JP5447152B2 - 画像形成装置及びクリーニング方法 - Google Patents
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Description
クリーニングブレード等により像担持体をクリーニングする際には、トナーの感光体への付着力を低減させ、クリーニング性能を上げるために、潤滑剤が添加されたトナーを塗布して潤滑剤を像担持体の表面に付着させる技術が用いられている。
例えば、像担持体の駆動モータのトルク変動測定手段による像担持体の表面状態の検知、又は、像担持体の表面状態の経時変化データにより、紙間のトナー帯幅を制御する技術が開示されている(特許文献1参照)。また、像担持体とクリーニングブレードとの摩擦力を、像担持体の駆動モータトルクによってモニタリングし、駆動モータトルクがある一定値を超えた場合には、像担持体上のトナー量を増加させる駆動トルク低減モードを作動させる技術が開示されている(特許文献2参照)。
また、トナーは像担持体の表面を研磨する効果を有するため、潤滑剤の付着量が過剰な場合には、トナーを供給して当該トナーを像担持体の表面の研磨材として用いて過剰な潤滑剤を除去する技術があるが、潤滑剤が過剰状態であるにもかかわらず潤滑剤が付着しやすいトナーパターンで潤滑剤を供給した場合には、更に過剰状態となり、クリーニングブレードの凝着磨耗が進み破損するおそれがある。
従って、潤滑剤の付着量が枯渇状態である場合のクリーニングブレードのめくれ等により生じるクリーニング不良と、潤滑剤の付着量が過剰状態である場合の潤滑材除去能力低下によるクリーニングブレードの凝着磨耗により生じるクリーニング不良と、を防止することは困難であるという問題がある。
例えば、トルク検出部から検出されたトルクが予め設定された閾値トルクよりも大きい場合、且つ、印字率が予め設定された基準印字率よりも大きい場合、像担当持体上の潤滑剤の付着量が過剰状態であると判別し、第1トナー強制排出用パターンを形成するこができる。また、例えば、トルク検出部から検出されたトルクが予め設定された閾値トルクよりも大きい場合、且つ、印字率が予め設定された基準印字率以下の場合、像担当持体上の潤滑剤の付着量が枯渇状態であると判別し、第1トナー強制排出用パターンよりも単位面積あたりのトナーの付着量が少ない第2トナー強制排出用パターンを形成することができる。
まず、構成を説明する。
図1に、本実施の形態における画像形成装置の構成を示す。
図1に示すように、画像形成装置1には、画像読取部2、プリント部3等が設けられている。画像読取部2には、原稿自動送り部21と、読取部22とが設けられている。プリント部3には、画像形成ユニット30、転写ユニット40、クリーニングユニット50、定着装置60、給紙ユニット70、レジストローラ80等が設けられている。
画像形成ユニット30についての詳細な説明は、図2を用いて後述する。
転写ユニット40は、複数のローラによって張設され回動する転写ベルト41等を備えて構成されている。転写ベルト41は、感光体ドラム31と当接し、感光体ドラム31に形成されたトナー像を用紙に転写する転写部として機能する。
感光体ドラム31は、駆動モータ等の駆動機構に接続されており、当該駆動モータにより一定速度で回転駆動される。帯電装置32は、感光体ドラム31に電荷を付加し、感光体ドラム31の表面を予め定められた極性(例えば、負の極性)に帯電させる。
露光装置33は、画像データに応じた光を感光体ドラム31の表面に照射して静電潜像を形成する。
トナーボトルは、当該トナーボトルのトナーの流出口が連結部材に着脱自在に装着されている。連結部材は、トナーボトルの流出口と現像装置34内部とを繋ぐ円筒体と、当該円筒体内部に設けられたスクリュー部材等を備えている。そして、連結部材は、トナーボトルの流出口から流出したトナーをスクリュー部材の回転に応じて現像装置34内に流入させる。スクリュー部材は、トナー補給モータにより駆動される。
図3に示すように、画像形成装置1は、画像読取部2と、プリント部3と、操作表示部4と、プリンタコントローラ5と、本体制御部10等を備えて構成される。
なお、感光体ドラムの非画像領域とは、1枚の用紙に転写するトナー像が形成される画像領域の相互の間の領域であり、一般には「紙間」と称される。
また、第2トナー強制排出用パターンとしては、第1トナー強制用排出パターンよりも単位面積あたりのトナーの付着量が少ない、即ち、画像形成装置で出力可能な最大濃度よりも低い濃度(例えば、50%)での主走査方向に延在する帯状のトナー像(ハーフトーンソリッドパターン)であってもよい。
図4に示すように、印字率がX1[%]以下の場合、感光体ドラム表面上の純水接触角度は低く、感光体ドラム表面上の潤滑剤の付着量が適正量よりも低下した状態(枯渇状態)となり、クリーニング不良が発生する。
また、印字率がX2[%]以上の場合、感光体ドラム表面上の純水接触角度は高い値でほぼ一定であり、感光体ドラム表面上の潤滑剤の付着量が適正量よりも高い状態(過剰状態)となり、感光体ドラム表面が鏡面化した状態となる。そのため、印字率がX2[%]以上では、クリーニングブレードと感光体ドラムとの凝着磨耗が進み、クリーニング不良が発生する。
図6に、本実施の形態における潤滑剤調整処理のフローチャートを示す。
図6に示すフローチャートは、制御部110と各部との協働によって実行される処理である。
ステップS3において取得する検出トルクは、1ページ分の画像データに基づくトナー像が形成される前にトルク検出部31aにより検出されたものである。
ステップS5では、所定期間(例えば、100プリント毎)における平均の印字率が算出される。印字率は、例えば、所定期間における画像形成領域の面積と当該画像形成領域内に形成したドット(画素)の面積とにより算出される。
制御部110からの指示に従って、プリント部では、紙間に第1トナー強制排出用パターンのトナー像を形成する。紙間に形成された第1トナー強制排出用パターンのトナー像がクリーニング部35においてクリーニングされる際、感光体ドラムの表面に付着している潤滑剤が当該トナー像と共に除去される。
制御部110からの指示に従って、プリント部では、紙間に第2トナー強制排出用パターンのトナー像を形成する。第2トナー強制排出用パターンのトナー像が感光体ドラムの表面上に形成されることにより、当該トナー像を形成するトナーに添加されている潤滑剤が感光体ドラムの表面上に移動する。
本評価では、閾値トルクを300[mN・m]、基準印字率を12[%]とし、第2トナー強制排出用パターンを評価モデル毎に異ならせた。
評価は、用紙に形成される画像のクリーニング不良の有無と、第1、2トナー強制排出用パターンの形成前後でのトルクの低下の有無とについて行った。
また、比較例として、検出トルク及び印字率に関係なく、紙間にトナー強制排出用パターンを形成した場合における評価を行った。
図7に示す評価モデル1〜3は、検出トルク及び印字率に応じて形成されるトナー強制排出用パターンが変更された場合の例であり、比較例1、2は、検出トルク及び印字率に関係なくトナー強制排出用パターンが形成された場合の例である。
「A」は、濃度が画像形成装置の最大濃度であり、副走査方向の長さが20[mm]のソリッドパターンである。「B1」は、濃度が画像形成装置の最大濃度であり、副走査方向の長さが40[mm]のラインパターンである。「B2」は、濃度が画像形成装置の最大濃度に対して50%の濃度であり、副走査方向の長さが40[mm]のソリッドパターンである。「B3」は、濃度が画像形成装置の最大濃度に対して50%の濃度であり、副走査方向の長さが80[mm]のラインパターンである。
なお、印字率が15[%]のときは、検出トルクが閾値トルク以下であったため、トナー強制排出用パターンは形成されない。
評価モデル1〜3では、クリーニング不良は発生せず、トナー強制排出用パターンのトナー像形成後のトルクは、トナー強制排出用パターンのトナー像形成前よりも低下して適正範囲となり、良好な状態であった。
比較例1では、印字率が小さい(例えば、印字率が1、5[%])場合、トナーのすり抜けが発生した。そのため、すり抜けたトナーが用紙に付着することによる画質の低下が生じるおそれがあると考えられる。
比較例2では、印字率が大きい(例えば、印字率が18、30[%])場合、トナー強制排出用パターンの形成後のトルクの低下がみられなかった。そのため、感光体ドラムに対するクリーニングブレードの磨耗が進行し、クリーニングブレードが破損するおそれがあると考えられる。
その他のコンピュータ読み取り可能な媒体として、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、CD-ROM等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。
また、本発明に係るプログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ(搬送波)も本発明に適用される。
2 画像読取部
3 プリント部
4 操作表示部
5 プリンタコントローラ
6 外部装置
10 本体制御部
21 原稿自動送り部
22 読取部
22a イメージセンサ
30 画像形成ユニット
31 感光体ドラム
31a トルク検出部
32 帯電装置
33 露光装置
34 現像装置
34a トナー補給装置
35 クリーニング部
35a クリーニングブレード
35b クリーニングブラシ
40 転写ユニット
41 転写ベルト
50 クリーニングユニット
60 定着装置
61 定着ローラ
62 加圧ローラ
70 給紙ユニット
80 レジストローラ
110 制御部
121 不揮発メモリ
130 画像メモリ
140 画像処理部
300 プリント制御部
N ネットワーク
Claims (7)
- トナー像が形成される像担持体と、
潤滑剤が添加されたトナーが充填され、当該トナーを前記像担持体に付着させて前記トナー像を形成する現像装置と、
前記像担持体を駆動する駆動モータのトルクを検出するトルク検出部と、
前記像担持体の表面をクリーニングするクリーニング部と、
前記像担持体上に形成されたトナー像の印字率を算出し、当該印字率及び前記トルク検出部から検出されたトルクに基づいて、前記像担当持体上の潤滑剤の付着量の状態を判別し、当該判別結果に応じてトナー強制排出用パターンのトナー像を変更する制御部とを備え、前記トルク検出部から検出されたトルクが予め設定された閾値トルクよりも大きい場合、且つ、前記印字率が予め設定された基準印字率よりも大きい場合、前記像担当持体上の潤滑剤の付着量が過剰状態であると判別し、第1トナー強制排出用パターンを形成し、前記トルク検出部から検出されたトルクが予め設定された閾値トルクよりも大きい場合、且つ、前記印字率が予め設定された基準印字率以下の場合、前記像担当持体上の潤滑剤の付着量が枯渇状態であると判別し、第1トナー強制排出用パターンよりも単位面積あたりのトナーの付着量が少ない第2トナー強制排出用パターンを形成する画像形成装置。 - 前記制御部は、
前記判別結果に応じて、前記トナー強制排出用パターンのトナー像の形状を変更して、前記トナー強制排出用パターンのトナー像を変更する、
請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記トルク検出部は、
前記駆動モータの駆動電流値を検出し、当該駆動電流値に応じたトルクを出力する、
請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 前記潤滑剤は、ステアリン酸亜鉛を含む、
請求項1から3のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記潤滑剤は、ステアリン酸カルシウムを含む、
請求項1から3のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記潤滑剤は、ステアリン酸マグネシウムを含む、
請求項1から3のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 潤滑剤が添加されたトナーが充填され、当該トナーを像担持体に付着させてトナー像を形成する現像装置と、前記像担持体の表面をクリーニングするクリーニング部と、を備えた画像形成装置の前記像担持体に対するクリーニング方法において、
前記像担持体を駆動する駆動モータのトルクを検出するトルク検出工程と、
前記像担持体上に形成されたトナー像の印字率を算出する印字率算出工程と、
前記トルク検出工程により検出されたトルクが予め設定された閾値トルクよりも大きい場合、且つ、前記印字率が予め設定された基準印字率よりも大きい場合、前記像担当持体上の潤滑剤の付着量が過剰状態であると判別し、第1トナー強制排出用パターンを形成し、前記トルク検出工程により検出されたトルクが予め設定された閾値トルクよりも大きい場合、且つ、前記印字率が予め設定された基準印字率以下の場合、前記像担当持体上の潤滑剤の付着量が枯渇状態であると判別し、第1トナー強制排出用パターンよりも単位面積あたりのトナーの付着量が少ない第2トナー強制排出用パターンを形成する工程と、
を含むクリーニング方法。
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