JP2021081600A - 画像形成装置および感光体ユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】装置サイズの大型化やコストの上昇を招くことなく、感光体ユニットの交換に伴う中間転写ベルトの損傷を防止することができる画像形成装置および感光体ユニットを提供する。【解決手段】タンデム方式の画像形成装置から感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kを抜去する際に、画像形成時と同じく、中間転写ベルト104が感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kと摺擦し得る位置に留まる場合において、当該抜去に先立って、抜去する感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kの感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kの外周面のうち、中間転写ベルト104と摺擦し得る領域にトナー層Pを形成する。このトナー層Pを潤滑材として、感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kとの摺擦による中間転写ベルト104の損傷を防止する。【選択図】図4
Description
本開示は、画像形成装置および感光体ユニットに関し、特に、タンデム方式の画像形成装置に感光体ユニットを着脱する際の中間転写ベルトの損傷を防止する技術に関する。
従来、タンデム方式のカラープリンターでは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(K)の各色のトナー像を形成する感光体ユニットを備えており、カラー画像を形成する場合には、4色の感光体ユニットが有している感光体ドラムを中間転写ベルトに接触させる。一方、モノクロ画像を形成する場合には、K色の感光体ドラムのみを中間転写ベルトに接触させ、YMC各色の感光体ドラムは中間転写ベルトから離間させる。
感光体ドラムを交換する際には、プリンター本体に設けられたレールに沿って感光体ドラムの回転軸方向における手前側に感光体ユニットを引き出す。このような場合に、上述のような圧接離間機構を利用すれば、YMC各色の感光体ユニットについては、感光体ドラムと中間転写ベルトとを離間させた状態で引き出すことができるので、YMC各色の感光体ドラムとの摺擦によって、中間転写ベルトが損傷するのを防止することができる。
一方、図6に例示するように、K色の感光体ユニット601Kについては、感光体ドラムを中間転写ベルト602から離間させることができないので、感光体ドラムとの摺擦による中間転写ベルト602の損傷603が発生する恐れがある。中間転写ベルト602の損傷は画像不良の原因になるため、損傷した中間転写ベルト602は交換しなければならない。特に、寿命未達の中間転写ベルト602を損傷によって交換せざるを得なくなると、プリンターのランニングコストの上昇につながる。
このような問題に対して、例えば、感光体ユニットを交換する際にYMCK各色の感光体ドラムから中間転写ベルトを離間させる圧接離間機構が提案されている(例えば、特許文献1)。このような圧接離間機構を用いれば、感光体ユニットの交換に伴う中間転写ベルトの損傷を防止することができるので、プリンターの画像不良やランニングコストの上昇、ユーザビリティの低下などの問題を回避することができる。
しかしながら、図7に例示するように、感光体ドラム703Y、703M、703C、703Kから中間転写ベルト704を矢印B方向に離間させる圧接離間機構を設けるためには、圧接離間機構そのものを配設するためのスペースや中間転写ベルトを移動させるためのスペースが必要になるので、プリンターのマシンサイズの大型化が避けられない。また、圧接離間機構の追加は部品コストや製造コストの上昇も招いてしまう。
本開示は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、装置サイズの大型化やコストの上昇を招くことなく、感光体ユニットの交換に伴う中間転写ベルトの損傷を防止することができる画像形成装置および感光体ユニットを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本開示の一形態に係る画像形成装置は、感光体ドラムを含む感光体ユニットを着脱可能な画像形成装置であって、前記感光体ユニットの着脱時であっても、画像形成時と同じ位置に留まる中間転写ベルトと、前記感光体ドラムの軸方向に沿った前記感光体ユニットの抜去中に、トナー層が前記感光体ドラム表面と前記中間転写ベルトとの間に介在するように、前記感光体ドラムの外周面上にトナー層を形成して、前記介在位置まで搬送するトナー層形成手段と、を備えることを特徴とする。
この場合において、中間転写ベルトもしくは感光体ユニットの寿命を検出する寿命出手段を有し、前記トナー層形成手段は、前記寿命が検出されたら、前記感光体ユニットが抜去されると判断して、前記トナー層を形成してもよい。
また、中間転写ベルトもしくは感光体ユニットの異常を検出する異常検出手段を有し、前記トナー層形成手段は、前記異常が検出されたら、前記感光体ユニットが抜去されると判断して、前記トナー層を形成してもよい。
また、前記トナー層形成手段は、前記トナー層を、前記感光体ドラムの外周面上から前記中間転写ベルトへ静電転写してもよい。
また、本開示の一形態に係る感光体ユニットは、本開示の一形態に係る画像形成装置に装着される感光体ユニットであって、感光体ドラムを備え、前記画像形成装置への装着姿勢において、トナー層が前記感光体ドラム表面と前記中間転写ベルトとの間に介在するように、前記感光体ドラムの外周面のうち前記中間転写ベルトと対向する予定領域に前記トナー層が形成されていることを特徴とする。
このようにすれば、画像形成装置から感光体ユニットを抜去する際に、トナー層が潤滑材となって、中間転写ベルトが感光体ドラムの外周面と直接摺擦することによって損傷するのを防止することができる。
以下、本開示に係る画像形成装置および感光体ユニットの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
[1]画像形成装置の構成
まず、本実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。
[1]画像形成装置の構成
まず、本実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。
図1に示すように、画像形成装置1は、いわゆるタンデム方式のカラープリンターであって、YMCK各色のトナー像を形成する感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kを備えており、感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kはそれぞれ感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kを有している。
感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kの外周面が一様に帯電している状態で、露光装置102が画像データに応じて変調されたビーム光LY、LM、LC、LKを照射して静電潜像を形成し、当該静電潜像にYMCK各色のトナーを供給して現像すると、感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kの外周面上にYMCK各色のトナー像が形成される。
1次転写ローラー103Y、103M、103C、103Kは、1次転写バイアスが印加されており、感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kの外周面上から中間転写ベルト104の外周面上へトナー像を静電転写する。また、この静電転写は、YMCK各色のトナー像が中間転写ベルト104の外周面上で互いに重なり合うようにタイミングを合わせて実行される。これによってカラートナー像が形成される。
中間転写ベルト104は無端状のベルトであって、1次転写ローラー103Y、103M、103C、103K、駆動ローラー105および従動ローラー106に張架されており、矢印A方向に周回走行する。中間転写ベルト104は、駆動ローラー105および従動ローラー106とともに中間転写ユニット107を構成する。駆動ローラー105には、中間転写ベルト104を挟んで2次転写ローラーが圧接されており、この圧接によって2次転写ニップが形成される。
中間転写ベルト104の周回走行によってトナー像が2次転写ニップへ搬送されるのと並行して、給紙トレイ113から記録シートが給紙ユニット114によって送り出される。給紙ユニット114は、ピックアップローラー、給紙ローラーおよび捌きローラーから構成されており、給紙トレイ113に収容されている記録シート束の最上位の記録シートをピックアップローラーが送り出すと、当該記録シートを給紙ローラーが搬送経路上へ給紙する。記録シートが重送されている場合には、捌きローラーが重送紙を給紙トレイ113へ戻すように回転する。
給紙された記録シートは、レジストローラー対115でスキュー補正された後、適切なタイミングで2次転写ニップへ搬送される。2次転写ローラーは、2次転写バイアスが印加されており、中間転写ベルト104の外周面上に担持されているトナー像を記録シート上へ静電転写する。この静電転写後に、中間転写ベルト104の外周面上に残留するトナーはクリーニング装置109によって掻き取られ、廃棄される。
トナー像を静電転写された記録シートは、定着装置110でトナー像を熱定着された後、排紙ローラー111によって排紙トレイ112上に排出される。また、画像形成装置1は、感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kの着脱時に、感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kから中間転写ベルト104を離間させる機構を有していないため、当該着脱時に中間転写ベルト104は、画像形成時と同じく、感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kと摺擦し得る位置に留まる。
反射濃度センサー116は、画像安定化処理の際に、中間転写ベルト104の外周面上に担持されたトナーパッチの反射濃度を検出する。これによって、感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kや中間転写ユニット107の異常や寿命を検出することができる。制御部121は、画像形成装置1の各部の動作を制御する。
図2に示すように、制御部121は、CPU(Central Processing Unit)201、ROM(Read Only Memory)202、RAM(Random Access Memory)203等を備えており、画像形成装置1に電源が投入されると、CPU201はROM202からブートプログラムを読み出して起動し、RAM203を作業用記憶領域として、HDD(Hard Disk Drive)204からOS(Operating System)や制御プログラムを読み出して実行する
NIC(Network Interface Card)205は、画像形成装置1がLAN(Local Area Network)等の通信ネットワークを経由して、他の装置から印刷ジョブを受け付けたりする場合の通信処理を実行する。
NIC(Network Interface Card)205は、画像形成装置1がLAN(Local Area Network)等の通信ネットワークを経由して、他の装置から印刷ジョブを受け付けたりする場合の通信処理を実行する。
制御部121は、また感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kや中間転写ユニット107の動作を制御したり、反射濃度センサー116の検出信号を算出したりする。
[2]制御部121の動作
次に、制御部121の動作について説明する。
[2]制御部121の動作
次に、制御部121の動作について説明する。
制御部121は、感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kや中間転写ユニット107が交換される可能性がある場合には、感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kと中間転写ベルト104との摺擦による損傷を防止するために、感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kの外周面のうち中間転写ベルト104と摺擦する可能性がある領域(以下、「摺擦領域」という。)に潤滑材としてトナー層を形成する。
図4は、感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kすべてについて摺擦領域にトナー層Pを形成した状態を例示したものである。摺擦領域としては、例えば、感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kを画像形成装置1に装着した状態で、感光体ドラム101Y、101M、101C,101Kの外周面のうち、中間転写ベルト104からの距離が所定の距離よりも小さい領域を採用してもよい。
摺擦領域は、感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kの回転軸方向については、全幅に亘っている。感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kの回転方向については、1次転写ニップの幅との大小に関係なく、感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kの抜去時に中間転写ベルト104と摺擦し得る範囲とするのが望ましい。トナー層Pの厚さについても中間転写ベルト104や感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kの摺擦による損傷を防止できる程度であればよいのであり、必ずしも形成することができる最大の厚さである必要はない。
また、他の方法を用いて、中間転写ベルト104と摺擦する可能性の有無を判断し、摺擦領域を決定してもよい。
すなわち、感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kや中間転写ユニット107の異常を検出した場合や(S301:YES、S302:YES)、感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kや中間転写ユニット107の寿命を検出した場合には(S303:YES、S304:YES)、感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kや中間転写ユニット107が交換される可能性があると判断する。
この判断を行った時点において、中間転写ベルト104が周回走行中である場合や、感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kが回転中である場合には、画像形成処理などの処理が実行中である可能性があり、当該処理中には感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kが抜去される恐れはないので、中間転写ベルト104や感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kの当該動作が停止するのを待つ。
上記の動作が停止した場合および前記判断の時点で中間転写ベルト104も感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kも両方とも停止している場合には(S305:YES)、故障や寿命を検出した感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kの感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kの外周面上に摺擦領域と同じ大きさの領域にトナー層Pを形成する。更に、トナー層Pを形成した領域が摺擦領域に到達するまで、感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kを回転させる(S306)。
感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kや中間転写ユニット107の異常は、例えば、画像安定化処理において検出してもよい。すなわち、画像安定化処理において、中間転写ベルト104上にトナーパッチを形成し、反射濃度センサー116を用いてトナーパッチの濃度を検出した結果、トナーパッチが正常に検出できていないことが確認された場合に、トナーパッチの色に対応する感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kや中間転写ユニット107に異常が発生したと判断してもよい。
また、感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kや中間転写ユニット107の寿命は、例えば、次のように判断することができる。感光体ユニット100Y、100M、100C、100K毎に、画像形成装置1に装着してからの印刷枚数と、感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kの回転距離とを記録しておき、印刷枚数が所定枚数を超過したり、回転距離が所定距離を超過したりした場合には、当該感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kや中間転写ベルト104の寿命が来たと判断してもよい。
このように、異常や寿命を検出した場合にのみトナー層Pを形成すれば、異常や寿命を検出したかどうかに関係なく、動作停止時に必ずトナー層Pを形成する場合と比較してトナーの消費量を抑制することができるという効果も得ることができる。
[3]変形例
以上、本開示を実施の形態に基づいて説明してきたが、本開示が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
(3−1)上記実施の形態においては、感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kを画像形成装置1から抜去するのに先立って、感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kの外周面の摺擦領域にトナー像を形成する場合を例にとって説明したが、本開示がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに加えて次のようにしてもよい。
[3]変形例
以上、本開示を実施の形態に基づいて説明してきたが、本開示が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
(3−1)上記実施の形態においては、感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kを画像形成装置1から抜去するのに先立って、感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kの外周面の摺擦領域にトナー像を形成する場合を例にとって説明したが、本開示がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに加えて次のようにしてもよい。
すなわち、摺擦領域にトナー像を形成した状態で、感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kを抜去すると、中間転写ベルト104の外周面のうち感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kと摺擦した箇所にはトナーが付着するために、次の感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kを装着する際には、中間転写ベルト104の外周面に付着したトナーがある程度の潤滑効果を奏して、中間転写ベルト104や感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kの損傷を軽減する効果があると期待される。
しかしながら、感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kの抜去の際に中間転写ベルト104の外周面に付着するトナー量は一定ではなく、十分な潤滑効果を得ることができるとは限らない。
このような問題に対しては、新たに装着する感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kについても、図5に例示するように、予め感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kの摺擦領域にトナー層Pを形成しておく対策が有効である。このようにすれば、感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kを画像形成装置1に装着する際の摺擦に起因する中間転写ベルト104や感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kの損傷を確実に防止することができる。
なお、画像形成装置1に装着予定の感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kに形成されているトナー層Pを保護することを目的として、感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kに対して、図5において破線で示したような感光体保護部材501を装着してもよい。このようにすれば、感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kを画像形成装置1に装着するまで、トナー層Pを保護することができるので、より確実に中間転写ベルト104の損傷を防止することができる。
(3−2)上記実施の形態においては特に言及しなかったが、感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kの外周面の摺擦領域にトナー層Pを形成した後、感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kが抜去されることなく、次の画像形成処理や画像安定化処理を実行する場合、トナー層Pのトナーが次の画像形成処理や画像安定化処理に影響を与える恐れがある。
(3−2)上記実施の形態においては特に言及しなかったが、感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kの外周面の摺擦領域にトナー層Pを形成した後、感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kが抜去されることなく、次の画像形成処理や画像安定化処理を実行する場合、トナー層Pのトナーが次の画像形成処理や画像安定化処理に影響を与える恐れがある。
このため、次の画像形成処理や画像安定化処理に先立って、感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kや中間転写ベルト104を予備回転させることによって、当該トナー層Pをクリーニング装置109や、感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kが内蔵するクリーニング装置まで搬送して除去するのが望ましい。
このように、中間転写ベルト104や感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kを清掃すれば、トナー層Pのトナーが次の画像形成処理や画像安定化処理に影響を与えるのを防止することができる。
(3−3)上記実施の形態においては特に言及しなかったが、摺擦領域にトナー層Pを形成する場合には、1次転写ローラー103Y、103M、103C、103Kに1次転写バイアスを印加してもよいし、印加しなくてもよい。1次転写バイアスを印加した場合には、感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kの外周面上から中間転写ベルト104の外周面上にトナー層Pが静電転写されるが、感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kと中間転写ベルト104との間にトナー層Pが介在していれば、所期の潤滑効果を得ることができるので、摺擦による損傷を防止することができる。
(3−4)上記実施の形態においては特に言及しなかったが、トナー層Pは、感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kの現像出力のみを制御して、静電潜像を形成することなく、現像バイアスを印加することのみによって感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kの外周面上にトナーを供給することによって形成してもよい。また、感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kのトナー層Pの形成予定領域を一様に帯電させ、当該領域を露光して静電潜像を形成した後、当該静電潜像を現像することによって、トナー層Pを形成してもよい。
(3−5)上記実施の形態においては、画像形成装置1がタンデム方式のカラープリンターである場合を例にとって説明したが、本開示がこれに限定されないのは言うまでもなく、タンデム方式の画像形成装置であれば、スキャナーを有するコピー装置や、ファクシミリ通信機能を有するファクシミリ装置であってもよいし、これらの機能を兼ね備えた複合機(MFP: Multi-Function Peripheral)であってもよい。
(3−3)上記実施の形態においては特に言及しなかったが、摺擦領域にトナー層Pを形成する場合には、1次転写ローラー103Y、103M、103C、103Kに1次転写バイアスを印加してもよいし、印加しなくてもよい。1次転写バイアスを印加した場合には、感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kの外周面上から中間転写ベルト104の外周面上にトナー層Pが静電転写されるが、感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kと中間転写ベルト104との間にトナー層Pが介在していれば、所期の潤滑効果を得ることができるので、摺擦による損傷を防止することができる。
(3−4)上記実施の形態においては特に言及しなかったが、トナー層Pは、感光体ユニット100Y、100M、100C、100Kの現像出力のみを制御して、静電潜像を形成することなく、現像バイアスを印加することのみによって感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kの外周面上にトナーを供給することによって形成してもよい。また、感光体ドラム101Y、101M、101C、101Kのトナー層Pの形成予定領域を一様に帯電させ、当該領域を露光して静電潜像を形成した後、当該静電潜像を現像することによって、トナー層Pを形成してもよい。
(3−5)上記実施の形態においては、画像形成装置1がタンデム方式のカラープリンターである場合を例にとって説明したが、本開示がこれに限定されないのは言うまでもなく、タンデム方式の画像形成装置であれば、スキャナーを有するコピー装置や、ファクシミリ通信機能を有するファクシミリ装置であってもよいし、これらの機能を兼ね備えた複合機(MFP: Multi-Function Peripheral)であってもよい。
また、感光体ユニットを1つだけ装着することができる画像形成装置であって、当該感光体ユニットが備える感光体ドラムの外周面上に形成されたトナー像を、中間転写ベルトを経由して記録シートに転写するような画像形成装置であってもよい。いずれの場合においても、本開示を適用することによって同様の効果を得ることができる。
本開示に係る画像形成装置および感光体ユニットは、感光体ユニットを挿抜する際の中間転写ベルトの損傷を防止することができる装置として有用である。
P………トナー層
1………画像形成装置
100…感光体ユニット
101…感光体ドラム
104…中間転写ベルト
107…中間転写ユニット
1………画像形成装置
100…感光体ユニット
101…感光体ドラム
104…中間転写ベルト
107…中間転写ユニット
Claims (5)
- 感光体ドラムを含む感光体ユニットを着脱可能な画像形成装置であって、
前記感光体ユニットの着脱時であっても、画像形成時と同じ位置に留まる中間転写ベルトと、
前記感光体ドラムの軸方向に沿った前記感光体ユニットの抜去中に、トナー層が前記感光体ドラム表面と前記中間転写ベルトとの間に介在するように、前記感光体ドラムの外周面上にトナー層を形成して、前記介在位置まで搬送するトナー層形成手段と、を備える
ことを特徴とする画像形成装置。 - 中間転写ベルトもしくは感光体ユニットの寿命を検出する寿命出手段を有し、
前記トナー層形成手段は、前記寿命が検出されたら、前記感光体ユニットが抜去されると判断して、前記トナー層を形成する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 中間転写ベルトもしくは感光体ユニットの異常を検出する異常検出手段を有し、
前記トナー層形成手段は、前記異常が検出されたら、前記感光体ユニットが抜去されると判断して、前記トナー層を形成する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 - 前記トナー層形成手段は、前記トナー層を、前記感光体ドラムの外周面上から前記中間転写ベルトへ静電転写する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の画像形成装置。 - 請求項1から4のいずれかの画像形成装置に装着される感光体ユニットであって、
感光体ドラムを備え、
前記画像形成装置への装着姿勢において、トナー層が前記感光体ドラム表面と前記中間転写ベルトとの間に介在するように、前記感光体ドラムの外周面のうち前記中間転写ベルトと対向する予定領域に前記トナー層が形成されている
ことを特徴とする感光体ユニット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019209357A JP2021081600A (ja) | 2019-11-20 | 2019-11-20 | 画像形成装置および感光体ユニット |
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JP2021081600A true JP2021081600A (ja) | 2021-05-27 |
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ID=75965050
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-
2019
- 2019-11-20 JP JP2019209357A patent/JP2021081600A/ja active Pending
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