JP3684635B2

JP3684635B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3684635B2
Application number: JP27308795A
Authority: JP
Inventors: 博之井上
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 2005-08-17
Anticipated expiration: 2015-10-20
Also published as: JPH09114269A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真プリンタ等の画像形成装置に係り、特に中間転写体の面の電気抵抗に応じて研磨手段の動作を制御する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
近来、オフィスオートメーションの発達に伴い、普通紙が使用でき、低騒音で、しかも高速で高品質の印字が得られ、またカラー化が容易であるといった利点を備えた文字画像情報出力装置への需要が高まってきている。このため感光ドラムに静電潜像を形成して現像剤で現像する電子写真プリンタや静電プリンタが提供され、コンピュータ端末装置、複写機及びファクシミリ装置等に使用されている。
【０００３】
このようなプリンタにおいて、カラー印刷を行うものでは、感光ドラムの周辺に複数の現像器を配置して、順次感光ドラム上に形成された静電潜像をカラートナーで現像して、一旦中間転写ドラムに転写し、全色を中間転写ドラム上で重ね合わせた後に印刷用紙に転写している。
【０００４】
しかし、中間転写ドラムは使用するに連れて表面の変質により転写効率が低下して色が薄くなる。特にカラー印刷ではドラム側の色が薄くなるため色が変わってくるので、表面を研磨して変質層を除去する必要があるが、研磨の時期を適切に行い、且つ研磨によって発生する研磨粉の処理を容易にする方法が望まれている。
【０００５】
【従来の技術】
図９に多色電子写真印刷装置の内部側面図を例示している。図に示すように、矢印の方向に回転する感光ドラム1aの周囲に、帯電器２、レーザ露光器３、感光ドラム1aの静電潜像を各色トナー７で現像する４個の現像器4a〜4d、中間転写ドラム5a及びクリーナ６が配置されている。
【０００６】
現像器4a〜4dは、夫々異なる色（イエロー：Ｙ、シアン：Ｃ、マゼンタ：Ｍ、ブラック：ＢＫ）のトナー７を保有し、現像ローラ40ａ〜40ｄを備えている。現像ローラ40ａ〜40ｄは、感光ドラム1aに対向して、トナー層により感光ドラム1a上に形成された静電潜像を順次現像する。また、図示していない離接機構を有し、現像時には、４個の内の１個だけが、感光ドラム1aに接触し、他の３個は離れている。
【０００７】
中間転写ドラム5aは、金属材（例えば、アルミニウム材）で形成された管状の芯金にゴムライニングしたドラム50にポリカーボネート（ＰＣ）或いはＥＴＦＥ（四フッ化エチレンエチレン樹脂）で形成（例えば、厚さ 100μｍ程度) された導電性フィルム51が弛みなく巻付けられている。
【０００８】
中間転写ドラム5aの周囲には、転写ローラ9a、クリーナ10Ａ、搬送ベルト11、定着器12が配置されている。クリーナ10Ａは、中間転写ドラム5aから残留トナーを清掃するクリーニングブレード10ａ、及び清掃した廃トナーを収容する収容部100 でユニットに構成されている。
【０００９】
感光ドラム1aと中間転写ドラム5aは圧接して、図示省略したモータの駆動によって連動して夫々矢印方向に回転する。
このような構成を有しており、次に作用を説明すると、まず、感光ドラム1a及び中間転写ドラム5aが回転を開始し、帯電器２によってマイナス帯電された感光ドラム1aの表面に対してレーザ露光器３から所定の印刷パターンに応じた光が当てられると、露光した部分の電荷が減少して静電潜像が形成される。
【００１０】
更にこの潜像領域が第１色目の現像器4aの現像ローラ40ａを通過すると、マイナスに帯電したトナー７が潜像領域に付着してトナー像が形成される。
感光ドラム1aに付着した第１色目のトナー像は、中間転写ドラム5aのドラム50から印加されたバイアス電位と圧力により感光ドラム1aに接触する中間転写ドラム5aに転写（一次転写）される。感光ドラム1a上の転写されなかったトナー７はクリーナ６によって除去され、第２色目の露光、現像及び転写に備え、再び元のプロセス位置を回る。
【００１１】
かくて、タイミングを取って順次第２色〜第４色について位置決めされて、露光、現像及び転写が行われ、４色のトナー像が中間転写ドラム5a上に重ねて転写される。この４色の重ねの間、中間転写ドラム5aに対して転写ローラ9a及びクリーニングブレード10ａは離間されている。
【００１２】
一方、印刷用紙 (以下用紙という)8a は、ホッパー13より繰り出しローラ14によって１枚ずつ繰り出されて、矢印Ａ方向に中間転写ドラム5a上に転写されたトナー像に接触する位置に搬送される。転写ローラ9aは用紙8aにプラスの電荷を与えるように構成されている。従って中間転写ドラム5aのトナー像は用紙8aのプラス電荷に吸引されて転写される。転写が終了すると転写ローラ9aは中間転写ドラム5aから離間する。
【００１３】
中間転写ドラム5aに４色のトナー像を転写した後、クリーナ６によって残留トナーが清掃され、また、中間転写ドラム5aにクリーニングブレード10ａが接触して残留トナーが清掃されて夫々初期状態に戻る。
【００１４】
４色のトナー像が転写された用紙8aは、定着器12を構成するヒートローラR1及びこれに押し付けられて回転するゴムローラR2の間に挟まれ、トナー像が熱と圧力によって用紙8aに定着され、図示していないスタッカに送出される。
【００１５】
以上の動作を繰り返すことによって、次々とカラー印刷が行われる。
なお、上記例ではマイナス帯電のプロセスの場合を説明したが、プラス帯電でも同様のプロセスである。
【００１６】
このように、複数の現像器4a〜4dによって順次異なる色のトナー像を感光ドラム1a上に形成し、一旦中間転写ドラム5a上に重ねてカラーのトナー像を形成した後、このトナー像を用紙8aに転写することにより、カラー画像を出力している。
【００１７】
上記の感光ドラム1aに代えてベルト感光体を使用した装置もあり、また、中間転写ドラム5aに代えて中間転写ベルトを使用した装置もある。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来方法によれば、中間転写ドラムは、その転写性能を満足するために、表面が所定の抵抗値を維持する必要がある。しかし、中間転写ドラムの材質によっては、転写の際に印加されるバイアスにより表面が変質し、その抵抗値が低下する。変質の深さは表面から数μｍ程度であるが、転写効率の低下等転写性能を劣化させる。
【００１９】
即ち、転写性能の劣化により、転写トナーが薄くなる。特にカラー印刷では、三色或いは四色の重ねによりトナーが厚くなり、中間転写ドラム側の色トナーが薄くなって、色が変わってしまうという問題点がある。
【００２０】
中間転写ドラムの表面の問題について、特開平５−２４１４５４号公報において、中間転写体の周辺に第１のクリーニング手段と第２のクリーニング手段（スポンジゴムにフッ素樹脂であるＰＦＡ製のチューブを巻いたクリーニングローラ）とを備えて、第１のクリーニング手段で中間転写ドラム表面の残留トナーを除去し、印刷の繰り返しにより除去しきれながった残留トナーや紙粉等の不純物を第２のクリーニング手段で、例えば、１０枚印刷する毎に除去する方法が記載されているが、この方法では、上記問題点の解決する方法には成り得ない。
【００２１】
また、特開平２−５２３７３号公報には、中間転写体の表面状態（表面に付着した微小なトナーや熱や圧力等で溶解したトナー等で形成されるトナーフィルミング層の生成状態）を光センサで検知して、摺擦部材によって除去する方法が提案されているが、この方法では、トナーフィルミング層の生成による中間転写体とクリーナとの摩擦増加を正常に戻して、付着物による転写効率の低下の防止と摩擦による不安定な駆動の防止を図るものであり、上記問題点の解決には成り得ない。
【００２２】
本発明は、中間転写体の表面の変質層を除去して、転写性能の低下を防止して印刷品質を高めることができる像形成装置を提供することを目的としている。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の原理説明図である。図において、１は像形成体、８は記録媒体、５は像形成体１に形成されたトナー像を一次転写する中間転写体、９は中間転写体５に一次転写されたトナー像を記録媒体８に二次転写する転写手段、10は転写手段９による二次転写後に、中間転写体５の面をクリーニングするクリーニング手段、15は中間転写体５の面に接触及び退避し、接触によって、中間転写体５の表面が変質して電気抵抗値が低下した変質層を研磨する研磨手段、20は少なくとも転写手段９による二次転写後に、中間転写体５の電気抵抗を測定する抵抗測定手段である。また、研磨手段15は、中間転写体５の回転方向に対して転写手段９の下流側でクリーニング手段10の上流側に設けた構成とする。
【００２４】
画像形成装置において、抵抗測定手段20による測定結果に応じて研磨手段15の動作を制御するように構成されている。
従って、抵抗測定手段20によって中間転写体５の電気抵抗を測定して、抵抗値が許容限界値以下に低下したか否かにより、研磨手段15を中間転写体５に接触させて研磨するか否かを制御して、表面の変質層のために抵抗値が低下して転写性能が悪化した中間転写体５の変質層を研磨手段15の研磨によって除去し、正常な抵抗値に戻して転写性能を復旧させることができ、印刷品質を確保することができる。
【００２５】
従って、研磨手段15によって削られた中間転写体５の変質層の研磨粉が研磨手段15をすり抜けても、クリーニング手段10によって残留トナーと共に除去することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、従来例で説明した多色電子写真装置に本発明を適用した実施例１及び実施例２を図２〜図８を参照して説明する。全図を通じて同一符号は同一対象物を示す。
【００３０】
１）実施例１
図２〜図７により実施例１を説明する。図２は本発明の実施例１を示す内部側面図、図３は実施例１の要部を拡大して示す説明図、図４は実施例１の制御ブロック図、図５は実施例１のフローチャート、図６は実施例１の電圧測定の説明図、図７は実施例１のタイムチャートである。
【００３１】
図２に示すように、中間転写ドラム5a（中間転写体）の周辺の転写ローラ9a（転写手段）とクリーナ10Ａの間に、研磨ローラ15ａ（研磨手段）及び研磨によって発生する研磨粉を収容する収容部150 でユニットに構成された研磨部15Ａが配置されている。研磨ローラ15ａは、目の細かい研磨材で形成されている。
【００３２】
中間転写ドラム5aの表面の変質層は厚さ３〜５μｍを越えると転写性能の低下が顕著になるので、３〜５μｍを許容限度とし、中間転写ドラム5aの数回転程度で数μｍの研磨ができて正常面が得られるように、研磨ローラ15ａの研磨材の目の粗さ及び中間転写ドラム5aとの後述する接触圧力が設定される。
【００３３】
図３に示すように、研磨ローラ15ａは、離接機構16によって中間転写ドラム5aに対して接触及び退避し、接触時に回転機構17によって回転する。
離接機構16は、研磨ローラ15ａが駆動軸160 に固定され、駆動軸160 を一端で回動自在に支持し、中間点で支軸161 に回動自在に支持されたレバー162 が設けられている。
【００３４】
レバー162 の他端はスプリング164 に付勢されて偏心カム163 に圧接し、常態では、偏心カム163 の短径がレバー162 に接触し、研磨ローラ15ａは中間転写ドラム5aから退避している。偏心カム163 の軸165 にモータM1が連結している。
【００３５】
また、回転機構17は、モータM2が連結する歯付きプーリ (以下プーリという)P1 、支軸161 に回動自在に支持されたプーリP2、駆動軸160 に固定されたプーリP3、プーリP1,P2 に掛けられたタイミングベルト (以下ベルトという)B1 及びプーリP2,P3 に掛けられたベルトB2で構成されている。
【００３６】
従って、モータM2の駆動でプーリP1の回転がプーリP2を介してプーリP3に伝達し、研磨ローラ15ａが回転する。
よって、モータM1の駆動で偏心カム163 を半回転すると偏心カム163 の長径がレバー162 を押し、レバー162 の揺動で研磨ローラ15ａは中間転写ドラム5aに所定圧力で接触する。この時までにモータM2を駆動させて研磨ローラ15ａを回転させれば、中間転写ドラム5aの表面が研磨ローラ15ａによって研磨される。
【００３７】
クリーニングブレード10ａ（クリーニング手段）は、図示していないプランジャーマグネット (図４参照）に連結し、常態では、先端が中間転写ドラム5aから離れており、プランジャーマグネットの励磁により先端が中間転写ドラム5aに接触する。
【００３８】
また、図４の制御ブロック図は、本発明に関係するものだけ (従って、直接印刷動作に関わるものは省いている) を示しており、図において、18はＭＰＵ、19はＲＯＭ、20ａは電圧測定器（抵抗測定手段）、21〜23は駆動回路を示す。
【００３９】
ＭＰＵ18は、ＲＯＭ19に格納された制御プログラムに従って各部を制御する。
ＲＯＭ19は、駆動制御部190 、測定制御部191 、限界判定部192 及び基準判定部193 のプログラムと、限界値設定部194 及び基準値設定部195 を備えている。
【００４０】
駆動制御部190 は、限界判定部192 から電圧測定器20ａによる測定値V1が限界値VL以下であるとの通知を受けた時に、感光ドラム1a及び中間転写ドラム5aを空回りさせて、駆動回路21を制御してクリーニングブレード10ａを中間転写ドラム5aへ接触させ、同時に駆動回路22,23 を制御して研磨ローラ15ａを回転させると共に中間転写ドラム5aへ接触させる。また、基準判定部193 から正常復帰、即ち、電圧測定器20ａによる測定値V1が基準値Vo以上であるとの通知を受けた時に、研磨ローラ15ａを中間転写ドラム5aから退避させて回転を停止させ、次いでクリーニングブレード10ａを中間転写ドラム5aから退避させる。（図７参照）
また、基準判定部193 からの正常復帰の通知により研磨ローラ15ａを中間転写ドラム5aから退避させると共に回転を停止させ、次いで、クリーニングブレード10ａを中間転写ドラム5aから退避させる。
【００４１】
測定制御部191 は、装置に電源が投入された時、定電流印加（中間転写ドラム5aの転写バイアス) での電圧測定器20ａによる中間転写ドラム5aに掛かる電圧の測定を制御し、測定値V1を限界判定部192 へ送る。また、研磨ローラ15ａによる研磨中に、同様に電圧測定を制御し、測定値V1を基準判定部193 へ送る。基準判定部193 から基準値Voに達した旨の通知により測定を停止する。
【００４２】
限界判定部192 は、測定制御部191 から送られた測定値V1と、限界値設定部194 から読み出した限界値VLを比較し、V1＞VLであれば、許容範囲内であることを測定制御部191 へ通知し、V1≦VLであれば、限界値VL以下 (中間転写ドラム5aの研磨が必要) である旨を駆動制御部190 及び測定制御部191 へ通知する。
【００４３】
基準判定部193 は、測定制御部191 から送られた測定値V1と、基準値設定部195 から読み出した基準値Voを比較し、V1≧Voになった時に、基準値Voに達した旨を駆動制御部190 及び測定制御部191 へ通知する。
【００４４】
限界値設定部194 は、中間転写ドラム5aの表面の限界値VLが設定されている。
電圧限界値VLは、中間転写ドラム5aの転写性能の低下の許容限界の電圧値である。
【００４５】
基準値設定部195 は、中間転写ドラム5aの基準値Vo (＝VL＋α) が設定されている。基準値Voは、中間転写ドラム5aの正常な転写性能が得られる電圧値である。
【００４６】
電圧測定器20ａは、測定制御部191 に制御されて、定電流電源PWにより中間転写ドラム5aに（アルミニウムの芯金から印加）掛かる電圧を測定して、測定制御部191 に通知する。
【００４７】
即ち、図６に示すように、電圧測定は定電流電源PWによって中間転写ドラム5aとアース間の電圧を測定する。元来は、中間転写ドラム5aの表面の電気抵抗Ｒの低下状態をチェックするために測定するのであるが、ＲＩ＝Ｖ（ここで、Ｖは電圧、Ｉは電流）であり、定電流電源PWであるので、ＲはＶに比例し、Ｒを計算するまでもなく、Ｖの低下状態からＲの低下を判定することができる。
【００４８】
このような構成及び機能を有するので、次に図５のフローチャート及び図７のタイムチャートにより作用を説明する。
▲１▼まず、装置の電源をＯＮすると、電圧測定器20ａで中間転写ドラム5aに掛かる電圧を測定し、測定値V1を限界判定部192 へ送る。
【００４９】
▲２▼限界判定部192 で測定値V1と設定された限界値VLを比較し、V1＞VLであれば、印刷開始待ち状態とする。
▲３▼比較結果が、V1≦VLであれば、図７に示すように、クリーニングブレード10ａ及び研磨ローラ15ａを中間転写ドラム5aに接触させて、残留トナーのクリーニング及び変質層の研磨を行う。
【００５０】
即ち、図７(c) 及び(d) に示すように、研磨ローラ15ａが回転を開始し、クリーニングブレード10ａが中間転写ドラム5aに接触し、同時に(a) に示すように、偏心カム163 が１／２回転して、(b) に示すように研磨ローラ15ａが中間転ドラム5aを押圧して研磨を開始する。
【００５１】
▲４▼クリーニングされた残留トナーはクリーナ10Ａの収容部100 に収容され、研磨で発生した研磨粉は研摩部15Ａの収容部150 へ収容される。
▲５▼研磨の進行中、電圧測定器20ａにより電圧測定を継続して行い、測定値V1を基準判定部193 へ送る。
【００５２】
▲６▼基準判定部193 で測定値V1と設定された基準値Voを比較し、V1≧Voとなった時に、測定を停止し、図７に示すように、クリーニングブレード10ａ及び研磨ローラ15ａを中間転写ドラム5aから離間し、印刷開始待ち状態となる。
【００５３】
即ち、図７(a) 〜(c) に示すように、偏心カム163 を１／２回転を開始すると同時に研磨ローラ15ａを中間転写ドラム5aから離間し、(a) 及び(d) に示すように、偏心カム163 の１／２回転が終了したタイミングでクリーニングブレード10ａを中間転写ドラム5aから離間する。
【００５４】
このようにして、中間転写ドラム5aの表面が変質して電気抵抗が低下するのを電圧測定器20ａによって測定し、測定値が許容限界値以下に低下した時に、研磨ローラ15ａで研磨して変質層を除去することができるので、転写性能の低下により色が薄くなること、特にカラー印刷における色変わりを防止し、印刷品質を向上させることができる。しかも、中間転写ドラム5aの導電性フィルム51を研磨によって転写性能を復旧させて有効に使用することができる。
【００５５】
また、中間転写ドラム5aの回転方向に対してクリーナ10Ａの下流側に研磨部15Ａを配置したので、研磨粉が研磨ローラ15ａをすり抜けても、研磨粉をクリーニングブレード10ａで除去できて、中間転写ドラム5a上から除くことができるので、画質の劣化を防止することができる。
２）実施例２
図８により実施例２を説明する。実施例２が上記実施例１と異なるのは、実施例１のクリーナ10Ａと研磨部15Ａを纏めて１つのユニットに構成し、収容部100,150 を共通化したものである。
【００５６】
即ち、図８に示すように、クリーニングブレード10ａ及び研磨ローラ15ａが１つの筺体24内に配置され、共通の収容部240 が設けられて、ユニット25に構成されている。クリーニングブレード10ａ及び研磨ローラ15ａは、図示省略した移動機構によって筺体24を水平に移動させることにより中間転写ドラム5aに同時に離接する。研磨ローラ15ａの回転機構及び制御は実施例１と同様である。
【００５７】
このような構成を有するので、研磨ローラ15ａを回転し、クリーニングブレード10ａ及び研磨ローラ15ａを中間転写ドラム5aに接触させて、中間転写ドラム5aを研磨ローラ15ａが研磨したときに生じた研磨粉、及びクリーニングブレード10ａによってクリーニングされた残留トナーが収容部240 に収容される。
【００５８】
従って、ユニット筺体及び離接機構が共通化されて部品点数が削減され、廃トナー及び研磨粉の処理が簡単になり、コストの改善及び装置の小型化を図ることができる。
【００５９】
本発明では、中間転写体の表面の電気抵抗を測定して、抵抗値が所定値以下になった時に、中間転写体の表面の変質層を研磨する方法であるが、変質層の生成と印刷量の間には、近似的ながら相関があるので、所定枚数（例えば、1000〜2000枚) 印刷する毎に所定時間（或いは中間転写ドラム5aの回転回数) 研磨する方法としても相当の効果が得られる。また、印刷動作によって所定枚数で研磨を行うことができない場合には、印刷枚数に比例した時間だけ研磨する方法としても良い。
【００６０】
上記実施例では、定電流電源により電圧を測定する方法を説明したが、定電圧電源により電流を測定する方法としても良いことは勿論である。
また、中間転写ドラム5aを使用した装置の場合を説明したが、中間転写ベルトを使用した装置の場合にも適用することができる。
【００６１】
更に、カラー印刷を行う場合を説明したが、モノクロ印刷の場合にも中間転写体を有する装置であれば、同様に適用することができる。また、感光ドラム1aを使用した装置の場合を説明したが、感光ベルトを使用した装置の場合にも同様に適用することができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、
▲１▼中間転写体の表面が変質して電気抵抗値が低下しても、変質層を除去することができて、転写性能の低下により転写トナーが薄くなることが防止でき、特にカラー印刷の場合の色の変化を防止できて、印刷品質を高めることができる。
【００６３】
▲２▼中間転写体の表面の導電性フィルムを有効に使用することができる。
▲３▼中間転写体の表面を研磨した際に生じる研磨粉が、研磨手段をすり抜けてもクリーニング手段に除去されて、中間転写体上から除去することができるので、画質の劣化を防止することができる。
【００６４】
▲４▼クリーニング手段の廃トナーの収容部と研磨手段の研磨粉の収容部を共通とし、また、クリーニング手段と研磨手段を共通ユニットに構成したことにより、ユニット筺体及び離接機構が共通化されて部品点数が削減され、廃トナー及び研磨粉の処理が簡単になり、コストの改善及び装置の小型化を図ることができる。という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理説明図
【図２】本発明の実施例１を示す内部側面図
【図３】実施例１の要部を拡大して示す説明図
【図４】実施例１の制御ブロック図
【図５】実施例１のフローチャート
【図６】実施例１の電圧測定の説明図
【図７】実施例１のタイムチャート
【図８】実施例２の要部を示す側面図
【図９】従来例の電子写真印刷装置を示す内部側面図
【符号の説明】
１は像形成体、 1aは感光ドラム、５は中間転写体、
5aは中間転写ドラム、６,10Aはクリーナ、８は記録媒体、
8aは用紙、９は転写手段、 9aは転写ローラ、
10はクリーニング手段、10ａはクリーニングブレード、
15は研磨手段、 15Ａは研磨部、 15ａは研磨ローラ、
20は抵抗測定手段、 20ａは電圧測定器、 25はユニット、
100,150,240 は収容部

Claims

像形成体に形成されたトナー像を中間転写体に一次転写し、一次転写されたトナー像を記録媒体に転写手段によって二次転写し、二次転写後に中間転写体の面をクリーニングするクリーニング手段を有する画像形成装置であって、前記中間転写体の面に接触及び退避し、接触したときに、中間転写体の表面が変質して電気抵抗値が低下した変質層を研磨する、前記中間転写体の回転方向に対して前記転写手段の下流側かつ前記クリーニング手段の上流側に設けた研磨手段と、少なくとも前記転写手段による二次転写後に、中間転写体の電気抵抗を測定する抵抗測定手段とを備え、抵抗測定手段による測定結果に応じて研磨手段の動作を制御することを特徴とする画像形成装置。