JP4560377B2

JP4560377B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4560377B2
Application number: JP2004317234A
Authority: JP
Inventors: 力石原
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2024-10-29
Also published as: JP2006126664A

Description

本発明は、複写機、プリンタ、又はファクシミリ装置等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、特に、感光体ドラム等の像担持体に残留した残留トナーを除去する際に用いられるクリーニング部材から発生する異常振動音を低減することのできる画像形成装置に関するものである。

一般に、複写機等の画像形成装置においては、感光体ドラム等の像担持体にクリーニングブレード等のクリーニング部材を接触させて、転写工程後感光体ドラム上に残留する残留トナーをクリーニングブレードによってクリーニングしている。

クリーニングブレードは感光体ドラムに接触しているものの、クリーニングブレードと感光体ドラムとの間に介在するトナーが潤滑剤として作用して、クリーニングブレードと感光体ドラムとの摩擦を低減しているが、印字率が低い状態が連続すると、クリーニングブレードと感光体ドラムとの間に介在するトナーが極端に少なくなって、トナーによる潤滑作用が極めて低くなって、クリーニングブレードと感光体ドラムとの摩擦が増大して、これによって、クリーニングブレードの微小振動（ステックスリップ運動）の振幅が大きくなって異常音が発生する。

このような異常音を防止するため、予め感光体ドラム上に所定のパターンのトナーを付着させて、クリーニングブレードで感光体ドラムをクリーニングして感光体ドラムとクリーニングブレードとの間に介在するトナーを多くしてクリーニングブレードの振動を抑制することが行われている。

例えば、クリーニングブレードの振動を検出して、この検出振動の振幅と予め設定された所定の振幅とを比較して検出振動の振幅が所定振幅以上になると、感光体ドラムに特定パターンを露光して、感光体ドラム上に特定パターンに応じたトナーパターンを形成して、感光体ドラムとクリーニングブレードとの間に介在するトナーを増加させるようにしたものがある（特許文献１参照）。

特許第３１２６６０９号公報

ところで、トナーによる潤滑作用の大部分は、トナー表面に付着する外添剤によるものであるが、低印字率の状態が連続すると、つまり、トナー消費量が極端に少ないと、トナーは現像器中で長時間に亘って攪拌された状態となって、長時間攪拌されると、外添剤がトナー中に埋め込まれてしまい、潤滑作用が低下してしまうことになる。

このような潤滑作用の低下したトナーを感光体ドラム上に供給しても、感光体ドラムとクリーニングブレードとの間における摩擦を低減することは難しく、その結果、クリーニングブレードの振動の増大に起因して異常音が発生してしまう。

従来の画像形成装置においては、クリーニングブレードの振動を検知して、その検知結果に応じて感光体ドラム上にトナーを供給しているものの、低印字率が連続した状態では、トナーの潤滑作用が低下しているため、感光体ドラムとクリーニングブレードとの間における摩擦を低減することが難しく、クリーニングブレードの振動の増大に起因して異常音が発生してしまうという課題がある。

従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、低印字率が連続した状態においても、確実にクリーニングブレードから生じる異常音を防止することのできる画像形成装置を得ることを目的とする。

そこで、本発明はかかる課題を解決するために、一つの像担持体と、潤滑作用を有する外添剤が表面に付着したトナーを用いて該像担持体上の静電潜像を現像して各色トナー像を形成する複数の現像器と、前記像担持体上のトナー像が順次転写されてカラートナー像が形成される中間転写体と、前記像担持体に当接して前記像担持体上に残留する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有し、該中間転写体上のカラートナー像を記録用紙に転写して画像形成を行う画像形成装置において、前記現像器毎にトナー消費量を検知するトナー消費量検知手段と、画像形成が行われていない状態で最もトナー消費量の多い現像器によって前記像担持体上にトナー像を形成し、前記トナー像を前記中間転写体に転写することなく前記クリーニングブレード側に供給する制御モードを行う制御手段とを有することを特徴とするものである。
尚、本発明では、前記制御手段は、前記最もトナー消費量の多い現像器に加えて、前記複数の現像器のうち前記最もトナー消費量の多い現像器の次にトナー消費量の多い現像器を用いて前記像坦持体上にトナー像を形成してもよい。

本発明では、前記トナー消費量検知手段は、前記現像器毎の印字率に応じて前記トナー消費量を検知しており、前記制御手段は、前記像担持体から前記中間転写体へトナー像を転写する転写バイアスを前記中間転写体に印加する第１のバイアス電源と、前記像担持体から前記中間転写体へのトナー像の転写を禁止する逆転写バイアスを前記中間転写体に印加する第２のバイアス電源と、前記第１及び前記第２のバイアス電源と前記中間転写体との接続を切替制御する切替制御手段とを有し、前記制御モードの際、前記切替制御手段は前記第２のバイアス電源と前記中間転写体とを接続する。

なお、本発明では、前記制御手段は、例えば、画像形成開始の後予め規定された時間が経過すると前記制御像モードとなる。

以上のように、本発明による画像形成装置は、現像器毎のトナー消費量に応じて最もトナー消費量の多い現像器によって像担持体上にトナー像を形成して、このトナー像を中間転写体に転写することなく、クリーニングブレード側に供給するようにしたので、外添剤がトナー中に埋め込まれてしまった状態でないトナーがクリーニングブレード側に供給されることになって、このトナーは潤滑作用が低下していない結果、クリーニングブレードと像担持体との摩擦が増大することがなく、クリーニングブレードの振動に起因する異常音が発生することがないという効果がある。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

まず、図１を参照して、図１はカラー画像形成装置の一例を概略的に示す図であり、図示の画像形成装置は、像担持体である感光体ドラム１１を有しており、感光体ドラム１１の周囲には帯電器（図示せず）、露光器（図示せず）、各色（例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ））の現像器１２〜１５、及びクリーニング部材（クリーニングブレード）１６が配置され、現像器１２〜１５よりも感光体ドラム１１の回転方向下流側において、感光体ドラム１１は中間転写体である中間転写ドラム１７に当接している。中間転写ドラム１７にはスイッチ１８を介して第１のバイアス電源（正バイアス電源）１９と第２のバイアス電源（逆バイアス電源）２０が選択的に接続されている。

画像形成を行う際には、感光体ドラム１１を帯電器で帯電させた後、例えば、Ｙ画像データ（ドットデータ）で感光体ドラム１１を露光して、感光体ドラム１１上にＹ静電潜像を形成する。そして、感光体ドラム１１上のＹ静電潜像をＹ現像器１２によって現像して、感光体ドラム１１上にＹトナー像を形成する。制御装置（図示せず）はスイッチ１８を制御して、第１のバイアス電源１９をそれぞれ中間転写ドラム１７に接続して正転写バイアスを中間転写ドラム１７に印加する。これによって、感光体ドラム１１上のＹトナー像が中間転写ドラム１７上に転写（一次転写）される。そして、感光体ドラム１１上に残留する残留Ｙトナーはクリーニングブレード１６によって除去される。

続いて、感光体ドラム１１を帯電器で帯電させた後、Ｍ画像データで感光体ドラム１１を露光して、感光体ドラム１１上にＭ静電潜像を形成し、Ｍ静電潜像をＭ現像器１３によって現像して、感光体ドラム１１上にＭトナー像を形成する。そして、感光体ドラム１１上のＭトナー像が中間転写ドラム１７上に転写（一次転写）し、感光体ドラム１１上に残留する残留Ｍトナーはクリーニングブレード１６によって除去される。

同様にして、順次Ｃトナー像及びＢＫトナー像を感光体ドラム１１上に形成して、Ｃトナー像及びＢＫトナー像を順次中間転写ドラム１７に転写して、各色トナー像を重ね合わせて中間転写ドラム１７上にカラートナー像を形成する。

図示しない給紙装置から二次転写ローラ（図示せず）と中間転写ドラム１７とのニップ部に記録用紙が搬送され、中間転写ドラム１７上のカラートナー像が記録用紙に転写され（二次転写）、記録用紙は定着器（図示せず）に搬送されて、ここでカラートナー像が記録用紙に定着された後、排紙トレイ（図示せず）に排紙される。一方、中間転写ドラム１７上に残留する残留トナーは、中間転写ドラム１７に離接可能なドラムクリーニングブレード（図示せず）で除去される。

ところで、印字率が低い状態が連続すると、クリーニングブレード１６と感光体ドラム１１との間に介在するトナーが極端に少なくなって、トナーによる潤滑作用が極めて低くなり、クリーニングブレード１６と感光体ドラム１１との摩擦が増大して、クリーニングブレード１６の振動の振幅が大きくなって異常音が発生してしまう。そこで、ここでは、クリーニングブレード１６の異常振動を防止するため次のような処理を行った。なお、印字率が低い状態が続いて、トナーによる潤滑作用が極めて低くなったとしても形成画像の画質には影響がほとんどないことが確認されている。

図１〜図３を参照して、ここでは、解像度を６００ｄｐｉ、印字枚数をＡ４版用紙でＭ枚／分とし、用紙一枚の総ドット数を、例えば、３５００万ドット／Ａ４とした。画像形成を開始の後、各現像器１２〜１５について予め規定された印字時間（画像形成時間：現像駆動時間Ｎ分（例えば、１０分間）が経過すると（画像形成装置ではトータル４×Ｎ分（例えば、４０分）：ステップＳ１）、制御装置は画像形成が終了しているかかどうかを調査する（ステップＳ２）、画像形成が終了していなければ印字を継続（ステップＳ３）して、ステップＳ１に戻り、画像形成が終了していれば、制御モードとなってトナー消費量検出手段によって各色現像器におけるトナー消費量を調べる。例えば、制御装置は、各色現像器１２〜１５について予め規定された時間駆動後の印字ドット数を各色毎の画像データに基づいて算出して、各色現像器１２〜１５毎に印字ドット数に応じて各色現像器１２〜１５の印字率を算出する（ステップＳ４）。

いま、３５００万ドット／Ａ４、印字枚数Ｍ枚／分（例えば、１０枚／分）であるから、現像駆動時間Ｎ分（例えば、１０分）では、Ｎ×Ｍ枚（例えば、１００枚）印字されることになり、総ドット数は、３５００万×Ｎ×Ｍドット（例えば、３５億ドット）となる。印字率（％）＝印字ドット数÷（３５００万×Ｎ×Ｍ）×１００で表されるから（例えば、印字ドット数÷３５億×１００））、現像器１２〜１５の印字ドット数をそれぞれ２６００万ドット、８２００万ドット、１５００万ドット、及び５０００万ドットとすると、印字率はそれぞれ０．７％、２．３％、０．４％、及び１．４％となり、トータルの印字率（平均印字率）は１．２％となる。そして、印字率の高い現像器程トナー消費量が多いこととなり、制御装置は現像器１２〜１５の印字率からトナー消費量を判断することになる。

続いて、制御装置は、平均印字率が予め定められた印字率以下（例えば、２％以下、平均印字率が２％以下である状態が１０分間連続すると、クリーニングブレード１６から異常音が発生することが実験的に確認できた）であるか否かを判定して（ステップＳ５）、平均印字率が２％を越えていると、制御モードを終了する。

一方、平均印字率が２％以下であると、制御装置は最も印字率の高い（つまり、最もトナー消費量の多い）現像器（ここでは、この現像器は現像器１３であるとする）を駆動し、感光体ドラム１１を帯電した後、ベタ画像データで感光体ドラム１１を露光して現像器１３で静電潜像を現像し、感光体ドラム１１上にベタトナー像Ａを形成する（ステップＳ６）。

そして、図３に示すように、制御装置はスイッチ１８を制御して第２のバイアス電源２０と中間転写ドラム１７とを接続して、中間転写ドラム１７に逆転写バイアスを印加する（ステップＳ７）。この結果、中間転写ドラム１７にはベタトナー像Ａは転写されず、感光体ドラム１１と中間転写ドラム１７とのニップ部をベタトナー像は通過して、ベタトナー像Ａがクリーニングブレード１６側に供給する。その後、制御装置は、スイッチ１８を切替制御して、第１のバイアス電源１９と中間転写ドラム１７とを接続する（ステップＳ８）。そして、制御モードを終了する。

上述の例では、現像器１３のトナー消費量が最も多い場合について説明したが、現像器１２、１４、又は１５のトナー消費量が最も多い際においても、同様にして、トナー消費量が最も多い現像器でベタトナー像を形成してクリーニングブレード１６にトナーを供給することになる。

このようにして、一つの感光体ドラムを有するカラー画像形成装置において、トナー消費量の最も多い現像器を用いて感光体ドラム上にベタトナー像を形成して、このベタトナー像を中間転写ドラム１７に転写することなく、クリーニングブレード１６側に供給するようにしたから、トナー消費量の最も多い現像器においてはトナーが攪拌されている時間が短い結果、外添剤のトナーへの埋まり込みが少なく、トナーの潤滑作用が低下することはほとんどなくなって、クリーニングブレードと感光体ドラムとの摩擦を低減でき、クリーニングブレードからの異常音を防止することができる。従って、低印字率が連続した状態においても、確実にクリーニングブレード１６から生じる異常音を防止することができる。

上述の例では、トナー消費量の最も多い現像器を用いて感光体ドラム上にベタトナー像を形成するようにしたが、トナー消費量の最も多い現像器に加えて、次にトナー消費量の多い現像器からも感光体ドラム上にベタトナー像を形成するようにしてもよい。このようにしても、トナーの潤滑作用によってクリーニングブレードから異常音が発生することがないことが分かった。

なお、上述の例では、制御装置、スイッチ１８、第１のバイアス電源１９、及び第２のバイアス電源２０が制御手段として機能し、制御装置がトナー消費量検知手段としての機能も有している。

現像器毎のトナー消費量に応じて最もトナー消費量の多い現像器によって像担持体上にトナー像を形成して、このトナー像を中間転写体に転写することなく、クリーニングブレード側に供給するようにしたから、外添剤がトナー中に埋め込まれないトナーがクリーニングブレード側に供給されることになって、クリーニングブレードと感光体ドラムとの摩擦が増大することがなく、クリーニングブレードの振動に起因する異常音が発生することがない結果、複写機、プリンタ、又はファクシミリ装置等の画像形成装置におけるクリーニングブレードの異常音防止に適用できる。

本発明の実施例１による画像形成装置の一例を示す図である。図１に示す画像形成装置におけるクリーニングブレードの異常音防止制御を説明するためのフローチャートである。図１に示す画像形成装置において中間転写ドラムに印加する転写バイアスの切替を説明するための図である。

符号の説明

１１感光体ドラム
１２〜１５現像器
１６クリーニングブレード
１７中間転写ドラム
１８スイッチ
１９第１のバイアス電源（正バイアス電源）
２０第２のバイアス電源（逆バイアス電源）

Claims

一つの像担持体と、潤滑作用を有する外添剤が表面に付着したトナーを用いて該像担持体上の静電潜像を現像して各色トナー像を形成する複数の現像器と、前記像担持体上のトナー像が順次転写されてカラートナー像が形成される中間転写体と、前記像担持体に当接して前記像担持体上に残留する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有し、該中間転写体上のカラートナー像を記録用紙に転写して画像形成を行う画像形成装置において、
前記現像器毎にトナー消費量を検知するトナー消費量検知手段と、
画像形成が行われていない状態で最もトナー消費量の多い現像器によって前記像担持体上にトナー像を形成し、前記トナー像を前記中間転写体に転写することなく前記クリーニングブレード側に供給する制御モードを行う制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
前記制御手段は、前記最もトナー消費量の多い現像器に加えて、前記複数の現像器のうち前記最もトナー消費量の多い現像器の次にトナー消費量の多い現像器を用いて前記像坦持体上にトナー像を形成することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記トナー消費量検知手段は、前記現像器毎の印字率に応じて前記トナー消費量を検知するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記像担持体から前記中間転写体へトナー像を転写する転写バイアスを前記中間転写体に印加する第１のバイアス電源と、前記像担持体から前記中間転写体へのトナー像の転写を禁止する逆転写バイアスを前記中間転写体に印加する第２のバイアス電源と、前記第１及び前記第２のバイアス電源と前記中間転写体との接続を切替制御する切替制御手段とを有し、
前記制御モードの際、前記切替制御手段は前記第２のバイアス電源と前記中間転写体とを接続するようにしたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の画像形成装置。
前記制御手段は、画像形成開始の後予め規定された時間が経過すると前記制御モードとなることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。