JPH09204129A

JPH09204129A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09204129A
Application number: JP3273196A
Authority: JP
Inventors: Osamu Watanabe; 督渡辺
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1996-01-26
Publication date: 1997-08-05

Abstract

(57)【要約】【課題】像担持体表面に付着した異物の付着状態に応
じ適切な量のクリーニングを行うことで、クリーニング
時間の短縮化及び像担持体表面の摺擦を極力防止して像
担持体の寿命を延ばす。【解決手段】感光体１（像担持体）の表面の異物の付
着状態を検出するためにマーカー１３（マーキング手
段）及びマーカ１３により付けられたマークを読み取る
ＣＣＤセンサ１２（マーキング検出手段）を備え、この
ＣＣＤセンサ１２により付けられたマークが除去された
ことが確認された時を異物の付着が除去された状態とし
クリーニング装置７（クリーニング手段）の前駆動を停
止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を採
用した複写機、印刷機、プリンター等の画像形成装置に
おいて、像担持体の表面に付着した異物を取り除くクリ
ーニング装置を備えたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、いわゆる電子写真方式を利用
したさまざまな形態の画像形成装置が提案されている。
そしてこの種の画像形成装置においては像担持体として
の感光体への帯電や、トナー像の転写部材への転写等を
行うことを目的として、複数個のコロナ帯電器を備え、
これにより感光体表面や記録材等を所望の状態に帯電さ
せて目的を達成することが一般に行われている。

【０００３】従って、コロナ帯電器のコロナ放電によっ
て空気中の分子が変化し、微量の窒素酸化物等の物質を
生成する場合がある。そしてこの様なコロナ生成物が感
光体表面に付着して表面抵抗を低下させ、感光体表面に
形成される静電潜像をボケさせ、形成される画像品質を
低下させてしまう等の悪影響を及ぼす恐れがある。また
この現象は環境状態によりその程度が変化するもので、
特に、高湿環境下においてはその問題が著しかった。

【０００４】従来、上記のような問題を解決するため
に、感光体表面を加熱して乾燥させる方法やシリコンゴ
ム等からなる弾性ローラを感光体表面に圧接して回転さ
せることにより、感光体表面を摺擦してコロナ生成物を
取り除く方法などが提案されている。

【０００５】前者の乾燥させる方法はヒータにより感光
体表面の加熱を行っているが、この方法では、感光体の
表面保護層へのコロナ生成物やトナーの固着が生じると
いう問題がある。またヒータで感光体を加熱すること
は、電子写真装置の消費電力を著しく増加させ、さらに
装置が冷えた状態からの使用開始可能となるまでの待ち
時間を延長させることにもなる。

【０００６】後者の摺擦する方法は、感光体の長期間の
使用にも安定した効果があり、また、感光体表面に紙や
紙粉などの転写部領域に存在する物質が付着したり、ト
ナーが固着・融着した場合の除去にも効果があり、優れ
た方法である。

【０００７】図７にこの後者の摺擦する方法を説明する
従来技術の構成を示す。図中１は円筒状の感光体であ
り、同図矢印Ａ１０１方向に回転する。この感光体１０
１はコロナ放電器１０２により均一帯電された後、画像
露光１０３が照射されて原稿に対応した静電潜像が形成
され、現像手段１０４によって顕画化される。

【０００８】顕画化されたトナー像は転写送り部材１０
５から供給される転写部材Ｓ’の表面に転写される。ま
たこの時、必要に応じて裏面から転写コロナ放電器１０
６によりトナーと逆極性の電荷を与えられている。その
後、転写部材Ｓ’は分離後搬送されて必要に応じて定着
される。

【０００９】感光体１０１はその後クリーニング装置１
０７中の軸受けの固定された弾性材料により形成される
摺擦ローラ１０７ａにより摺擦され、表面の画像ボケと
なる物質を取り除かれた後、クリーニングブレード１０
７ｂにより残留トナーを除去され、前露光１０８によ
り、残留電荷を除去され、次のサイクルに移る。このと
き摺擦ローラ１０７ａの回転方向、速度は感光体１０１
の回転方向と速度に対して相対的な速度差を与えられて
いる。図中１０７ｃは摺擦ローラ１０７ａの表面に付着
したトナー等を除去するためのスクレーパーである。１
０７ｄはクリーニング装置に蓄積された残留トナー・紙
粉等を外部に排出する送りスクリューである。また、１
１０は分離帯電器、１１１は分離コロである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、摺擦ローラ１０７ａは弾性材料であり、これ
を感光体表面に圧接させて回転させているため、長期間
の使用により摺擦ローラ１０７ａの径や表面状態が変化
してしまい、当初の感光体１０１の表面を摺擦する能力
が低下してコロナ生成物等の異物を効果的に除去できな
くなる。

【００１１】また、超高湿環境まで考慮して摺擦する能
力を設計すると、摺擦ローラの当接力を大きくする必要
があり、環境条件によっては感光体表面が必要以上に激
しく研磨されて削られ、傷が生じ、スジ・濃度ムラ等が
画像上に発生することがあった。

【００１２】また、従来では、感光体表面に付着してい
る異物の付着量にかかわらず、装置の起動時などに一定
の時間だけ感光体を前回転させて、クリーニング装置１
０７を作用させていた。従って異物の付着量が少ない場
合でも、ユーザーの待ち時間は同じであり感光体表面を
必要以上に摺擦して摩耗させてしまう。また反対に異物
の付着量が多い場合には感光体表面が完全にクリーニン
グされないので、画像品質の低下を招く恐れがある。

【００１３】本発明は上記従来技術の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、像担持
体表面に付着した異物の付着状態に応じ適切な量のクリ
ーニングを行うことで、クリーニング時間の短縮化及び
像担持体表面の摺擦を極力防止して像担持体の寿命を延
ばすことにある。

【００１４】さらに、画像形成装置の使用される環境状
態や、像担持体の画像形成枚数による表面状態の変化に
かかわらず、所定範囲内の摺擦力を保持して安定した異
物除去能力を発揮させることにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、画像形成部の移動する像担持体表
面に当接する当接部材を有するクリーニング装置を備
え、少なくとも装置の起動時に画像形成を伴わずに前記
像担持体を前駆動させることで前記クリーニング装置の
当接部材が像担持体表面を摺擦し付着した異物を取り除
く画像形成装置において、前記像担持体表面の異物の付
着状態を検出する異物検出手段を備え、この異物検出手
段により異物の付着が除去されたことが確認された時に
前記前駆動を停止させるように制御してなることを特徴
とする。

【００１６】従って、像担持体に付着した異物の付着状
態が検出され、これに応じた適正量の除去が行われる。

【００１７】また、前記異物検出手段は、像担持体表面
にインクのマーキングを行うマーキング手段と、このマ
ーキングを検出するマーキング検出手段とを備えたこと
も好適である。

【００１８】この手段によると、像担持体表面に付着し
た異物マーキングが像担持体表面に付着した異物とみな
され、像担持体表面の変化による異物の除去必要時間を
マーキングが除去される時間として設定することができ
る。

【００１９】さらに、前記異物検出手段は、画像形成部
に備えられた前記像担持体を帯電する帯電手段と、この
帯電手段により帯電された像担持体表面を露光すること
でその表面電位を変化させる露光手段と、露光手段によ
り露光された像担持体表面の位置の表面電位を測定する
表面電位測定手段とを備え、前記露光手段により形成さ
れる所定の露光パターンと、前記表面電位測定手段によ
り測定する前記露光パターンに従って変化した表面電位
パターンとを比較し、前記露光パターンと表面電位パタ
ーンの立ち上がり部の傾斜角度のずれにより異物の付着
状態を検出することも好適である。

【００２０】この手段によっても、像担持体表面の異物
の付着状態が表面電位パターンのずれとして検出され
る。

【００２１】また、前記当接部材により前記像担持体へ
加わる負荷トルクを測定する負荷トルク測定手段と、前
記当接部材の像担持体表面に当接する当接力を変更する
当接力調整手段とを備え、前記前記当接部材により前記
像担持体へ加わる負荷トルクを一定の範囲に保つように
制御してなることも好ましい。

【００２２】従って、この構成により当接部材と像担持
体表面との関係が常に一定の摺擦状態として設定され
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に本発明を図示の実施の形態
により説明する。

【００２４】（実施の形態１）図１は本発明を、像担持
体としての回転円筒状のアモルファスシリコン感光体１
（以下特に必要がなければ感光体と呼ぶ）を備えた電子
写真方式の画像形成装置に適用した場合の実施の形態を
示すものである。

【００２５】この画像形成装置は、回転円筒状に形成さ
れた感光体１の表面光導電層に近接配置された帯電器２
によって該光導電層表面が一様に帯電されて帯電面とな
り、この帯電面に不図示の被複写原稿を走査して画像情
報に従った明暗を伴う画像露光３が矢印方向に投影され
て前記帯電面に静電潜像が形成される。

【００２６】この静電潜像は現像器４により供給される
トナーによって転写トナー像となり、この転写トナー像
が搬送経路５を搬送され転写部に供給されるシート状の
転写材Ｓの転写表面に、転写帯電器６によって転写され
る。

【００２７】さらに転写材Ｓは、分離電極１０、分離コ
ロ１１によって感光体１の表面から離れて、下流に配設
された不図示の定着装置に送給されるものとする。

【００２８】一方転写の際、転写材Ｓに転移せずに感光
体１の表面に残る残留トナーは感光体１の矢印Ａ１方向
の回転に伴ってクリーニング装置７に至る。

【００２９】クリーニング装置７にはクリーニングブレ
ード７ｂが取着されており、その自由端が感光体１表面
に圧接して、転写後、感光体１の回転に伴って搬送され
る残留トナーを除去するようになっている。

【００３０】感光体１の走行方向を基準として、前記ブ
レード７ｂの上流側には当接部材としてのクリーニング
ローラ７ａが感光体１表面に圧接するように配されてお
り、該クリーニングローラ７ａが感光体１への圧接摺擦
によって、紙粉、転写紙からの析出物、コロナ生成物な
どの異物を除去するように構成されている。

【００３１】当実施の形態におけるクリーニングローラ
７ａはステンレス製のシャフト上にウレタンゴムスポン
ジからなる弾性層を形成したものであり、弾性層の肉厚
は３．５ミリである。また、弾性層に用いる材料は、２
０°から４０°（アスカーＣ５００ｇ荷重）の比較的低
硬度のものが望ましく、本実施の形態で用いたウレタン
ゴムスポンジ以外にもシリコンゴムスポンジ、ＥＰＤＭ
（エチレン−プロピレン−ジエン系ゴム）スポンジ等が
適している。

【００３２】クリーニングローラ７ａは図示矢印Ａ１方
向またはこれと反対方向に、感光体１と相対速度を有す
るように回転させるものとし、感光体１表面へ圧接する
ニップ幅１〜６ｍｍ、クリーニングローラ７ａの周速度
を感光体１のそれの５０〜３００％とすることによって
良好な異物除去作用が得られることが判明している。ま
た、クリーニングローラ７ａはその弾性層の外側にソリ
ッドのウレタンゴム等からなる表層を形成しても構わな
い。

【００３３】図中７ｃはクリーニングローラ７ａの表面
に付着したトナー等を除去するためのスクレーパーであ
り、樹脂や薄い板金等で形成される。また７ｄはクリー
ニング装置７に蓄積された残留トナー・紙粉等をクリー
ナー外部に排出する送りスクリューである。

【００３４】以下、本実施の形態について具体的に述べ
る。高湿環境下で感光体１表面にコロナ生成物が付着す
ることによって生じる画像のボケ（以下画像流れと称
す。）は、特に本体立ち上げ時に最も悪くなる。これ
は、前回の画像形成により発生したコロナ生成物が時間
をかけて感光体１表面に付着堆積したためであり、この
あと数枚コピーを行い、クリーニングローラ７ａで感光
体１表面を摺擦研磨することで徐々に付着物が除去さ
れ、画像流れがなくなっていくが、１枚目のコピーから
画像流れを発生させないためには、画像形成前に前駆動
としての前多回転を行う必要がある。

【００３５】前記前多回転の時間が所定の長さ以上あれ
ば、コロナ生成物は完全に除去されるが、必要以上に長
いと感光体１の表面層の劣化を促進し、スジ・画像ムラ
等の発生を生じる。前多回転を行う時間は、感光体の使
用度合い、複写機を用いる環境等によって様々であり、
従来のようにシーケンシャルタイマーによって一定時間
に設定していても画像流れが完全に除去されないことも
ある。このため、コロナ生成物質除去が終了したことを
示す指標が必要となる。

【００３６】そこで、本発明では異物検出手段としてコ
ロナ生成物質が除去されたことを示す代用特性を発現す
る為に、アモルファスシリコンの感光体１の表面上に油
性インクにてマーキングを行ったのち、前多回転を行う
と、油性インクのマークがクリーニングローラに摺擦さ
れ消失した時点で、コロナ生成物質も完全に除去され画
像流れも発生しないという特性を利用する。これは油性
インクのアモルファスシリコン感光体表面への付着力と
コロナ生成物のアモルファスシリコン感光体表面への付
着力がほぼ同じであることによると思われる。

【００３７】図中１３はマーキング手段としてのマーカ
ーであり、油溶性染料または顔料を油溶性樹脂・添加剤
と共に酢酸エチル等速乾性の有機溶剤に溶き、フェルト
等に染み込ませたものであるが、市販の油性マーカーで
も代用できる。有機溶剤としては、アセトンなどのケト
ン類、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコ
ール類、石油エーテル類、トルエン、ヘキサン等の脂肪
族炭化水素類、ベンゼン等の芳香族炭化水素類等も適し
ている。また、マーカー１３は不図示のソレノイドをオ
ンオフさせることにより感光体１の表面に接触・非接触
を行えるようになっている。

【００３８】つぎに、図２のフローチャートを参照して
本実施の形態のシーケンス動作について説明すると図１
図示のような画像形成装置においてメインスイッチをオ
ンにすると（Ｓ００１）、マーカー１３がオンして感光
体１の表面に接触し（Ｓ００２）、油性インクのマーク
がなされ、マーキング検出手段としてのＣＣＤセンサ１
２によってマークがされたことが確認される（Ｓ００
３）。本実施の形態では油性マーカー１３を感光体１の
長手方向に３つ備えており、感光体１の表面上に約５ｍ
ｍ径の円形のマークを形成する。

【００３９】次に定着器のヒータ（不図示）がオンして
定着ローラの温度が上昇し始めるとともに感光体１が回
転し（Ｓ００４，Ｓ００５）、クリーニングローラ７ａ
が感光体１の表面を摺擦研磨すると、数分でマークが消
える。

【００４０】このことがＣＣＤセンサ１２によって確認
され（Ｓ００６）かつ、定着ローラの温度が所定の温度
に達すると前多回転は終了し（Ｓ００７）、コピー待ち
状態に入る（Ｓ００８）。

【００４１】本発明によるクリーニング装置を長期運転
した場合の効果を検証するために、例えば前多回転の時
間がタイマーによって３〜１１分間に制御された系との
比較の一例を図３（ａ）に示す。この検証実験では、い
ずれのサンプルＳＰ１〜ＳＰ４においていずれも１日あ
たり１０Ｋ枚のシート材の通紙を行い、運転枚数が１０
０Ｋ枚では１０日後（運転枚数が５００Ｋ枚では５０日
後）の立ち上げ時の画像流れと感光体削れによるスジ・
ムラの発生状況を比較評価したものである。

【００４２】この図３（ａ）に示された結果より、サン
プルＳＰ２の３分間の前多回転では摺擦能力が足りず画
像流れが長期運転によって悪化している。サンプルＳＰ
３の７分間の前多回転では初期は画像流れも感光体削れ
も問題ないが、長期運転によってどちらも悪化する。ま
たサンプルＳＰ４の１１分間前多回転を行った系では長
期運転時も画像流れに関しては問題ないが、感光体の削
れが悪い。

【００４３】これに対し、サンプルＳＰ１の本実施の形
態を行うことにより、画像流れ、感光体削れとも長期に
亘って良好な結果が得られている。また、本実施の形態
で実際に前多回転に費やす時間は図３（ｂ）のよう運転
枚数の増加に伴い序々に増加するようになっており、こ
れにより適切な研磨能力が得られているものと考えられ
る。

【００４４】（実施の形態２）図４は本発明を提供した
第２の実施の形態の複写機の概略構成図であり、第１の
実施の形態と同じ構成部分には同じ符号を付して第１の
実施の形態と同様なものとして扱い、その詳細な説明を
省略する。

【００４５】図中１４はクリーニングローラ７ｂの負荷
トルクを測定する負荷トルク測定手段としてのトルク測
定器である。また、１６はクリーニングローラ７ｂの感
光ドラム１の表面との当接力を変更する当接力調整手段
としての加圧装置であり、加圧制御装置１５によってそ
の加圧力を変えることができる。

【００４６】クリーニングローラ７ａの表面が装置の長
期運転によって磨耗し、表面粗さが変化し、摩擦力が減
少すると、感光ドラム１を摺擦研磨する能力が減少し、
画像流れの発生を抑えられなくなる。本実施の形態では
摩擦力の減少をクリーニングローラ７ａのトルクを測定
することで検知し、これが一定の値以下になると加圧制
御装置１５により加圧力を強めるように制御されてい
る。

【００４７】本実施の形態を実施することで感光体１及
びクリーニングローラ７ａに大きなダメージを与えずに
装置の長期運転を行える。

【００４８】（実施の形態３）図５は第３の実施の形態
を示すものであり、レーザ露光を行うデジタル複写機の
概略構成図である。

【００４９】図中２０は露光域の下流側に配設され感光
体１の表面電位を測定する表面電位測定手段としての微
小表面電位計でありドラム長手方向に移動できる構成に
なっている。

【００５０】１次帯電器２によって、感光体１の表面が
一様に帯電された後、露光手段によりメモリー内に蓄え
られた所定の露光パターンが自動露光される。本実施の
形態ではパターンはレーザのオンオフのみで形成される
１波長１６０μｍの２値的な矩型パターンである。

【００５１】従って、パターン上を微小表面電位計でス
キャンしたさい得られる感光体１のドラム表面電位は図
６（ａ）に示すような形状になるが、感光体１の表面に
例えばコロナ生成物が付着して画像流れが発生している
場合、露光パターンが形成されたドラム表面上の表面電
子はコロナ生成物等により低抵抗化されるため図６
（ｂ）に示すような形状になる。

【００５２】本実施の形態においては図６（ｂ）の暗部
電位Ｖｄから明部電位Ｖｌに変化する傾きαが所定の値
以上になった場合に画像流れが認識されなくなってお
り、この時点でクリーニングローラ７ａの前多回転を終
了させている。

【００５３】これにより、環境変化にかかわらず、感光
体１の表面に付着している異物の付着状況が把握されて
適切な前多回転が行える。なお、本実施の形態ではＶｄ
＝４００Ｖ、Ｖｌ＝５０Ｖであり、α＝４［Ｖ／μｍ］
が画像流れの認識される分岐であった。

【００５４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば異物
検出手段により像担持体表面の異物の付着状況が検出さ
れ、この異物量に応じてクリーニング装置の前駆動が行
われるので適正量の異物だけが除去され、形成される画
像品質が良好に保たれる。加えて除去クリーニング装置
の前駆動は必要以上に行われることがないので、前駆動
の時間が短く、しかも像担持体表面の劣化を抑制するこ
ととなり良好な品質の画像形成を長期間にわたり行うこ
とが可能となる。

【００５５】異物検出手段は、マーキング手段とマーキ
ング検出手段とを備えることで、像担持体表面にマーク
したインクマーキングが像担持体表面に付着した異物と
みなされ、像担持体表面の経時変化等による異物の除去
必要時間の変化にかかわらず、インクマーキングが除去
される時間を異物の除去必要時間として設定することが
できる。

【００５６】また、異物検出手段は、特定のパターンに
露光された像担持体表面の表面電位を測定することでも
像担持体表面の異物の付着状態を表面電位パターンのず
れとして検出することが可能となる。

【００５７】さらに、負荷トルク測定手段と当接力調整
手段により、当接部材と像担持体表面との関係が常に一
定の摺擦状態として設定されるので、クリーニング装置
の異物除去能力が一定範囲内で安定する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１の実施の形態における画像
形成装置の特徴となる構成を説明する断面構成図であ
る。

【図２】図２は本発明の第１の実施の形態のフローチャ
ートである。

【図３】図３（ａ）は本発明の第１の実施の形態の検証
結果の図。図３（ｂ）は運転枚数と前多回転時間の関係
を示す図。

【図４】図４は本発明の第２の実施の形態における画像
形成装置の特徴となる構成を説明する断面構成図であ
る。

【図５】図５は本発明の第３の実施の形態における画像
形成装置の特徴となる構成を説明する断面構成図であ
る。

【図６】図６は本発明の第３の実施の形態における、露
光パターンと表面電位パターンの比較図。

【図７】図７は従来技術による画像形成装置を説明する
断面構成図。

【符号の説明】

１感光体２帯電器３画像露光４現像器５搬送経路６転写帯電器７クリーニング装置７ａクリーニングローラ（当接部材）７ｂクリーニングブレード７ｃスクレーパー７ｄスクリュー１０分離帯電器１１分離コロ１２ＣＣＤセンサ（マーキング検出手段）１３マーカー（マーキング手段）Ａ１矢印Ｓ転写材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像形成部の移動する像担持体表面に当
接する当接部材を有するクリーニング装置を備え、少なくとも装置の起動時に画像形成を伴わずに前記像担
持体を前駆動させることで前記クリーニング装置の当接
部材が像担持体表面を摺擦し付着した異物を取り除く画
像形成装置において、前記像担持体表面の異物の付着状態を検出する異物検出
手段を備え、この異物検出手段により異物の付着が除去されたことが
確認された時に前記前駆動を停止させるように制御して
なることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記異物検出手段は、像担持体表面にイ
ンクのマーキングを行うマーキング手段と、このマーキ
ングを検出するマーキング検出手段とを備えたことを特
徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記異物検出手段は、画像形成部に備え
られた前記像担持体を帯電する帯電手段と、この帯電手
段により帯電された像担持体表面を露光することでその
表面電位を変化させる露光手段と、露光手段により露光
された像担持体表面の位置の表面電位を測定する表面電
位測定手段とを備え、前記露光手段により形成される所定の露光パターンと、
前記表面電位測定手段により測定する前記露光パターン
に従って変化した表面電位パターンとを比較し、前記露
光パターンと表面電位パターンの立ち上がり部の傾斜角
度のずれにより異物の付着状態を検出することを特徴と
する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記当接部材により前記像担持体へ加わ
る負荷トルクを測定する負荷トルク測定手段と、前記当接部材の像担持体表面に当接する当接力を変更す
る当接力調整手段とを備え、前記前記当接部材により前記像担持体へ加わる負荷トル
クを一定の範囲に保つように制御してなることを特徴と
する請求項１，２または３に記載の画像形成装置。