JP2014134643A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な画像形成を行うと共に、紙粉除去機構の長寿命化を図ることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体１と、像担持体１にトナーを供給してトナー画像を作像する現像装置３と、像担持体１上のトナーを回収するクリーニング機構６と、転写紙の紙面上の紙粉を除去する紙粉除去機構２０と、前記像担持体に作像されたトナー画像を給紙された転写紙に転写する転写装置５と、給紙される転写紙の平滑度を検出する平滑度検出装置２７と、前記平滑度検出装置で検出された平滑度に応じて、前記紙粉除去機構の動作を制御する制御部５０と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリンタ、複写機及びファクシミリなどの画像形成装置に関するものである。

従来から電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、複合機などの画像形成装置は広く知られている。電子写真方式ではレーザ光で感光体に静電潜像を形成し、その潜像に沿って帯電させたトナーを付着させ、そのトナー像をPPC用紙などの記録媒体上に転写し、加熱などで記録媒体上に定着させる。

また、このような画像形成装置にて記録媒体の平滑性を検出し、画像形成の条件や補正値にフィードバックする構成が知られている。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置では、紙の平滑度を検出して、色補正、精細度、階調、中間調、トナー量、帯電電位、露光電位、現像電位、搬送速度、転写電界、定着温度・圧力などの制御値を設定している。

また、特許文献２に記載の画像形成装置では、使用されるシート材から発生する紙粉を除去する紙粉除去部材がシート材と接する位置に配置されている。しかしながら、摩耗等により紙粉除去部材の寿命が短くなる。

そこで、本発明の目的は、良好な画像形成を行うと共に、紙粉除去機構の長寿命化を図ることができる画像形成装置を提供することにある。

上述した課題を解決するため、請求項１に係る画像形成装置は、
像担持体と、
前記像担持体にトナーを供給してトナー画像を作像する現像装置と、
前記像担持体上のトナーを回収するクリーニング機構と、
転写紙の紙面上の紙粉を除去する紙粉除去機構と、
前記像担持体に作像されたトナー画像を給紙された転写紙に転写する転写装置と、
給紙される前記転写紙の平滑度を検出する平滑度検出装置と、
前記平滑度検出装置で検出された平滑度に応じて、前記紙粉除去機構の動作を制御する制御部と、
を備えていることを特徴とする

本発明によれば、平滑度検出装置で検出した平滑度によって紙粉除去機構の動作を制御しているため、紙粉除去機構の長寿命化が可能となるとともに、良好な画像形成を行うことができる。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。 本発明の画像形成装置の他の構成例を示す部分構成概略図である。 平滑度検出装置の構成例を示す説明図である。 紙粉除去機構の構成例を含む作像ユニットの構成例を示す詳細図である。 転写紙の平滑度に対する紙粉量特性を示すグラフである。 本発明の画像形成装置の他の実施形態を示す概略構成図である。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態における画像形成装置の全体構成を示す概略図である。

作像手段１００は、反時計まわりに回転する像担持体であるドラム状の感光体１を設置し、感光体１のまわりには帯電ローラ２、現像装置３、さらにクリーニング機構６が配置してある。

また、作像手段１００の左には、書込み装置１１が設けられている。作像手段１００の上には、トナーボトル１３が設けられており、不図示の方法により回転駆動されられることにより、作像手段１００へトナーを供給している。

感光体１には、転写位置で転写ローラ５が、不図示の付勢部材によって感光体１に接するように押し当てられながら、感光体１のトナー像担持面に当接して転写ニップである圧接部を形成している。そして、図示しない電源によって転写バイアスが転写ローラ５に印加され、接地された感光体１との間に位置する転写ニップには、転写電界が形成されている。

転写ローラ５としては、金属性ローラか、あるいは芯金の周りに、体積抵抗率１×１０⁵Ω・ｃｍ〜１×１０¹²Ω・ｃｍ、厚さ２ｍｍ〜１０ｍｍ、ゴム硬度１０度〜１００度の導電性の弾性層が被覆されているものなどが挙げられる。なお、この弾性層は発泡性であってもよい。

なお、図１では、感光体１に作像されたトナー画像を給紙された転写紙Ｐに転写する転写装置として、バイアス印加部として接触型の転写ローラを記載しているが、非接触型のコロトロンやスコロトロン等の従来公知の転写装置やコロナ放電器からなる転写チャージャであってもよい。また、バイアス印加部は転写ローラではなく、図２に示すような転写ベルト方式であってもよい。転写ベルト方式では、転写ベルト４を駆動ローラ１７、従動ローラ１８、転写ローラ５に掛けまわして、図中時計まわりに走行可能になっている。また、従動ローラ１８の対向には、転写ベルト４の表面をクリーニングするクリーニング部９がもうけられている。

転写ベルト４としては、体積抵抗率１０¹⁰〜１０¹⁵Ω・ｃｍ、表面抵抗率１０¹⁰〜１０¹⁵Ω／□の無端ベルトである。転写ベルト４として、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、ポリカーボネイト、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックが用いられる。さらにこれに導電性を付与する目的で、例えばアセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック、酸化チタン、チタン酸カリウム、酸化錫、リチウム塩、四級アンモニウム塩等の各種導電剤を添加した、厚さ０．１〜１．０ｍｍの半導電性フィルム基体が用いられる。この半導体フィルム気体の外側に、好ましくはトナーフィルミング防止層として厚さ５〜５０μｍのフッ素コーティングを行った、２層構成のシームレスベルトが挙げられる。中間転写ベルト４および転写搬送ベルト１３の基体としては、この他に、シリコンゴム或いはウレタンゴム等に導電材料を分散した厚さ０．５〜２．０ｍｍの半導電性ゴムベルトを使用することもできる。

画像形成装置本体の下部には給紙トレイ２０が設けられている。給紙トレイ２０から給紙ローラ２１により給紙された転写紙Ｐは、レジストローラ対１９に達し、ここでスキューを修正された後、レジストローラ対１９により所定のタイミングで搬送される。

給紙トレイ２０の上には、本発明で用いる転写紙Ｐの表面の平滑度を検出する平滑度検出装置２７を備えられており、トレイ中にある転写紙表面の平滑度を測定することが可能となっている。

図３は、平滑度検出装置２７の拡大構成図である。平滑度検出装置２７は、光を転写紙Ｐの紙面に照射する発光素子２７ａと、転写紙Ｐの紙面で正反射した正反射光を受光する第１の受光素子２７ｂと、転写紙Ｐの紙面で拡散反射した拡散反射光を受光する第２の受光素子２７ｃと、を含んで構成される。平滑度の検出方法としては、まず、発光素子２７ａによって転写紙Ｐの紙面に向けて発光される。転写紙Ｐの紙面で正反射された反射光は、受光素子２７ｂによって検出される。平滑性がある表面上では、様々な反射光のうち、正反射光の光量が最も多くなり、正反射光の光量が、表面平滑性と最も良好な相関を示す。また、第２の受光素子２７ｃでは、発光素子２７ａから照射された拡散反射光を受光する。正反射光成分の検出レベルをＲａ、拡散反射成分の検出レベルをＲｂとした場合、その比Ｒａ／Ｒｂを算出し、算出した前記比を平滑度とすることで、正反射光だけを受光する場合に比べて表面平滑性をより高精度に検出することができる。 このような装置により紙の平滑度を検出することができる。他にも平滑度を検出する手段は一般的にあるため、本発明に用いるものはこれに限るものではない。平滑度検出装置２７で検出された平滑度は、制御部５０に入力される。制御部５０は、例えばマイコンからなり、マイコンのメモリには予め設定された平滑度閾値が記憶されている。

定着装置８は、加熱ローラ１４、加圧ローラ１６、加圧ローラクリーニングローラ１５により構成されており、加熱ローラ１４と加圧ローラ１６により定着ニップが形成されている。トナー像が転写された転写紙Ｐは、定着装置８によりトナー像が定着され画像が形成される。

図４は、紙粉除去機構を含む作像ユニット１００の詳細図である。感光体１が図中半時計まわりに回転しており、感光体１の周りには、紙粉除去機構２００と、クリーニングブレード２２と帯電ローラ２と現像装置３が配置されている。紙粉除去機構２００は、感光体１の転写位置とクリーニング位置の間に配置され、円柱状の軸体２００ａとこの軸体２００ａの外周面に放射状に設けられたブラシ２００ｂとを有するブラシ状部材である。紙粉除去機構２００は、図示しないモータ等の駆動手段により、軸体２００ａをその中心線周りに回転駆動されると共に、図示しない接離機構により、ブラシ２００ｂの先端部が感光体１の表面に接触する第１の位置と、ブラシ２００ｂの先端部が感光体１の表面に接触しない第２の位置と、に移動可能に設けられている。すなわち、ブラシ状部材は、像担持体１の周辺に接離可能に設けられた部材である。現像装置３は、現像ローラ３０と現像装置３内の第一の搬送スクリュ３１と現像装置３内の第二の搬送スクリュ３２で構成されている。クリーニング機構６において、クリーニングブレード２２で回収された回収トナーは、トナー搬送スクリュ２４によりトナー搬送経路２５内を搬送される。

図５は、平滑度（Ｒａ／Ｒｂ）に対する転写紙Ｐの紙粉の量（ｍｇ）を示したグラフである。転写紙の紙粉の量は、転写紙Ｐの表面平滑度と相関があり、表面平滑度が高い紙は紙粉が少なく、表面平滑度が低い紙は紙粉が多い傾向がある。また、グラフにおける縦軸の転写紙の紙粉の量は、測定する紙を１０００枚連続通紙した後にレジストローラ対１９で回収された紙粉の重さ（ｍｇ）である。図５のグラフから、平滑度が分かれば、紙粉の量を予測することができる。

そこで、本実施の形態では、平滑度検出装置２７で検出された平滑度に応じて、紙粉除去機構２００の動作を制御する。すなわち、紙粉除去機構２００は、通常、ブラシ２００ｂの先端部が感光体１の表面に接触しない第２の位置に位置している。平滑度検出装置２７で検出され入力された平滑度が予め設定された閾置Ａ以下になると紙粉が多いと判断し、制御部５０は、紙粉除去機構２００を、第２の位置から第１の位置に移動させ、感光体１と同一方向に回転させる。それにより、感光体１の表面にブラシ２００ｂの先端部が接触するようになり、感光体１の表面上にある紙粉が除去され、図示しない紙粉回収部分に回収される。また、平滑度検出装置２７で検出され入力された平滑度が閾値Ａより大きい場合は紙粉が少ないと判断し、制御部５０は、紙粉除去機構２００を、第１の位置から感光体１から離れる第２の位置に移動させ、その回転動作を停止させるように制御する。

これにより、紙粉が多い（平滑度が低い）転写紙の場合は、紙粉除去機構２００が働いて確実に紙粉を除去するとともに、ある程度紙粉が少ない（平滑度が高い）転写紙の場合は、紙粉除去機構２００を使用しないため、紙粉除去機構２００の長寿命化が図れる。

感光体１において、トナーはクリーニング機構６でクリーニングされるが、その際に紙粉が多くあるとクリーニング不良が発生したり、紙粉噛み込みによるフィルミング等の異常画像が発生する。そこで、転写紙Ｐ上あるいは感光体１上から紙粉を除去することが望ましい。そこで、紙粉除去機構を設けると、紙粉は除去できるが、常時この機構を利用していると寿命が短くなってしまい，長期にわたって安定した紙粉除去を行うことができない。一方で、転写紙Ｐの平滑度を検出することで、紙粉の量を予測することができる。そこで、本実施形態では、平滑度の検出結果から予測した紙粉量により、紙粉除去機構を利用するかしないかを制御することによって、良好な画像形成を行うとともに、紙粉除去機構の長寿命化を図ることができるため、高信頼性を得ることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、制御部５０による紙粉除去機構２００の動作制御を、平滑度のみならず、印字率の情報も用いて制御するように構成される。そこで、第２の実施形態では、上述の第１の実施形態の構成に加えて、さらに、転写紙Ｐの印字率を検出する図示しない印字率検出装置を備えている。

感光体１から転写紙Ｐに転写を行う際、トナーがのっている部分は紙粉が感光体１に移りにくい。つまり、印字率が高いほど、感光体１の表面上の紙粉量は減ることになる。したがって、紙粉除去機構２００の動作制御は、印字率によっても変更する方が良く、例えば、表１に示すように、印字率検出装置から出力される印字率と平滑度検出装置から出力される平滑度との２つの情報に基づいて動作制御を決定することにより、紙粉除去機構２００をより有効に使うことができる。なお、表１の平滑度と印字率の参照の仕方は一例であり、この限りではない。

表１に示すように例えば、印字率が５％以下でかつ平滑度がａ１以下ならば、制御部５０は、紙粉除去機構２００を第２の位置から第１の位置に移動させて回転駆動する。印字率が５％を超えるかまたは平滑度がａ１を越えた場合には、制御部５０は、紙粉除去機構２００を第１の位置から第２の位置に移動させ、その回転動作を停止させるように制御する。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図６は、本発明の画像形成装置の他の実施形態を示す概略構成図である。紙粉除去機構２００Ａは、給紙トレイ２０から感光体１まで搬送経路を搬送中の転写紙Ｐに対して紙粉除去を行う。この実施の形態では、紙粉除去機構２００Ａは、レジストローラ対１９の近傍に備えられ、転写紙Ｐの両面に対して紙粉除去を行うように構成されている。

上述の第１の実施の形態では、感光体１と直接接触するのは、転写紙Ｐの片面にみであるが、紙のもう一方の片面は転写ローラ５等に触れることになる。転写紙Ｐが転写ローラ５等を通過した後、転写ローラ５等に付いた紙粉が感光体１に移動することもある。したがって、転写紙Ｐの両面に対して紙粉を除去することが望ましい。

そこで、第３の実施形態の紙粉除去機構２００Ａは、円柱状の軸体とこの軸体の外周面に放射状に設けられたブラシとを有するブラシ状部材を２個備えており、２個のブラシ状部材が、レジストローラ対１９近傍の下流に設けられている。紙粉除去機構２００Ａは、図示しないモータ等の駆動手段により、ブラシ状部材の軸体をその中心線周りに回転駆動されると共に、図示しない接離機構により、ブラシの先端部が通過する転写紙の片面に接触する第１の位置と、ブラシの先端部が転写紙の片面に接触しない第２の位置と、に移動可能に設けられている。紙粉除去機構２００Ａの動作は、第１の実施に形態と同様である。

これにより、搬送中の転写紙Ｐの両面から紙粉を除去できるため、感光体１に移る紙粉量を減らすことができる。また、紙粉除去機構２００Ａは、図示しない接離機構によって搬送中の転写紙Ｐに対して接離可能に設けられているため、平滑度に応じて接離を行うことにより、紙粉除去機構２００Ａをより有効に使うことができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態では、制御部５０による紙粉除去機構２００（２００Ａ）の動作制御を、平滑度のみならず、転写紙Ｐのサイズの情報も用いて制御するように構成される。そこで、第４の実施形態では、上述の第１の実施形態の構成に加えて、さらに、転写紙Ｐのサイズを検出する図示しないサイズ検出装置を備えている。

発生する紙粉量は、転写紙の面積に比例すると考えられるため、平滑度だけでなく転写紙の面積も考慮して紙粉除去機構の動作を制御することにより、紙粉除去機構をより有効に使うことができる。

すなわち、制御部５０は、転写紙Ｐのサイズが大きくなったら、サイズ検出装置からのサイズ情報により、サイズが小さい場合の平滑度閾値Ａ１よりも大きい値Ａ２に変更する。それにより、紙粉除去機構は、転写紙Ａの平滑度と面積とに応じて、その動作が決定される。

以上の通り、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。かかる変形、応用によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

１ 感光体（像担持体）
３ 現像装置
５ 転写ローラ（転写装置）
６ クリーニング機構
１９ レジストローラ対
２２ クリーニングブレード
２７ 平滑度検出装置
５０ 制御部
２００，２００Ａ 紙粉除去機構

特開２００６−１２６２８１号公報 特許第４３９１９２３号公報

Claims (6)

1. 像担持体と、
   前記像担持体にトナーを供給してトナー画像を作像する現像装置と、
   前記像担持体上のトナーを回収するクリーニング機構と、
   転写紙の紙面上の紙粉を除去する紙粉除去機構と、
   前記像担持体に作像されたトナー画像を給紙された転写紙に転写する転写装置と、
   給紙される前記転写紙の平滑度を検出する平滑度検出装置と、
   前記平滑度検出装置で検出された平滑度に応じて、前記紙粉除去機構の動作を制御する制御部と、
   を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記紙粉除去機構は、前記像担持体周辺に接離可能に設けられた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. 印刷後の転写紙の印字率を感出する印字率検出装置をさらに備え、
   前記制御部は、前記平滑度検出装置で検出された平滑度と、前記印字率検出装置で検出された印字率と、に応じて、前記紙粉除去機構の動作を制御することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記紙粉除去機構は、前記転写紙の搬送経路を搬送中の転写紙に接離可能に設けられた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。
5. 前記紙粉除去機構は、転写紙の両面上の紙粉を除去する構成を有することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記転写紙のサイズを検出するサイズ検出装置をさらに備え、
   前記制御部は、前記平滑度検出装置で検出された平滑度と、前記サイズ検出装置で検出された転写紙のサイズと、に応じて、前記紙粉除去機構の動作を制御することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の画像形成装置。

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