JP2006078960A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニングブレードの捲れやクリーニングむらによる画像劣化を防ぐことができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】画像形成手段と、転写手段と、画像を転写する位置まで媒体を搬送する媒体搬送手段と、この媒体上の現像剤を媒体に定着させる定着手段とを具備した画像形成装置において、回転する被接触体と、この被接触体の表面に当接する当接部材と、この当接部材を支持する支持部材と、この支持部材の表面電位を測定する電位測定手段と、この電位測定手段の出力を一定に制御する制御手段と、制御手段により入力された信号により前記支持部材に電圧を供給する電圧供給手段を備え、被接触部材に当接する当接部材の形状を一定に保つように制御し、被接触体表面形状の変動に関わらず当接部材の加圧力が一定になるように制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、現像剤を用いた画像形成装置に関するものである。

像担持体表面に形成した可転写トナー像を、紙を主とする転写材に転写する工程を繰り返す画像形成装置においては、転写の際、転写材に転移せず像担持体に残る残留トナーをその都度十分に除去することが必須である。
このため、クリーニング手段としては、特許文献１にあるように、従来から幾多の提案がなされているが、ウレタンゴム等の弾性材料から成るクリーニングブレードによって前記残留トナーを掻き落とすようなものが、その構成が簡単でコンパクトで低コストであり、しかもトナー除去機能も優れているため広く実用化されている。クリーニングブレードのゴム材料としては、高硬度でしかも弾性に富み、耐摩耗性、機械的強度、耐油性、耐オゾン性に卓越しているウレタンゴムが一般的に使われている。

特開２００３−０１５４９１号公報

しかしながら、過度な高硬度ブレードの選択は逆にドラム側を過度に摩耗し、深いドラム傷を発生させ、画像に影響を与えてしまうことが知られている。従って、ブレードの硬度としては一般的に６０〜８０度のものが主流に使用されている。

しかし、このような硬度範囲のブレードでは逆に耐久が進み、ドラムの表面が鏡面化することによって、ドラムとクリーニングブレードの当接部の滑り性が悪くなってくるとブレードが徐々に歪みだし、その歪みが過度に進むとブレードの捲れが発生することが分かってきている。又、ブレードの捲れ等の発生を緩和するために鏡面化したドラム表面を研磨する手段として、現像剤への外添剤の混入量を増加させたり、像担持体のへの帯電手段を変えたり等の手段が採用されてきている。

しかしながら、このような手段では像担持体を必要以上に切削するため、複写機の長寿命化には適していないと言える。

又、感光ドラムの偏芯によりクリーニングブレードの当接圧が変化し、クリーニング斑による画像劣化が発生する等の問題を抱えている。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、クリーニングブレードの捲れやクリーニングむらによる画像劣化を防ぐことができ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、本発明は、クリーニングブレードを支持する支持部材に、異方性を持った圧電セラミックと、電極となる金属を積層した積層材であるバイモルフを使用する。圧電材料は、外部から作用する力により変位すると、自発分極により表面電位が変化する。このときの出力電位を測定することによって、相対的な歪み量を算出することができる。又、圧電材料は、外部より電荷を供給し表面に電位差を与えると、逆圧電効果により自己変形する。この特性を利用し、或る方向に異方性を持たせて積層すると、供給電荷に対し変位方向や変形量を制御することができるようになる。

これらの特性から、クリーニングブレードを支持する支持部材表面の電位を測定する電位測定手段を有しており、且つ、測定された電位に対してブレード支持部材に電圧を供給する電圧供給手段を有しており、予め記憶されたバイモルフ特性を頼りに供給する電圧を決定することにより、クリーニングブレードを被クリーニング部材に対し一定圧が付与されるように制御することが可能となる。これにより、ブレードの捲れの予兆を自己検知し、自己補正するという機能を有することができ、トナーのすり抜け等による画像劣化を長期に亘って防止することができ、ブレードの長寿命化に伴いランニングコストが下がるとともに、機械停止時間が短縮され、成果物の生産性が向上する。

又、上記特性を利用し、クリーニングブレードが被クリーニング部材に当接している必要がないときには、電圧供給手段により電圧を供給し、クリーニングブレードを離間することが可能となる。これにより、必要動作時以外は当接圧を解除し、自己補正し切れない微小な変形を防止し、長期間初期状態でクリーニングブレードが機能できるようになる。

本発明によれば、複写機長期使用時に感光ドラム表面に発生する摩擦係数変化により、クリーニングブレーと感光ドラムとのすべり性が悪化し、クリーニングブレードの捲れが発生するのを防止することができるようになる。

又、感光ドラムの偏芯等によるクリーニングブレード当接圧の変化を補正することが可能となり、クリーニングむらによる画像劣化を防止することができるようになる。

更に、クリーニングブレードの当接圧が一定に保たれることにより、従来よりクリーニング性能を長期間保持することができるようになり、長寿命化に伴うランニングコストの低減やダウンタイム低減に伴う成果物の生産性を向上させることができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

本実施の形態に係る画像形成装置は、複数の像担持体を有し、複数の画像形成部を装備したカラー電子写真複写装置である。

図４を用いてカラー電子写真複写装置について説明すると、装置本体の内部には、画像生成プロセス手段を内蔵する画像形成部が横方向に配置されており、各画像形成部の下部には、ベルト駆動ローラに無端状の中間転写ベルト１が掛け渡されている。上記中間転写ベルト１は、図示しない駆動モータによりベルト駆動ローラを矢印方向に回転する。２は給紙カセットであって、被記録材である記録シートを収納しており、前記カセット２内に収納された記録シートは、最上側よりピックアップローラによって給送される。そして、レジストローラ対によって斜行が補正されるとともに、前記中間転写ベルト１上の画像と同期取りを行って、２次転写部に搬送する。２次転写部で中間転写ベルト１から記録シート上にトナーが転写され、下流にある定着器で加熱・加圧され、記録シート上に画像が形成される。

次に、上記画像形成部の構成を説明すると、像担持体である感光ドラム４を有し、その周囲に画像プロセス手段を構成する一次帯電器５、現像器６、１次転写ローラ対７、クリーニング装置８、前露光光源９が設けられている。又、上方には、レーザービームスキャナー１０が設けられている。

上記１次帯電器５は、感光ドラム４を露光するに先立って、ドラム表面を均一に帯電させるものであり、現像器６は、露光されてドラム表面に形成された静電潜像にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーを付着させて可視像化するものである。１次転写対７は、感光ドラム４に形成されたトナー像を中間転写ベルト１に転写させるものであり、クリーニング装置８は、画像転写後にドラム面に付着している残留トナーを除去するものである。前露光光源９は、感光ドラム４の表面電位を除去するものであり、レーザービームスキャナー１０は半導体レーザー、ポリゴンミラー、ｆθレンズ等を有し、電気デジタル画像信号の入力を受けて、その信号に対応して変調されたレーザービームを感光ドラム４の母線方向に照射して露光するものである。

３は中間転写ベルト１に記録されたトナー画像を記録シートに転写する２次転写ローラ対であり、その下流には、２次転写後に中間転写ベルト１表面に付着している残留トナーを除去するベルトクリーニング装置１１である。１２は記録シートに転写された転写画像を定着させるための定着器であって、内部にヒータ等の加熱手段を有する定着ローラとこれに圧接する加圧ローラを有している。１３は装置外に排出された記録シートを積載するための排出トレイである。

次に、図１に従って本発明のクリーニング装置について説明する。

クリーニングの装置のクリーニング容器に、前記感光ドラム４の表面に当接されたクリーニングブレード１４が保持されている。クリーニングブレード１４は、ウレタンを主体とした弾性ブレードで、所定の角度、所定の当接圧で感光ドラム４表面に当接している。クリーニングブレード１４は、これを支持しているクリーニングブレード支持部材１５に接着され、この支持部材がクリーニング容器に取り付け固定されている。クリーニングブレード支持部材１５は、自発分極方向が感光ドラム４の母線に対して、垂直方向引っ張り側になる圧電部材２０と、自発分極方向が感光ドラム４の母線に対して垂直方向圧縮側になる圧電部材２１と、薄肉金属材料でできた電極部材２２で積層構成される。

クリーニングブレード１４は、所定の角度θ、所定の当接圧Ｆで感光ドラム４に当接しているが、クリーニングブレード１４支持部材に掛かる負荷は、感光ドラム４表面とクリーニングブレード１４との間の摩擦係数μと、クリーニングブレード１４の当接圧Ｆで決定され、この何れかが変化すると、クリーニングブレード１４の弾性により吸収される成分を取り除いた力αμＦｓｉｎθが作用し、クリーニングブレード支持部材１５が変形する。この結果、圧電部材の自発分極によりクリーニングブレード支持部材１５の表面電位が変化する。この変化を読み取るために、圧電部材表面と電極部材の電位差を測定する電位測定手段１８が設置されている。又、電位測定手段１８が出力した信号を受け、クリーニングブレード支持部材１５に電流を供給する電流供給装置１７と接続され、予め測定されているバイモルフ特性と電位測定手段１８により測定された電圧値を照合し、適切な電流を供給して、クリーニングブレード１４の当接圧を制御する制御装置１９を備えている。

以上の構成により、クリーニングブレード１４の感光ドラム４に対する当接圧は一定に保たれ、感光ドラム４の表面性の変化に対しても当接圧の制御が可能となり、感光ドラム４の鏡面化に伴う摩擦係数の変化に対してリアルタイムに補正することができる。又、感光ドラム４の偏芯による当接圧の変化をリアルタイムに補正することができる。

又、クリーニングブレード支持部材１５の長手方向に分割してバイモルフ部材２３を配置し、それぞれの表面電位測定し、その結果からそれぞれ制御を掛けることにより、長手方向の圧分布をより正確に合わせ込むことが可能となる。

又、本発明は、被当接部材と当接部材が存在する構成で有効であり、特に被当接部材である感光体と当接部材であるクリーニングブレード１４に限定するものではなく、例えば被当接部材である定着ローラと当接部材であるオイル塗布ブレードにも使用可能な技術である。

本発明の実施形態を示したクリーニング装置概略図である。 本発明の実施形態を示したバイモルフ部材の概略図である。 本発明の実施形態を示したバイモルフ部材の構成概略図である。 本発明に係る画像形成装置の概略図である。 本発明の実施形態を示した制御フロー概略図である。

符号の説明

１ 中間転写ベルト
２ 給紙カセット
３ ２次転写ローラ対
４ 感光ドラム
５ 一次帯電器
６ 現像器
８ クリーニング装置
９ 前露光光源
１０ レーザービームスキャナー
１２ 定着器
１３ 排紙トレイ
１４ クリーニングブレード
１５ クリーニングブレード支持部材
１６ 加圧手段
１７ 電圧入力装置
１８ 定圧測定装置
１９ 制御装置

Claims (4)

1. 現像剤を使用して画像を形成する画像形成手段と、この画像形成手段の画像を写し取り、若しくは重ね合わせる転写手段と、記録する媒体を搬送し画像形成手段から直接、若しくは上記転写手段から間接的に媒体に画像を転写する位置まで媒体を搬送する媒体搬送手段と、この媒体上の現像剤を媒体に定着させる定着手段とを具備した画像形成装置において、
   回転する被接触体と、この被接触体の表面に当接する当接部材と、この当接部材を支持する支持部材と、この支持部材の表面電位を測定する電位測定手段と、この電位測定手段の出力を一定に制御する制御手段と、制御手段により入力された信号により前記支持部材に電圧を供給する電圧供給手段を備え、被接触部材に当接する当接部材の形状を一定に保つように制御し、被接触体表面形状の変動に関わらず当接部材の加圧力が一定になるように制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 回転する被接触体表面に当接する当接部材が、被接触体表面に残った現像剤を清掃するブレード型の清掃部材であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 画像転写時に被接触体表面に残った現像剤を清掃するブレード型の清掃部材を有する画像形成装置において、清掃部材の支持部がバイモルフ部材で形成したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 当接部材の長手方向に対し、当接部材の支持部が複数のバイモルフ部材で構成されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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