトナーＴ１を除去する。

ブラシ４５１Ａにはフリッカ４５１Ｂが接触しており、ブラシ４５１Ａに付着したトナーＴ１はフリッカ４５１Ｂにより除去される。また、ブラシ４５１Ａには固形潤滑剤４５１Ｃが接触しており、ブラシ４５１Ａを介して潤滑剤が感光体４１０に塗布される。

クリーニングブレード４５２Ａはブレードホルダ４５２Ｂに保持されており、ブレードホルダ４５２Ｂを付勢するバネ４５２Ｃの力により、クリーニングブレード４５２Ａが感光体４１０に押圧される。

クリーニングブレード４５２Ａは弾性体であり、具体的にはウレタンゴム、シリコンゴム、フッソゴム、クロロピレンゴム、ブタジエンゴム等である。特にウレタンゴムは他のゴムに比して摩耗特性が優れている点で好ましい。

前述したが、ここで改めて感光体４１０上に発生するトナーＴ１等の付着物について説明する。印字率の高い画像が連続的にプリントされる場合、ブラシ４５１Ａに多くのトナーＴ１が付着してしまい、ブラシ４５１ＡがトナーＴ１を含んだ状態となる。ブラシ４５１ＡがトナーＴ１を含んだ状態になると、ブラシ４５１Ａに対向する感光体４１０の電位によってはブラシ４５１Ａから感光体４１０へトナーＴ１やトナーＴ１の外添剤Ｔ２が転移し、感光体４１０に付着してしまう。一旦、感光体４１０にトナーＴ１やトナーＴ１の外添剤Ｔ２が付着してしまうと、長期的にプリントした場合に、付着したトナーＴ１等を起点として更にトナーＴ１や外添剤Ｔ２が付着し、付着物が大きく成長する。その結果として付着物が原因となってハーフトーン画像やベタ画像の一部が欠けるという画像欠陥が発生する。

図４で示すように、感光体４１０におけるトナーＴ１等の付着物αの形状は雨だれのような形状となっている。付着物αの大きさは区々であり、小さいものは目視で確認できない程度（１０μｍ程度）であるが、大きいものは５ミリ以上まで成長することがある。

付着物αに関して検討した結果、ブラシ４５１Ａとクリーニングブレード４５２Ａとの間における感光体４１０の表面電位が付着物αの発生に影響することが分かった。この点について図５〜図７を用いて詳しく説明する。

図５〜図７はブラシ４５１Ａ及びクリーニングブレード４５２Ａ周辺の拡大図である。

ブラシ４５１Ａは電気的に接地されており、トナーＴ１はマイナス、外添剤Ｔ２はプラスに帯電している。

一次転写ローラ５１０における転写電流値が大きい場合、図５（ａ）に示すように一次転写後、ブラシ４５１Ａとクリーニングブレード４５２Ａとの間における感光体４１０の表面電位がプラスとなる。このような状態ではブラシ４５１Ａから転移したトナーＴ１が感光体４１０に電気的に強固に付着するため、トナーＴ１がクリーニングブレード４５２Ａをすり抜け、長期的にプリントした結果、図５（ａ）又は図５（ｂ）に示すように付着物αが形成される。

また、帯電部４２０により感光体４１０が帯電する電位（以下、「帯電電位」という。）が高い場合や、一次転写ローラ５１０における転写電流値が小さい場合、図６（ｂ）に示すように一次転写後、ブラシ４５１Ａとクリーニングブレード４５２Ａとの間における感光体４１０の表面電位がマイナスとなる。マイナスである表面電位の絶対値が大きいとブラシ４５１Ａに付着したトナーＴ１の外添剤Ｔ２が感光体４１０に転移し、外添剤Ｔ２がクリーニングブレード４５２Ａをすり抜け、長期的にプリントした結果、図６（ａ）又は図６（ｂ）に示すように付着物αが形成される。

図７に示すように、ブラシ４５１Ａとクリーニングブレード４５２Ａとの間における感光体４１０の表面電位が適正な値であると、トナーＴ１は感光体４１０に転移せず、外添剤Ｔ２が感光体４１０に付着したとしてもクリーニングブレード４５２Ａにより除去されるため、長期的にプリントしても、図５や図６で示したような付着物αは形成されない。

そこで、ブラシ４５１Ａとクリーニングブレード４５２Ａとの間における感光体４１０の表面電位に関して付着物αが発生しない適切な範囲を実験を通じて検討した。

当該実験における条件は以下の通りである。

プロセススピードは３００ｍｍ／ｓとし、感光体４１０には直径６０ｍｍの有機感光体（オーバーコート層：ポリカーボネイト樹脂にシリカを分散）を用いた。

ブラシ４５１Ａは直径６ｍｍの芯金に毛（毛の長さ：３ｍｍ）を植え、直径１２ｍｍのローラを用いた。感光体との食い込み量を１ｍｍ、フリッカとの食い込み量を０．７ｍｍとし、ブラシ４５１Ａにおける毛は、東レ製導電アクリル繊維ＳＡ−７、ＫＢセーレン製ＧＢＮ繊維、ユニチカ製ＵＵＮ繊維の３種類を用いた。

固形潤滑剤４５１ＣはＺｎ−Ｓｔを使用し、８ｍｍ（高さ）×５ｍｍ（幅）×３２０ｍｍ（長さ）の固形潤滑剤をブラシの後方からバネにて押圧した。

ブラシ４５１Ａとクリーニングブレード４５２Ａとの間における感光体４１０の表面電位は、Ｔｒｅｋ表面電位計系Ｍｏｄｅｌ３４４により測定し、通常のプリント動作において測定した。

実験前にブラシ４５１Ａにトナーを付着させるため、一次転写ローラ５１０の転写出力をオフにし、ベタ画像を数枚、画像形成させた。

ブラシ４５１Ａとクリーニングブレード４５２Ａとの間における感光体４１０の表面電位を求める際、トナーが無い場合の感光体４１０の表面電位のデータとして、クリーニングブレード４５２Ａの下流側の位置で測定したデータを用いた。また、トナーがある場合の感光体４１０の表面電位のデータとして、クリーニングブレード４５２Ａを取り外した状態のクリーニングブレードの下流側の位置で測定しデータを用いた。そして両者の相関を採っておき、本実験時の電位測定はクリーニングブレード通過後の感光体４１０の表面電位のみとし、通過前の表面電位を前記相関によって推定して求めた。

なお、実験において使用した画像のパターンは、図８に示すように帯状のベタ画像を形成したパターンである。

ブラシ４５１Ａとクリーニングブレード４５２Ａとの間における感光体４１０の表面電位の測定結果を表１〜表３に示す。一次転写ローラ５１０における転写電流値は３３μＡ、５０μＡ、６７μＡ、８３μＡの４種類とした。また、ブラシ４５１Ａとクリーニングブレード４５２Ａとの間における感光体４１０の表面電位は、帯電電位を−４００Ｖ、−６００Ｖ、−８００Ｖに変化させ、非露光領域と露光領域において測定した。

表１は、ブラシ４５１Ａにおける毛として東レ製導電アクリル繊維ＳＡ−７を使用した結果であり、表２は、ブラシ４５１Ａにおける毛としてＫＢセーレン製ＧＢＮ繊維を使用した結果であり、表３は、ブラシ４５１Ａにおける毛としてユニチカ製ＵＵＮ繊維を使用した結果である。

測定された各々の表面電位において、感光体４１０に形成された付着物αによる画像欠陥の評価を以下のように５段階に分けて行った。当該評価は、各条件で１０万プリント終了後に発生した付着物αによる画像欠陥を評価したものである。
レベル５：最も悪く、許容できない。
レベル４：悪いレベル。許容できない。
レベル３：軽度のレベル。許容できない。
レベル２：画像を良く見なければ分からないレベル。許容できる。
レベル１：発生なし。

図９は感光体の表面電位と評価結果との関係を示すグラフである。

図９に示すグラフの横軸は感光体の表面電位を示し、縦軸は評価レベルを示す。

図９において「△」はブラシ４５１Ａにおける毛として東レ製導電アクリル繊維ＳＡ−７を使用した結果（表１）を示し、「□」はブラシ４５１Ａにおける毛としてＫＢセーレン製ＧＢＮ繊維を使用した結果（表２）を示し、「○」はブラシ４５１Ａにおける毛としてユニチカ製ＵＵＮ繊維を使用した結果（表３）を示す。

感光体４１０に形成された付着物αによる画像欠陥の評価において、レベル１とレベル２が良好なレベルである。ブラシ４５１Ａとクリーニングブレード４５２Ａとの間における感光体４１０の表面電位に関し、長期的にプリントしても付着物αが発生しない適切な範囲（基準電位）は、０〜−６００Ｖの間であることが当該実験結果を通じて分かった。−６００Ｖは概ね帯電電位の値と同等である。

この結果に基づき、一次転写ローラ５１０における転写電流値と感光体の表面電位との相関関係を表４で示すようなデータテーブルとした。「○」は良好、「△」はやや不良、「×」は不良を示す。

例えば、一次転写ローラ５１０の転写電流値が５０μＡ、帯電電位が−４００Ｖの場合、ブラシ４５１Ａとクリーニングブレード４５２Ａとの間における非露光領域の評価は「○」であるが、露光領域の評価は「△」であるため、このままの状態で長期的にプリントしてしまうと、いずれ付着物αが発生し、画像欠陥が生じることになる。

上記実験結果や評価結果を踏まえ、長期的にプリントしても感光体４１０に付着物αが発生しないようにするためには、２つの方法が考えられる。

一つは、ブラシ４５１Ａとクリーニングブレード４５２Ａとの間における感光体４１０の表面電位をセンサで測定し、ブラシ４５１Ａとクリーニングブレード４５２Ａとの間における感光体４１０の表面電位を調整するという方法である。もう一つは、表４で示したデータテーブルに基づき、ブラシ４５１Ａとクリーニングブレード４５２Ａとの間における感光体４１０の表面電位を調整するという方法である。

まず、ブラシ４５１Ａとクリーニングブレード４５２Ａとの間における感光体４１０の表面電位を表面電位測定センサで測定し、ブラシ４５１Ａとクリーニングブレード４５２Ａとの間における感光体４１０の表面電位を調整するという方法について図１０を用いて説明する。

図１０はブラシとクリーニングブレードとの間における表面電位の測定結果に基づいて感光体の表面電位を制御する動作に関するフローチャート図である。

まず、画像形成装置１においてプリント動作を開始する前に安定化制御により感光体４１０の帯電電位を決定する（ステップＳ１）。安定化制御は、帯電電位を帯電電位測定センサ４２１により測定し、基準となる濃度になるように帯電電位を制御するものである。

ステップＳ１において帯電電位を決定すると、通常のプリント動作を実行し（ステップＳ２）、１０００プリント経過したら（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、表面電位測定センサにより、ブラシ４５１Ａとクリーニングブレード４５２Ａとの間における感光体４１０の表面電位を測定する（ステップＳ４、Ｓ５）。

表面電位測定センサは、図２及び図３には図示していないが、ブラシ４５１Ａとクリーニングブレードとの間に設置されており、帯電電位測定センサ４２０と同様にＣＰＵ１０１等によって制御される。なお、スペースの関係で、表面電位測定センサをクリーニングブレード４５２Ａの下流側に設置し、その部分で測定した結果からの前述した相関値をブラシ４５１Ａとクリーニングブレード４５２Ａとの間における感光体４１０の表面電位とみなしても良い。

ステップＳ４では、表面電位測定センサにより感光体４１０の非露光領域における表面電位を測定し、測定結果をＲＡＭ１０３に記憶する。

次に、ステップＳ５では、感光体４１０の所定領域（表面電位測定センサで測定する領域）に所定パターンのトナー像を形成し、表面電位測定センサにより感光体４１０の露光領域における表面電位を測定する。この測定結果もＲＡＭ１０３に記憶する。

前述したように、ブラシ４５１Ａとクリーニングブレード４５２Ａとの間における感光体４１０の適正な表面電位は「０〜−６００Ｖ」であるため、ステップＳ６、Ｓ８、Ｓ１０ではステップＳ４、Ｓ５で測定した結果が、この適正な表面電位とどのような関係にあるのか判断する。

まず、ステップＳ６において、ステップＳ４で測定した非露光領域における表面電位が、−６００Ｖよりも低いか否か判断する（例えば表面電位が−８００Ｖであれば、−６００Ｖよりも低いことになり、−４００Ｖであれば、−６００Ｖよりも高いことになる）。

非露光領域における表面電位が−６００Ｖより低い場合は（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、非露光領域の表面電位を適正範囲（０〜−６００Ｖ）にするか又は適正範囲に近づけるために、一次転写ローラ５１０の転写電流値を１０μＡアップし（ステップＳ７）、非露光領域の表面電位を調整する。一次転写ローラ５１０の転写電流値を大きくかえてしまうと、転写条件が大きく変わってしまうため好ましくなく、また一次転写ローラ５１０の転写電流値を変化させずにこのまま長期的にプリントしてしまうと、感光体４１０に付着物αが形成されてしまうため、１０μＡアップするようにする。なお１０μＡは一例であり、転写条件を大きく変えず、非露光領域の表面電位を調整する目的であれば、他の数値でも良い。

一方、非露光領域における表面電位が−６００Ｖより高い場合は（ステップＳ６；Ｎｏ、０Ｖや＋１００Ｖ等）、非露光領域における表面電位が、適正範囲の上限である０Ｖより高いか否か判断する（ステップＳ８）。

非露光領域における表面電位が０Ｖより高い場合は（ステップＳ８；Ｙｅｓ）、非露光領域の表面電位をなるべく適正範囲（０〜−６００Ｖ）にするか又は適正範囲に近づけるために、一次転写ローラ５１０の転写電流値を１０μＡダウンし（ステップＳ９）、非露光領域の表面電位を調整する。１０μＡダウンさせる理由は、ステップＳ７で説明した内容と同様であり、転写条件を大きく変えず、感光体４１０に付着物αが形成されることを防止するためである。

一方、非露光領域における表面電位が０Ｖより低い場合は（ステップＳ８；Ｎｏ）、非露光領域の表面電位は適正範囲内にあるため、今度はステップＳ５で測定した露光領域の表面電位を検討する。

露光領域の表面電位は、適正範囲の下限である−６００Ｖより下回ることはないため、ステップＳ１０では、ステップＳ５で測定した露光領域における表面電位が、適正範囲の上限である０Ｖよりも低いか否か判断する。

非露光領域における表面電位が０Ｖより高い場合は（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、露光領域の表面電位をなるべく適正範囲（０〜−６００Ｖ）にするか又は適正範囲に近づけるために、一次転写ローラ５１０の転写電流値を１０μＡダウンし（ステップＳ１１）、露光領域の表面電位を調整する。１０μＡダウンさせる理由は、ステップＳ７で説明した内容と同様であり、転写条件を大きく変えず、感光体４１０に付着物αが形成されることを防止するためである。

一方、露光領域における表面電位が０Ｖより低い場合は（ステップＳ８；Ｎｏ）、非露光領域の表面電位は適正範囲内にあるため、一次転写ローラ５１０の転写電流値は変更せずに、調整動作を終了する。

以上図１０を用いて説明したように、ブラシ４５１Ａとクリーニングブレード４５２Ａとの間における感光体４１０の表面電位を表面電位測定センサで測定し、その測定結果をもとに、一次転写ローラ５１０の転写電流値を補正して、感光体４１０の表面電位を調整するようにすれば、長期的にプリントしても感光体４１０に付着物αが発生することを防止出来る。

次に、表４で示したデータテーブルに基づき、ブラシ４５１Ａとクリーニングブレード４５２Ａとの間における感光体４１０の表面電位を調整するという方法について図１１を用いて説明する。

図１１は、データテーブルに基づいて感光体の表面電位を制御する動作に関するフローチャート図である。

まず、画像形成装置１においてプリント動作を開始する前に安定化制御により感光体の帯電電位を決定する（ステップＳ２１）。安定化制御は、帯電電位を帯電電位測定センサ４２１により測定し、基準となる濃度になるように帯電電位を制御するものである。

ステップＳ１において帯電電位を決定すると、通常のプリント動作を実行し（ステップＳ２２）、１０００プリント経過したら（ステップＳ２３；Ｙｅｓ）、このままプリント動作を継続すると感光体４１０に付着物αが発生する条件に該当するか否か判定する（ステップＳ２４）。

ステップＳ２４における判定は、ＲＯＭ１０２に記憶されている表４に示すデータテーブルに基づき、一次転写ローラ５１０における転写電流値と、感光体４１０の帯電電位の値（ステップＳ２３の後に帯電電位測定センサ４２１で測定した値）から判定する。つまり、表４に示すデータテーブルと、転写電流値及び帯電電位の値とを照合する。例えば、一次転写ローラの転写電流値が３０μＡであり、帯電電位が−４００Ｖであれば、非露光領域でも露光領域でも「○」の領域となるため、付着物αが発生する条件に該当しないと判定する。一方、一次転写ローラの転写電流値が３０μＡであり、帯電電位が−６００Ｖであれば、非露光領域では「△」となるため、付着物αが発生する条件に該当すると判定する。

ステップＳ２４において付着物αが発生する条件に該当すると判定すると（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、感光体４１０の非露光領域において付着物αが発生する条件に該当するか否か判断する（ステップＳ２５）。

そして、感光体４１０の非露光領域において付着物αが発生する条件に該当すると判断すると（ステップＳ２５；Ｙｅｓ）、一次転写ローラ５１０の転写電流値が７０μＡであるかどうか判断し（ステップＳ２６）、一次転写ローラ５１０の転写電流値が７０μＡであると判断すると（ステップＳ２６；Ｙｅｓ）、転写電流値を１０μＡダウンさせ（ステップＳ２７）、表４のデータデーブルで非露光領域の評価を「○」の領域に変更させるようにする。このように表４のデータテーブルに基づき、一次転写ローラ５１０の転写電流値を補正することで、ブラシ４５１Ａとクリーニングブレード４５２Ａとの間における感光体４１０の表面電位を適正な表面電位にし、良好な画像形成を行うことが出来る。

一方、ステップＳ２６において、一次転写ローラ５１０の転写電流値が７０μＡではないと判断すると（ステップＳ２６；Ｎｏ）、一次転写ローラ５１０の転写電流値は表４で示すように非露光領域で付着物αが発生する２０〜４０μＡであると判断出来るため、一次転写ローラ５１０の転写電流値を１０μＡアップさせれば付着物αが発生しない条件になるか判断する（ステップＳ２８）。

一次転写ローラ５１０の転写電流値を１０μＡアップさせれば付着物αが発生しない条件になるのであれば（ステップＳ２８；Ｙｅｓ）、一次転写ローラ５１０の転写電流値を１０μＡアップさせることにより対応し、ブラシ４５１Ａとクリーニングブレード４５２Ａとの間における感光体４１０の表面電位を適正な表面電位にする。

一次転写ローラ５１０の転写電流値を１０μＡアップさせても付着物αが発生する条件に該当するのであれば（ステップＳ２８；Ｎｏ）、現像部におけるトナー濃度を０．５％アップさせ（ステップＳ３０）、その後、安定化制御を実行して帯電電位を決定する（ステップＳ３１）。この動作はトナー濃度を変更し、安定化制御を行えば、帯電電位が異なる領域となり、付着物αが発生しない適正な表面電位になると判断したものである。

ステップＳ２５に戻り、付着物αが非露光領域において発生しない、つまり付着物αが露光領域で発生する条件に該当すると判断すると（ステップＳ２５；Ｎｏ）、一次転写ローラ５１０の転写電流値を１０μＡダウンさせれば付着物αが発生しない条件になるか判断する（ステップＳ３２）。

一次転写ローラ５１０の転写電流値を１０μＡダウンさせれば付着物αが発生しない条件になるのであれば（ステップＳ３２；Ｙｅｓ）、一次転写ローラ５１０の転写電流値を１０μＡダウンさせることにより対応し、ブラシ４５１Ａとクリーニングブレード４５２Ａとの間における感光体４１０の表面電位を適正な表面電位にする。

一次転写ローラ５１０の転写電流値を１０μＡダウンさせても付着物αが発生する条件に該当するのであれば（ステップＳ３２；Ｎｏ）、現像部におけるトナー濃度を０．５％アップさせ（ステップＳ３４）、その後安定化制御を実行して帯電電位を決定する（ステップＳ３５）。この動作はトナー濃度を変更し、安定化制御を行えば、帯電電位が異なる領域となり、付着物αが発生しない適正な表面電位になると判断したものである。

以上図１１を用いて説明したように、表４で示したデータテーブルに基づき、一次転写ローラ５１０の転写電流値を補正して、ブラシ４５１Ａとクリーニングブレード４５２Ａとの間における感光体４１０の表面電位を調整するようにすれば、長期的にプリントしても感光体４１０に付着物αが発生することを防止出来る。

なお、本発明は当該実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

表４におけるデータテーブルは一例であり、一次転写ローラ５１０の転写電流値と耐電電位が適切な関係となっていれば、他のデータテーブルでもよい。

また、図１０及び図１１における動作は１０００プリント経過したら実行しているが、画像が所定の印字率の場合に実行したり、操作表示部１０５を通じてユーザーの指示により実行してもよい。

画像形成装置の内部構成を示す中央断面図である。 画像形成装置の制御系のブロック図である。 感光体周辺の拡大図である。 感光体におけるトナー等の付着物を示した説明図である。 ブラシ及びクリーニングブレード周辺の拡大図である。 ブラシ及びクリーニングブレード周辺の拡大図である。 ブラシ及びクリーニングブレード周辺の拡大図である。 実験において使用した画像のパターンを示す図である。 感光体の表面電位と評価結果との関係を示すグラフである。 ブラシとクリーニングブレードとの間における表面電位を測定結果に基づいて感光体の表面電位を制御する動作に関するフローチャート図である。 感光体の表面電位を制御する動作に関するフローチャート図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
４１０ 感光体
４２０ 帯電部
４２１ 電位センサ
４５０ クリーニング部
４５１Ａ ブラシ
４５２Ａ クリーニングブレード
５１０ 一次転写ローラ

Claims (7)

1. 像担持体と、
   当該像担持体の表面を帯電させる帯電部と、
   前記像担持体の表面を摺擦することにより前記像担持体上に残存したトナーを除去するブラシと、
   当該ブラシに対する前記像担持体の回転方向下流側に前記像担持体上に残存したトナーを除去するクリーニングブレードと、
   前記ブラシと前記クリーニングブレードとの間における前記像担持体の表面電位を測定する表面電位測定センサと、
   当該表面電位測定センサによる測定動作を実行し、その測定結果に基づいて、前記ブラシと前記クリーニングブレードとの間における前記像担持体の表面電位を前記ブラシ上の除去されたトナーが前記像担持体に付着しないように調整する制御部と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記像担持体上に形成したトナー画像を被転写体に転写する転写部を有し、
   前記制御部は、前記転写部における転写電流値を補正することにより、前記ブラシと前記クリーニングブレードとの間における前記像担持体の表面電位を調整することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記測定動作は、前記像担持体における露光領域の表面電位と前記像担持体における非露光領域の表面電位を測定す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。
4. 前記制御部は、前記測定結果がトナーと逆極性の電位を除く所定の範囲を外れた場合に、前記ブラシと前記クリーニングブレードとの間における前記像担持体の表面電位を調整することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記所定の範囲は０Ｖ〜−６００Ｖの範囲であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 像担持体と、
   当該像担持体の表面を帯電させる帯電部と、
   前記像担持体上に形成したトナー画像を被転写体に転写する転写部と、
   前記像担持体の表面を摺擦することにより前記像担持体上に残存したトナーを除去するブラシと、
   当該ブラシに対する前記像担持体の回転方向下流側に前記像担持体上に残存したトナーを除去するクリーニングブレードと、
   前記帯電部により帯電した前記像担持体の帯電電位を測定する帯電電位測定センサと、
   前記帯電部により帯電した前記像担持体の帯電電位と、前記転写部における転写電流値と、前記像担持体に付着する付着物との関係が規定されたデータテーブルを記憶する記憶部と、
   前記帯電電位測定センサによる測定結果と、前記転写部における転写電流値と、を前記データテーブルに照合し、照合の結果に応じて前記ブラシ上の除去されたトナーが前記像担持体に付着しないように前記転写部における転写電流値の補正、又は画像濃度の補正を実行する制御部と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 前記データテーブルは、前記像担持体における露光領域と前記像担持体における非露光領域の各々について、前記像担持体に付着物が形成されるか否かの評価が規定されていることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。

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