JP2010231057A - Image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus.
電子写真方式等の記録方式を採用するプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置においては、感光体等の像保持体の表面(像保持面)に付着するトナー等の不要な付着物を除去するために、その像保持面に対して板状の弾性ブレード等からなる清掃部材を接触させた状態で設置する清掃装置を装備している場合がある。 In image forming apparatuses such as printers, copiers, and facsimiles that employ recording methods such as electrophotography, unnecessary deposits such as toner adhering to the surface (image holding surface) of an image carrier such as a photoreceptor are removed. In order to do so, there is a case where a cleaning device is installed in a state where a cleaning member made of a plate-like elastic blade or the like is in contact with the image holding surface.
また、この清掃装置を備えた画像形成装置では、像保持体の帯電工程時等における放電により生成させる窒素酸化物等の放電生成物が高温高湿の環境下において像保持体の像保持面に付着することが多くなり、このため、例えば、清掃装置の清掃部材と像保持面との間の摩擦係数が大きくなって清掃部材がめくれる現象や像保持体の像保持面が磨耗する現象等が促進されてしまうという傾向にある。 In addition, in an image forming apparatus equipped with this cleaning device, discharge products such as nitrogen oxides generated by discharge during the charging process of the image carrier and the like are applied to the image carrier surface of the image carrier in a high temperature and high humidity environment. For this reason, for example, there is a phenomenon that the coefficient of friction between the cleaning member of the cleaning device and the image holding surface becomes large and the cleaning member is turned up or the image holding surface of the image holding member is worn. It tends to be promoted.
従来、このような清掃装置を備えた画像形成装置としては、感光体の表面に圧接させるブレードのわん曲変形を検出するひずみゲージ等の変形検出手段をブレードの表面に取り付けて設け、その変形検出手段の検出信号に基づいて、感光体の非画像領域に現像手段でトナーを付着させる、そのトナーをブレードに供給するクリーニング装置を備えた画像形成装置が知られている(特許文献1)。 Conventionally, as an image forming apparatus equipped with such a cleaning device, a deformation detecting means such as a strain gauge for detecting the bending deformation of the blade pressed against the surface of the photoreceptor is provided on the surface of the blade, and the deformation detection is performed. There is known an image forming apparatus provided with a cleaning device that attaches toner to a non-image area of a photoreceptor by a developing unit based on a detection signal of the unit and supplies the toner to a blade (Patent Document 1).
また、像担持体に当接させるエラストマー製のブレード又はこの支持部材の振動を計測し、その振動のフーリエ変換で得られた周波数毎の多次元データを信号として、正常状態を基準とする指標値を算出することによって、回転体上の付着物又は傷の有無等のブレードの当接状態の異常を検出するクリーニング装置を備えた画像形成装置が知られている(特許文献2)。 In addition, the vibration of the elastomer blade or the supporting member to be brought into contact with the image carrier is measured, and the index value based on the normal state with multi-dimensional data for each frequency obtained by Fourier transform of the vibration as a signal. An image forming apparatus provided with a cleaning device that detects abnormalities in the contact state of the blade, such as the presence or absence of deposits or scratches on the rotating body, is known (Patent Document 2).
この発明は、像保持体の少なくとも像保持面に接触させる板状の清掃部材の状態を正確に把握し、その把握した状態に応じて清掃部材の像保持面との接触から受ける負荷を適切に低減することができる画像形成装置を提供するものである。 The present invention accurately grasps the state of the plate-shaped cleaning member brought into contact with at least the image holding surface of the image holding member, and appropriately applies the load received from the contact with the image holding surface of the cleaning member according to the grasped state. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus that can be reduced.
この発明(A1)の画像形成装置は、像を保持する像保持面を有するとともに回転する像保持体と、
前記像保持体の少なくとも像保持面に自由端が接触して当該像保持面を清掃するように固定した状態で設置される板状の清掃部材と、
前記清掃部材のひずみを検出するひずみ検出手段と、
前記歪み検出手段で検出されるひずみの情報を利用して前記清掃部材の少なくとも前記像保持面との接触で受ける負荷を低減する動作を実行する負荷低減手段とを有し、
前記ひずみ検出手段は、前記清掃部材の自由端側の表面部分に取り付けられる第1のひずみ検出手段とその固定端側の表面部分に取り付けられる第2のひずみ検出手段とで構成されていることを特徴とするものである。
An image forming apparatus according to the present invention (A1) has an image holding surface that holds an image and rotates,
A plate-like cleaning member installed in a state where the free end is in contact with at least the image holding surface of the image holding body and is fixed so as to clean the image holding surface;
Strain detecting means for detecting strain of the cleaning member;
Load reducing means for performing an operation of reducing a load received by contact with at least the image holding surface of the cleaning member using information on distortion detected by the distortion detecting means;
The strain detecting means is composed of a first strain detecting means attached to the surface portion on the free end side of the cleaning member and a second strain detecting means attached to the surface portion on the fixed end side. It is a feature.
この発明(A2)の画像形成装置は、上記発明A1の画像形成装置において、前記清掃部材が、前記像保持体の回転軸方向における像保持面の外側となる非像保持面領域に至るまで接触した状態で設置されており、前記第1及び第2のひずみ検出手段は、前記清掃部材のうち前記像保持体の非像保持面領域と対応する領域の表面部分に取り付けられているものである。 The image forming apparatus of the invention (A2) is the image forming apparatus of the invention A1, wherein the cleaning member contacts the non-image holding surface area that is outside the image holding surface in the rotation axis direction of the image holding body. The first and second strain detection means are attached to the surface portion of the area corresponding to the non-image holding surface area of the image holding body in the cleaning member. .
この発明(A3)の画像形成装置は、上記発明A1又はA2の画像形成装置において、前記第1及び第2のひずみ検出手段が、前記像保持体の回転軸方向における同じ位置であってその回転方向に離れた位置に取り付けられているものである。 The image forming apparatus according to the invention (A3) is the image forming apparatus according to the invention A1 or A2, wherein the first and second strain detecting means are at the same position in the rotational axis direction of the image carrier and rotate. It is attached at a position distant from the direction.
この発明(A4)の画像形成装置は、上記発明A1の画像形成装置において、前記負荷低減手段が、前記歪み検出手段で検出されるひずみの情報を利用して前記清掃部材の負荷を推測する負荷推測手段を有し、前記負荷推測手段で推測した負荷に応じて実際の負荷を低減する動作を実行するものである。 The image forming apparatus according to the invention (A4) is the image forming apparatus according to the invention A1, wherein the load reducing unit estimates the load of the cleaning member using information on the strain detected by the strain detecting unit. An estimation unit is included, and an operation for reducing an actual load according to the load estimated by the load estimation unit is executed.
この発明(A5)の画像形成装置は、上記発明A4の画像形成装置において、前記負荷推測手段が、前記像保持体の非回転時には、前記第2のひずみ検出手段で検出される非回転時のひずみの量に基づいて非回転時の負荷を算出し、かつ、前記像保持体の回転時には、前記第1のひずみ検出手段で検出される回転時のひずみの量から前記非回転時に当該第1のひずみ検出手段で検出される非回転時のひずみの量を除したひずみの変化量に基づいて算出する負荷変化分を、前記非回転時の負荷に加えた量を回転時の負荷として算出するように構成されているものである。 The image forming apparatus according to the invention (A5) is the image forming apparatus according to the invention A4, wherein the load estimating means is a non-rotating state detected by the second strain detecting means when the image carrier is not rotated. A non-rotating load is calculated based on the amount of distortion, and when the image carrier rotates, the first non-rotating amount is calculated from the amount of distortion detected by the first strain detecting means. The amount of load change calculated based on the amount of change in strain excluding the amount of strain during non-rotation detected by the strain detection means is calculated as the amount during rotation when the amount of change in load is added to the load during non-rotation It is comprised as follows.
この発明(A6)の画像形成装置は、上記発明A5の画像形成装置において、前記負荷推測手段が、前記清掃部材における非回転時のひずみの量に対する荷重特性を実測して荷重係数を求めて記憶手段に保持しておき、その荷重係数を非回転時又は回転時のひずみの量に乗じて得られる値を非回転時又は回転時の負荷として算出するものである。 In the image forming apparatus according to the invention (A6), in the image forming apparatus according to the invention A5, the load estimation means actually measures a load characteristic with respect to the amount of strain at the time of non-rotation in the cleaning member, obtains a load coefficient, and stores it. The value obtained by multiplying the load coefficient by the amount of distortion during non-rotation or rotation is calculated as a load during non-rotation or rotation.
この発明(A7)の画像形成装置は、上記発明A5の画像形成装置において、前記像保持体の周囲に交流電圧を印加する帯電装置又は現像装置が配置されるとともに、前記ひずみ検出手段がひずみの量を検出する検出回路を有し、かつ、前記検出回路に、前記検出回路に、前記帯電装置又は現像装置に印加する交流電圧の少なくとも周波数成分を除去する周波フィルタを設置しているものである。 The image forming apparatus of the invention (A7) is the image forming apparatus of the invention A5, wherein a charging device or a developing device for applying an AC voltage is disposed around the image holding member, and the strain detecting means A detection circuit for detecting the amount, and a frequency filter for removing at least a frequency component of an AC voltage applied to the charging device or the developing device is installed in the detection circuit. .
上記発明A1の画像形成装置によれば、像保持体の少なくとも像保持面に接触させる板状の清掃部材の実態を正確に把握し、その把握した状態に応じて清掃部材の像保持面との接触から受ける負荷を適切に低減することができる。 According to the image forming apparatus of the invention A1, the actual state of the plate-like cleaning member brought into contact with at least the image holding surface of the image holding body is accurately grasped, and the image holding surface of the cleaning member is determined according to the grasped state. The load received from the contact can be appropriately reduced.
上記発明A2の画像形成装置では、板状の清掃部材の状態をより正確に把握し、その把握した状態に応じて清掃部材の負荷をより適切に軽減することができる。 In the image forming apparatus of the invention A2, the state of the plate-like cleaning member can be grasped more accurately, and the load on the cleaning member can be more appropriately reduced according to the grasped state.
上記発明A3の画像形成装置では、板状の清掃部材の状態をより正確に把握し、その把握した状態に応じて清掃部材の負荷をより適切に軽減することができる。 In the image forming apparatus of the invention A3, the state of the plate-like cleaning member can be grasped more accurately, and the load on the cleaning member can be more appropriately reduced according to the grasped state.
上記発明A4の画像形成装置では、板状の清掃部材における実際の負荷の状態を推測し、その推測した実際の負荷の状態に応じて清掃部材の負荷をより適切に軽減することができる。 In the image forming apparatus according to the invention A4, it is possible to estimate the actual load state of the plate-like cleaning member, and more appropriately reduce the load on the cleaning member according to the estimated actual load state.
上記発明A5の画像形成装置では、板状の清掃部材の実際の負荷の状態を適確に推測し、その推測した実際の負荷の状態に応じて清掃部材の負荷をより適切に軽減することができる。 In the image forming apparatus according to the invention A5, it is possible to accurately estimate the actual load state of the plate-shaped cleaning member, and more appropriately reduce the load on the cleaning member according to the estimated actual load state. it can.
上記発明A6の画像形成装置では、板状の清掃部材の実際の負荷の状態をより適確に算出して推測し、その推測した実際の負荷の状態に応じて清掃部材の負荷をより一層適切に軽減することができる。 In the image forming apparatus according to the invention A6, the state of the actual load of the plate-like cleaning member is more accurately calculated and estimated, and the load of the cleaning member is further appropriately determined according to the estimated actual load state. Can be reduced.
上記発明A7の画像形成装置では、板状の清掃部材の実際の負荷の状態をより正確に推測し、その推測した実際の負荷の状態に応じて清掃部材の負荷をより適切に軽減することができる。 In the image forming apparatus according to the invention A7, it is possible to more accurately estimate the actual load state of the plate-like cleaning member and more appropriately reduce the load on the cleaning member in accordance with the estimated actual load state. it can.
以下、この発明を実施するための形態(以下、単に「実施の形態」という)について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter simply referred to as “embodiments”) will be described with reference to the drawings.
この実施の形態に係る画像形成装置1は、図1に示すように、画像情報に基づくトナー像を形成した後に用紙等の記録媒体9に転写する作像装置10、作像装置10でトナー像が転写された記録媒体9を通過させてトナー像の定着を行う定着装置20等を有するものである。この作像装置10、定着装置20等は、図示しない筐体の内部に設置されている。図1中において矢付き一点鎖線は、記録媒体9の主な搬送経路を示す。
As shown in FIG. 1, the
作像装置10は、例えば公知の電子写真方式を利用してトナー像を形成することができるものである。具体的には、矢印Aで示す方向に回転駆動する感光体ドラム12を備えており、この感光体ドラム12の周囲に、感光体ドラム12の表面(像保持面)を所要の極性及び電位に帯電させる帯電装置13と、帯電後の感光体ドラム12の表面に画像情報(信号)に基づく光(矢付き点線)を照射して電位差のある静電潜像を形成する露光装置14と、その潜像に所要の色のトナーを転移付着させてトナー像を形成する現像装置15と、そのトナー像を図示しない給紙装置から供給される記録媒体9に転写する転写装置16と、転写後の感光ドラム12の表面に残留するトナー等を除去して清掃する清掃装置17が主に配置されている。
The
このうち、感光体ドラム12は、接地された円筒状の基材に有機感光材料等で構成される光導電層(感光層)が形成されたものである。帯電装置13は、例えば感光体ドラム12の表面に接触して回転するように配置される帯電ロール13aに対し、図示しない電源部から帯電用電圧を印加して帯電を行う接触帯電方式の帯電装置である。
Among these, the
露光装置14は、LED記録ヘッドやレーザ光走査型装置等の機器で構成されるものである。また、露光装置14には、画像形成装置1に接続又は装備される原稿読取装置、記憶情報読取装置、パーソナルコンピュータ等の機器から入力される画像情報を図示しない画像処理装置で所要の処理をした後、その処理で得られる画像信号が入力される。現像装置15は、所定の色に着色されたトナーを回転する現像ロール15aに保持した状態で感光体ドラム12と対向する現像領域に搬送して上記静電潜像の現像を行うものである。現像ロール15aには、図示しない電源部から現像用電圧が印加される。
The
転写装置16は、例えば、感光体ドラム12に接触して回転するように配置される転写ロール16aに対し、図示しない電源部から所要の転写用電圧を印加して転写を行う接触転写方式の装置である。清掃装置17は、感光体ドラム12の表面に接触するように設置される清掃部材としての弾性ブレード3を配置したものである。弾性ブレード3は、長方体等の外観形状からなる板状の弾性部材である。
The
また、作像装置10では、感光ドラム12としてマイナス極性に帯電させるものを使用し、現像装置15としてマイナス極性に帯電させたトナーを適用するものを使用している。さらに、帯電用電圧及び現像用電圧として、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加し、転写用電圧としてトナーの帯電極性と逆の極性の直流電圧を印加している。
In the
定着装置20は、筐体21の内部に、矢印で示す方向に回転駆動するとともに所定の温度に加熱されるロール形態、ベルト形態等の加熱回転体22と、この加熱回転体22の軸方向にほぼ沿うように圧接されて従動回転するロール形態、ベルト形態等の加圧回転体23とを設置したものである。この定着装置20では、その両回転体22,23が圧接する圧接部に、未定着のトナー像が転写された記録媒体9を導入して通過させることにより、その未定着のトナー像を記録媒体9に定着させるようになっている。
The fixing
この画像形成装置1による基本的な画像の形成は、次にようにして行われる。
The basic image formation by the
まず、画像形成装置1が画像形成(プリント)動作の開始指令を受けると、作像装置10において感光ドラム12が矢印A方向に回転し始めるとともにその表面が帯電装置13によりマイナス極性の所定の電位に帯電された後、その帯電した感光ドラム12に露光装置14から画像信号に基づく露光が行われて静電潜像が形成される。
First, when the
続いて、その潜像が現像装置15により供給されるマイナス極性に帯電されたトナーにより現像されてトナー像とされる。しかる後、そのトナー像が転写装置16と対向する転写部において所定のタイミングで搬送される記録媒体9に対して静電的に転写される。この転写後の感光ドラム12は、その表面に残留付着するトナー、紙粉等の不要な付着物が清掃装置17の弾性ブレード3によって除去されて清掃される。
Subsequently, the latent image is developed with a negatively charged toner supplied by the developing
トナー像が転写された記録媒体9は、定着装置20に導入されるように搬送され、その定着装置20における加熱回転体22と加圧回転体23の間の圧接部を通過する際に加熱及び加圧されることでトナー像が記録媒体9に熱定着される。その後、この定着後の用紙9は、定着装置20から排出された後、図示しない排紙部に搬送されて積載収容される。これにより、記録媒体1枚に対する基本的なプリント動作が終了する。また、複数枚のプリント指示がある場合には、上記した一連の動作がその要求された枚数分だけ同様に繰り返されることになる。
The
また、この画像形成装置1では、清掃装置17における弾性ブレード3の感光体ドラム12の像担持体面との接触により受ける負荷を低減するため、以下に説明する構成を採用している。
The
清掃装置17における弾性ブレード3は、図2から図4に示すように、感光体ドラム12の少なくとも像保持面12aに自由端31が接触して像保持面12aを清掃するように固定した状態で設置されており、その表面にひずみ(変形)を検出するひずみ検出素子4が少なくとも2個取り付けられている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
弾性ブレード3は、自由端31と対向する反対側の端部(固定端)32が、清掃装置17の筐体に固定される支持板35に固着されている。弾性ブレード3は、図4に示すように、固定されない自由端31側の部分の長さ(自由長)Lが所定の寸法になるように支持板35に固着される。支持板35に固着される弾性ブレード3の部分は、支持板35の支持面に接触した状態で取り付けられる。
The
また、弾性ブレード3は、図5に示すように、その自由端31が感光体ドラム12の回転方向Aと向き合う状態で設置したうえで、感光体ドラム12の少なくとも像保持面12aに対して、所要の設置角度θ1(自由端31の像保持面12aと接触する側の角部31aの接触地点Pにおける法線Jとなす角度)で、その自由端の接触側の角部31aが所定の食い込み量eとなるように少し湾曲させた状態で設置される。
Further, as shown in FIG. 5, the
ひずみ検出素子4は、弾性ブレード3の変形に伴って伸びる状態や縮む状態を検出することができるものであり、具体的には基材と抵抗素子で主要部が構成されている。この実施の形態におけるひずみ検出素子4は、弾性ブレード3の自由端31側の表面部分に取り付けられる第1のひずみ検出素子41と、その固定端32側の表面部分に取り付けられる第2のひずみ検出素子42とで構成されている。このひずみ検出素子41,42を取り付ける弾性ブレード3の表面は、感光体ドラムに接触した状態でのブレードに発生するひずみに対する検出感度を上げる等の理由から、像保持面12aと対向する側の表面30にしている。
The
弾性ブレード3の上記固定端32とは、支持板35に固着されている部分33を除く支持板35寄りの部分である。検出素子4の上記基材は、ポリイミド、エポキシ、アクリル、シリコーン等の合成樹脂や、ステンレス鋼、銅等の金属材料で形成されるものである。また、上記抵抗素子は、Cu−Ni系合金、Ni−Cr系合金、P型Si、N型Siなどで構成される100〜500Ωの抵抗値を有するものである。
The
また、2つのひずみ検出素子41,42は、図6に示すように、弾性ブレード3のうち感光体ドラム12の回転軸方向(矢印Bで示す方向)における像保持面12aの外側となる非像保持面領域12b,12cと対応する領域の表面部分34b,34cに取り付けられている。
Further, as shown in FIG. 6, the two
ここで、感光体ドラム12における像保持面12aの領域は、図6に示すように、感光体ドラム12の外周面のうち現像装置15の現像ロール15aの回転軸方向(感光体ドラム12の回転軸方向Bと同じ方向)において設定される現像有効領域Dと対応する領域部分である。この実施の形態における非保持面領域12b,12cは、その像保持面12aの領域の回転軸方向Bにおける両脇に存在する2つの領域となる。この非保持面領域12b,12cは、現像ロール15aの現像有効領域Dの外側の領域になるので、現像工程において静電潜像を現像するトナーが積極的に付着することがない。図6において斜線を付した範囲を示す符号34b、24cは、感光体ドラム12の非像保持面領域12b,12cと対応する領域の表面部分である。
Here, the area of the
さらに、この2つのひずみ検出素子41,42は、上記した感光体ドラム12の非像保持面領域12b,12cと対応する領域の表面部分34b,34cにおいて、図3等に示すように、感光体ドラム12の回転軸方向Aにおける同じ位置であって、しかもその回転方向Bに離れた位置に取り付けられている。
Further, the two
第1のひずみ検出素子41は、図4等に示すように、弾性ブレード3の自由端31側の表面部分であって、その自由端31の端縁部(角部31a)から所要の距離Mだけ内側(固定端32側)にずれた位置に一端部が存在する状態で取り付けられる。距離Mは、例えば0.5〜1.5mmである。一方、第2のひずみ検出素子42は、弾性ブレード3の支持板35に固着される部分33と支持板35による支持のない自由端31の一部とに跨る状態で取り付けられる。この検出素子42は、例えば、その検出面の中心部が、ブレード3の固着される部分33との境界線上に存在するか又はその固着部分33よりも自由端31側に1.5mmの範囲内でずれた位置に存在する状態で取り付けられる。
As shown in FIG. 4 and the like, the first
ひずみ検出素子41,42は、図7に示すように、その検出した信号が分析されてひずみの情報(例えばひずみの量)を計測するひずみ計測装置45に接続されている。このひずみ計測装置45で検出されるひずみの情報は、弾性ブレード3の少なくとも像保持面12aとの接触で受ける負荷を低減する動作を実行する負荷低減装置5の動作内容の決定に利用される。負荷低減装置5は、その検出されるひずみの情報を利用して負荷を低減する動作を実行するようになっている。
As shown in FIG. 7, the
負荷低減装置5は、画像形成装置1の既存品としての現像装置15を適用して構成されている。この場合、現像装置15の現像ロール15aを介して感光体ドラム12の少なくとも像保持面12aに所要量のトナーを、例えば感光体ドラムの回転軸方向Aの全域又は一部領域に存在して延びる帯状のような形状で付着させ(以下、これを単に「トナーバンド」ともいう)、そのトナーバンドを弾性ブレード3に達するまで供給させる動作を負荷低減動作として実行するようにしている。このトナーバンドの形成に際しては、一般に、帯電装置13による帯電工程、露光装置15によるトナーバンド用の露光工程、転写装置15のトナー像の記録媒体9への転写を中止する動作等が必要になるが、この場合には、それら帯電装置13、露光装置15および転写装置15も負荷低減装置5の構成要素の一部となる。
The
この負荷低減装置5は、ひずみ計測装置45で検出されるひずみの情報を利用して弾性ブレード3の負荷を推測する負荷推測手段としての制御装置6により制御される。すなわち、負荷低減装置5は、制御装置6で推測される弾性ブレード3の負荷に応じて必要な負荷低減の動作を実行するようになっている。
The
制御装置6は、演算処理装置、制御装置、記憶手段(メモリ素子、記憶装置など)61、入出力装置等で構成されている。この制御装置6は、ひずみ計測装置45と接続されており、その検出情報が入力されるようになっている。また、制御装置6は、負荷低減装置5と接続されており、後述するように、その記憶手段61に予め格納される制御プログラムにしたがって所要の演算処理(後述する弾性ブレードの負荷の算出を含む)をするとともに、負荷低減装置5の動作を制御管理するようになっている。
The
以下、弾性ブレード3の負荷を低減する構成について、考察用の試験の結果を参照しながら説明する。
Hereinafter, the configuration for reducing the load on the
考察用の試験では、感光体ドラム12として、外径が30mmで軸方向の長さが270mmの円筒形状からなるアルミニウム製のドラム基材に、軸方向の長さが355mmで厚みが19μmの下引層を形成した後に、その下引層の表面に電荷発生層(膜厚:0.2μm)と電荷輸送層(膜厚:17〜19μm)で構成される有機感光材料製の機能分離型からなる感光層を形成し、最後にその感光層の表面に保護層(膜厚:7〜8μm)を形成したものを使用した。保護層は、例えば架橋構造をもつ樹脂で形成されるとともに、ダイナミック硬度が13×109N/m以上100×109N/m以下に設定される層である。架橋構造を有する樹脂としては、架橋構造を有するフェノール系樹脂、ウレタン系樹脂、シロキサン系樹脂等が挙げられるが、電荷輸送性を有するものであることが好ましい。
In the test for consideration, the
そして、弾性ブレード3としては、厚みが1.9mm、幅(回転方向の長さ)が13mm、軸方向の長さが324mmの長方形で平板状の形状からなるポリウレタンゴム(ゴム硬度(JIS A):72〜80度)製のブレードを使用し、その自由長(中央部)が8mmとなるように、断面がL字形状からなる厚み2mmの亜鉛メッキ処理鋼板製の支持板35に固着した。この弾性ブレード3を、上記感光体ドラム12に対して、25°の設置角度θ1で食い込み量eが1.2mm、1.6mmの2種類となるように設置した。ちなみに、上記ゴム材料は、温度25℃での反発弾性率が40〜55%、300%モジュラスが20MPa以上、引張強さが35kN/m以上、永久伸びが2.5%以下の物性を示すものである。
The
ひずみ検出素子4(41,42)として、共和電業社製の検出素子(KFG−1−120−C1−11L2M2R)を使用した(厚さ:長さ:幅=10μm:5mm:2.5mm)。ひずみ計測装置45として、キーエンス社製のひずみ計測用変換機(NR500・ST04)を使用した。
As the strain detection element 4 (41, 42), a detection element (KFG-1-120-C1-11L2M2R) manufactured by Kyowa Denki Co., Ltd. was used (thickness: length: width = 10 μm: 5 mm: 2.5 mm). As the
1つのひずみ検出素子41は、弾性ブレード3の感光体ドラム12と対向する側の表面に対し、その検出素子の一端部が、上記弾性ブレード3の自由端31の角部31aから固定端32側に距離M=10mmだけずれた位置に存在する状態となるように貼り付けた。また、もう1つのひずみ検出素子42は、その検出面の中央部が、ブレード3の固定端32側であって支持板35に固着される部位33との境界線とほぼ一致する状態となるように貼り付けた。また、このときのひずみ検出素子41,42は、その長さとなる部分が感光体ドラムの回転方向Aに沿うような状態となるように取り付け、しかもその回転方向Aに対して間隔をあけた状態で取り付けた(図3を参照)。
One
このときの第2のひずみ検出素子42は、第1のひずみ検出素子41とは感光体ドラム12の回転軸方向Aに対して同じ位置でかつその回転方向Aに対しても同じ位置となる位置関係になっている。また、この2つのひずみ検出素子41,42はいずれも、感光体ドラム12における一方の非像保持面領域12bと対応する弾性ブレード3の表面部分に存在する状態で設置している。ちなみに、このときの弾性ブレード3の非像保持面領域12bと対応(接触)する表面部分は、その両端部から10mm内側の位置に至るまでの領域である。
The second
一般に、弾性ブレード3においては、次のような状態の変化が起こる。
Generally, in the
すなわち、弾性ブレード3は、図8の最上部(左)に示すように、感光体ドラム12の像保持面12aに対して接触していないとき(非接触時)には、その自由端31に対して感光体ドラム12から荷重(負荷)がかかることがないので、特に変形しない。この際、弾性ブレード3は、何らひずまない(同図の中段部の左を参照)。
That is, as shown in the uppermost part (left) of FIG. 8, the
一方、弾性ブレード3は、図8の最上部(中央)に示すように、回転を停止している状態の感光体ドラム12の像保持面12aに対して一定の加圧下で接触したとき(接触時:非回転時)には、その自由端31に対して感光体ドラム12から荷重(負荷)がかかるので、その自由長の部分全体が撓むような状態で変形する。この際、弾性ブレード3の自由端31における感光体ドラム12と対向する側の表面30は、伸びた状態でひずむことになる(同図の中段部の中央を参照)。
On the other hand, as shown in the uppermost part (center) of FIG. 8, the
さらに、弾性ブレード3は、図8の最上部(右)に示すように、矢印方向に回転する状態の感光体ドラム12の像保持面12aに一定の加圧下で接触したとき(接触時:回転時)には、その自由端31の像保持面12aと接触していた角部31aが回転方向に巻き込まれるような状態で部分的に変形する。この際、弾性ブレード3の自由端31における表面30は、その巻き込まれた角部31aが先の伸びた状態から縮んだ状態でひずむことになる(同図の中段部の右を参照)。
Further, as shown in the uppermost part (right) of FIG. 8, the
続いて、考察用の感光体ドラム12に2種類の食い込み量e(=1.2mm,1.6mm)で設置した各弾性ブレード3において、感光体ドラム12を停止した状態から所定のタイミングで一定の速度(165mm/秒)で回転始動したときのひずみ検出素子41,42及びひずみ計測装置45から得られるひずみの量(波形)を採取した。そのときの結果を図9及び図10に示す。
Subsequently, in each
図9は、弾性ブレード3の自由端31側に取り付けた第1のひずみ検出素子41から得られたときのひずみ結果を示している。この場合は、弾性ブレード3の自由端31側におけるひずみについては、感光体ドラム12の停止時及び回転時のいずれにおいても、食い込み量eが1.6mmの弾性ブレード3の方が食い込み量eが1.2mmの場合よりも大きかったが、その停止時から回転時に移行した際には、いずれの食い込み量eのものもひずみ量が低減した。ただし、その低減量は、食い込み量e=1.6mmの場合の方が食い込み量1.2mmの場合よりも多かった。
FIG. 9 shows a strain result obtained from the first
図10は、弾性ブレード3の固定端32側に取り付けた第2のひずみ検出素子42から得られたときのひずみ結果を示している。この場合は、弾性ブレード3の固定端32側におけるひずみについては、いずれの食い込み量eの場合のものも、そのひずみの絶対量が自由端31側におけるひずみの量に比べて大きくなったが、その停止時から回転時に移行した際には、いずれの食い込み量eのものもひずみ量がほとんど変化しなかった。
FIG. 10 shows a strain result obtained from the second
次に、考察用の弾性ブレード3を用いてひずみに対する荷重特性を測定した。
Next, load characteristics with respect to strain were measured using the
図11は、測定に用いた弾性ブレードの荷重測定装置7の要部を示す。この荷重測定装置7は、断面がほぼL字形の支持フレーム71に、上下方向(両矢印Yで示す方向)に移動する上下可動ステージ72と、その上下可動ステージ72の下方に位置して水平方向(両矢印Xで示す方向)に移動する水平可動基板(例えばガラス板)73を有する水平ステージ74と、その水平ステージ74の下方において接触して当該ステージに対して下方にむけてかかる荷重を2箇所で受ける2個の荷重変換器(圧縮型ロードセルなど)75とが装備されており、その荷重変換器75の測定結果を表示するとともに記録する荷重メータ76が接続されている。このような荷重測定装置としては、例えば、共和電業社製のLM−1KAを用いることができる。
FIG. 11 shows a main part of the
測定に際しては、弾性ブレード3を、上下可動ステージ72に支持板35と取付け板77を介して固定する一方で、そのブレードの自由端31が水平可動ステージ73のガラス板に対して設置角度θ1で接触する状態に保たれるように取り付ける。このときの設置角度θ1は20〜30°の範囲とした。そして、測定は、上下可動ステージ72を所定量ずつ下降させる方向に移動させて弾性ブレード3を複数段階でひずませ、その各ひずみ量のときに水平可動ステージ73にかかる荷重を調べた。ちなみに、このときの弾性ブレード3にかかる荷重は、感光体ドラム12に接触させたときに受ける負荷に相当するものとなる。
In the measurement, the
このときの測定結果については、図12に弾性ブレード3の自由端31側におけるひずみ−荷重特性の測定結果を示し、図13に弾性ブレード3の固定端32側におけるひずみ−荷重特性の測定結果を示す。図中の縦軸のNFは荷重を示す。
As for the measurement result at this time, FIG. 12 shows the measurement result of the strain-load characteristic on the
両図において実線で示す結果は、水平可動基板73を移動させず静止させた状態で測定したときの結果である。この場合、弾性ブレード3の自由端31側と固定端32側のいずれの場合にも、ひずみが大きくなるにつれて荷重が増大する傾向にある。また、点線で示す結果は、水平可動基板73を準静的に移動させた状態で測定したときの結果である。この場合、弾性ブレード3の自由端31側の場合には、図12に点線で示すように、水平可動基板73が移動すると、自由端の角部31aが巻き込まれた状態となるので(図8の最上部の右を参照)、ひずみが小さくなる一方で、荷重は増大する結果になった。また、その固定端32側の場合には、図13に点線で示すように、自由端31のように変形しないのでひずみの減少量がほとんどなかった一方で、荷重は増大する結果になった。
The results indicated by the solid lines in both figures are the results when the horizontal
この図12及び図13に示す結果から、弾性ブレード3の固定端32側では、水平可動基板73が移動せずに停止しているときには、その自由端31の場合に比べて、荷重の変化分に対するひずみの感度が大きい傾向にある。ただし、固定端32側は、水平可動基板73が移動して可動しているときには、ほとんど変形しないので、ひずみ量がほとんど変化せず、このため荷重の変化分(ΔNF)に対するひずみの感度との相関もほとんどない。一方、弾性ブレード3の自由端31側では、水平可動基板73が移動して可動しているときには、その固定端32の場合に比べて、荷重の変化分(ΔNF)に対するひずみの感度が大きい傾向にある。ただし、自由端31側は、水平可動基板73が移動せずに停止しているときには、その固定端32の場合に比べる限りにおいては、荷重の変化分に対するひずみの感度が小さい傾向にある。
From the results shown in FIGS. 12 and 13, when the horizontal
このことから、弾性ブレード3の荷重(換言すれば感光体ドラムからの負荷)については、静止時(感光体ドラム12の非回転時)には、その固定端32側のひずみ量から荷重を推測し、可動時(感光体ドラム12の回転時)には、その固定端32側の静止時において推測する荷重に、その自由端31側の静止時から可動時におけるひずみ量の変化分に対応する荷重の変化分を加えて得られる荷重を推測するように設定した。このように弾性ブレード3の荷重を推測すれば、その弾性ブレード3の実際に発生している負荷(状態)に近い結果が得られるようになる。
From this, the load of the elastic blade 3 (in other words, the load from the photosensitive drum) is estimated from the amount of strain on the
そこで、この実施の形態では、弾性ブレード3の荷重(負荷)の推測に際しては、感光体ドラム12が回転せずに停止しているとき(非回転時)の荷重NFについては下記の式(a)で算出し、感光体ドラム12が回転しているとき(回転時)の荷重DNFについては下記の式(b)で算出するように構成した。
Therefore, in this embodiment, when estimating the load (load) of the
NF=αS0 …(a) NF = αS0 (a)
DNF=NF+β(S2−S1) …(b) DNF = NF + β (S2-S1) (b)
式(a)中の符号S0は非回転時における弾性ブレード3の固定端32側のひずみ量であり、αは図13に示すひずみ−荷重の特性(近似線)における傾き(荷重係数)を示す。式(b)中の符号S1は非回転時における弾性ブレード3の自由端31側のひずみ量、S2は回転時における弾性ブレード3の自由端31側のひずみ量であり、βは図12に示すひずみ−荷重の特性(近似線)における傾き(荷重係数)を示す。
The symbol S0 in the formula (a) is the amount of strain on the
この弾性ブレード3の荷重(負荷)の推測を画像形成装置1において行う場合は、画像形成動作の開始命令を受けた際に、感光体ドラム12の非回転時の段階で弾性ブレード3の固定端32側のひずみ量:S0と自由端31側のひずみ量:S1を第1のひずみ検出素子41及び第2のひずみ検出素子42からそれぞれ検出して計測し、その結果(S0,S1)を例えばひずみ計測装置45内に有する記憶手段(メモリ素子など)に記憶して保持しておく。次いで、その画像形成動作が実行された段階で弾性ブレード3の自由端31側のひずみ量:S2を第2のひずみ検出素子42から検出して計測し、その結果(S2)を同様に記憶して保持しておく。一方、前記した荷重係数α、βについては、前記したひずみ−荷重特性の測定結果から求めておき、そのデータも同様に記憶して保持しておく。これらの各データ(S0,S1,S2、α、β)については、制御装置6における記憶部(メモリ素子、記憶装置など)61に記憶させておいてもよい。
When estimating the load (load) of the
そして、制御装置6において、上記各データ(S0,S1,S2、α、β)を上記算出式(a)、(b)に代入して演算処理することにより、弾性ブレード3の非回転時における荷重NFと回転時における荷重DNFを求めるように設定する。つまり、弾性ブレード3の非回転時における荷重NF(負荷)は、非回転時の固定端32側のひずみ量S0から式(a)を用いて算出する(図8の最下段の中央を参照)。また、弾性ブレード3の回転時における荷重DNF(負荷)は、非回転時における荷重NFに、自由端31側のひずみ量の変化分(S2−S1)から算出される荷重変化分(ΔNF)を加えるという内容の式(b)を用いて算出する(図8の最下段の右を参照)。
Then, in the
図14は、考察用の弾性ブレード3の感光体ドラム12に対する回転時の荷重(負荷)DNFについて、ひずみ検出素子41,42、ひずみ計測装置45および制御装置6により前述したような手順で算出したときに得られた結果である。この際、α=2.5×10-2[106gf/mm]、β=0.2[106gf/mm]であった。
In FIG. 14, the load (load) DNF at the time of rotation of the
図14では、非回転時における荷重DNFは食い込み量eが大きい方(e=1.6mm)が大きくなることと、回転時における荷重DNFは食い込み量eが大きいほど大きくなり小さい方(e=1.2mm)との荷重の差も非回転時における差よりも広がる傾向にあることがわかる。 In FIG. 14, the load DNF during non-rotation increases when the bite amount e is larger (e = 1.6 mm), and the load DNF during rotation increases as the bite amount e increases and decreases (e = 1). It can be seen that the difference in load with .2 mm) also tends to be wider than the difference during non-rotation.
図15は、考察用の感光体ドラム12と弾性ブレード3を画像形成装置1に装着したうえで、帯電装置13における帯電ロール13aに帯電用電圧(直流電圧:−750V)の交流成分として周波数が1200Hzで実効値を1.3mAから2.0mAまで徐々に上昇させた交流電流を印加した場合に、弾性ブレード3の自由端31側におけるひずみ量を測定した結果(ひずみ計測装置45で得られた値)を示すものである。
FIG. 15 shows a case where the
図15では、食い込み量e=1.6mmの弾性ブレード3のひずみ量が、感光体ドラム12の回転時になると、帯電用電圧の交流電流の実効値が上昇するにつれて徐々に小さくなり、その実効値の上昇過程で食い込み量e=1.2mmの弾性ブレード3のひずみ量よりも小さくなって大小関係が逆転することが示されている。つまり、弾性ブレード3の自由端31側のひずみ量は、弾性ブレード3の近い位置に存在する交流電圧が印加される部品(この場合は帯電ロール13a)が存在すると、変動する傾向にあり、そのときのひずみ量(S2)から荷重(DNF)を正確に求めることが難しいことがわかる。なお、弾性ブレード3の固定端32側におけるひずみ量は、交流電流の実行値の違いによる変動が発生しないことが確認されている。
In FIG. 15, when the amount of distortion of the
そこで、この実施の形態では、この対策として、図7に示すように、ひずみ計測装置45の検出(電子)回路46に高周波フィルタ49を設置した。高周波フィルタ49は、検出回路46のひずみ検出素子41,42からの信号の入力部に設置した。また、高周波フィルタ49としては、帯電用電圧における交流電圧の少なくとも周波数成分を除去できる高周波除去フィルタを使用した。具体的には、例えば、100〜1000Hz以上の周波数を除去できるLCフィルタ(L:コイルとC:コンデンサの周波数による抵抗値の変化を利用したフィルタ)を適用した。
Therefore, in this embodiment, as a countermeasure, a
そして、この画像形成装置1では、上記のようにして算出される弾性ブレード3の負荷である荷重(NF,DNF)の情報を利用して負荷低減装置5としての現像装置15から感光体ドラム12に前記した所要のトナーバンドを作成し、そのバンドのトナーが弾性ブレード3に達するように供給するように構成した。
In this
図16は、このときの制御装置6による負荷低減装置5等に関する制御内容を示している。図17は、弾性ブレード3の負荷(荷重)DNFに対するトナーバンドの量(幅:回転方向Aにおける長さ)及びそのバンドの形成間隔に関する設定対応表(LUT:ルックアップテーブル)を示している。
FIG. 16 shows the control content related to the
この画像形成装置1は、図16に示すように、前述したようなプリント動作が実行されると(ステップ10:S10)、弾性ブレード3のひずみ量(S0,S1,S2)がひずみ検出素子4及びひずみ計測装置45のひずみ検出手段によって測定される(S11)。そして、そのプリント動作中に、トナーバンドを形成する形成間隔(インターバル)のためのプリント枚数(バンドPV)のカウント値:N1がバンドインターバルの規定枚数B以上であるか否かが判断され(S12)、N1が規定枚数B以上であれば、トナーバンドが形成される(S13)。
As shown in FIG. 16, in the
トナーバンドは、負荷低減装置5としての現像装置15の現像ロール15aからトナーが感光体ドラム12に供給されて付着することで所定の幅のトナーバンドとして形成される。このときのトナーバンドの幅は、初期設定される最小値(例えば10mm)か或いは先に記憶手段に記憶保持されている最新の設定値が適用される。トナーバンドは、例えば、帯電装置13で帯電した感光体ドラム12の回転軸方向Bの像保持面12a全域に所要の幅(例えば10〜40mm)と所定の濃度(25〜100%)からなる矩形状の潜像を露光装置13で形成し、その潜像を現像装置15で現像することで形成した。またこの際、転写装置16については、転写用電圧を印加しないか又はトナーの帯電極性と反対の極性の電圧を印加させるように設定し、トナーバンドのトナーが記録媒体9等に転写されないようにした。
The toner band is formed as a toner band having a predetermined width when toner is supplied to and adhered to the
このトナーバンドのトナーは、感光体ドラム12の回転に伴って弾性ブレード3まで到達し、その感光体ドラム12との間に存在して潤滑剤として機能する。弾性ブレード3に到達するトナーバンドのトナーは、その像保持面との対応部分34a(図6参照)に存在するとともに、感光体ドラム12の回転軸方向Bに移動するように広がって非像保持面との対向部分34b,34cにも存在することになる。これにより、弾性ブレード3の感光体ドラムとの摩擦係数が低減され、この結果、弾性ブレードのめくれや感光ドラム12の磨耗等の不具合の発生が低減される。
The toner in the toner band reaches the
このトナーバンドを形成した後は、バンドPVのカウントN1をリセットするとともに、記憶手段に記憶されている弾性ブレード3の負荷(DNF)をリセットする(S14)。ステップS12において、N1が規定枚数B未満であれば、トナーバンドの形成をせずに、バンドPVのカウント値N1を上記プリント動作でのプリント枚数を追加した値に更新する(S20)。
After the toner band is formed, the count N1 of the band PV is reset and the load (DNF) of the
続いて、制御装置6において先に測定したひずみ量を用いて弾性ブレード3の回転時における負荷(荷重)DNFを前述した内容で演算して算出する(S15)。
Subsequently, the load (load) DNF when the
このとき得られる最新の負荷DNFは、記憶手段に記憶されている記憶荷重(記憶DNF)よりも大きいか否かが判断される(S16)。この際、最新の負荷DNFの方が大きい場合には、記録手段の記憶領域Mに最新の負荷DNFのデータを挿入して古いDNFデータと置き換えるとともに(S17)、その最新の負荷DNFに応じてトナーバンド量とインターバルの規定枚数Bを図17に示す設定対応表(LUT)を参照して適正な設定内容に修正して決定する(S18)。ステップ16において最新の負荷DNFの方が記憶DNF以下である場合には、この記憶データの置き換えやトナーバンドに関する条件の決定(見直し)を行わない。
It is determined whether or not the latest load DNF obtained at this time is greater than the storage load (storage DNF) stored in the storage means (S16). At this time, if the latest load DNF is larger, the data of the latest load DNF is inserted into the storage area M of the recording means to replace the old DNF data (S17), and according to the latest load DNF. The toner band amount and the prescribed number B of intervals are determined by correcting the setting contents with reference to the setting correspondence table (LUT) shown in FIG. 17 (S18). If the latest load DNF is less than or equal to the stored DNF in
最後に、後続のプリント動作(ジョブ)の開始命令を受信したか否かを判断する(S19)。次のプリント動作の命令があれば、上述した制御動作が同様に繰り返される。 Finally, it is determined whether or not a subsequent print operation (job) start command has been received (S19). If there is a next print operation command, the control operation described above is repeated in the same manner.
<評価試験>
以下、ひずみ検出素子、負荷低減装置等を備えた画像形成装置1を用いて行った弾性ブレード3のめくれの有無と感光体ドラムの磨耗量に関する評価試験について説明する。
<Evaluation test>
Hereinafter, an evaluation test regarding the presence / absence of turning of the
この評価試験では、感光体ドラム12として、前記考察用の感光体ドラムを使用するとともに、165mm/秒の回転速度で回転させるように設定した。帯電装置13については、帯電用電圧として直流に交流(交流電流の周波数:1200Hz、電流実効値:1.5mA)を重畳した電圧を印加し、感光体ドラムの像保持面12aを−700Vに帯電させるように設定した。露光装置14については、ベタ部の電位が−300Vで画像密度が5%の静電潜像を形成するように設定した。現像装置15については、現像剤として平均粒径が5.8μmの非磁性トナーと平均粒径が30μmの磁性キャリアを含む二成分現像剤を使用し、現像用電圧として直流(−600V)に交流(交流電流の周波数:6000Hz、電圧:−150〜−400V、電圧の振幅:900V)を重畳した電圧を印加するように設定した。この基本的な構成部分の画像形成装置1は、富士ゼロックス製のプリンタ(DocuCenterClor a450)をベースにして製作した。
In this evaluation test, the photosensitive drum for consideration was used as the
清掃装置17については、前記考察用の弾性ブレード3を同じ条件(食い込み量eは2種類とした)で設置して構成した。また、ひずみ検出素子41,42については、前記考察用の場合と同種のものを同じ条件で取り付けた。ひずみ検出装置45については、前記考察用の場合と同種のものを使用した。検出装置45の検出回路46には、清掃装置17と最も接近した位置にある帯電ロール13aに印加される帯電用電圧における交流電流による誤検出を防止するため、200Hzの高周波を除去する高周波フィルタ49を取り付けた。また、負荷低減装置5(現像装置15等)は、前述した制御手順(図16)及び動作条件(図17)に基づいて弾性ブレード3の負荷を低減するための動作を実行するように設定した。
The
この弾性ブレード3の食い込み量eのみが異なる2種の画像形成装置1により、28℃、85%RHという高温高湿の環境下において、1回のプリント動作(ジョブ)としてA4判(JIS)用紙9の5枚に対して前記画像を形成する動作を実行し、このプリント動作をプリント枚数が計50000枚分となるまでそれぞれ行った。
Two types of
すべてのプリント動作が終了した後、画像形成装置1における弾性ブレード3のめくれ発生の有無について観察するとともに、感光体ドラム12の表面保護層の膜厚の磨耗量について測定した。磨耗量の測定は、ライン分光干渉の原理を応用した膜厚測定機を試作して、その測定機により感光体ドラムの膜厚を測定した。測定機は、測定サンプルである感光体ドラムの像保持面に白色光を入射し、その像保持面からの多重反射光を対物レンズを介して分光器に導いて撮像素子(CCDなど)に記録した後、その記録したデータについて各波長のスペクトルをコンピュータによりFFT(離散フーリエ変換)にて解析することで膜厚を求めることができるように構成したものである。
After completion of all the printing operations, the
磨耗量の測定結果は図18に示す。図中の磨耗量は、試験前後の回転軸方向Bにおける膜厚の差分について調べ、それを感光体ドラム12の1000回転数(kCyc)当たりの磨耗量として示したものである。また、回転軸方向Bの位置として約0〜30mmと330〜355mmの範囲が非像保持面34b,34c(図6参照)に相当する領域である。
The measurement result of the amount of wear is shown in FIG. The amount of wear in the figure is the difference between the film thicknesses in the rotation axis direction B before and after the test and is shown as the amount of wear per 1000 revolutions (kCyc) of the
また、めくれ発生の有無については、別の試験として、温度25℃、湿度85%の環境下で、前記感光体ドラム12を165mm/秒の速度で回転させるとともに前記帯電用電圧のうち交流電流の実行値を2.3mmとした電圧を印加して帯電を行って画像密度1%のトナー像を形成するテストプリント動作を行った場合、食い込みe=1.6mmの前記弾性ブレード3のめくれの発生を調べた。この結果、感光体ドラム12が10000回転した後でも、弾性ブレード3のめくれが発生していなかった。
As for the presence or absence of turning-up, as another test, the
また比較のため、次の構成の画像形成装置を用意し、前記した評価試験を同じ条件で行った。画像形成装置(比較例)は、食い込み量eが異なる2種類(e=1.2mm,1.6mm)の弾性ブレード3の像保持面領域に対応する領域34a(図6参照)のほぼ中央部における自由端31側の位置(角部31aから1mm内側にずれた位置)に、ひずみ検出素子41を1個設置したものを用意した。
For comparison, an image forming apparatus having the following configuration was prepared, and the above-described evaluation test was performed under the same conditions. The image forming apparatus (comparative example) has a substantially central portion of a
この比較例における磨耗量の測定結果は図19に示す。また、比較例における弾性ブレード3のめくれ発生の有無については、前記した試験と同じ試験を行ったところ、感光体ドラム12が2000回転した段階で弾性ブレード3のめくれが発生したことを確認された。
The measurement result of the amount of wear in this comparative example is shown in FIG. Further, regarding the presence or absence of the occurrence of turning of the
[他の実施形態]
前記実施の形態では、ひずみ検出素子41,42を弾性ブレード3における感光ドラムの非像保持面12b,12cに対応する領域の一方の領域34b(図6)に取り付ける構成を例示したが、その他方の領域34cにも併せて取り付けるように構成することもできる。また、ひずみ検出素子41,42は、非像保持面に対応する領域34b,34c内であれば、感光体ドラムの回転軸方向Bにおいてずれた位置に配置しても構わない。この他、ひずみ検出素子41,42は、弾性ブレード3における感光ドラムの像保持面12aに対応する領域34aの自由端31側及び固定端32側となる各位置に取り付けるように構成することも可能である。
[Other Embodiments]
In the above embodiment, the
また、弾性ブレード3の負荷を算出する際に使用する荷重係数α、βについては、弾性ブレード3自体の公差やその取付けのばらつき公差の存在を考慮し、画像形成装置1(清掃装置17)ごとに装着される弾性ブレード3のひずみ−荷重特性を製品の出荷前に測定して荷重係数α、βをそれぞれ確認し、そのときの荷重係数α、βを校正データ(正式なデータ)として記憶手段に格納し直すように対向することもできる。
The load coefficients α and β used when calculating the load of the
さらに、ひずみ計測装置35の検出回路に設置した高周波フィルタ49については、帯電装置13で印加される帯電用電圧における交流電流の周波数による悪影響を除去するだけでなく、例えば、清掃装置17の近い位置に設置される現像装置15で印加される現像用電圧における交流電流の周波数による悪影響を除去する観点から、併合してまたは単独で設置することもできる。
Further, the high-
また、前記実施の形態では、負荷低減装置5として現像装置15を適用して構成する場合を例示したが、負荷低減装置5としては、既存品を利用する構成に限らず、例えば、トナー、潤滑剤等を供給することができる専用の装置を感光体ドラム12の周囲に配置するように構成することも可能である。例えば、清掃装置17弾性ブレード3の感光体ドラム12の回転方向A上流側の位置においてステアリン酸亜鉛等の潤滑剤を塗布する塗布装置を配置する。この潤滑剤の塗布装置からなる負荷低減装置5では、画像形成動作を中断し、感光体ドラム12を空回転させて潤滑剤を塗布する。
In the above-described embodiment, the case where the developing
また、既存品を利用する構成の負荷低減装置5としては、他にも、例えば中間転写体を使用する画像形成装置の場合であれば、その画像形成動作を中断し、感光体ドラム12と中間転写体を帯電させずに空回転させ両者間に3〜15%程度の速度差をもたせる。この場合、その速度差による摺擦作用により感光体ドラムの像保持面を研磨し、ドラム表面に付着する放電生成物を除去してドラム表面の摩擦係数を低減させるという動作を実行するものであるできる。
In addition, as the
さらに、ひずみ検出素子等を設置する清掃装置17は、感光体ドラム12の清掃装置だけに限らず、他の構成部品(例えば中間転写体)の清掃装置として転用することも可能である。この場合にも、負荷低減装置等を併せて装備するように構成するとよい。感光体ドラム等の清掃対象物に接触させる清掃部材としては、平板形状でゴム製の弾性ブレードに限らず、その他にも例えばステンレス、リン酸青銅、マグネシウム合金等の金属製薄板(この場合は、例えば厚みを50〜150μmとし、自由長を6〜12mmに設定する)等のものを適用することができる。
Furthermore, the
この他、前記実施の形態では、画像形成装置として単色のトナー像を形成するタイプのものを例示したが、複数色のトナーからなる構成されるカラーのトナー像(多色画像)を形成するタイプの画像形成装置を適用できることは言うまでもない。また、中間転写方式を採用する画像形成装置であってもよい。 In addition, in the above-described embodiment, the type of image forming apparatus that forms a single color toner image is exemplified. However, the type that forms a color toner image (multicolor image) composed of a plurality of colors of toner is illustrated. Needless to say, this image forming apparatus can be applied. Further, the image forming apparatus may employ an intermediate transfer method.
1 …画像形成装置
3 …弾性ブレード(清掃部材)
4 …ひずみ検出素子(ひずみ検出手段の一部)
5 …負荷低減装置(負荷低減手段)
6 …制御装置(負荷推測手段)
12…感光体ドラム(像保持体)
12a…像保持面
31…自由端
32…固定端
41…第1のひずみ検出素子(第1のひずみ検出手段)
42…第2のひずみ検出素子(第2のひずみ検出手段)
45…ひずみ計測装置(ひずみ検出手段の一部)
46…検出回路
49…高周波フィルタ
A …回転方向
B …回転軸方向
DESCRIPTION OF
4 ... Strain detection element (part of strain detection means)
5 ... Load reduction device (load reduction means)
6 ... Control device (load estimation means)
12 ... Photosensitive drum (image carrier)
12a ...
42 ... Second strain detecting element (second strain detecting means)
45 ... Strain measuring device (part of strain detecting means)
46 ...
Claims (7)
前記像保持体の少なくとも像保持面に自由端が接触して当該像保持面を清掃するように固定した状態で設置される板状の清掃部材と、
前記清掃部材のひずみを検出するひずみ検出手段と、
前記歪み検出手段で検出されるひずみの情報を利用して前記清掃部材の少なくとも前記像保持面との接触で受ける負荷を低減する動作を実行する負荷低減手段とを有し、
前記ひずみ検出手段は、前記清掃部材の自由端側の表面部分に取り付けられる第1のひずみ検出手段とその固定端側の表面部分に取り付けられる第2のひずみ検出手段とで構成されていることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier having an image holding surface for holding the image and rotating;
A plate-like cleaning member installed in a state where the free end is in contact with at least the image holding surface of the image holding body and is fixed so as to clean the image holding surface;
Strain detecting means for detecting strain of the cleaning member;
Load reducing means for performing an operation of reducing a load received by contact with at least the image holding surface of the cleaning member using information on distortion detected by the distortion detecting means;
The strain detecting means is composed of a first strain detecting means attached to the surface portion on the free end side of the cleaning member and a second strain detecting means attached to the surface portion on the fixed end side. An image forming apparatus.
前記第1及び第2のひずみ検出手段は、前記清掃部材の前記像保持体の非像保持面領域と対応する領域の表面部分に取り付けられている請求項1に記載の画像形成装置。 The cleaning member is installed in contact with the non-image holding surface area that is outside the image holding surface in the rotation axis direction of the image holding body,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the first and second strain detection units are attached to a surface portion of an area corresponding to a non-image holding surface area of the image holding body of the cleaning member.
かつ、前記像保持体の回転時には、前記第1のひずみ検出手段で検出される回転時のひずみの量から前記非回転時に当該第1のひずみ検出手段で検出される非回転時のひずみの量を除したひずみの変化量に基づいて算出する負荷変化分を、前記非回転時の負荷に加えた量を回転時の負荷として算出するように構成されている請求項4に記載の画像形成装置。 The load estimation unit calculates a non-rotation load based on a non-rotation strain amount detected by the second strain detection unit when the image carrier is not rotated.
In addition, when the image carrier is rotated, the amount of non-rotation distortion detected by the first distortion detection unit during non-rotation is determined from the amount of rotation distortion detected by the first strain detection unit. 5. The image forming apparatus according to claim 4, wherein a load change calculated based on a strain change amount obtained by dividing the load is calculated as an amount added to the non-rotation load as a rotation load. .
かつ、前記検出回路に、前記帯電装置又は現像装置に印加する交流電圧の少なくとも周波数成分を除去する周波フィルタを設置している請求項5に記載の画像形成装置。 A charging device or a developing device for applying an alternating voltage is disposed around the image holding member, and the strain detecting means has a detection circuit for detecting the amount of strain,
The image forming apparatus according to claim 5, wherein a frequency filter for removing at least a frequency component of an AC voltage applied to the charging device or the developing device is installed in the detection circuit.
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