JP4743556B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、画像形成装置および制御プログラムに関するものである。
従来より、表面にトナーによる現像像の保持が可能な像保持体の表面を帯電装置により帯電して静電潜像を形成し、形成した静電潜像をトナーを含む現像剤で現像して得た現像像を記録媒体上に転写および定着させることで記録媒体上に画像を形成する画像形成装置が知られている。
コロナ放電による帯電装置は、例えば電子写真方式の画像形成装置において、静電電位の差によって潜像が形成される像保持体を所定の電位に帯電するために用いられる。
このような目的で用いられる帯電装置では、張架されたワイヤ等の帯電部材と被帯電体である像保持体等の間に強い電界が生じ、コロナ放電が発生するためにトナーや紙粉等の電荷を有する粒子が帯電部材に付着することがある。
また、オゾンや窒素酸化物等の放電生成物が帯電部材に付着することもある。
このような付着物があると、帯電特性が低下することがあるので、ワイヤ等の帯電部材から付着物を除去する必要が生じる。
そこで、帯電部材を清掃する清掃部材と清掃部材を移動する駆動装置を備えた帯電装置が開発されている。
また、そのような清掃部材を備えた帯電装置に関する技術も種々提案されている。
例えば、特開2001−194875号公報には、帯電部材を清掃する清掃部材と清掃部材を移動する駆動装置を有する帯電装置において、清掃部材がホームポジションにいることを検知する検知手段を有し、清掃実施時に所定の時間内ホームポジションから離脱しない場合に、清掃異常のメッセージを表示する技術が開示されている。
特開2001−194875号公報
本発明は、帯電部材を効率的に清掃することのできる画像形成装置および制御プログラムを提供することを目的とする。
前記課題を解決するため、請求項1の発明に係る画像形成装置は、被帯電体との間に帯電用の電圧が印加される複数の帯電部材と、前記各帯電部材と接触した状態で往復移動して付着物を除去し、非清掃時には待機位置で待機する複数の清掃部材と、前記各清掃部材が前記待機位置に有るか否かを電気的な接続の可否で検知する複数の検知手段と、前記複数の検知手段を直列に接続する直列回路とを備え、前記清掃部材が前記帯電部材を清掃する際に、前記清掃部材の往路移動を前記直列回路の一端に対応する側から開始し、前記清掃部材の復路移動を前記直列回路の他端に対応する側から終了させることを特徴とする。
請求項2の発明に係る画像形成装置は、請求項1に記載の発明について、前記各清掃部材の清掃開始時期の時間差が、前記検知手段によって前記各清掃部材が前記初期位置を離れたことを検知できる時間(T1)以上であることを特徴とする。
請求項3の発明に係る帯電装置は、請求項2に記載の発明について、前記各清掃部材が往路動作終了後に、下記に示す待機時間(T2)だけ待機した後で、復路動作を開始することを特徴とする。
待機時間(T2)=T0+T1×(X−A)×2
T0:往路動作から復路動作に移る際の共通な待機時間
X:清掃動作が指示された数
A:清掃動作が指示された中で、清掃動作を開始した順番
本発明によれば以下の効果を奏することができる。
すなわち、請求項1に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、清掃時の待機時間が短縮され、帯電部材を効率的に清掃することができる。
請求項2に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、時間T1だけ清掃開始タイミングをずらすことにより、清掃部材が初期位置を離脱したこと(清掃が開始されたこと)を判断でき、帯電部材を確実に清掃することができる。
請求項3に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、帯電部材を効率的に清掃することができる。
以下、本発明の一例としての実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。
図1から図6を参照して、本発明についての実施の形態に係る画像形成装置PR1について説明する。
画像形成装置PR1はカラープリンタであって、本願発明の一実施形態である帯電装置を備える。
この画像形成装置PR1は、画像形成手段の一例であるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成する4つの画像形成ユニット10a、10b、10c、10dを備えており、これらの画像形成ユニット10a、10b、10c、10dのそれぞれと対向するように無端ベルト状の中間転写体11が支持され、周面が周回移動されるようになっている。
この周面の移動方向における画像形成ユニットが対向する位置の下流側には、二次転写を行うための転写ロール12が中間転写体11と対向するように配置されており、この二次転写部にはシートトレイ13から搬送路14を経て記録媒体(印刷用紙等)が送り込まれる。
記録媒体の搬送経路における二次転写部の下流側には、トナー像を加熱・加圧して記録媒体上にトナー像を定着する定着装置15が設けられ、さらに下流側には、トナー像が定着された記録媒体を収容する排紙トレイ16が設けられている。
また、定着装置15から排紙トレイ16までの搬送経路にゲート17が設けられ、記録媒体の表裏を反転して転写ロール12が設けられた位置の上流側へ再送する両面搬送路18が備えられている。
一方、シートトレイ13から二次転写部に至る搬送路14には、対向する2つのロール間に記録媒体を挟み込み、回転駆動されることによって記録媒体を搬送する搬送ロール19が設けられている。そして、二次転写部の上流側には記録媒体を搬送するとともに、二次転写部に記録媒体を送り込むタイミングを調整するレジストロール20が設けられている。
画像形成ユニット10a、10b、10c、10dのそれぞれは、図2に示すように、潜像保持体の一例として表面に静電潜像が形成される感光体ドラム1を有しており、各感光体ドラム1の周囲に、帯電装置の一例として該感光体ドラムの表面をほぼ一様に帯電するスコロトロン帯電器2と、感光体ドラム上に形成された潜像にトナーを選択的に転移させてトナー像を形成する現像装置3と、転写後の感光体ドラム1に残留したトナーを回収するクリーニング装置5とを備えている。
そして、一様に帯電された感光体ドラム1のそれぞれに対応して、画像信号に基づく像光を照射して静電潜像を書き込む像露光装置6が設けられ、中間転写体11には感光体ドラム1上のトナー像を中間転写体11上に一次転写する転写装置4が設けられている。
なお、スコロトロン帯電器2および像露光装置6等を一体的に構成した露光ユニットとし、この露光ユニットごと装置に組み付けたり、交換等を行う構成としてもよい。また、中間転写体11を介さずに記録媒体に転写する方式としてもよい。
帯電装置は、本実施の形態においては、スコロトロン帯電器として構成され、帯電部材の一例として被帯電体である感光体ドラム1の周面を帯電することがきる位置に張架された1本の電極ワイヤ33を備えるものであり、この電極ワイヤ33と感光体ドラム1との間に電圧を印加してコロナ放電を生じさせ、感光体ドラム1の表面を帯電するものである。
このスコロトロン帯電器2の詳細な構成については後述する。
像露光装置6は、画像信号に基づいて点滅するレーザ光を発生し、これをポリゴンミラーによってそれぞれの感光体ドラム1の主走査方向にスキャンするものである。これにより各感光体ドラム1の表面に各色の画像に相当する静電潜像が形成される。
現像装置3には現像剤としてトナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤が使用されており、感光体ドラム1と対向する現像ロール3aに磁気的に吸着されて搬送される。
そして、現像ロール上で規制ブレードにより適切な厚さの層とされ、感光体ドラム1との対向位置へと供給される。現像ロール3aにはトナーを感光体ドラム1上の静電潜像に転移させるために−500V前後の現像バイアス電圧Vdが印加されている。
中間転写体11の内側には、駆動ロール21と、対向ロール22と、支持ロール23が配置され、中間転写体11はこれらに張架されて図中に示す矢印Aの方向に周回移動するようになっている。
転写ロール12は、上記対向ロール22と対向する位置に設けられ、中間転写体11を介して対向ロール22に押圧されている。
定着装置15は、熱源を内蔵した加熱ロール15aと、この加熱ロール15aに圧接される加圧ロール15bとを備えており、これらが平行に配置されて記録媒体を挟み込むニップ部を形成している。
トナー像が転写された記録媒体は、上記ニップ部に送り込まれ、回転駆動される加熱ロール15aと加圧ロール15bとの間で加熱されると共に加圧され、溶融したトナーが記録媒体上に定着される。
定着装置15の下流側の搬送経路には、記録媒体の搬送ロール24と、排紙トレイ16へ記録媒体を送り出す排紙ロール25とが設けられており、搬送ロール24と排紙ロール25との間に、記録媒体の搬送方向を切り換えるゲート17が設けられている。
次に、図3から図6を参照して、スコロトロン帯電器2の詳細について説明する。
スコロトロン帯電器2は、図3から図6に示すように、電極ワイヤ33およびグリッド35の清掃を行う清掃ユニットUを備えている。
この清掃ユニットUは、電極ワイヤ33の軸線方向に沿って移動する支持部材の一例である支持体36と、この支持体36に支持されて電極ワイヤ33に感光体ドラム1と反対側(背面側)から接触する第1のパッド37と、感光体ドラム側から接触する第2のパッド38と、グリッド35に接触するように設けられたブラシ39と、支持体36に嵌め合わされて第1のパッド37が電極ワイヤ33に対して接触または離隔するように第1のパッド37を動作させる移動部材40とを備えている。
なお、第1のパッド37および第2のパッド38が電極ワイヤ33の清掃部材として、ブラシ39がグリッド35の清掃部材として機能する。
また、この清掃ユニットUを電極ワイヤ33の軸線方向に移動させるために、前方側の端部材31と後方側の端部材32とにそれぞれ両端が支持されて軸線回りに回転駆動されるスクリュー部材41が設けられている。
スクリュー部材41は、金属の棒状部材の周面に螺旋状の突出部が設けられたボールネジで構成され、電極ワイヤ33の軸線と平行に支持され、支持体36の駆動伝達部36aに設けられたねじ穴にねじ込まれて貫通している。
したがって、このスクリュー部材41が軸線回りに電動モータM(図7参照:駆動手段の一例)によって回転駆動されることにより、支持体36に軸線方向の駆動力を付与することができる。
支持体36は、シールドケース34の内側に配置されてパッド37、38及びブラシ39を支持する基部36bと、この基部36bからシールドケース34に設けられたスリットから外側に突き出した駆動伝達部36aとを含むものである。
基部36bは、感光体ドラム1の周面に対して電極ワイヤ33の側方と背面側とを囲むような形状となっている。
そして、この支持体36は駆動伝達部36aを貫通するスクリュー部材41と、シールドケース34のスリットの縁部34aに支持されており、スクリュー部材41の回転駆動によって電極ワイヤ33の軸線方向に駆動される。
第1のパッド37は、支持体36に回転移動可能に設けられたアーム42の先端に取り付けられており、このアーム42が電極ワイヤ33と直角方向の支持軸回りに回転をすることによって背面側から電極ワイヤ33に押し付けられ、逆方向の回転により電極ワイヤ33から離隔されるものとなっている。
第2のパッド38は、電極ワイヤ33と感光体ドラム1の表面との間に設けられた梁状部材43に取り付けられ、支持体36に対して位置が固定されている。
そして、第1のパッド37が電極ワイヤ33に接触していないときには、この第2のパッド38は、感光体ドラム1側から電極ワイヤ33に対向し、電極ワイヤ33から僅かに離れた位置で支持されている。
一方、第1のパッド37が電極ワイヤ33に押し付けられたときには、電極ワイヤ33が変位し、第2のパッド38に押し付けられるものとなっている。
移動部材40は、支持体36に対して画像形成装置の後方側から嵌め合わされており、感光体ドラム1と離れた部位から前方側に突き出した一対の突出部40aが支持体36の駆動伝達部36aに設けられた溝36cに嵌め合わされ、図6に示すようにこの駆動伝達部36aを挟み込むようにして連結されている。
また、感光体ドラム1に近い部分から前方側にアーム駆動部40bが突き出しており、第1のパッド37を支持するアーム42の感光体ドラム側に接触するものとなっている。
また、移動部材40が支持体36から後方側へ引き出された状態では、アーム駆動部40bがアーム42から後退し、アーム42に対するバネ44の付勢力によって第1のパッド37が電極ワイヤ33に押し付けられる。
これに伴い、電極ワイヤ33は感光体ドラム1の周面側に変位し、支持体36に対して位置を固定して支持された第2のパッド38にも押し付けられ、感光体ドラム1の背面側と感光体ドラム側との双方からそれぞれ第1のパッド37及び第2のパッド38が押し付けられるようになっている。
移動部材40の支持体36に対する相対的な移動およびこれに伴う第1のパッド37の電極ワイヤ33に対する接離は、支持体36の電極ワイヤ33の軸線方向への駆動に伴って行われる。
支持体36が前方側から後方側に移動するときには、図4に示すように、移動部材40は支持体36から後方側に突き出された状態で移動する。
このとき、第1のパッド37および第2のパッド38は電極ワイヤ33に接触している。
そして、支持体36が前方側から後方側に移動するときには、第1のパッド37および第2のパッド38が電極ワイヤ33に押し付けられた状態で移動し、電極ワイヤ33の清掃が行われる。
また、後方側から前方側へ移動するときには第1のパッド37および第2のパッド38は電極ワイヤ33から離隔され、電極ワイヤ33を清掃することなく移動する。
次に、図7から図9を参照して、本実施の形態に係るプリンタPR1の制御系の構成について説明する。
なお、図7は本実施の形態に係るプリンタPR1の機能構成を示す機能ブロック図、図8および図9は回路構成例を示す回路図である。
図8に示すように、画像形成ユニット10a、10b、10c、10dは、検知手段の一例である検知スイッチSW1〜SW4の1端子に接続されている。検知スイッチSW1〜SW4を直列に接続した直列回路を用いて、レーザ制御装置102の誤操作や誤動作による事故を防止するためのインターロック回路Cを構成している。
ここで、各検知スイッチSW1〜SW4は、インターロック回路Cとして機能するように2接点を有するスイッチで構成される。
各検知スイッチSW1〜SW4の他端子には、上述のスコロトロン帯電器2を駆動させるドライバ基板100が接続され、このドライバ基板100はマイクロコンピュータ等で構成される制御装置101(制御手段の一例)に接続されている。
また、制御装置101は、上述の清掃ユニットUに接続され、所定のタイミングで電動モータMを駆動させて清掃部材(第1のパッド37および第2のパッド38)を電極ワイヤ33の軸線方向に往復移動させて付着物を除去させる。
より具体的には、制御装置101は、清掃部材(第1のパッド37および第2のパッド38)について、直列回路Cの一端側から開始し、直列回路Cの他端側から終了させるように電動モータMの駆動を制御する。
また、制御装置101は、画像形成ユニット10a、10b、10c、10d毎の各清掃部材(第1のパッド37および第2のパッド38)の清掃開始時期の時間差が、検知スイッチSW1〜SW4によって各清掃部材が非清掃時に待機している待機位置を離れたことを検知できる時間(T1)以上となるように制御する。
さらに、制御装置101は、画像形成ユニット10a、10b、10c、10d毎の各清掃部材(第1のパッド37および第2のパッド38)が往路動作終了後に、下記に示す待機時間(T2)よりも長い時間待機した後で、復路動作を開始するように制御する。
待機時間(T2)=T0+T1×(X−A)×2
T0:往路動作から復路動作に移る際の共通な待機時間
X:清掃動作が指示された数
A:清掃動作が指示された中で、清掃動作を開始した順番
また、直列回路Cの一端は24Vの電源に接続され、他端はレーザ出力装置103を制御するレーザ制御装置102に接続されている。
また、比較対象としての画像形成装置では、コストダウンを図るため、帯電装置の有無を検知する手段と清掃部材がホームポジションに居ることを検知する手段を共通の装置としている構成とする場合が多い。
そのため、何れかの清掃部材が待機位置を離脱したとき、露光用の通電を遮断する回路が切れることになる。
また、回路構成を簡易化するために、露光用の通電回路と帯電装置の待機位置検知用の回路を兼ねた構成とした場合には、全ての帯電装置の清掃部材が同時に待機位置から移動と、帯電装置の何れかが待機位置から移動していないなどの異常の有無が判断できなくなってしまうという不都合があった。
本実施の形態に係るプリンタPR1では、画像形成ユニット10a、10b、10c、10dの第1のパッド37および第2のパッド38で構成される清掃部材の清掃開始タイミングと終了タイミングを変えてやることで、清掃開始されたことが判断される。
さらに、復路動作で動作開始タイミングを反転することにより、清掃部材(第1のパッド37および第2のパッド38)の電動モータMの無駄な動作時間が低減される。
また、復路動作開始前に待機する構成を取ることにより、清掃部材の移動速度をエンジン毎に変える必要がなくなる。また、全ての画像形成ユニット10a、10b、10c、10dについて共通の移動速度で清掃部材が移動するので、画像形成ユニット10a、10b、10c、10d間での移動速度に起因するクリーニング性のムラを防ぐことができる。
なお、図9に示す回路例のように、直列回路Cの一端はレーザ出力装置103を制御するレーザ制御装置102に接続され、他端は24Vの電源に接続する態様としても構わない。
ここで、図10および図11のタイムチャートに、清掃動作の例を示す。
図10のタイムチャートは、往路開始時の画像形成ユニット10a、10b、10c、10d間の時間差が全て同じである場合の例を示す。
この例において、画像形成ユニット10a、10b、10c、10dの各清掃部材に対して清掃部材の往路動作開始を指示した後、時間Tsを経過しても当該清掃部材が待機位置に存在しているとの検知をし続けると、フェールを発生する。
また、清掃部材(第1のパッド37および第2のパッド38)が復路動作を開始した後、往路動作から復路動作に移る際の共通な待機時間T0と清掃が終了したことを判断するために必要な検知時間よりも長い時間で設定した閾値とを合わせた時間T0+閾値間にインターロック回路Cがホームポジションを検知しない場合には、フェールを発生する。
図10に示すように、時間T1だけ清掃開始のタイミングをずらすことにより、画像形成ユニット10a、10b、10c、10dの清掃の開始に当たって、ホームポジションを離脱したことを判断される。
また、往路動作終了後、時間T2=T0+T1×(X−A)×2だけ待機することで、復路動作を開始するタイミングを反転する。
なお、T0:往路動作から復路動作に移る際の共通な待機時間、X:清掃動作が指示された数、A:清掃動作が指示された中で、清掃動作を開始した順番である。
これにより、ホームポジションに順次到達したことが判断できるため、電動モータの無駄な動作を回避することができる。
図11のタイムチャートは、往路開始時の画像形成ユニット10a、10b、10c、10d間の時間差が異なる場合の例を示す。
これにより、清掃時の待機時間が短縮され、電極ワイヤを効率的に清掃することができる。
以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって開示された技術に限定されるものではないと考えるべきである。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈すべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲内でのすべての変更が含まれる。
また、プログラムを用いる場合には、ネットワークを介して提供し、或いはCD−ROM等の記録媒体に格納して提供することが可能である。
即ち、画像処理プログラムを含む所定のプログラムを記録媒体としてのハードディスク等の記憶装置に記録する場合に限らず、当該所定のプログラムを次のようにして提供することも可能である。
例えば、所定のプログラムをROMに格納しておき、CPUが、この所定のプログラムをこのROMから主記憶装置へローディングして実行するようにしてもよい。
また、上記所定のプログラムを、DVD−ROM、CD−ROM、MO(光磁気ディスク)、フレキシブルディスク、などのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布するようにしてもよい。
さらには、画像処理装置等を通信回線(例えばインターネット)を介してサーバ装置あるいはホストコンピュータと接続するようにし、サーバ装置あるいはホストコンピュータから上記所定のプログラムをダウンロードした後、この所定のプログラムを実行するようにしてもよい。この場合、この所定のプログラムのダウンロード先としては、RAM等のメモリやハードディスクなどの記憶装置(記録媒体)が挙げられる。
本発明による画像形成装置および制御プログラムは、複写装置、レーザプリンタ、フルカラープリンタ、複合機、ファクシミリ装置等に適用することができる。
実施の形態に係る画像形成装置PR1の構成を示す概略構成図である。 実施の形態に係る画像形成装置PR1の要部を示す概略構成図である。 帯電装置の構成を示す構成図である。 帯電装置の構造及びこの帯電装置が備える清掃ユニットの構造を示す断面図であって、図5中に示すA−A線における断面図である。 帯電装置の構造及びこの帯電装置が備える清掃ユニットの構造を示す断面図であって、図4中に示すB−B線における断面図である。 帯電装置の構造及びこの帯電装置が備える清掃ユニットの構造を示す断面図であって、図5中に示すC−C線における断面図である。 実施の形態に係る画像形成装置PR1の機能構成を示す機能ブロック図である。 回路構成例を示す回路図である。 他の回路構成例を示す回路図である。 往路開始時の各画像形成ユニット間の時間差が全て同じである場合の例を示すタイムチャートである。 往路開始時の各画像形成ユニット間の時間差が異なる場合の例を示すタイムチャートである。
PR1 画像形成装置
1 感光体ドラム
2 帯電装置
U 清掃ユニット
3 現像装置
4 転写装置
5 クリーニング装置
6 像露光装置
10 画像形成ユニット
11 中間転写体
12 転写ロール
13 シートトレイ
14 搬送路
15 定着装置
16 排紙トレイ
18 両面搬送路
19 搬送ロール
20 レジストロール
21 駆動ロール
22 対向ロール
23 支持ロール
24 搬送ロール
25 排紙ロール
31 端部材
32 端部材
33 電極ワイヤ
34 シールドケース
35 グリッド
36 支持体
37 第1のパッド
38 第2のパッド
39 ブラシ
40 移動部材
41 スクリュー部材
43 梁状部材
100 ドライバ基板
101 制御装置
102 レーザ制御装置
103 レーザ出力装置
C 直列回路
M 電動モータ
SW1〜SW4 検知スイッチ

Claims (3)

  1. 被帯電体との間に帯電用の電圧が印加される複数の帯電部材と、
    前記各帯電部材と接触した状態で往復移動して付着物を除去し、非清掃時には待機位置で待機する複数の清掃部材と、
    前記各清掃部材が前記待機位置に有るか否かを電気的な接続の可否で検知する複数の検知手段と、
    前記複数の検知手段を直列に接続する直列回路と、を備え、
    前記清掃部材が前記帯電部材を清掃する際に、前記清掃部材の往路移動を前記直列回路の一端に対応する側から開始し、前記清掃部材の復路移動を前記直列回路の他端に対応する側から終了させることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記各清掃部材の清掃開始時期の時間差が、前記検知手段によって前記各清掃部材が前記初期位置を離れたことを検知できる時間(T1)以上であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記各清掃部材が往路動作終了後に、下記に示す待機時間(T2)だけ待機した後で、復路動作を開始することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
    待機時間(T2)=T0+T1×(X−A)×2
    T0:往路動作から復路動作に移る際の共通な待機時間
    X:清掃動作が指示された数
    A:清掃動作が指示された中で、清掃動作を開始した順番
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