CN106094457B - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明的图像形成装置具有：像载体；驱动装置，旋转驱动像载体；带电部件，使像载体带电；清洁部件，与像载体的表面接触；电压施加装置，对带电部件施加电压；转矩检测部，检测旋转驱动像载体时的驱动装置的转矩；存储部，存储转矩规定值Tc；以及控制部。控制部获得对带电部件施加电压时的转矩Ton和不对带电部件施加电压时的转矩Toff，在开始使用像载体时未施加带电电压时的转矩为Toff(0)时，在满足Toff(0)＜Toff、且Tc＜Ton/Toff的关系的情况下，判定像载体表面的平滑化程度为规定以上。

Description

图像形成装置

技术领域

本发明涉及在记录纸上形成图像的图像形成装置，特别涉及判断表面形成有调色剂像的像载体的表面状态的方法。

背景技术

众所周知，在打印机、复印机、传真机或者具备这些功能的数码复合机等图像形成装置中，具备作为电子照片感光体的一例的感光鼓、使感光鼓表面带电的带电辊等带电部件、以与感光鼓表面接触的方式配置并去除残留于感光鼓表面的调色剂或添加剂的清洁刮板。

这样的带电部件以与像载体接触或者接近的方式配置，由带电部件放电生成的放电产物附着于像载体表面。于是，像载体表面和清洁刮板之间的摩擦阻力上升，清洁刮板的振颤或缺损，容易引起粘着滑动，降低清洁刮板的清洁能力。其结果，调色剂或添加剂的漏出量增加，所以带电部件被污染，或者未被清除而残留的调色剂或添加剂粘到像载体表面，所以图像质量下降或图像形成不良。

尤其是使用表面形成有作为感光层的非晶态硅层的像载体时，在开始使用初期，由于形成非晶态硅层时产生的结晶粒的凹凸，像载体表面和清洁刮板的接触面积小，因此摩擦阻力也小，但是随着使用，像载体表面的凹凸被摩损而平滑化，像载体表面和清洁刮板之间的摩擦阻力上升，所以容易产生上述问题。

因此，为了减轻清洁刮板的负荷，寻求通过供给调色剂作为润滑剂或者降低带电电压的方法抑制放电产物的产生等对策，已为公众所知。

发明内容

本发明的目的在于提供一种图像形成装置，所述图像形成装置不设置新的检测装置就能够判定像载体表面的平滑化程度。

本发明第一构成的图像形成装置包括：像载体，在表面形成调色剂像；驱动装置，旋转驱动所述像载体；带电部件，使所述像载体带电；清洁部件，以与所述像载体的表面接触的方式配置，清洁所述像载体的表面；电压施加装置，对所述带电部件施加带电电压；转矩检测部，检测旋转驱动所述像载体时的所述驱动装置的转矩；存储部，存储转矩规定值Tc，所述转矩规定值Tc是与所述驱动装置的转矩相关的比1大的常数；以及控制部，根据由所述转矩检测部检测出的所述驱动装置的转矩，判定所述像载体的表面状态，所述图像形成装置的特征在于，所述控制部获得由所述转矩检测部检测出的施加所述带电电压时的所述转矩Ton、以及未施加所述带电电压时的所述转矩Toff，在开始使用所述像载体时未施加所述带电电压时的所述转矩为Toff(0)时，在满足Toff(0)＜Toff、且Tc＜Ton/Toff关系的情况下，判定所述像载体表面平滑化。

通过本发明的第一构成，当Toff(0)＜Toff、且Tc＜Ton/Toff时，即Ton和Toff的背离幅度超过规定大小时，判断像载体表面的平滑化程度为规定以上。由此，不需要重新设置检查像载体的表面状态的传感器等，就能够简单且精度良好地判定像载体表面是否已被平滑化。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的图像形成装置11的串列式彩色打印机的概略结构的模式断面图。

图2是表示本实施方式的图像形成装置11的包含图像形成处理部15的主要部分的概略构成的图。

图3是表示累计图像形成处理张数和驱动马达36的转矩以及感光鼓20的表面粗糙度的关系的曲线图。

图4是表示本实施方式的图像形成装置11中的抑制图像质量下降的控制的处理内容的流程图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本发明一实施方式的图像形成装置11的概略结构的模式断面图。图2是表示图1所示的图像形成装置11的包含图像形成处理部15的主要部分的概略构成的图。

1.图像形成装置11的结构

(整体结构)

如图1所示，本实施方式的图像形成装置11是串列式彩色打印机。图像形成装置11具备：供纸盒13，在打印机主体12的内部，并收纳记录纸(未图示)；供纸部14，从供纸盒13一张一张输送记录纸；图像形成处理部15，对从供纸盒13或者手动盘(未图示)供给的记录纸进行图像形成处理；记录纸输送通道16，输送从供纸盒13或者手动盘供给的记录纸；第二转印部17，将在图像形成处理部15中形成的调色剂像转印于沿记录纸输送通道16输送的记录纸；以及定影部18，将在第二转印部17中转印的调色剂像定影在记录纸上。

(图像形成处理部15的结构)

图像形成处理部15例如采用串列式结构，使用黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)四种颜色的调色剂(显影剂)进行图像形成处理。此外，在以下的说明中，只有特别指定颜色时，对各阿拉伯数字符号加上带括弧的(Y、M、C、K)颜色，通用的情况，只用阿拉伯数字符号进行说明。

图像形成处理部15具备：多个调色剂容器19，与各种颜色(Y、M、C、K)对应，并收纳有补充用调色剂；多个感光鼓20，用于根据从个人计算机等外部连接设备发送来的印刷数据(图像数据)形成各种颜色的调色剂像；多个显影装置21，向各感光鼓20供给调色剂；环状中间转印带22，一次转印形成于各感光鼓20的调色剂像；带清洁装置24，配置于中间转印带22的转动移动方向最上游侧的感光鼓20的上游侧，去除附着在中间转印带22表面的残余调色剂等；以及曝光单元25，对各感光鼓20出射光束。

(感光鼓20的结构)

感光鼓20在支承件(基体)的表面形成有感光层。这里，感光鼓20是由金属制的圆筒状的粗加工管和形成于粗加工管表面的感光层构成。作为形成粗加工管的金属可以例举铝、铁、钛、镁等。可以利用使用有机光传导体的有机感光层或使用无机光电体的无机感光层等作为感光层，但是从耐久性的高度出发，最好使用由硅烷气体等蒸镀等成膜的非晶态硅感光层。各感光鼓20根据从曝光单元25出射的光束，在其表面承载各种颜色的调色剂像，并将调色剂像转印于中间转印带22，如图1所示，各感光鼓20与显影装置21一起配置于中间转印带22的下方。

另外，如图1以及图2所示，感光鼓20的周围配置有带电辊(带电部件)26、曝光单元25、显影装置21、清洁装置28以及除电装置29，一次转印辊27与感光鼓20夹着中间转印带22对置配置。

在由感光鼓20和一次转印辊27协同动作构成的各一次转印部转印到中间转印带22上的调色剂像，在第二转印部17转印于从供纸盒13或者手动盘通过记录纸输送通道16输送来的记录纸。

(显影装置21的结构)

各显影装置21是基本相同的结构，并且在中间转印带22的下方沿着转动移动方向排列设置。显影装置21使含有由氧化钛等金属粒子构成的调色剂添加剂(研磨粒子)的调色剂附着到形成于感光鼓20表面的静电潜像上，使其显影为调色剂像。此外，显影装置21可以使用以往众所周知的显影装置。

(中间转印带22的结构)

中间转印带22是在打印机主体12内由驱动辊和从动辊在水平方向上张紧架设的环形带，伴随由带驱动马达(未图示)引起的驱动辊的旋转、并伴随图像形成动作被循环驱动。

(带电辊26的结构)

带电辊26由例如导电性橡胶形成，以与感光鼓20抵接的方式配置。并且，如图2所示，当感光鼓20顺时针方向旋转时，与感光鼓20的表面接触的带电辊26向逆时针方向从动旋转。此时，通过对带电辊26施加规定的电压，使感光鼓20的表面均匀地带电。另外，与带电辊26相接触的带电清洁辊(未图示)随着带电辊26的旋转，向顺时针方向从动旋转，去除附着于带电辊26表面的异物。此外，带电辊26也可以配置为接近感光鼓20。

(清洁装置28的结构)

清洁装置28具备：清洁装置外壳40，在记录纸宽度方向(垂直于记录纸输送方向的方向)有进深；回收螺旋杆41，配置于清洁装置外壳40的内部靠下方，通过沿图2中顺时针方向旋转，将回收调色剂向记录纸宽度方向的一方输送、向废调色剂容器(未图示)送出；清洁刮板42，安装于清洁装置外壳40的外部靠下方；滑动摩擦辊(清洁辊)43，配置于清洁装置外壳40的内部靠上方，与感光鼓20的表面接触；以及刮刀44，配置于滑动摩擦辊43的上方，与滑动摩擦辊43的表面接触。

清洁刮板42由聚氨酯橡胶等构成。清洁刮板42以顶端从比感光鼓20的旋转轴靠下方抵接到感光鼓20的表面的方式配置。此时，清洁刮板42的顶端相对于感光鼓20的旋转方向(参照图2的箭头)以相反方向抵接。

滑动摩擦辊43从感光鼓20的表面回收废调色剂，并通过附着于滑动摩擦辊43的表面的废调色剂研磨感光鼓20的表面。因此，滑动摩擦辊43为了维持高的废调色剂的保持性，使用发泡橡胶(例如，含碳导电性发泡EPDM)构成向记录纸宽度方向延伸的圆筒状，并配置在比清洁刮板42的顶端靠感光鼓20的旋转方向的上游侧。另外，滑动摩擦辊43的旋转方向是与感光鼓20的旋转方向相反方向。刮刀44使用已确保耐久性的薄壁金属板制产品，为了使滑动摩擦辊43的表面附着的调色剂的附着量均匀，刮刀44的顶端在滑动摩擦辊43的旋转方向下游侧以相反方向抵接。

(除电装置29的结构)

除电装置29沿感光鼓20的旋转方向，配置在清洁装置28的下游侧。除电装置29使用LED(发光二极管)，并根据需要设置反射板。除电装置29通过对感光鼓20照射除电光(擦除光)，去除其表面所带电荷，做好为了下一图像形成动作时的带电工序的准备。

(控制电路30的结构)

控制电路30根据存储于ROM31的关于整个图像形成处理的各种控制程序，除了控制各感光鼓20之外，还执行对各显影装置21的调色剂补充和对显影装置21施加的电压等显影条件、对带电辊26施加直流电压和交流电压的叠加电压的偏压电路34的施加电压、从曝光单元25出射的激光P(参照图1)的激光能力等曝光条件、以及除电装置29的擦除光量等的校准。

另外，控制电路30通过马达驱动传动器35，控制使感光鼓20旋转的驱动马达(驱动装置)36，并根据来自检测驱动马达36的转矩的转矩检测部37的检测值，进行抑制图像质量下降的控制。并且，向控制电路30输入来自计数器39的计数值，所述计数器39对累计的图像形成处理张数进行计数。

在本实施方式中，转矩检测部37检测驱动马达36的输出电流。即，在本实施方式中，使用驱动马达36的输出电流作为表示转矩的指标。此外，图像形成装置通常具备检测驱动马达36的转矩的装置，用于防止驱动马达36上施加有过大负荷而导致驱动马达36损坏。

ROM31中还存储有本发明的图像形成处理修正相关的控制程序，与执行该图像形成处理控制程序的控制电路30一起构成微型计算机。并且，执行图像形成处理时的图像数据等暂时存储于RAM32或者HDD33中。

2.图像形成程序

下面，对图像形成装置11的图像形成程序进行说明。当从个人计算机等外部连接设备输入图像数据时，首先由带电辊26使感光鼓20的表面均匀地带电，接着由曝光单元25对感光鼓20的表面照射激光P，在各感光鼓20上形成与图像数据对应的静电潜像。显影装置21分别填充有规定量的双组分显影剂(以下，只称为显影剂)，所述双组分显影剂包括黄色、品红色、青色以及黑色各种颜色的调色剂。此外，随着后面所述的调色剂像的形成，各显影装置21内填充的双组分显影剂中的调色剂的比例低于规定值时，从调色剂容器19向各显影装置21补充调色剂。该显影剂中的调色剂由显影装置21供给到感光鼓20上，通过静电方式附着，形成调色剂像，所述调色剂像与通过来自曝光单元25的曝光而形成的静电潜像对应。

另一方面，配合图像形成处理部15中的调色剂像的形成时刻，从供纸盒13(或者手动盘)供给记录纸、并通过记录纸输送通道16输送到对准辊对30a。

并且，由一次转印辊27向一次转印辊27和感光鼓20之间以规定的转印电压施加电场，使感光鼓20上的黄色、青色、品红色以及黑色的调色剂像被一次转印到中间转印带22上。为了形成规定的全彩图像，上述四种颜色的图像以具有预先确定的规定位置关系的方式形成。然后，为了准备继续进行的新的静电潜像的形成，由清洁装置28去除一次转印后残留于感光鼓20的表面的调色剂等。另外，由除电装置29去除感光鼓20表面的残留电荷。

当中间转印带22开始向图1的逆时针方向旋转时，在规定的时刻记录纸从对准辊对30a被输送向与中间转印带22邻接设置的第二转印部17，中间转印带22上的全彩图像被二次转印到记录纸上。已二次转印有调色剂像的记录纸被输送向定影部18。此外，由带清洁装置24去除附着于中间转印带22的表面的残余调色剂等。

输送到定影部18的记录纸被加热以及加压，将调色剂像定影于记录纸的表面，形成规定的全彩图像。已形成全彩图像的记录纸被引导向记录纸输送通道16的终端部，由排出辊对30b排出到兼作打印机主体12的上面的出纸盘12a上。

3.利用转矩变动的感光鼓20的表面状态的判定

以下，对本发明的图像形成装置11的特征部分进行说明。在所述的结构中，控制电路30根据存储于ROM31的与整个图像形成处理相关的各种控制程序执行图像形成处理(印刷作业)，并在进行该图像形成处理时，控制偏压电路34的施加电压，所述偏压电路34对带电辊26施加直流电压和交流电压的叠加电压。此外，叠加电压的直流成分的电压固定。

图3是表示从感光鼓20的使用开始的累计图像形成处理张数和驱动马达36的转矩的关系，以及累计图像形成处理张数和感光鼓20的表面粗糙度Ra的关系的曲线图。此外，“Ra”是指1994年版JISB0601中规定的“算术平均粗糙度”。

在图3中，Toff是未对带电辊26施加电压时的转矩，Ton是对带电辊26施加电压时的转矩。另外，Toff(0)是感光鼓20使用初期(是使用开始时的状态，换而言之，是出厂后的状态。)的Toff值。

如图3所示，随着从感光鼓20的使用开始的累计图像形成处理张数的增加，Toff以及Ton全都增加。另外，随着累计图像形成处理张数的增加，表面粗糙度Ra减小。由于Ton的上升速度比Toff的上升速度大，随着累计图像形成处理张数的增加，Ton和Toff的背离幅度增大。尤其是，累计图像形成处理张数在100K(枚)～300K(枚)之间，Ton的上升速度比Toff的上升速度大，Ton和Toff的背离幅度增大。

在本实施方式中，以Ton与Toff之比(Ton/Toff)表示Ton和Toff的背离幅度，将感光鼓20的表面已被平滑化时的Ton/Toff的值作为转矩规定值Tc。转矩规定值Tc是比1大的常数，考虑感光鼓20的材质和出货前(使用开始前)的表面粗糙度、清洁刮板42和滑动摩擦辊43的材质等而预先设定并存储到HDD(存储部)33中。

4.抑制图像质量下降的控制

图4是表示本实施方式的图像形成装置11中控制电路30进行的抑制图像质量下降的控制的处理内容的流程图。此外，存在控制图像形成装置11整体的未图示的主程序，图4所示的流程是该主程序的子程序。图4所示的抑制图像质量下降的控制的子程序，在图像形成装置11的电源打开时开始。

控制电路30首先监视是否受理了印刷作业(步骤S1)。印刷作业的受理是通过来自经由图像形成装置11的操作面板的用户的输入或来自经由LAN或互联网等通信回路连接的PC等的输入来进行的。未受理印刷作业时(步骤S1中的“否”)，控制电路30依旧继续监视。

受理了印刷作业时(步骤S1中的“是”)，由转矩检测部37检测Toff(步骤S2)，控制电路30比较检测到的Toff和Toff(0)，判定是否满足Toff(0)＜Toff(步骤S3)。此外，Toff(0)可以是图像形成装置11出厂前预先检测并存储到HDD33中，也可以是用户最初使用图像形成装置11时检测并存储到HDD33中。另外，也可以每次更换感光鼓20时，检测Toff(0)并存储到HDD33中。

不满足Toff(0)＜Toff时(步骤S3中的“否”)，返回步骤S1，继续监视是否受理了印刷作业。满足Toff(0)＜Toff时(步骤S3中的“是”)，由转矩检测部37检测Ton(步骤S4)。并且，控制电路30判定是否满足Tc＜Ton/Toff(步骤S5)。不满足Tc＜Ton/Toff时(步骤S5中的“否”)，返回步骤S1，继续监视是否受理了印刷作业。

满足Tc＜Ton/Toff时(步骤S5中的“是”)，控制电路30判断感光鼓20的表面已被平滑化(步骤S6)，进行抑制摩擦阻力处理(步骤S7)。作为抑制摩擦阻力处理的方法有：清洁装置28清洁感光鼓20表面时作为润滑剂增加向感光鼓20表面供给的调色剂以及添加剂的量的方法，降低由偏压电路34对带电辊26施加的交流电压的方法等。

然后，返回步骤S1，控制电路30监视是否受理了印刷作业，以下重复同样的程序(步骤S1～S7)。此外，在图4的流程中，也可以将步骤S1～步骤S6理解为感光鼓(像载体)表面平滑化判定处理。

通过增加清洁装置28清洁感光鼓20表面时的调色剂以及添加剂的供给量，能够降低清洁刮板42和感光鼓20的摩擦阻力。另外，通过降低施加到带电辊26上的带电电压，能够抑制放电产物的产生以及抑制产生的放电产物向感光层附着，所以能够抑制清洁刮板42和感光鼓20的摩擦阻力的上升。

其结果，能够抑制清洁刮板42的振颤、边缘部分的缺损(摩损)、以及粘着滑动的发生。另外，也可以期待由清洁刮板42进行清洁时，容易去除调色剂以及添加剂，从而减少从感光鼓20的表面和清洁刮板42之间漏出的添加剂的量的效果。

此外，如本实施方式，不仅判断是否满足Tc＜Ton/Toff，还判断是否满足Toff(0)＜Toff，由此能够防止在感光鼓的表面还未被平坦化的使用初期阶段，由于某种因素暂时满足Tc＜Ton/Toff时，错误地判断感光鼓表面已被平坦化。

如以上说明的，按照本实施方式的图像形成装置11，通过驱动感光鼓20的驱动马达36的转矩，判断感光鼓(像载体)20的表面(感光层表面)是否已被平滑化。并且，满足Toff(0)＜Toff且Tc＜Ton/Toff的关系时，判断感光鼓20的表面已被平滑化。另外，图像形成装置11利用为了防止驱动马达36的损坏而配备的检测驱动马达36的转矩的装置检测转矩。由此，不必配备新的装置，就能判断感光鼓20的表面是否已被平滑化，有助于降低成本。另外，当判断感光鼓20的表面已被平滑化时，进行抑制摩擦阻力处理，抑制清洁刮板42和感光鼓20的表面的摩擦阻力，能够减少清洁刮板42的振颤、缺损、以及粘着滑动的发生。由此，能够抑制添加剂的漏出，并抑制图像质量下降。

＜变形例＞

以上，以实施方式为例对本发明的图像形成装置11进行了说明，但本发明不限于所述实施方式，例如，也可以是以下的变形例。另外，也可以将实施方式和变形例、以及各变形例进行组合。另外，本发明包括在实施方式中未记载的实例或不脱离本发明的要旨的范围内的设计变更。

(变形例1)检测驱动马达36的转矩的方法并不限于检测驱动马达36的输出电流，也可以通过转矩传感器直接检测驱动马达36的旋转轴的转矩。

(变形例2)转矩规定值Tc不限于预先设定并存储到HDD33中，例如，也可以根据使用开始时检测的Toff以及Ton的值、此外影响感光鼓20表面的平滑性的因素的值，在使用开始后计算并存储到HDD33中。

(变形例3)存储有转矩规定值Tc的存储部并不限于HDD33。在出货前预先设定转矩规定值Tc时，也可以存储于ROM31。此时，ROM31成为存储部。

(变形例4)抑制摩擦阻力处理并不限于增加调色剂以及添加剂的供给量的处理和降低带电电压的处理。例如，可以减小清洁刮板42压靠感光鼓表面的压靠力，也可以供给调色剂以及添加剂之外的润滑剂。此外，对于后者的情况需要选择不会对图像形成处理产生负面影响的润滑剂。

本发明能够用于具备在表面形成调色剂像的像载体的图像形成装置。通过使用本发明，能够提供一种图像形成装置，所述图像形成装置不必设置新的检测装置，使用驱动像载体的驱动装置的转矩变动，就能够检测像载体的表面的平滑化程度。

Claims (8)

1.一种图像形成装置，包括：

像载体，在表面形成调色剂像；

驱动装置，旋转驱动所述像载体；

带电部件，使所述像载体带电；

清洁部件，以与所述像载体的表面接触的方式配置，清洁所述像载体的表面；

电压施加装置，对所述带电部件施加带电电压；

转矩检测部，检测旋转驱动所述像载体时的所述驱动装置的转矩；

存储部，存储转矩规定值Tc，所述转矩规定值Tc是与所述驱动装置的转矩相关的比1大的常数；以及

控制部，根据由所述转矩检测部检测出的所述驱动装置的转矩，判定所述像载体的表面状态，

所述图像形成装置的特征在于，

所述控制部获得由所述转矩检测部检测出的施加所述带电电压时的所述转矩Ton、以及未施加所述带电电压时的所述转矩Toff，在开始使用所述像载体时未施加所述带电电压时的所述转矩为Toff(0)时，在满足Toff(0)＜Toff、且Tc＜Ton/Toff关系的情况下，判定所述像载体表面平滑化。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，所述控制部判定所述像载体表面平滑化时，进行降低所述像载体的表面和所述清洁部件之间的摩擦阻力的抑制摩擦阻力处理。

3.根据权利要求2所述的图像形成装置，其特征在于，

具备显影装置，所述显影装置使包含研磨粒子的调色剂附着而使形成于所述像载体的表面的静电潜像显影为调色剂像，

所述控制部通过在非图像形成时从所述显影装置向所述像载体提供调色剂，进行所述抑制摩擦阻力处理。

4.根据权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于，所述控制部随着所述像载体的表面的平滑化程度增大，使从所述显影装置向所述像载体供给的调色剂量增加。

5.根据权利要求2所述的图像形成装置，其特征在于，

所述电压施加装置对所述带电部件施加直流电压和交流电压叠加而成的所述带电电压，

所述控制部通过在图像形成时降低所述电压施加装置对所述带电部件施加的所述交流电压，进行所述抑制摩擦阻力处理。

6.根据权利要求5所述的图像形成装置，其特征在于，所述带电部件以与所述像载体的表面接触或者接近的方式配置。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的图像形成装置，其特征在于，所述转矩检测部检测旋转驱动所述像载体所需的所述驱动装置的输出电流值。

8.根据权利要求1～6中任意一项所述的图像形成装置，其特征在于，所述像载体的表面形成有非晶态硅感光层。