JP2009276370A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二つの回転体のうち少なくとも一方に当接し、回転体の表面をクリーニングするクリーニングブレードを備える画像形成装置において、計数可能な管理項目の計数値があらかじめ設定された値に到達したときに、二つの回転体の線速度差を変更することによって、回転ムラの発生を抑制する画像形成装置を提供すること。
【解決手段】接しながら回転する第１の回転体と第２の回転体のうち少なくとも一方に当接し、回転体の表面をクリーニングするクリーニングブレードを備える画像形成装置において、前記第１の回転体を回転させる第１の駆動手段と、前記第２の回転体を回転させる第２の駆動手段と、計数可能な管理項目があらかじめ設定された値に到達したときに、前記第１の回転体と前記第２の回転体の線速度差を変更するように前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段とを制御する制御部とを有することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図６

Description

本発明は電子写真方式による画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、レーザビーム等の走査露光により感光体に潜像を形成し、形成した潜像を現像手段によって現像して、感光体上にトナーによる画像を形成するものが一般的である。

感光体上に形成された前記トナーによる画像は、転写手段によって直接用紙に、又は中間転写体を介して用紙に転写される。

カラー画像形成装置においては、前記感光体上に顕像化された画像を、第１の転写手段によって中間転写体に転写して、第２の転写手段によって前記中間転写体上に転写された画像を用紙に転写するように構成したものが多い。

前記感光体及び前記中間転写体は、ドラム状又はベルト状の回転体であり、所定の位置にて互いに接して回転している。

互いに接して回転している前記感光体及び前記中間転写体の線速度は同じではなく、中間転写体へのトナー像の転写効率を向上させるための線速度差が設けられる（例えば、特許文献１、２参照）。

また、回転体の周面上には、転写されずに残った転写残トナーや付着した塵が存在することから、前記回転体の周面からこれらを取り除くためのクリーニング部が設けられる。

前記クリーニング部は、ブレードを備えており、前記ブレードは回転体の周面に摺接し、且つ、その先端が回転体の周面の移動方向とは逆の方向を向くように配置される。

従って、一般にクリーニングブレードと称される前記ブレードは、回転体を回転させる駆動手段にとっては大きな負荷となる。

前記感光体である第１の回転体、及び中間転写体である第２の回転体は、前記第１の回転体を駆動する第１の駆動手段と前記第２の回転体を駆動する第２の駆動手段によってそれぞれに定められた一定の線速度を維持するように回転される。

クリーニングブレードを備えるクリーニング部は、第１の回転体と第２の回転体の両方に設けられる場合も、また一方の回転体にのみ設けられる場合もある。

前記第１の回転体を回転させる第１の駆動手段及び前記第２の回転体を回転させる第２の駆動手段は、ブラシレスの直流モータとエンコーダにより、前記回転体が所定の線速度を維持するように制御されるものが多い。

ところが、画像形成装置の処理量が進むと回転体の周面がブレードとの摩擦により磨耗する、また、画像形成装置の導入後の使用開始時にはトナーの付着が全くなかった前記回転体の周面には、トナーがほんの少しずつ付着する。

このような、回転体の周面の磨耗と回転体周面上にわずかに残ったトナーは、前記ブレードと回転体との摺動により発生する負荷を軽くする。

負荷の軽減がある程度進行すると、前記回転体の線速度を所定の値に維持するための駆動手段の制御が困難となり、回転ムラが生じ、その結果、色ずれ等の不都合が発生する場合もある。
特開２００１−２０１９０２号公報 特開２００１−２０１９１２号公報

本発明は、上述したような状況に鑑みてなされたもので、その目的は、二つの回転体のうち少なくとも一方に当接し、回転体の表面をクリーニングするクリーニングブレードを備える画像形成装置において、計数可能な管理項目の計数値があらかじめ設定された値に到達したときに、二つの回転体の線速度差を変更することによって、回転ムラの発生を抑制する画像形成装置を提供することにある。

上記課題は、以下の発明を実現することにより達成される。
１．互いに接しながら回転する第１の回転体と第２の回転体とを有し、
前記第１の回転体と前記第２の回転体のうち少なくとも一方に当接し、回転体の表面をクリーニングするクリーニングブレードを備える画像形成装置において、
前記第１の回転体を回転させる第１の駆動手段と、
前記第２の回転体を回転させる第２の駆動手段と、
計数可能な管理項目を記憶し、前記管理項目の計数値があらかじめ設定された値に到達したときに、前記第１の駆動手段又は前記第２の駆動手段を制御して、前記クリーニングブレードが当接する回転体の駆動負荷が駆動モータの回転角速度制御の制御可能負荷トルク範囲に入るように前記第１の回転体と前記第２の回転体の線速度差を変更する制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
２．前記管理項目は、前記画像形成装置が出力したプリント枚数であることを特徴とする１項に記載の画像形成装置。
３．前記管理項目は、前記クリーニングブレードの摺動距離であることを特徴とする１項に記載の画像形成装置。
４．前記管理項目は、前記画像形成装置の画像形成動作時間であることを特徴とする１項に記載の画像形成装置。
５．前記クリーニングブレードが当接する回転体がドラム状の像担持体であることを特徴とする１乃至４項のいずれか１項に記載の画像形成装置。
６．前記第１の回転体と前記第２の回転体のうち少なくとも一方は、トナー現像により顕像化された画像が転写される中間転写ベルトであることを特徴とする１乃至５項のいずれか１項に記載の画像形成装置。
７．前記第１の回転体と前記第２の回転体のうち少なくとも一方は、トナー現像により顕像化された画像が転写される用紙を搬送する用紙搬送ベルトであることを特徴とする１乃至５項のいずれか１項に記載の画像形成装置。

本発明により、二つの回転体のうち少なくとも一方に当接し、回転体の表面をクリーニングするクリーニングブレードを備える画像形成装置において、処理量の増加に伴って発生する回転体の回転ムラの発生が抑制され、色ずれ等の不都合の発生が防止される。

以下、図を基に本発明の実施の形態の例を説明する。なお、本発明は本実施例に限定されるものではない。

図１は、画像形成装置Ｇの概念図である。

図に例示したカラー画像形成装置Ｇは、複数の感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを一本の中間転写ベルト４１に対面させて縦列に配列し、フルカラーの画像を形成するタンデム型カラー画像形成装置と称されるものである。

このカラー画像形成装置Ｇは、その上部に自動原稿送装置ＡＤＦを備えている。

自動原稿送り装置ＡＤＦの原稿載置台１０３に載置された原稿Ｄは、一枚ずつに分離され原稿搬送路に送り出され、搬送ドラム１０２により搬送される。

搬送中の原稿Ｄの画像は原稿画像読み取り位置ＲＰにて原稿読取部１により、読み取りがなされる。読み取りが終了した原稿Ｄは第１搬送ガイドＧ１、及び原稿排出ローラ１０５により原稿排紙台１０７に排出される。

画像形成装置Ｇは、原稿読取部１、露光部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、画像形成部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、中間転写部４、定着部５、反転排紙部６、再給紙部７、給紙部８、制御部Ｃ等から構成され、それらが一つの筐体内に収められている。

原稿読取部１は、原稿読取り位置ＲＰにて原稿の画像をランプＬにて照射し、その反射光を第１ミラーユニット１１、第２ミラーユニット１２、レンズ１３によって導き、撮像素子ＣＣＤの受光面に結像させる。

撮像素子ＣＣＤにより光電変換された画像信号は、画像読取制御部１４にてＡ／Ｄ変換、シェーディング補正、圧縮等の処理がなされ、制御部Ｃのメモリに画像データとして格納される。

メモリに格納された前記画像データには、ユーザにより設定されている条件により適宜な画像処理が施されて、出力画像データが生成される。

露光部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、レーザ光源、ポリゴンミラー、複数のレンズ等から構成され、レーザビームを生成する。

前記露光部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、制御部Ｃから送られる前記出力画像データを基に出力される出力情報に対応して、画像形成部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの構成要素である感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの表面をレーザビームにより走査露光する。

前記レーザビームの走査露光により、感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋには潜像が形成される。

画像形成部３Ｙは、感光体３１Ｙと、その周辺に配置されている、主帯電部３２Ｙ、現像部３３Ｙ、第１転写ローラ３４Ｙ、クリーニング部３５Ｙからなる。感光体３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋについても同様である。

感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ上の潜像は、対応する現像部３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋによる現像によって顕像化されて、各感光体上にはトナー画像が形成される。

感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ上に形成された前記トナー画像は中間転写手段４の第１転写ローラ３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋにより、中間転写体である中間転写ベルト４１上の所定位置に逐次転写される。

トナー画像の転写を終えた感光体の表面はクリーニング部３５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋによって残留トナーが除去される。

一方、前記中間転写ベルト４１上に転写された前記トナー画像は、第２転写ローラ４２によって、給紙部８のトレイＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３又は給紙装置Ｓ１から搬送され、給紙ローラ８１によってタイミングが取られて送り出された用紙Ｐに転写される。

トナー画像の用紙Ｐへの転写を終えた中間転写ベルト４１はベルトクリーニング部４３により、表面が清掃され、次の画像転写に供される。

一方、トナー画像を担持した用紙Ｐは、定着部５に送られ、加圧加熱されることによって、トナー画像が用紙Ｐへ定着される。

定着部５による定着処理を終えた用紙Ｐは排紙反転部６により搬送され、排紙台６１に排紙される。用紙Ｐを表裏反転して排紙する場合には、排紙ガイド６２にて、一旦、用紙Ｐを下方に導き、排紙反転ローラ６３に用紙Ｐの後端を挟持させた後、これを逆転をさせ、排紙ガイド６２により排紙ローラ６４に導き排紙する。

なお、用紙Ｐの裏面にも画像形成を行う場合には、表面の画像定着を終えた用紙Ｐを排紙ガイド６２により下方にある再給紙部７に搬送し、再給紙反転ローラ７１により後端を挟持させた後、逆送することによって用紙Ｐを反転させて、再給紙搬送路７２に送り出し、裏面への画像形成に供する。

図２は、画像形成装置Ｇの制御関係を示すブロック図である。

画像形成装置Ｇの制御部Ｃは、ＣＰＵ、メモリ、演算ユニット、Ｉ／Ｏポート、通信用インターフェイス、駆動回路等を有するコンピュータシステムである。

制御部Ｃによる制御は、メモリＭに格納されている所定のプログラムを実行することによりなされる。また、制御部Ｃは、ネットワークを介して他の情報処理機器と接続されており、情報交換ができる。

なお、本図では、本発明の説明に直接関係しないブロックの記載が省略されている。

図３は、回転体の配置と線速度を説明する図である。

図３における第１の回転体は、ドラム状の感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋであり、第２の回転体はベルト状の中間転写体である中間転写ベルト４１である。前記感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋには、クリーニング部３５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ（図１に図示）のクリーニングブレード３５１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが当接している。

第１の回転体である感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、図中点線で模式的に示す第１の駆動手段３１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋによって回転駆動される。

また、第２の回転体である中間転写ベルト４１は複数のローラに掛け回されており、前記中間転写ベルト４１には、ベルトクリーニング部４３（図１に図示）のクリーニングブレード４３１が当接している。前記中間転写ベルト４１は、駆動ローラ４５を回転駆動する第２の駆動手段４１０によって回転される。

前記第１の駆動手段３１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ及び前記第２の駆動手段４１０は、制御部Ｃから送られる前記第１の駆動手段３１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ及び前記第２の駆動手段４１０制御信号により所定の回転速度を維持するように制御される。

図のａ方向に回転する感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの周面の線速度Ｓ１と、図のｂの方向に回転する中間転写ベルト４１の線速度Ｓ２との間には、わずかに線速度Ｓ２が線速度Ｓ１よりも速くなるように線速度差が設けられる。

このような設定は、中間転写体へのトナー像の転写効率を向上させ、画像の転写を確実にすることを目的としている。

従って、前記中間転写ベルト４１と前記感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋとは、接していることから、感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの周面には、回転方向に向かってわずかな力が印加されることになる。

前記感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの周面の線速度Ｓ１と前記中間転写ベルト４１の線速度Ｓ２とが一定の値に維持される限り、それらの線速度の差Ｓ３＝Ｓ２−Ｓ１も一定に維持される。

前記感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの周面には、画像転写後に残った転写残トナーを周面から除去するための前記クリーニングブレード３５１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが当接しており、周面はクリーニングブレード３５１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと摺擦しながら回転する。

従って、前記クリーニングブレード３５１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと摺擦しながら回転する前記感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの周面は徐々に磨耗する。また、周面にはトナー等のわずかな付着物が蓄積されることもある。

その結果、前記感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの周面と前記クリーニングブレード３５１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋとの摩擦抵抗が小さくなる方向に変化する。

上述したような前記感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの周面の変化により、第１の回転体である前記感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを回転駆動する第１の駆動手段３１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの負荷は、小さくなる方向に変化する。

この負荷の減少によって、第１の駆動手段３１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが回転角速度を一定に維持する制御が可能な駆動負荷トルク範囲をはずれ、下限値を下回るようになると、回転が不安定となり、回転ムラを起こすようになる。

特に、すでに述べたように感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの周面には、中間転写ベルト４１により回転方向に向うわずかな力が加えられていることから、感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの周面が回転方向に向かって不規則的に引きずられる現象が発生する。

このような回転ムラは、画像上には色ずれとなって現れ、画像品質を大きく低下させる原因となる。

図４は、第１の駆動手段３１０Ｋ及び第２の駆動手段４１０を説明するブロック図である。

第１の駆動手段３１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、各色共に同様に構成されることから、本図では、第１の駆動手段３１０Ｋのみを記載している。

第１の駆動手段３１０Ｋは、駆動回路３１１、モータＭＴＫ、減速機３１２Ｋ、エンコーダ３１３Ｋ等から構成されている。

駆動回路３１１Ｋは制御部Ｃから送られる制御信号に基づき、指示された回転速度を維持するようにモータＭＴＫを駆動する。

前記モータＭＴＫの単位時間当たりの回転数はエンコーダ３１３により計数され、駆動回路３１１Ｋにフィードバックされ、指示された回転速度を維持する制御が実行される。

前記モータＭＴＫの回転は、減速機３１２を介して第１の回転体である感光体３１Ｋに伝達され、該感光体３１Ｋは、所定の線速度Ｓ１で回転する。

第２の駆動手段４１０も同様な構成であり、前記モータＭＴの単位時間当たりの回転数はエンコーダ４１３により計数され、駆動回路４１１にフィードバックされ、指示された回転速度を維持する制御が実行される。

前記モータＭＴの回転は、減速機４１２を介して駆動ローラ４５に伝達され、中間転写ベルト４１は、所定の線速度Ｓ２で回転する。

本発明は、図３を基に説明したような第１の回転体の負荷変動による問題の発生を、初期に設定した中間転写ベルト４１と感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの周面の線速度差Ｓ３を、あらかじめ設けた計数可能な管理項目の計数値の値に対応して変更することにより防止するものである。

計数可能な管理項目としては、上述したような前記感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの周面の変化による第１の駆動手段３１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの負荷の変化に相関のある項目が設定される。

このような管理項目としては、前記感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの周面の磨耗量に比例する前記感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋとクリーニングブレード３５１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋとの摺動距離、画像形成装置Ｇにより出力されたプリント枚数、画像形成装置Ｇの画像形成動作時間が適当である。

なお、摺動距離は前記感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの周長と回転数から導かれるが、周長は一定であることから回転数としてもよい。

図５は、第１の回転体と第２の回転体の線速度差制御処理の流れを示すフローチャートである。

先ず、あらかじめ設定した管理項目の計数値、例えば、画像形成装置Ｇが出力したプリント枚数を読み出す（ステップ１）。

読み出した計数値があらかじめ設定した値を超えているか否かが判定され（ステップ２）、超えていなければ（ステップ２：Ｎ）、処理ルーチンを出る。また、超えていたならば（ステップ２：Ｙ）、あらかじめテーブルに記憶されている計数値に対応する線速度差Ｓ３が読み出され、所定のメモリエリアに設定される（ステップ３）。

制御部Ｃに格納されている駆動手段制御プログラムは、所定のメモリエリアに設定された線速度差Ｓ３を基に、回転体を回転させているモータ、例えば、第１の回転体である感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを回転させているモータＭＴＹ、ＭＴＭ、ＭＴＣ、ＭＴＫの回転数を変更する制御信号を第１の駆動手段３１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに送る。

前記制御信号によって、第１の回転体の線速度Ｓ１が変更され（ステップ４）、処理ルーチンが終了する。

上述した例は、第１の回転体の線速度Ｓ１を変更することにより、線速度差Ｓ３を変更するものであるが、線速度差Ｓ３の変更は、第２の回転体の線速度Ｓ２を変更することにより行ってもよい。また、線速度Ｓ２、線速度Ｓ３の両方を変更することにより、線速度差Ｓ３を変更してもよい。

図６は、線速度差制御の例を説明する図である。

図の縦軸は、第１の回転体である感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと、第２の回転体である中間転写ベルト４１の線速度差であり、横軸は、計数可能な管理項目である画像形成装置が出力したプリント枚数である。

この図は、出力したプリント枚数の増加に対応して、感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと中間転写ベルト４１の線速度差が小さくなるように感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの線速度を変更した例を示している。なお、この変更は自動で行っても、手動で行ってもよい。

このような変更により、感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋよりもわずかに速い線速度で回転する中間転写ベルト４１によってもたらされる第１の駆動手段３１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの負荷を軽減する方向の力が弱められる。

この結果、第１の駆動手段３１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋにかかる負荷を一定の大きさの範囲、即ち、第１駆動手段が第１の回転体である感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを一定に回転させることができる負荷の範囲に収めることができ、色むらの発生が防止される。

以上の説明は、中間転写ベルトを有するカラー画像形成装置を基に行ったが、本発明は、二つの回転体が互いに接して回転し、二つの回転体に線速度差があるように構成されたものであれば、効果を発揮するものである。以下に、その例を挙げる。

図７は、第２の回転体が用紙搬送ベルトである例を示す図である。

第１の回転体である感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと第２の回転体である用紙搬送ベルト５０とは、図のように接しており、それぞれ線速度ａ、線速度ｂで回転している。

矢印ｘ１の方向から送られた用紙は、感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと用紙搬送ベルト５０の間を進行し、感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ上のトナー画像が転写され、矢印ｘ２の方向に進行する。

画像形成装置の概念図である。 画像形成装置の制御関係を示すブロック図である。 回転体の配置と線速度を説明する図である。 第１の駆動手段及び第２の駆動手段を説明するブロック図である。 第１の回転体と第２の回転体の線速度差制御処理の流れを示すフローチャートである。 線速度差制御の例を説明する図である。 第２の回転体が用紙搬送ベルトである例を示す図である。

符号の説明

３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ 感光体
４１ 中間転写ベルト
３１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ 第１の駆動手段
３５１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ クリーニングブレード
４１０ 第２の駆動手段
Ｃ 制御部
Ｇ 画像形成装置
Ｓ３ 線速度差

Claims (7)

1. 互いに接しながら回転する第１の回転体と第２の回転体とを有し、
   前記第１の回転体と前記第２の回転体のうち少なくとも一方に当接し、回転体の表面をクリーニングするクリーニングブレードを備える画像形成装置において、
   前記第１の回転体を回転させる第１の駆動手段と、
   前記第２の回転体を回転させる第２の駆動手段と、
   計数可能な管理項目を記憶し、前記管理項目の計数値があらかじめ設定された値に到達したときに、前記第１の駆動手段又は前記第２の駆動手段を制御して、前記クリーニングブレードが当接する回転体の駆動負荷が駆動モータの回転角速度制御の制御可能負荷トルク範囲に入るように前記第１の回転体と前記第２の回転体の線速度差を変更する制御部と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記管理項目は、前記画像形成装置が出力したプリント枚数であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記管理項目は、前記クリーニングブレードの摺動距離であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記管理項目は、前記画像形成装置の画像形成動作時間であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記クリーニングブレードが当接する回転体がドラム状の像担持体であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記第１の回転体と前記第２の回転体のうち少なくとも一方は、トナー現像により顕像化された画像が転写される中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記第１の回転体と前記第２の回転体のうち少なくとも一方は、トナー現像により顕像化された画像が転写される用紙を搬送する用紙搬送ベルトであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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