JP2007108421A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高速カラー複写機において、常に高生産性を維持すること。
【解決手段】 本発明によれば、高生産性が求められる、高速画像形成装置において、クリーニングブレードの駆動トルクアップに起因する、駆動モータートルクアップという問題が生じた場合、何らかの処置が必要な状態でも、駆動モータートルク低減モードの動作をおこなうことによって、紙間にトルク低減のためのトナーを形成する必要がなく、さらには、ダウンタイムを設けてトルクを低減させる必要もなく、通常画像形成の諸条件を変化させることで、クリーニングブレードへの供給トナー量を増加させることによって、駆動モータートルクを低減させることができ、常に生産性を維持することが可能になる。また同時にネットワークを介することによって、サービスマンが必要なときの対処にもすぐに対応することができ、より迅速に機械をメンテナンスすることも可能になる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置のクリーニング装置に関するものである。

近年、電子写真プロセスを用いている画像形成装置では、写真画質にも迫る高画質化や印刷機にも迫るような高速化に対応した技術が求められている。高速画像形成装置で求められている機能として、高画質化と共に、何よりも高生産性が重要である。高生産性を維持するためには、機械の故障をなくすことはもちろんのこと、ダウンタイムを避けることが必要である。例えば、ダウンタイムを避けるために、画像調整に必要な制御は、通常画像形成時以外に行なうことができないため、紙間に制御画像を形成することによって行なわなければならない。

ところで、従来技術において、クリーニングブレードによるクリーニング手段を用いた画像形成装置では、被クリーニング部材である像担持体などの表面が帯電部材による放電現象によって、像担持体上に窒素酸化物（NOx、 NH₃NOx等）、ケイ素酸化物（SiOx）或いは硫化酸化物（SOx）等の汚染物質が生成し、感光体表面に付着する現象が知られている。これら汚染物質は、感光体が非常に硬質な場合、感光体表面材自身がクリーニングブレード等により、削られることなく汚染物質が堆積してしまう問題が生じていた。この汚染物質は、感光体表面とクリーニングエッジ部の摩擦力を増大させ、クリーニング不良（ブレード鳴き、ビビリ、捲れ等）やクリーニングエッジ部に損傷を引き起こすことが懸念されていた。

これら問題に対処するためには、一定時間のダウンタイムを設け、クリーニングブレードにトナーを供給するトルク低減モードが一般的である。クリーニングブレードと像担持体との摩擦力は、像担持体の駆動モータートルクによってモニタリングすることができる。駆動モータートルクがある一定値を超えると、画像形成装置はダウンタイムを行ない、トルク低減モードの動作に移る。トルク低減モード時にはできるだけ多くのトナーをクリーニングブレードに供給するために、転写電圧を通常画像形成時とは極性を逆にする等の制御を行なう。或いは、生産性の観点から、ダウンタイムを設けることができない場合は、紙間に転写電圧の極性を一時的に逆にすることでトナーをできるだけ多くクリーニングブレードに供給することでクリーニングブレードの摩擦力を低減する制御も一般的に行なわれている。

従来例としては、例えば特許文献１をあげることが出来る。
特開平１１−３５２８５２号公報

しかしながら、前述の通り、高生産性が求められる高速画像形成装置では、トナー低減モード等のダウンタイムを設けることが困難である。また、紙間の幅も狭いことから、画像と画像の間にトナー低減のためのトナーを供給することも困難である。

このような条件下で動作し続けた場合、クリーニングブレードと像担持体との摩擦力が増加し、クリーニングブレードの捲れ等の発生等が起きれば、ダウンタイムどころか、サービスマンによるクリーニングブレードの交換等が必要となり画像形成装置のメンテナンスに多くの時間がかかり、大幅な生産性ダウンを引き起こしてしまっていた。

そこて、本発明は、以上の背景に鑑みなされたもので、その第一の目的とするところは、高速画像形成装置において、クリーニングブレードの駆動トルクアップに対して、ダウンタイムを無くすことができ、常に生産性を維持できることである。また同時にネットワークを介することによって、サービスマンが必要なときの対処にもすぐに対応することができ、より迅速に機械をメンテナンスすることも可能になる。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、像担持体と像担持体を帯電する帯電手段と、像担持体の帯電面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、現像ローラーに担持されたトナーによって該静電現像をトナー像として現像する現像手段と、トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、転写残トナーをクリーニングブレードによりクリーニングするクリーニング手段を有する画像形成装置において、画像形成装置は、像担持体の駆動トルクを検知する検知手段を有し、駆動トルクがある一定レベルを超えたときに駆動トルク低減モードを作動させることである。駆動トルク低減モードによって、クリーニングブレードと感光体との摩擦力を低減させることができ、駆動トルクの減少が可能となる。

請求項２の発明は、駆動トルク低減モードは、画像形成以外のトナーを用いずに行なうことを特徴とするものである。紙間が狭く、トルク低減のためのトナーを供給できない条件下でも画像形成のためのトナーを用いて、駆動トルクの低減を図るものである。

請求項３の発明は、駆動トルク低減モードは、一定時間のダウンタイムを設けることなく行なうことを特徴とするものである。駆動トルク低減のためにダウンタイムを設けることはせず、画像形成のためのトナーを用いて、駆動トルクの低減を図るものである。

請求項４の発明は、トルク低減モードは、像担持体への印加電圧と現像手段への印加電圧、潜像形成手段の潜像条件を変化させることによっておこなうことを特徴とするものである。これらの条件を変化させることで、像担持体上のトナー量を増加させることができる。トナー量が増加することで、転写残トナー量も増加し、クリーニングブレードへの供給が潤沢になることで、駆動トルクの低減が可能となる。

請求項５の発明は、トルク低減モードは、転写手段への印加電圧を変化させることによっておこなうことを特徴とするものである。転写手段への印加電圧を最良の状態からシフトさせることで、転写効率を低下させ、転写残トナーの量を増加させることで、クリーニングブレードと像担持体との摩擦力を低下させることができ、駆動トルクの低減を図ることができる。

請求項５の発明は、駆動モータートルクの値や、像担持体、現像手段、転写手段への印加バイアスや電流値などの値を、ネットワークを通じて、サーバーへ通信、転送することができるものである。前述のような、トルク低減モードは、通常画像形成時に行なうために、画像品位を損なう恐れがある。そこで、像担持体、現像手段、転写手段への印加バイアスや電流値などの値をネットワークで送信することで、トルク低減モード時に画像品位を損なうレベルになると、サービスマンがすぐに対応できるべく体制を整える。また、駆動モータートルクの値も同時に送信することで、駆動モーター低減モードでも、駆動モータートルクが低減できないレベルに達しそうな場合、機械をする前にサービスセンターには機械停止の情報が伝わっており、停止させ、ユーザーがサービスセンターに通報する前にはすでにサービスマンが対応するべき状態にあることが可能となり、機械のダウンタイムを可能な限り、最小にすることができる。

以上に述べたように、本発明を用いることによって、高速画像形成装置において、クリーニングブレードの駆動トルクアップに対して、ダウンタイムを無くすことができ、常に生産性を維持できることである。また同時にネットワークを介することによって、サービスマンが必要なときの対処にも迅速に対応することができ、より迅速に機械をメンテナンスすることも可能になる。

本実施例は、４つの感光体からなる像担持体を備えた、タンデム方式の画像形成装置に関するものである。本実施例の画像形成装置は、図１に示すように、無端状の中間転写ベルト１８１を備えている。中間転写ベルト１８１は支持体として駆動ローラー２５、テンションローラー２６、及びバックアップローラー２９に巻回されている。弾性中間転写ベルト１８１の水平部に沿って、同様構成の４個の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ．Ｐｄが直列状に配設されている。画像形成部Ｐａを例にその構成を説明する。

画像形成部Ｐａは、回転可能に配置された像担持体であるドラム状の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という）１０１ａを備えている。感光ドラム１０１ａの周囲には、一次帯電器１２２ａ、現像器１２３ａ、及びクリーニング装置１１２ａ等のプロセス機器が配置されている。他の画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、画像形成部Ｐａと同様の構成を備えており、それぞれ感光ドラム１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、一次帯電器１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、現像器１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄ、クリーニング装置１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄを備えている。これら画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの異なる点は、それぞれがイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する点である。

各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに配置した現像器１２３ａ〜１２３ｄにはそれぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー及びブラックトナーが収納されている。

感光ドラム１１１ａは一次帯電器１２２ａによって一様に帯電され、露光装置１１１ａから原稿のマゼンタ成分色による画像信号がポリゴンミラー等を介して感光ドラム１０１ａ上に投射されて静電潜像が形成される。ついで、現像器１２３ａからイエロートナーが供給されて静電潜像がイエロートナー像として現像される。このトナー像は感光ドラム１０１ａの回転に伴って、感光ドラム１０１ａと中間転写ベルト１８１とが当接する１次転写部Ｔ１に到来すると、１次転写装置（第１の転写手段）、即ち、本実施例では転写ローラー１２４ａから第１の転写バイアスが印加され、イエロートナー像が中間転写ベルト１８１へ転写される。イエロートナー像を担持した弾性中間転写ベルト１８１は、つぎの画像形成部Ｐｂに搬送されると、このときまでに、画像形成部Ｐｂにおいて、上記と同様の方法で感光ドラム１０１ｂ上に形成されたマゼンタトナー像がイエロートナー像上へ転写される。同様に中間転写ベルト１８１が矢印方向に沿って画像形成部Ｐｃ、Ｐｄに進行するにつれて、それぞれの転写部Ｔ１において、シアントナー像、ブラックトナー像が前述のトナー像に重畳転写された後、このときまでに、給紙カセット１６０から送り出された記録材Ｐが２次転写部Ｔ２に達し、２次転写装置（第２の転写手段）１４０に印加される転写バイアスによって上述の４色のトナー像は記録材Ｐ上に転写される。トナー像が転写された記録材Ｐは定着部２１１に搬送される。定着部２１１では熱と圧力によってトナー像を記録材Ｐ上に固着させる。一次転写部材によって転写しきれなかった感光体上の転写残トナーはクリーニング装置１１２によってクリーニングされ、二次転写部材によって転写しきれなかった中間転写ベルト１８１上の転写残トナーは、中間転写ベルト第一クリーニング装置１１６ａ、中間転写ベルト第二クリーニング装置１１６ｂによってクリーニングされ、つぎの画像形成に供される。

次に各部の構成について、画像形成部Ｐａを例に順次説明する。像担持体としての感光体ドラム１０１ａは、直径８０mmのアルミニウム製シリンダの外周面に有機光導電体層（ＯＰＣ）を塗布して構成したものである。感光体ドラム１０１ａは、その両端部をフランジによって回転自在に支持されており、一方の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達することにより、図の反時計回り方向に回転駆動される。

一次帯電器１２２ａは、ローラー状に形成された導電性ローラーで、このローラーを感光体ドラム１０１ａ表面に当接させるとともに、不図示の電源によって帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１０１ａ表面を一様に負極性に帯電させるものである。

露光装置１１１ａは、不図示のポリゴンミラーを先端に装着したＬＥＤアレイよりなり、不図示の駆動回路により画像信号に応じて点灯制御される。

現像器１２３ａは、それぞれ負帯電特性のブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色のトナーを収納した不図示のトナー収納部、感光体ドラム１０１ａ表面に隣接し、不図示の駆動部により回転駆動されると共に、図示しない現像バイアス電源により現像バイアス電圧を印加することにより現像を行う現像ローラー等から構成される。前記トナー収納部には転写材の搬送方向上流側から順にトナー収納部にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーが収納されている。

後述する中間転写ベルト１８１は周長２４００mmの長さからなり、一秒間に３００mmの回転スピードで回転している。内側には、４個の感光体ドラム１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄに対向して中間転写ベルト１８１に当接する一時転写部材である、転写ローラー１２４ａ，１２５ｂ，１２５ｃ，１２５ｄがそれぞれ並設されている。これら転写ローラーは不図示の転写バイアス用電源に接続されており、転写ローラーから正極性の電圧が印加され、この電界により、感光体ドラム１０１に接触中の中間転写体１８１に、感光体ドラム１０１上の負極性の各色トナー像が順次転写され、カラー画像が形成される。

一次転写部で中間転写ベルト１８１に担持されたカラー画像は、中間転写ベルト１８１に当接する、二次転写部材である二次転写ローラー１４０で転写材Ｐにさらに転写される。二次転写ローラーは、不図示の転写バイアス用電源に接続されており、転写ローラーから正極性の電圧が印加され、この電界により、中間転写１8１ベルトに接触中の転写材Ｐに、中間転写ベルト１８１上の負極性のトナー像が順次転写され、カラー画像が形成される。

感光体ドラムの駆動モータートルクや像担持体、現像手段、転写手段への印加バイアスや電流値などの値は、検知手段１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄによってモニタリングされている。検知手段によって検知された情報は、記憶装置１３１によって蓄えられる。駆動モータートルク値がある閾値を超えた時点で記憶装置１３１は、装備された通信手段を用いてホストコンピューター１３２に送信される。

図２に、実施例におけるフローチャートを示す。４つの感光体のうち、感光体駆動モータートルクが上昇し、駆動モータートルク検知手段１３０ａ〜ｄのいずれかで、検知手段閾値αを超えたものに関して、駆動モータートルク低減モードを作動させる。

本実施例では、第一の駆動モータートルク低減モードとして感光体上の現像剤の量を増加させる場合を考える。図３に示すように通常画像形成時の感光体と現像器との電位の関係に対して、駆動モータートルク低減モードでは、露光装置１１１ａ〜ｄの出力を増加させることで露光電位はＶｌ₁からＶｌ₂に変化する。露光電位が変化することで、現像コントラストはＶｃ₁からＶｃ₂に増加し、感光体上の画像部のトナー載り量が増加する。これにより、クリーニングブレードへの転写残トナー量が増え、駆動モータートルクの低減が可能となる。第一のトルク低減モードで、駆動モータートルクの値が閾値αを下回れば、画像形成装置は第一のトルク低減モードのまま、動作しつづける。そしてある一定時間後であっても、トルクが安定していたら画像形成装置は駆動モータートルク低減モードから、通常の画像形成モードに復帰する。

第一のトルク低減モードでは、閾値αを下回らない場合、続いて、第二のトルク低減モードが作動する。第二のトルク低減モードでは、帯電器１２２ａ〜ｄの出力を変化させ、帯電電位をＶｄ₁からＶｄ₂にする。さらには、現像器１２３ａ〜ｄの出力も同時にＶｄｃ_１からＶｄｃ_２に変化させることで、Ｖｃ_２がＶｃ_３へ変化し、さらに、Ｖｂ₁がＶｂ_２と変化する。このことで、感光体上の画像部のトナー載り量がさらに増加するとともに、非画像部にトナーが付着するトナーかぶり現象が生じることで、クリーニングブレードへの転写残トナー量が増加し駆動モータートルクの低減が可能になる。第二のトルク低減モードで、駆動モータートルクの値が閾値αを下回れば、第二のトルク低減モードのまま、装置は作動しつづける。そしてある一定時間後であっても、トルクが安定していたら画像形成装置は駆動モータートルク低減モードから、通常の画像形成モードに復帰する。
第二のトルク低減モードでも、閾値αを下回らない場合、第三のトルク低減モードが作動する。第三のトルク低減モードでは、一次転写手段である、転写ローラー１２４ａ〜ｄへの印加電圧を変化させる。転写電圧と転写残トナー量の関係は図4に示すように、最適な転写電圧Ｖtr₁から離れていくほど、転写効率が低下することで、転写残トナー量が増加し、駆動モータートルクの低減が可能になる。この第三のトルク低減モードで駆動モータートルクの値が閾値αを下回れば、第三のトルク低減モードのまま、装置は作動しつづける。そしてある一定時間後であっても、トルクが安定していたら画像形成装置は駆動モータートルク低減モードから、通常の画像形成モードに復帰する。

以上に述べた第一から第三のトルク低減モードは、当然の如く、画像への影響が懸念される。露光装置、帯電器、現像器、転写手段の出力値は、管理装置に常に蓄積され、その中のいずれかが、画像に影響を及ぼすレベルに達すると、記憶装置１３１からネットワークを通じて、ホストコンピューターに通信され、サービスマンは通信された情報をもとに、メンテナンスを行なう。

また、第一から第三のトルク低減モードでも閾値αを下回らない場合、画像形成装置は自動的に停止する前に情報が、ホストコンピューターに通信され、サービスマンのメンテナンスの要求を行なう。その後、画像形成装置が自動的に停止することで、クリーニングブレードのめくれ現象等による、機械の故障に繋がるような最悪の状態を回避することができる。また、画像形成装置の自動停止以前にサービスマンが対応できる状態にあることで、画像形成装置が停止したときのダウンタイムの時間も最小にすることができる。

本発明の実施例に関わる画像形成装置の簡略断面図 本発明の実施例に関わるトルク低減モードの概念図 本発明の実施例に関わるトルク低減モード１、２の概念図 本発明の実施例に関わるトルク低減モード３の概念図

符号の説明

130 駆動モータートルク検出手段
131 記録装置
132 通信手段

Claims (6)

1. 像担持体と該像担持体を帯電する帯電手段と、該像担持体の帯電面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、現像ローラーに担持されたトナーによって該静電現像をトナー像として現像する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、転写残トナーをクリーニングブレードにより除去するクリーニング手段を有する画像形成装置において、該画像形成装置は、該像担持体の駆動トルクを検知する検知手段を有し、駆動トルクがある一定レベルを超えたときに、駆動トルク低減モードを作動させる画像形成装置。
2. 該駆動トルク低減モードは、画像形成以外のトナーを用いずに行なうことを特徴とする、請求項１の画像形成装置。
3. 該駆動トルク低減モードは、一定時間のダウンタイムを設けることなく行なうことを特徴とする、請求項１の画像形成装置。
4. 該トルク低減モードは、該像担持体への印加電圧と該現像手段への印加電圧、該潜像形成手段の潜像条件を変化させることによっておこなうことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
5. トルク低減モードは、該転写手段への印加電圧を変化させることによっておこなうことを特徴とする、請求項１の画像形成装置。
6. 駆動トルクの値や、像担持体、現像手段、転写手段への印加バイアスや電流値などの値を、ネットワークを通じてサーバーへ通信、転送する、請求項１の画像形成装置。

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