JP2004184710A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で、使用者が特に意識することなくセンサを清掃することができる検知装置を備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】静電潜像を形成する感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと、感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、転写ベルト６０上を搬送される記録部材１００に直接転写又は転写ベルト上に１次転写し、その後記録部材１００に２次転写する転写装置６とを有する画像形成装置は、センサ部２０５と清掃部材２０６とを有する検知装置２００を備え、検知装置２００は、清掃部材２０６が開閉カバー２０１の開閉動作に伴いセンサ部２０４を清掃する画像形成装置である。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、清掃部材を有する検知装置で、像担持体、転写ベルト、中間転写ベルト上のトナーを検知して、トナー画像を形成する作像条件を制御する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置では、像担持体の表面に放電によって静電荷を与え、その上に露光によって静電潜像を形成し、次に、潜像の極性とは逆の極性を有するトナーを現像装置により現像して像担持体上に可視化したトナー像を形成し、その後、搬送された紙等の記録部材にトナー像を転写装置によって転写し、記録部材上のトナー像を定着装置で定着させている。一方、転写後に像担持体上に残留したトナーを、次の画像形成のためにクリーニング装置によりクリーニングされる。ところで、画像形成装置では、像担持体の状態、トナーの帯電特性、および光源の出力等によって画像濃度は変動するために、画像形成時の像担持体上のトナー量を測定することで、像担持体上のトナー量を制御することが行われている。
【０００３】
また、近年、電子写真方式の画像形成装置では、イエロー（Ｙ）トナー像、マゼンタ（Ｍ）トナー像、シアン（Ｃ）トナー像とブラック（Ｋ）トナー像とをそれぞれ形成し、これらを重ね合わせてフルカラー画像を形成する。カラー画像を形成する画像形成装置としては、像担持体と現像装置を備える画像形成部を備え、各像担持体が一回転する毎に各現像装置が各色のトナー像を形成し、複数の画像形成部にわたって設けられる転写ベルト上の記録部材又は中間転写ベルトに転写して複数色のトナー像を重ね合わせるタンデム方式が知られている。このような画像形成装置では、色ずれ又は濃度むらのないフルカラー画像を形成するために、検知装置で、像担持体の画像を形成する位置、像担持体の静電潜像を形成する露光のタイミング、転写ベルトの走行速度を制御することが行われている。
【０００４】
しかし、例えば、像担持体に対向する位置にある現像装置において、現像剤担持体は現像剤を担持して回転しているために、トナーがキャリアから遊離して飛散する。また、転写部では像担持体から記録部材に転写する際に、バースト現象によりトナーが画像形成装置内に飛散する。このために、画像形成装置内を浮遊して検知装置を汚し、検知装置の検知を妨げ、安定した画像形成ができなくなるという不具合がある。
また、画像形成装置内に浮遊するトナーは微量なため清掃する頻度は多くないが、ある期間を経過するとセンサ表面は汚れるために定期的な清掃が必要である。さらに、現像剤が劣化してトナーが急激に画像形成装置内に飛散しセンサが汚れることがあり、センサ表面の緊急な清掃が必要となる。
【０００５】
このために、特許文献１では、エアノズルが発光素子の発光面および受光素子の受光面に向けて配置されたエア供給装置と、このエア供給装置にエアチューブを介して連結されたエアポンプとにより構成されている清掃装置が開示されている。これにより、エアポンプは装置の立ち上がり時および装置の動作時において常時駆動されることで、発光素子および受光素子のセンサ表面にエアノズルを介してエア供給装置から一定風速のエアが吹き付けられ、表面にトナー等が付着することがない。
【０００６】
また、特許文献２では、開閉カバーに外空気を取り込むファンを備えたダクトとそのダクト先端近傍に前露光ユニットと光学センサが設けられ、ダクトの空気の送り込みによりトナー等による汚れを防ぐと共に、開閉カバーは、支持部材を回動の支点として筐体に取り付けられ、ロック機構を解除して開くことで、光学センサ等が筐体の外側に出てきて清掃が容易に行える画像形成装置が開示されている。これにより、除電手段や濃度検知手段を清掃し易くし、清掃性が向上する。
【０００７】
また、特許文献３では、除電装置の発光方向に対して垂直方向に相対移動しながら、除電装置に設けられたケースを清掃するクリーニングブレードを設ける画像形成装置が開示されている。これにより、出力される画像の安定性を維持し、装置の耐久性、安全性を向上させることができる。
【０００８】
【特許文献１】
特開平０６−１６１１７９号公報
【特許文献２】
特開平１１−１６１１１８号公報
【特許文献３】
特開２００２−１９６６３７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１では、エアポンプを画像形成装置内に配置しなければならず、画像形成装置の製造コストを低減させることは困難である。また、エアポンプを制御しなければならず、専用の制御システムが必要となるという問題点がある。また、特許文献２と特許文献３では、清掃は容易であるが、清掃することは、使用者又はサービスマンにとっても負担になるという問題点がある。
【００１０】
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その課題は、簡単な構造で、使用者が特に意識することなくセンサを清掃することができる検知装置を備える画像形成装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、静電潜像を形成する像担持体と、像担持体上の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、転写ベルト上を搬送される記録部材に直接転写又は転写ベルト上に１次転写し、その後記録部材に２次転写する転写装置と を有する画像形成装置において、前記画像形成装置は、センサ部と清掃部材とを有する検知装置を備え、前記検知装置は、清掃部材が開閉カバーの開閉動作に伴いセンサ部を清掃する画像形成装置である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記検知装置は、転写ベルト又は中間転写ベルト上のトナーマークを検知して、転写ベルト又は中間転写ベルトの走行速度を制御する画像形成装置である。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記検知装置は、転写ベルト又は中間転写ベルト上のトナーマークを検知して、静電潜像を形成する露光タイミングを制御する画像形成装置である。
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記検知装置は、像担持体、転写ベルト又は中間転写ベルト上のトナー像のうち少なくとも１つのトナー像のトナー量を検知する画像形成装置である。
請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、少なくとも像担持体と現像装置を有する複数の画像形成部を転写ベルト又は中間転写ベルトの走行方向に沿って備える画像形成装置である。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の画像形成装置において、前記現像装置は、体積平均粒径が３〜８μｍの範囲にあり、平均円形度が０．９３〜１．００の範囲にあるトナーを用いる画像形成装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明にかかる画像形成装置の構成を示す図である。
この画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための４つの画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを備える。画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、それぞれ、像担持体としての感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと、帯電手段、現像手段、クリーニング手段とを備えている。また、各画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの配置は、各感光体の回転軸が平行に、かつ、記録部材移動方向に所定のピッチで配列するように、設定されている。
【００１３】
画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの上方には、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面にレーザ光を走査しながら照射する光書込装置２が、下方には記録部材１００を担持して画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの転写部を通過するように搬送する転写ベルト６０を有するベルト駆動装置としての転写装置６が配置されている。転写装置６の側方には、検知装置２００、定着装置７、排紙トレイ８等が備えている。また、外部は画像形成装置前面には内部を開放するための開閉カバーとしての画像形成装置ケース前面扉２０９があり、さらに、画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ、転写装置６を開放するための開閉カバーとして画像形成部面板２０１が設けられている。
【００１４】
ここで、画像形成装置の動作について説明する。画像形成装置は、画像形成開始の信号を受けて画像形成の動作を開始する。先ず、Ｙの画像形成部１Ｙが動作を開始し、光書込装置２によって感光体１１Ｙに基準となるベタ画像の潜像を形成する。この潜像を現像手段で現像してＹ基準ベタ画像を形成する。感光体１１Ｙは転写部まで回転し、ニップ部で転写ベルト６０にベタ画像を転写する。その他の画像形成部１Ｍ、１Ｃ、１Ｋも同様に転写ベルト６０にトナーマークを形成する。転写ベルト６０は、検知装置２００が配置された部分まで回転して、検知装置２００で転写ベルト６０上の各色のタイミングを測定する。測定した結果により、帯電手段の印加電圧、現像手段のバイアス電圧、転写ベルト６０の走行速度等の作像条件を決定し、記録部材１００への画像形成を開始する。
【００１５】
記録部材１００は、給紙カセット３、４あるいは手差しトレイＭＦから給送され、搬送ガイドにガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ対５が設けられている一時停止位置に送られる。このレジストローラ対５により所定のタイミングで送出された記録部材１００は、転写ベルト６０に担持され、画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに向けて搬送され、各転写部を通過する。各画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上で現像された各トナー像は、それぞれ各転写部で記録部材１００に重ね合わされ、転写バイアスやニップ圧の作用を受けて記録部材１００上に転写される。この重ね合わせの転写により、記録部材１００上にはフルカラートナー像が形成される。一方、トナー像転写後の感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面は、クリーニング手段によりクリーニングされ、更に除電されて次の静電潜像の形成に備えられる。
【００１６】
ここで、検知装置２００について説明する。図２は、本発明に係る画像形成装置が備える検知装置である。検知装置２００は、図２に示すように、筐体を形成するケース２０４、発光素子と受光素子を配置したセンサ部２０５、センサ部２０５表面を清掃する清掃部材２０６、センサ部２０５を開口する窓２０７、センサ部２０５のある側板を移動させるためのバネ２０８とを有している。
清掃部材２０６は、フッ素エラストマー、ウレタンエラストマー等の弾性部材、これらの発泡体であるスポンジ、これらの繊維であるブラシを用いる。
センサ部２０５は、発光素子、積分器、増幅器、受光素子等を備える。発光素子からの光がトナーに照射され、その反射光を受光素子などの光電変換素子で受けて、電気信号に変換する。
【００１７】
また、検知装置２００の動作について説明する。例えば、転写ベルト６０上にトナーマークを形成して、このトナーマークを検知する実施形態によって説明する。図５は、転写ベルトに形成されるトナーマークの一例である。ここでは、トナーマークのパターンは、Ｍ、Ｃ、Ｙ及びＫのマークを、主走査方向（転写ベルト６０の幅方向）に平行な直行マーク群と、主走査方向に対して４５°の角度をなす斜交マーク群とを、フロント側、センタ側、リア側とにそれぞれ形成する。ここでは、ブラック（Ｋ）はセンサ部２０５の感度が良いため１群に２つ設けている。図中で、Ｆ、Ｃ、Ｒの後の数字はトナーマークの群の番号である。
【００１８】
検知装置２００は、トナーマークを検知して、レーザ光による書込タイミング、転写ベルト６０又は中間転写ベルトの走行速度等の作像条件を制御する。転写時の位置ズレを検出するために、テスト用のトナーマークとして、光書込装置２によって各感光体１１上の図中手前のフロント側、中央のセンタ側、奥のリア側を書き込み現像し、転写ベルト６０上に転写する。このトナーマークのパターンを複数形成する。トナーマークを複数形成することで、位置ズレ検出の精度が高くなり、信頼性を向上させることができる。
これらのトナーマークの間隔をセンサで読み取って、各感光体１１に対する光書込装置２の書込タイミング、位置ズレ、傾き、倍率等を検知する。そして、これらによる位置ズレをなくすように、基準移動距離と比較し、計算するように構成されている。これをもとに、光書込装置２のタイミング、転写ベルト６０の走行速度等を制御する。
また、この他に、検知装置２００は、感光体１１又は転写ベルト６０上のトナー量を検知するために配置してもよい。その測定結果に基づいて画像の形成に係る現像バイアスの電圧、現像剤担持体の回転速度等の作像条件を制御する。
【００１９】
また、この検知装置２００は、清掃部材２０６を備えている。検知装置２００は、感光体１１等のトナーを測定するために、感光体１１近傍に配置されることが多い。感光体１１近傍には、現像手段を含む画像形成部１、転写装置６が配置されている。このために、現像手段からのトナー飛散、転写装置６からの転写によるトナー飛散によって、検知装置２００は汚れることが多い。しかし、上述したように自動的に清掃部材２０６で清掃するには、特別な制御と実行させるためのモータ等が必要になる。また、使用者又はサービスマンが清掃するには不便であり、また、定期的に清掃を実施するのを逃す場合も考えられる。そこで、消費したトナーの補給、摩耗した感光体１１を有する画像形成部１、ジャムした記録部材１００の処理のために画像形成装置ケース前面扉２０９又は内部の画像形成部面板２０１等の開閉カバーを開いた際に、そのカバーの開閉に連動して清掃することで、使用者又はサービスマンに意識させずに検知装置２００を清掃する。
【００２０】
以下に、この検知装置２００の清掃する動作について説明する。図３は、画像形成部面板の開閉により清掃部材でセンサを清掃する状態を説明するための右側側面から見た図であり、図３（ａ）は画像形成部面板が閉まっている状態で、図３（ｂ）は画像形成部面板が開放された状態である。図４は、図３と同じ状態を画像形成装置下側から見た図であり、図４（ａ）は画像形成部面板が閉まっている状態で、図４（ｂ）は画像形成部面板が開放された状態である。
画像形成装置ケース前面扉２０９を開くと、画像形成装置の本体内部に画像形成部面板２０１があり、この画像形成部面板２０１を開いて画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを交換したり、転写装置６における記録部材１００のジャム処理を行う。センサ部２０５を配置するケース２０４の腕部２０４ａが画像形成部面板２０１に当たっており、画像形成部面板２０１が閉まっている状態では、図３（ａ）と図４（ａ）に示すように、腕部２０４ａが押されてケース２０４が移動し、センサ部２０５は窓２０７から表れて、転写ドラム上のトナー量、トナーマークのトナー像を検知する。このときに、図４（ａ）に示すように、清掃部材２０６はセンサ部２０５に接触しておらず、バネ２０８は伸ばされている。
【００２１】
図３（ｂ）と図４（ｂ）に示すように、画像形成部面板２０１を開放すると、ケース２０４の腕部２０４ａが画像形成部面板２０１に当たらなくなって開放されるために、バネ２０８の縮める力によって、ケース２０４が移動し、清掃部材２０６がセンサ部２０５に接触し、清掃が行われる。
画像形成装置に設けられる感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは、クリーニングブレード等による摩耗によって感度が変化するために、一定の時期に交換される。また、画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに備えられる現像手段は、トナーの消耗により一定の時期にトナーを補給しなければならない。これらのために、定期的なメンテナンスの際に、使用者又はサービスマンは画像形成部面板２０１を開くことで、清掃部材２０６が移動し、センサ部２０５を清掃させることができる。
【００２２】
さらに、本発明の画像形成装置に用いるトナーは、体積平均粒径が３〜８μｍであって、平均円形度０．９３〜１．００の範囲にあることが好ましい。トナーの体積平均粒径が小さくなるほどトナーはキャリアから飛散しにくくなり、また、同様に、転写における飛散も少なくなる。また、トナーの平均円形度が０．９３以上と円形度が大きくなると、同様に飛散しにくくなる。このような平均円形度の高いトナーとしては、乾式粉砕系トナーを熱的又は機械的に球形化されたトナーであっても、または、水などの溶媒系で重合法でトナー粒子が製造されたとなーであってもよい。これによって、ジャムした記録部材１００の除去処理がなくとも、トナー補給又は画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの交換等の定期的に開閉カバーを開放するまでの間に、トナーの飛散を少なくすることで検知装置２００の汚れの発生を防止して、画像形成装置の信頼性を確保し、高品位の画像を得ることができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置では、画像形成部の定期交換時又は消費したトナーの定期的補給時に画像形成装置の開閉カバーを開閉することで、センサ部の清掃をすることができ、センサ部のトナーによる汚れをなくすることで、高品位の画像を安定して提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置が備える検知装置である。
【図３】画像形成部面板の開閉により清掃部材でセンサを清掃する状態を説明するための右側側面から見た図である。
【図４】図３と同じ状態を画像形成装置下側から見た図である。
【図５】転写ベルトに形成されるトナーマークの一例である。
【符号の説明】
１ 画像形成部
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 画像形成部
２ 光書込装置
３、４ 給紙カセット
５ レジストローラ対
６ 転写装置
７ 定着装置
８ 排紙トレイ
９ 転写バイアス電源
１１ 感光体
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ 感光体
６０ 転写ベルト
６１〜６８ 支持ローラ
８０ 静電吸着ローラ
８０ａ 電源
１００ 記録部材
２００ 検知装置
２０１ 画像形成部面板
２０２ 回転軸
２０３ シャッター部
２０４ ケース
２０５ センサ部
２０６ 清掃部材
２０７ 窓
２０８ バネ
２０９ 画像形成装置ケース前面扉
Ａ ベルト走行方向
Ｂ 第１の排紙方向
Ｃ 第２の排紙方向
Ｇ 切換ガイド

Claims (6)

1. 静電潜像を形成する像担持体と、
   像担持体上の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、
   転写ベルト上を搬送される記録部材に直接転写又は転写ベルト上に１次転写し、その後記録部材に２次転写する転写装置と を有する画像形成装置において、
   前記画像形成装置は、センサ部と清掃部材とを有する検知装置を備え、
   前記検知装置は、清掃部材が画像形成装置の開閉カバーの開閉動作に伴いセンサ部を清掃する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記検知装置は、転写ベルト又は中間転写ベルト上のトナーマークを検知して、転写ベルト又は中間転写ベルトの走行速度を制御する
   ことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記検知装置は、転写ベルト又は中間転写ベルト上のトナーマークを検知して、静電潜像を形成する露光タイミングを制御する
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記検知装置は、像担持体、転写ベルト又は中間転写ベルト上のトナー像のうち少なくとも１つのトナー像のトナー量を検知する
   ことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項２ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記画像形成装置は、少なくとも像担持体と現像装置を有する複数の画像形成部を転写ベルト又は中間転写ベルトの走行方向に沿って備える
   ことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５に記載の画像形成装置において、
   前記現像装置は、体積平均粒径が３〜８μｍの範囲にあり、平均円形度が０．９３〜１．００の範囲にあるトナーを用いる
   ことを特徴とする画像形成装置。

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