JP2022123969A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus.
従来、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置では、感光体ドラム等の像担持体上に現像剤に含まれるトナーを転写してトナー像を形成し、形成されたトナー像を用紙等の記録媒体に転写した後、像担持体上の残留トナーをクリーニングしている。クリーニングされた残留トナーはクリーニング部内に収容されるか、或いはクリーニング部の外部に配置された残留トナー収容容器に収容される。この像担持体上の残留トナーを除去するため、像担持体と圧接するクリーニングブレードを備える画像形成装置が一般に知られている。 Conventionally, in image forming apparatuses such as copiers, printers, and facsimiles, a toner image is formed by transferring toner contained in a developer onto an image carrier such as a photosensitive drum, and the formed toner image is transferred to a sheet of paper or the like. After transferring to the recording medium, residual toner on the image carrier is cleaned. The cleaned residual toner is stored in the cleaning section or in a residual toner storage container arranged outside the cleaning section. In order to remove the residual toner on the image carrier, an image forming apparatus is generally known that has a cleaning blade that is in pressure contact with the image carrier.
このような画像形成装置は、クリーニングブレードが、軸方向に対して常に同じ位置で像担持体に圧接される。すると、クリーニングブレード先端と像担持体との隙間に詰まった紙粉やトナー外添剤等が滞留し、これらの滞留物が軸方向の同じ位置で像担持体に摺擦される。その結果、印字枚数を重ねるにつれて像担持体の外周面上に、周方向に沿った筋状の傷(ドラム周傷)が発生し、画像上にその影響が現れるという問題がある。 In such an image forming apparatus, the cleaning blade is always pressed against the image carrier at the same position in the axial direction. As a result, paper dust, toner external additives, and the like clogged in the gap between the tip of the cleaning blade and the image carrier remain, and these remaining substances are rubbed against the image carrier at the same position in the axial direction. As a result, as the number of printed sheets increases, streaky scratches (drum peripheral scratches) are generated along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the image carrier, and the resulting image is affected.
このドラム周傷の対策として、例えば、特許文献1には、像担持体を軸方向に往復移動可能な駆動機構を備える画像形成装置が開示されている。特許文献1の駆動機構は、像担持体を回転駆動している状態のまま軸方向に移動させることができる。このようにすると、ドラムとクリーニングブレードが軸方向に沿って相対移動しながら、ドラム上の残留トナーを除去できる。すなわち、クリーニングブレードの先端は、軸方向に対して異なる位置で像担持体に圧接されるようになる。すると、クリーニングブレード先端と像担持体との隙間に詰まった滞留物(紙粉やトナー外添剤等)が、軸方向に移動しやすくなって同じ箇所に摺擦されるのを抑制することができる。これにより、特許文献1の画像形成装置は、ドラム周傷が発生するのを抑制可能となっている。 As a countermeasure against the circumferential damage of the drum, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-100000 discloses an image forming apparatus provided with a drive mechanism capable of reciprocating the image carrier in the axial direction. The driving mechanism disclosed in Patent Document 1 can move the image carrier in the axial direction while it is being rotationally driven. In this way, residual toner on the drum can be removed while the drum and the cleaning blade move relative to each other along the axial direction. That is, the tip of the cleaning blade is pressed against the image carrier at different positions in the axial direction. As a result, residual matter (paper dust, toner external additives, etc.) clogged in the gap between the tip of the cleaning blade and the image bearing member can easily move in the axial direction, and can be prevented from rubbing against the same portion. can. As a result, the image forming apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-300011 can suppress the occurrence of circumferential scratches on the drum.
ところで、近年、画像形成速度の迅速化や省エネルギー化の要望により、現像剤に含まれるトナーは低融点化する傾向にあり、高温高湿環境で軟化しやすい。このため、特許文献1の画像形成装置は、高温高湿環境で像担持体とクリーニングブレードとが軸方向に相対移動すると、軟化したトナーがクリーニングブレードによって像担持体に擦り付けられる。すると、本来掻き取られるトナーが掻き取られずに像担持体上に付着し、そのまま残留することがある。すると、残留したトナーが、記録媒体に印刷されてしまうなど、画像不良が生じるおそれがある。 In recent years, due to the demand for faster image forming speed and energy saving, the melting point of the toner contained in the developer tends to be lowered, and the toner tends to soften in a high-temperature and high-humidity environment. Therefore, in the image forming apparatus of Patent Document 1, when the image carrier and the cleaning blade move relative to each other in the axial direction in a high-temperature and high-humidity environment, the softened toner is rubbed against the image carrier by the cleaning blade. As a result, the toner that should be scraped off may adhere to the image carrier without being scraped off, and may remain as it is. As a result, the residual toner may be printed on the recording medium, resulting in an image defect.
本発明は、上記問題に鑑み、像担持体の周方向に筋状の傷が発生するのを抑制しつつ、画像不良が生じにくい画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide an image forming apparatus that suppresses the occurrence of streak-like scratches in the circumferential direction of an image carrier and prevents image defects from occurring.
上記目的を達成するために本発明の構成は、像担持体と、帯電装置と、露光装置と、現像装置と、転写手段と、クリーニングブレードと、を備える画像形成装置である。像担持体は、外周面に感光層が形成された円筒状であり、円筒の中心軸を通る回転軸が連結されている。帯電装置は、像担持体の感光層を帯電させる。露光装置は、帯電装置により帯電された像担持体にビーム光を照射して静電潜像を形成する。現像装置は、露光装置によって像担持体に形成された静電潜像に現像剤を供給してトナー像とする。転写手段は、現像装置によって像担持体に形成されたトナー像を記録媒体若しくは中間転写体上に転写する。クリーニングブレードは、像担持体の外周面に圧接され像担持体上の残留トナーをクリーニングする。画像形成装置は、像担持体周辺の温度および湿度を検知する温湿度検知装置と、像担持体、またはクリーニングブレードを回転軸方向に沿って往復移動させる駆動機構と、温湿度検知装置により検知された像担持体周辺の温度、および湿度が所定値以下のときに往復移動を実行する制御部と、をさらに備える。 In order to achieve the above object, the configuration of the present invention is an image forming apparatus including an image carrier, a charging device, an exposure device, a developing device, transfer means, and a cleaning blade. The image carrier has a cylindrical shape with a photosensitive layer formed on the outer peripheral surface, and is connected to a rotation shaft passing through the central axis of the cylinder. The charging device charges the photosensitive layer of the image carrier. The exposure device forms an electrostatic latent image by irradiating beam light onto the image carrier charged by the charging device. The developing device supplies developer to the electrostatic latent image formed on the image carrier by the exposure device to form a toner image. The transfer means transfers the toner image formed on the image bearing member by the developing device onto the recording medium or the intermediate transfer member. The cleaning blade is pressed against the outer peripheral surface of the image carrier and cleans residual toner on the image carrier. The image forming apparatus includes a temperature/humidity detection device that detects the temperature and humidity around the image carrier, a driving mechanism that reciprocates the image carrier or cleaning blade along the direction of the rotation axis, and a temperature/humidity detection device. a control unit that executes the reciprocating movement when the temperature and humidity around the image carrier are equal to or less than predetermined values.
本発明の構成によれば、制御部は、像担持体周辺の温度、および湿度が所定値以下のときに、像担持体、またはクリーニングブレードの往復移動を実行する。すると、像担持体とクリーニングブレードとの接触箇所が、軸方向に対して所定の位置から変動するため、像担持体の周方向に筋状の傷が発生するのを抑制できる。また、制御部は、像担持体周辺の温度、および湿度が所定値を超えて上昇し、高温高湿環境になった場合には、クリーニングブレードの上記往復移動を実行しない。このため、軟化したトナーが像担持体上に擦り付けられるのを抑制し、トナーが像担持体上に残留しにくくなるため、画像不良が生じにくくなる。 According to the configuration of the present invention, the controller reciprocates the image carrier or the cleaning blade when the temperature and humidity around the image carrier are equal to or less than predetermined values. Then, since the contact point between the image carrier and the cleaning blade moves from a predetermined position in the axial direction, it is possible to suppress the occurrence of streaky scratches in the circumferential direction of the image carrier. Further, the control section does not execute the reciprocating movement of the cleaning blade when the temperature and humidity around the image bearing member rise above predetermined values and the environment becomes a high-temperature and high-humidity environment. Therefore, the softened toner is prevented from rubbing against the image carrier, and the toner is less likely to remain on the image carrier, resulting in less image defects.
従って、像担持体の周方向に筋状の傷が発生するのを抑制しつつ、画像不良が生じにくい画像形成装置を提供することができる。 Therefore, it is possible to provide an image forming apparatus that suppresses the occurrence of streak-like scratches in the circumferential direction of the image carrier and prevents the occurrence of image defects.
以下、図面を参照しながら本発明の第1実施形態に係る画像形成装置について詳細に説明する。図1は、本発明の画像形成装置100の構成を示す概略図である。画像形成装置100本体内には4つの画像形成部Pa、Pb、Pc及びPdが、搬送方向上流側(図1では右側)から順に配設されている。これらの画像形成部Pa~Pdは、異なる4色(シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック)の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
An image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an
これらの画像形成部Pa~Pdには、各色の可視像(トナー像)を担持する感光体ドラム1a、1b、1c及び1dが配設されており、ここではアルミドラムの外周面に有機感光層(OPC)が形成されたOPC感光体が用いられている。感光体ドラム1a~1dの外周面(有機感光層)の摩擦係数は、0.2以上、かつ0.8以下(好ましくは0.2以上、かつ0.6以下)である。
駆動手段(図示せず)により図1において時計回り方向に回転する中間転写ベルト8(中間転写体)が、各画像形成部Pa~Pdに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム1a~1d上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム1a~1dに当接しながら移動する中間転写ベルト8上に順次一次転写されて重畳された後、二次転写ローラー9の作用によって記録媒体の一例としての用紙S上に二次転写され、さらに、定着部7において用紙S上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム1a~1dを図1において反時計回り方向に回転させながら、各感光体ドラム1a~1dに対する画像形成プロセスが実行される。
An intermediate transfer belt 8 (intermediate transfer member) rotated clockwise in FIG. 1 by driving means (not shown) is provided adjacent to each of the image forming stations Pa to Pd. The toner images formed on these
感光体ドラム1a~1dには駆動機構40が接続されている(図6参照)。駆動機構40は、感光体ドラム1a~1dの回転軸に沿った方向(以下、「軸方向」と称する)に往復移動させる。駆動機構40の構成の詳細については後述する。
A
トナー像が転写される用紙Sは、画像形成装置100の本体下部の用紙カセット16内に収容されており、給紙ローラー12a及びレジストローラー対12bを介して二次転写ローラー9へと搬送される。中間転写ベルト8には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない(シームレス)ベルトが主に用いられる。また、中間転写ベルト8の回転方向に対し二次転写ローラー9の下流側には、中間転写ベルト8表面に残存するトナーを除去するためのブレード状のベルトクリーナー19が配置されている。
The paper S onto which the toner image is to be transferred is housed in a
次に、画像形成部Pa~Pdについて説明する。回転可能に配設された感光体ドラム1a~1dの周囲及び下方には、感光体ドラム1a~1dを帯電させる帯電装置2a、2b、2c及び2dと、各感光体ドラム1a~1dに画像情報を露光する露光装置4と、感光体ドラム1a~1d上にトナー像を形成する現像装置3a、3b、3c及び3dと、感光体ドラム1a~1d上に残留した現像剤(残留トナー)を除去するクリーニング装置5a~5dが設けられている。
Next, the image forming units Pa to Pd will be described.
ユーザーにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電装置2a~2dによって感光体ドラム1a~1dの表面を一様に帯電させ、次いで露光装置4によって感光体ドラム1a~1dの表面に光照射し、各感光体ドラム1a~1d上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置3a~3dは、感光体ドラム1a~1dに対向配置された現像ローラーを備え、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。このトナーは、現像装置3a~3dの現像ローラーにより感光体ドラム1a~1d上に供給され、静電的に付着することにより、露光装置4からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
When the start of image formation is input by the user, first, the surfaces of the
そして、一次転写ローラー6a~6d(転写手段)により一次転写ローラー6a~6dと感光体ドラム1a~1dとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム1a~1d上のイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックのトナー像が中間転写ベルト8上に一次転写される。これらの4色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム1a~1dの表面に残留した残留トナーがクリーニング装置5a~5dにより除去される。
Then, an electric field is applied between the
中間転写ベルト8は、従動ローラー10、駆動ローラー11を含む複数の懸架ローラーに掛け渡されている。駆動ローラー11は、駆動モーター62(図6参照)に接続されている。駆動モーター62は、画像形成装置100の制御部90に接続されている。駆動モーター62は、制御部90の指示により、駆動ローラー11に回転駆動力を付与し、駆動ローラー11を回転させる。
The
駆動ローラー11の回転に伴い、中間転写ベルト8が時計回りに回転を開始すると、用紙Sがレジストローラー対12bから所定のタイミングで中間転写ベルト8に隣接して設けられた二次転写ローラー9(転写手段)へ搬送され、中間転写ベルト8とのニップ部(二次転写ニップ部)において用紙S上にフルカラー画像が二次転写される。トナー像が転写された用紙Sは定着部7へと搬送される。
As the
定着部7に搬送された用紙Sは、定着ローラー対13のニップ部を通過する際に加熱及び加圧されてトナー像が用紙Sの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Sは、複数方向に分岐した分岐部14によって搬送方向が振り分けられる。用紙Sの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラー対15によって排出トレイ17に排出される。
The sheet S conveyed to the
一方、用紙Sの両面に画像を形成する場合は、定着部7を通過した用紙Sの一部を一旦排出ローラー対15から装置外部にまで突出させる。その後、用紙Sは排出ローラー対15を逆回転させることにより分岐部14で用紙搬送路18に振り分けられ、画像面を反転させた状態でレジストローラー対12bに再搬送される。そして、中間転写ベルト8上に形成された次の画像が二次転写ローラー9により用紙Sの画像が形成されていない面に転写され、定着部7に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ17に排出される。
On the other hand, when images are formed on both sides of the sheet S, a part of the sheet S that has passed through the fixing
図2は、図1における画像形成部Pa付近の拡大図である。なお、画像形成部Pb~Pdについても基本的に同様の構成であるため説明を省略する。感光体ドラム1aの周囲には、ドラム回転方向(図2の反時計回り方向)に沿って帯電装置2a、現像装置3a、クリーニング装置5a、及び除電ランプ20が配設され、中間転写ベルト8を挟んで一次転写ローラー6aが配置されている。
FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the image forming portion Pa in FIG. Note that the image forming units Pb to Pd also have basically the same configuration, so description thereof will be omitted. Around the
帯電装置2aは、感光体ドラム1aに接触してドラム表面に帯電バイアス(直流電圧)を印加する帯電ローラー21と、帯電ローラー21をクリーニングするための帯電クリーニングローラー23とを有している。本発明においては、発生するオゾン量を少なくし、且つ帯電バイアス電源(図示せず)のコストを低減するために、直流電圧のみからなる帯電バイアスを帯電ローラー21に印加しているが、直流バイアスに交流バイアスを重畳したバイアスを印加する方式であっても良い。
The charging
現像装置3aは、2本の攪拌搬送スクリュー25と、磁気ローラー27と、現像ローラー29とを有する二成分現像式であり、磁気ローラー27表面に起立する磁気ブラシを用いて現像ローラー29にトナー薄層を形成し、現像ローラー29にトナーと同極性(正)の現像バイアスを印加してドラム表面にトナーを飛翔させる。
The developing
クリーニング装置5aは、クリーニングブレード31及びトナー排出スクリュー33を有している。クリーニングブレード31の刃先は、感光体ドラム1a~1dの外周面に接触している。感光体ドラム1a~1dが回転することで、クリーニングブレード31の先端部によって残留トナーが掻き取られる。クリーニングブレード31の先端部のJIS-A硬度は、60度以上、かつ80度以下(好ましくは70度以上、かつ78度以下)である。
The
クリーニング装置5aと帯電装置2aの間には除電ランプ20が配置されている。除電ランプ20は、感光体ドラム1a表面に光照射することによりドラム表面の残留電荷を除去する。
A neutralizing
次に、図3から図5を参照しながら、第1実施形態の画像形成装置100に係る駆動機構40の構成の一例を説明する。図3は、画像形成装置100における感光体ドラム1a~1dの駆動機構40を上方から見た概略図である。図4は、駆動機構40を側方(図3の下方向)から見た概略図である。図5は、固定カム51及び回転カム53の外観斜視図である。なお、図3の上側は図1の紙面手前側(背面側)に相当し、感光体ドラム1a~1dの配置は図1と図3とで左右が逆になっている。
Next, an example of the configuration of the
画像形成装置100本体の背面側(図1の紙面奥側)の側面フレーム41には、感光体ドラム1a~1dに駆動力を入力するドラム回転軸43が回転可能に支持されている。側面フレーム41の外側(図3の上側)に突出するドラム回転軸43の一端には駆動モーター及びギア列(いずれも図示せず)によって駆動力が入力される。側面フレーム41の内側(図3の下側)に突出するドラム回転軸43の他端には感光体ドラム1a~1dと連結可能なドラムカップリング45がドラム回転軸43の軸方向に移動可能に外挿されている。また、ドラム回転軸43の先端43aとドラムカップリング45との間にはコイルバネ47が挟持されており、ドラムカップリング45はコイルバネ47によって側面フレーム41方向(図3の上方向)に付勢されている。また、感光体ドラム1a~1dも画像形成部Pa~Pdにおいて軸方向にスライド可能に支持されるとともに、付勢手段(図示せず)により側面フレーム41方向に付勢されている。なお、図3では感光体ドラム1aに対応するドラム回転軸43及びドラムカップリング45のみを図示している。
A
側面フレーム41とドラムカップリング45との間には、固定カム51及び回転カム53が配置されている。固定カム51は側面フレーム41に固定されており、回転カム53はドラム回転軸43に回転可能に外挿されている。また、回転カム53はカム駆動ギア55a~55dと一体形成されている。
A fixed
カム駆動ギア55b、55cには駆動入力ギア57が噛み合っている。駆動入力ギア57は、大径の第1ギア部57aと小径の第2ギア部57bで構成されている二段ギアである。第1ギア部57aはカム駆動ギア55b、55cに噛み合う平歯車である。第2ギア部57bは一方向(図3の時計回り方向)にのみ駆動力を伝達可能なワンウェイギアであり、外周面に爪状のギア歯が形成された爪歯車である。また、駆動入力ギア57の軸受け部には一方向クラッチが設けられ、支持軸に対して時計回り方向にのみ回転可能になっている。第2ギア部57bのギア歯には、ソレノイド60によって往復移動する駆動爪61が係合している。駆動爪61の一端部は、ソレノイド60の鉄芯63に回動可能に支持されている。駆動爪61の他端側は、自重で下方に回動する。
A
カム駆動ギア55a、55bにはアイドルギア59aが噛み合っており、カム駆動ギア55c、55dにはアイドルギア59bが噛み合っている。アイドルギア59a、59bは平歯車であり、アイドルギア59a、59bは側面フレーム41に固定された回転軸に回転可能に支持されている。
An
図5に示すように、固定カム51は、カム本体51aとカムフォロア51bとを有する。カムフォロア51bは、カム本体51aの側面から突出する環状の突起であり、回転カム53のカム面53bに当接する。カムフォロア51bは、円周方向において軸方向距離が異なる(変位する)ように形成されており、極大部(凸部)と極小部(凹部)とが180°隔てて1箇所ずつ形成されている。
As shown in FIG. 5, the fixed
回転カム53は、カム本体53aとカム面53bを有する。カム面53bは、カム本体53aの側面に環状に形成され、固定カム51のカムフォロア51bに当接する。カム面53bには、回転カム53の周方向の単位回転角に対して常に所定量だけ軸方向距離が変わる(変位する)ように、極大部(凸部)と極小部(凹部)とが180°隔てて1箇所ずつ形成される。ここで、カムフォロア51bを有する固定カム51は側面フレーム41に固定されており、固定カム51は軸方向(図3の上下方向)への移動が規制されている。そのため、カムフォロア51bとカム面53bとの当接位置に応じて、カム面53bを有する回転カム53がカムフォロア51bを有する固定カム51に対し軸方向に相対移動する。
The rotating
ソレノイド60の鉄芯63が引きこまれると、駆動爪61が図3の右方向に移動し、駆動入力ギア57の第2ギア部57bを時計回り方向に所定角度だけ回転させる。その結果、駆動入力ギア57の第1ギア部57aも時計回り方向に所定角度だけ回転し、第1ギア部57aに噛み合うカム駆動ギア55b、55cも反時計回り方向に所定角度だけ回転する。
When the
なお、次回の回転動作に備えてソレノイド60の鉄芯63が突出すると、駆動爪61が図3の左方向に移動するが、第2ギア部57bは図3の時計回り方向にのみ駆動力を伝達可能なワンウェイギアであるため、駆動爪61によって第2ギア部57bが反時計回り方向に回転しても第1ギア部57aには駆動力が伝達されない。
When the
カム駆動ギア55b、55cが反時計回り方向に所定角度だけ回転すると、カム駆動ギア55b、55cに噛み合うアイドルギア59a、59bが時計回り方向に所定角度だけ回転し、アイドルギア59a、59bに噛み合うカム駆動ギア55a、55dも反時計回り方向に所定角度だけ回転する。即ち、全てのカム駆動ギア55a~55dが反時計回り方向に所定角度だけ回転する。
When the cam drive gears 55b and 55c rotate counterclockwise by a predetermined angle, the
カム駆動ギア55a~55dが所定角度だけ回転すると、カム駆動ギア55a~55dに一体形成された各回転カム53も所定角度だけ回転する。その結果、各固定カム51に形成されたカムフォロア51bと各回転カム53に形成されたカム面53bとの当接位置が変化するため、その当接位置に応じて、コイルバネ47の付勢力に抗してドラムカップリング45が軸方向に移動し、ドラムカップリング45に連結された感光体ドラム1a~1dも軸方向に移動する。
When the cam drive gears 55a to 55d rotate by a predetermined angle, the rotating
そして、カム面53bの極小部がカムフォロア51bの極大部と当接し、カム面53bの極大部がカムフォロア51bの極小部と当接する位置で固定カム51と回転カム53との軸方向距離が最小となり、感光体ドラム1a~1dは側面フレーム41に最も近接する位置(図3の最も上寄り)に配置される。
At the position where the minimum portion of the
回転カム53がさらに回転すると、感光体ドラム1a~1dは徐々に図3の下方向に移動する。そして、カム面53bの極大部がカムフォロア51bの極大部と当接し、カム面53bの極小部がカムフォロア51bの極小部と対向する位置で固定カム51と回転カム53との軸方向距離が最大となり、感光体ドラム1a~1dは側面フレーム41から最も遠ざかる位置(図3の最も下寄り)に配置される。回転カム53がさらに回転すると、感光体ドラム1a~1dは再び図3の上方向に移動し、軸方向に往復移動を繰り返す。このとき、感光体ドラム1a~1dのドラム回転軸43はカム駆動ギア55a~55dと逆方向(図3の時計回り方向)に回転するため、ドラム回転軸43の回転が摩擦力によりカム駆動ギア55a~55dに伝達される。しかし、駆動入力ギア57は一方向クラッチが設けられているため、カム駆動ギア55b、55cの回転は駆動入力ギア57に伝達されない。
As the rotating
このように、感光体ドラム1a~1dが軸方向に往復移動するために、感光体ドラム1a~1dに当接するクリーニングブレード31(図2参照)に紙粉やトナー外添剤等が詰まった状態で感光体ドラム1a~1d表面の同じ位置が繰り返し擦られるおそれがない。従って、感光体ドラム1a~1dの表面を傷付けることなく感光体ドラム1a~1d上の残留トナーがクリーニングされる。
As described above, since the
感光体ドラム1a~1dの往復移動は、感光体ドラム1a~1dの所定回転数につき1往復する周期的な移動となっている。往復移動の好適な周期は、上記の感光体ドラム1a~1dの所定回転数が10以上、かつ200以下(より好ましくは50以上、かつ100以下)のときに、1往復する周期である。
The reciprocating movement of the
また、クリーニングブレード31を、例えばクリーニング装置5a~5dに固設する構成をとることができる。その結果、クリーニングブレード31を感光体ドラム1a~1dの軸方向に往復移動させる構成に比べてクリーニング装置5a~5dのシール部の構成が簡単になるため、クリーニング装置5a~5dの外部にトナーが飛散するおそれがない。
Also, the
なお、固定カム51と回転カム53の軸方向の配置を本実施形態とは逆にして、固定カム51をドラムカップリング45側に固定し(例えば、感光体ドラム1a~1dを回転可能に保持するドラムユニットのフレームに固定)、回転カム53を側面フレーム41側に配置して回転駆動させてもよい。
In addition, the arrangement of the fixed
図6は、第1実施形態の画像形成装置100の制御経路の一例を示すブロック図である。なお、画像形成装置100を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、画像形成装置100全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。
FIG. 6 is a block diagram showing an example of control paths of the
制御部90は、中央演算処理装置としてのCPU(Central Processing Unit)91、読み出し専用の記憶部であるROM(Read Only Memory)92、読み書き可能な記憶部であるRAM(Random Access Memory)93、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部94、カウンター95、画像形成装置100内の各装置に制御信号を送信したり操作部80からの入力信号を受信したりする複数(ここでは2つ)のI/F(インターフェイス)96を少なくとも備えている。また、制御部90は、画像形成装置100の本体内部の任意の場所に配置可能である。
The
ROM92には、画像形成装置100の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、画像形成装置100の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。RAM93には、画像形成装置100の制御途中で発生した必要なデータや、画像形成装置100の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。また、RAM93(またはROM92)には、往復移動を実行する際の温湿度の設定値(高温高湿環境下の温湿度)等も記憶される。カウンター95は、印字枚数を積算してカウントする。
The
制御部90は、画像形成装置100における各部分、装置に対し、CPU91からI/F96を通じて制御信号を送信する。また、各部分、装置からその状態を示す信号や入力信号がI/F96を通じてCPU91に送信される。制御部90が制御する各部分、装置としては、例えば、画像形成部Pa~Pd、露光装置4、機内温湿度センサー50、駆動モーター62、駆動機構40、画像入力部70、操作部80等が挙げられる。
The
画像入力部70は、画像形成装置100にパソコン等の上位機器から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部70より入力された画像信号はデジタル信号に変換された後、一時記憶部94に送出される。
The
操作部80には、液晶表示部81、各種の状態を示すLED82が設けられており、ユーザーは操作部80のストップ/クリアボタンを操作して画像形成を中止し、リセットボタンを操作して画像形成装置100の各種設定をデフォルト状態にする。液晶表示部81は、画像形成装置100の状態を示したり、画像形成状況や印字部数を表示したりするようになっている。画像形成装置100の各種設定はパソコンのプリンタードライバーから行われる。
The
機内温湿度センサー50(温湿度検知装置)は、画像形成装置100の内部の任意の箇所(感光体ドラム1a~1dの近傍の箇所が好ましい)に設けられ、制御部90に接続されている。機内温湿度センサー50は、感光体ドラム1a~1d周辺の温度および湿度を検出可能であり、検出された温湿度は制御部90に送信される。
The in-machine temperature/humidity sensor 50 (temperature/humidity detection device) is provided at an arbitrary location inside the image forming apparatus 100 (preferably a location near the
駆動機構40のソレノイド60は、制御部90に接続されている。制御部90は、機内温湿度センサー50の検出した温度が所定温度(32度)以下、かつ湿度が所定湿度(相対湿度85%)以下のときに、感光体ドラム1a~1dの往復移動を実行するように所定の指示(具体的には、ソレノイド60に対して、鉄芯63の往復移動を実行するよう指示)をする。この感光体ドラム1a~1dの往復移動は、感光体ドラム1a~1dの回転時(駆動モーター62の起動時)に実行される。
A
次に、第1実施形態に係る制御部90による感光体ドラム1a~1dの往復移動について、図7、図8を参照しながら詳細に説明する。図7は、第1実施形態に係る制御部90の制御の一例を示すフローチャートである。
Next, reciprocating movement of the
図7に示すように、先ず、制御部90が、駆動モーター62が駆動ローラー11に回転駆動力を付与している状態(以下、「駆動伝達状態」と称する)か否か判定する(ステップS1)。駆動モーター62が、駆動伝達状態である場合(ステップS1でYes)、機内温湿度センサー50により感光体ドラム1a~1d周辺の温度、および湿度を測定する(ステップS2)。このとき測定された温度、および湿度は、制御部90に送信される。
As shown in FIG. 7, first, the
次に、制御部90は、送信された温度、および湿度から、感光体ドラム1a~1dの周辺が高温高湿環境(温度が32度以上、かつ相対湿度が85%以上の環境)下にあるか否かを判定する(ステップS3)。
Next, based on the transmitted temperature and humidity, the
ステップS3で、感光体ドラム1a~1dの周辺が高温高湿環境下でないと判定された場合(ステップS3でNo)、制御部90は、感光体ドラム1a~1dを軸方向に1回往復移動させる(ステップS4)。ステップS4での感光体ドラム1a~1dの往復移動の制御の詳細については、後ほど説明する。
If it is determined in step S3 that the surroundings of the
次に、制御部90は、駆動モーター62が駆動伝達状態か否か判定する(ステップS5)。駆動モーター62が駆動伝達状態である場合(ステップS5でYes)、ステップS2に戻る。一方、ステップS5で駆動モーター62が駆動伝達状態でない(駆動モーター62が停止状態)と判定されると(ステップS5でNo)、制御部90は、感光体ドラム1a~1dの往復移動に関する制御を終了させる。すなわち、制御部90は、ステップS5で駆動モーター62が駆動伝達状態でない(駆動モーター62が停止状態)と判定されるまで、ステップS2からステップS5を繰り返す。
Next, the
図8は、ステップS4の制御ついて詳細に示したフローチャートである。図8に示す通り、ステップS3で、感光体ドラム1a~1dの周辺が高温高湿環境下でないと判定された場合(ステップS3でNo)、制御部90は、ソレノイド60の鉄芯63が突出状態にあるか否かを判定する(ステップS41)。
FIG. 8 is a flowchart showing in detail the control in step S4. As shown in FIG. 8, when it is determined in step S3 that the surroundings of the
ステップS41で、鉄芯63が突出状態ではないと判定された場合(ステップS41でNo)、鉄芯63を突出させる(ステップS42)。次に、突出状態の鉄芯63を引き込む(ステップS43)。一方、ステップS41で、鉄芯63が突出状態であると判定された場合(ステップS41でYes)、ステップS42を飛ばしてステップS43に進み、鉄芯63を引き込む。この鉄芯63の往復移動により駆動爪61の一端が往復移動するため、上述の通り、感光体ドラム1a~1dが軸方向に往復移動する。
When it is determined in step S41 that the
上述の通り、制御部90は、感光体ドラム1a~1d周辺の温度、および湿度が所定値(温度が32度、相対湿度が85%)以下のときに、感光体ドラム1a~1d、またはクリーニングブレード31の往復移動を実行する。すると、感光体ドラム1a~1dとクリーニングブレード31との接触箇所が一定の位置から変動するため、感光体ドラム1a~1dの周方向に筋状の傷が発生するのを抑制できる。また、制御部90は、感光体ドラム1a~1d周辺の温度、および湿度が上記所定値を超えて上昇し、高温高湿環境になった場合には、上記往復移動を実行しない。このため、軟化したトナーが感光体ドラム1a~1d上に擦り付けられるのを抑制し、トナーが感光体ドラム1a~1d上に残留しにくくなり、画像不良が生じにくくなる。
As described above, when the temperature and humidity around the
従って、感光体ドラム1a~1dの周方向に筋状の傷が発生するのを抑制しつつ、画像不良を抑制可能な画像形成装置100を提供することができる。
Therefore, it is possible to provide an
ここで、上述の通り、本発明に係る感光体ドラム1a~1dの外周面(有機感光層)の摩擦係数は、0.2以上、かつ0.8以下(好ましくは0.2以上、かつ0.6以下)である。このようにすると、トナーの感光体ドラム1a~1dに対する付着力が弱まり、トナーの残留をより好適に抑制することが可能になる。また、クリーニングブレード31と感光体ドラム1a~1dとの間に生じる摩擦力が小さくなり、感光体ドラム1a~1dの損傷を抑制することができる。
Here, as described above, the coefficient of friction of the outer peripheral surface (organic photosensitive layer) of the
また、仮に、クリーニングブレード31の刃先部分のJIS-A硬度が60度より小さい場合、トナーの掻き取り性能が低下してトナーが残留しやすくなり、クリーニングブレード31の刃先部分のJIS-A硬度が80度より大きい場合、感光体ドラム1a~1dの外周面の摩耗量が大きくなってしまう。対して、本発明に係るクリーニングブレード31の刃先部分のJIS-A硬度は、上述の通り、60度以上、かつ80度以下(好ましくは70度以上、かつ78度以下)である。このようにすると、感光体ドラム1a~1dの外周面上のトナーを好適に掻き取りつつ、かつ感光体ドラム1a~1dの摩耗を抑制することが可能になる。
Further, if the JIS-A hardness of the cutting edge portion of the
また、上述の通り、往復移動の好適な周期は、上記の感光体ドラム1a~1dの所定回転数が10以上、かつ200以下(より好ましくは50以上、かつ100以下)のときに、1往復する周期である。このようにすると、感光体ドラム1a~1d上で色ずれが生じにくくなり、かつクリーニングブレード31によるトナーの掻き取り性能も好適なものとなる。
In addition, as described above, a suitable cycle of reciprocation is one reciprocation when the predetermined number of rotations of the
次に、この発明に係る第2実施形態の制御部90の制御について、図9、図10を参照しつつ説明する。なお、以下では、第1実施形態との相違点を述べ、第1実施形態と同様の構成は同じ符号を付して説明を省略している。
Next, control of the
図9は、第2実施形態に係る制御部90による制御の一例を示すフローチャートである。図10は、図9に示すフローチャートの一部の詳細を示すフローチャートである。なお、図9のステップS1からステップS3、およびステップS5については上述の制御(図7、図8のフローチャート参照)と共通するため、説明を省略する。
FIG. 9 is a flow chart showing an example of control by the
第2実施形態に係る制御部90は、感光体ドラム1a~1d周辺の温度、および湿度が上昇するにつれて、感光体ドラム1a~1dの軸方向の往復速度を遅くするようにしている。すなわち、感光体ドラム1a~1d周辺の温度、および湿度が上昇するにつれて、感光体ドラム1a~1dの往復移動の周期を長くしている。ここでは、高温高湿環境よりも温湿度の低い3つの温湿度(第1温湿度、第2温湿度、第3温湿度)において、感光体ドラム1a~1dの往復移動の速度を、第1速度から第3速度の3段階に変速するようにしている。
The
各温湿度(第1温湿度、第2温湿度、第3温湿度)は、高温高湿環境に該当しない範囲で、任意に設定された温度、および湿度の値である。第1温湿度から第3温湿度のうち、第1温湿度における温度、および湿度が最も低く、第3温湿度における温度、および湿度が最も高い。また、各速度(第1速度、第2速度、第3速度)のうち、第1速度が最も速く、第3速度が最も遅い。 Each temperature/humidity (first temperature/humidity, second temperature/humidity, third temperature/humidity) is a temperature and humidity value set arbitrarily within a range that does not correspond to a high-temperature/high-humidity environment. Among the first temperature/humidity to the third temperature/humidity, the temperature and humidity at the first temperature/humidity are the lowest, and the temperature and humidity at the third temperature/humidity are the highest. Further, among the speeds (first speed, second speed, third speed), the first speed is the fastest and the third speed is the slowest.
感光体ドラム1a~1dが第1速度で往復移動するときの往復移動の周期は、感光体ドラム1a~1dの回転数10以上、かつ100未満(好ましくは50以上、かつ100未満)につき、軸方向に一往復するものとなっている。感光体ドラム1a~1dが第2速度で往復移動するときの往復移動の周期は、感光体ドラム1a~1dの回転数100以上、かつ150未満につき、軸方向に一往復するものとなる。感光体ドラム1a~1dが第3速度で往復移動するときの往復移動の周期は、回転数150以上、かつ200以下につき、軸方向に一往復するものとなる。
The cycle of the reciprocation when the
図9に示すように、ステップS3で感光体ドラム周辺が高温高湿環境下でないと判定された場合(ステップS3でNo)、制御部90は、感光体ドラム周辺の温湿度が、第1温湿度より低いか否か判定する(ステップS6)。感光体ドラム周辺の温湿度が第1温湿度より低い場合(ステップS6でYes)、制御部90は、感光体ドラム1a~1dを軸方向に第1速度で1往復させる(ステップS7)。
As shown in FIG. 9, when it is determined in step S3 that the environment around the photoreceptor drum is not in a high-temperature, high-humidity environment (No in step S3), the
ステップS6で感光体ドラム周辺の温湿度が第1温湿度より高いと判定された場合(ステップS6でNo)、次に、図10に示すように、制御部90は、感光体ドラム1a~1d周辺の温湿度が第2温湿度より低いか否か判定する(ステップS8)。感光体ドラム1a~1d周辺の温湿度が第2温湿度より低い場合(ステップS8でYes)、制御部90は、感光体ドラム1a~1dを第2速度で1往復させ(ステップS9)、その後ステップS5に進む。
If it is determined in step S6 that the temperature and humidity around the photosensitive drums are higher than the first temperature and humidity (No in step S6), then as shown in FIG. It is determined whether or not the surrounding temperature and humidity are lower than the second temperature and humidity (step S8). If the temperature and humidity around the
感光体ドラム1a~1d周辺の温湿度が第2温湿度より高い場合(ステップS8でNo)、制御部90は、制御部90は、感光体ドラム1a~1dを第3速度で1往復させ(ステップS10)、その後ステップS5に進む。ステップS10のときの感光体ドラム1a~1d周辺の温湿度が、第3温湿度である。
If the temperature and humidity around the
このようにすることで、感光体ドラム1a~1dの周辺の温湿度が高温高湿環境の温度から低下すればするほど、感光体ドラム1a~1dとクリーニングブレード31との相対速度が段階的に速くなる。換言すると、高温高湿環境に近づくにつれて、感光体ドラム1a~1dとクリーニングブレード31との相対速度が段階的に遅くなる。すると、感光体ドラム1a~1dとクリーニングブレード31との相対速度が一定のまま、高温高湿環境に到達した時点で感光体ドラム1a~1dを急停止させる場合に比べて、駆動機構40、または感光体ドラム1a~1dにかかる負荷を小さくすることができ、画像形成装置100の製品寿命を長くすることができる。また、高温高湿環境に近づき、トナーが徐々に軟化していたとしても、好適にトナーが感光体ドラム1a~1dに付着して残留することを抑制することができる。
By doing so, the relative speed between the
また、第2実施形態の感光体ドラム1a~1dの往復移動は、ソレノイド60の鉄芯63の往復移動の速度を変更することで変速することができる。
Further, the reciprocating movement of the
その他、本発明は上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記各実施形態では、中間転写ベルトを用いたタンデム式のカラープリンター100に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、トナー像を記録媒体上に直接転写する直接転写式のカラー画像形成装置や、モノクロ複写機、モノクロプリンター等のモノクロ画像形成装置にも適用できる。
In addition, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in each of the above-described embodiments, an example of application to a
上記各実施形態の駆動機構40の構成では、ソレノイド60の鉄芯63の突出、引き込みによる駆動力を感光体ドラム1a~1dに付与するものとしていたが、感光体ドラム1a~1dに対して軸方向の駆動力を付与して、感光体ドラム1a~1dを軸方向に往復移動させることが可能なものであれば、上記実施形態の構成に限られない。例えば、上記実施形態のソレノイド60に換えて、モーターを備える構成を採用することができる。この場合、このモーターと感光体ドラム1a~1dとの間には、複数のカムやギア等からなるリンク機構が配置される。モーターの回転駆動力がリンク機構を介して感光体ドラム1a~1dに伝達される。
In the configuration of the
また、第2実施形態に係る制御部90は、往復移動の変速を4段階以上に可能なようにしてもよい。この場合、温湿度の数は4つ以上の設定値が規定され、制御部90は、各設定値に対応するように感光体ドラム1a~1dの往復移動の変速を実行する。
In addition, the
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に利用することができ、特に、クリーニングブレードを用いて像担持体上に残留するトナーをクリーニングする画像形成装置に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to image forming apparatuses such as copiers, printers, facsimiles, and multifunction devices using electrophotography. It can be used for an image forming apparatus that
1a~1d 感光体ドラム(像担持体)
2a~2d 帯電装置
3a~3d 現像装置
4 露光装置
6a~6d 一次転写ローラー(転写手段)
8 中間転写ベルト(中間転写体)
9 二次転写ローラー(転写手段)
31 クリーニングブレード
40 駆動機構
50 機内温湿度センサー(温湿度検知装置)
90 制御部
100 画像形成装置
S 用紙(記録媒体)
1a to 1d photoreceptor drum (image carrier)
2a to
8 intermediate transfer belt (intermediate transfer body)
9 secondary transfer roller (transfer means)
31
90
Claims (6)
前記像担持体の感光層を帯電させる帯電装置と、
前記帯電装置により帯電された前記像担持体にビーム光を照射して静電潜像を形成する露光装置と、
前記露光装置によって前記像担持体に形成された静電潜像に現像剤を供給してトナー像とする現像装置と、
前記現像装置によって前記像担持体に形成されたトナー像を記録媒体若しくは中間転写体上に転写する転写手段と、
前記像担持体の外周面に圧接され前記像担持体上の残留トナーをクリーニングするクリーニングブレードと、
を備える画像形成装置において、
前記像担持体周辺の温度および湿度を検知する温湿度検知装置と、
前記像担持体、または前記クリーニングブレードを前記回転軸方向に沿って往復移動させる駆動機構と、
前記温湿度検知装置により検知された前記像担持体周辺の温度、および湿度が所定値以下のときに前記往復移動を実行する制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 an image carrier having a cylindrical shape having a photosensitive layer formed on the outer peripheral surface thereof, and to which a rotating shaft passing through the central axis of the cylinder is connected;
a charging device that charges the photosensitive layer of the image carrier;
an exposure device that forms an electrostatic latent image by irradiating the image carrier charged by the charging device with a beam light;
a developing device that supplies a developer to the electrostatic latent image formed on the image carrier by the exposure device to form a toner image;
a transfer means for transferring the toner image formed on the image bearing member by the developing device onto a recording medium or an intermediate transfer member;
a cleaning blade that is pressed against the outer peripheral surface of the image carrier and cleans residual toner on the image carrier;
In an image forming apparatus comprising
a temperature/humidity detection device for detecting temperature and humidity around the image carrier;
a drive mechanism that reciprocates the image carrier or the cleaning blade along the direction of the rotation axis;
a control unit that executes the reciprocating movement when the temperature and humidity around the image carrier detected by the temperature/humidity detection device are equal to or lower than predetermined values;
An image forming apparatus comprising:
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Applications Claiming Priority (1)
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