JP6068268B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、電子写真方式の画像形成処理を行う画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、感光体、感光体の表面を均一に帯電させる主帯電器、感光体の表面に光を照射することで静電潜像を形成する露光装置を備える。また、電子写真方式の画像形成装置の中には、一次転写と二次転写との間に転写前帯電器を備えるものもある。主帯電器や転写前帯電器の放電電極、露光装置の出射光用の窓などの部材に塵埃や露が付着すると、画質が低下する。例えば、鋸歯状放電電極の先端部に、トナーやシリカなどの塵埃や結露による露が付着すると、放電不良が起こり、画質が低下する。

そこで、温湿度検知手段によって検出された温湿度という環境情報の値に基づいてコロナ放電電極を清掃する画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００９−１５１１２１号公報

しかし、特許文献１に記載の従来の画像形成装置では、温湿度を検出時毎に個別に見れば問題のない値であっても、温湿度が急激に変化した場合には、放電電極や露光装置の出射光用の窓などの部材に塵埃や露が付着し、画質が低下することがある。

この発明の目的は、急激な環境変化による画質低下を抑制できる画像形成装置を提供することにある。

この発明の画像形成装置は、電子写真方式の画像形成処理を行う。画像形成装置は、検出部、清掃装置、及び制御部を備える。検出部は、画像形成装置内の画像形成処理に関する環境情報値を所定時間毎に検出する。清掃装置は、画像形成装置内の清掃対象部材を清掃する。制御部は、検出部が検出した環境情報値に急激な変化があった場合に清掃装置に清掃を実行させる。

この構成では、温度や湿度などの環境情報値の時間経過による変化度合いが取得され、環境情報値に急激な変化があった場合は清掃が実行される。このため、被清掃部材に結露等が発生しやすい状況において、被清掃部材の清掃が実行される。よって、被清掃部材への塵埃や露の付着による画質低下が抑制される。また、無駄な清掃の実行による待機時間や、清掃部材の劣化が抑制される。

上述の構成において、環境情報値の検出範囲が複数のエリアに区分され、それぞれのエリアを示すエリア値と環境情報値との対応関係を示すテーブルデータを記憶する記憶部をさらに備え、制御部は、検出された環境情報値に対応するエリア値が前回の検出時から変化した場合に、清掃装置に清掃を実行させるように構成することができる。

この構成では、環境情報値が検出されるとこの環境情報値に対応するエリア値がテーブルデータに基づいて取得され、前回の検出時のエリア値と比較される。エリア値が前回の検出時から変化した場合は、環境情報値に急激な変化があったものとして清掃が実行される。このため、環境情報値が急激に変化したか否かを客観的に判定することができる。

また、制御部は、エリア値の変動幅が２段階以上であった場合に、清掃装置に清掃を実行させるように構成することができる。

エリア値の変動幅が１段階である場合は、検出された環境情報値がエリアの境界付近であった場合に僅かな変化であっても別のエリアに変化したと判定されて清掃が実行されることがあるが、この構成では、このような僅かな変化は急激な変化があったとは判定されないので、清掃タイミングがより適正化される。

さらに、それぞれにおいてトナー像を形成する複数の画像形成ステーションを備え、清掃対象部材は複数の画像形成ステーションのそれぞれに設けられ、清掃装置による清掃のタイミングは、画像形成ステーション毎に制御されるように構成することができる。

この構成では、画像形成ステーション毎に清掃タイミングが適正化されるので、画質低下、並びに待機時間及び清掃部材の劣化が、より抑制される。

また、検出部が環境情報値を検出する時間間隔は、所定時間毎に実行される通常清掃の時間間隔よりも短く設定されるように構成することができる。

この構成では、環境情報値に急激な変化があった場合は、通常清掃よりも短い時間間隔で清掃が実行される。このため、被清掃部材への塵埃や露の付着による画質低下がより抑制される。

この発明によれば、急激な環境変化による画質低下を抑制することができる。

この発明の実施形態１に係る画像形成装置の概略の構成を示す図である。 画像形成装置に備えられる画像形成ステーションの一部の拡大図である。 画像形成ステーションに備えられる主帯電器の清掃装置の模式図である。 画像形成装置の概略の電気的構成を示すブロック図である。 制御部の処理手順を示すフローチャートである。 温度及び湿度とエリア値との対応関係を示すテーブルデータの一例を示す図である。

図１に示すように、この発明の実施形態１に係る画像形成装置１００は、装置本体１１０、及び自動原稿搬送装置（ＡＤＦ:Automatic Document Feeder）１２０を備えている。画像形成装置１００は、原稿から生成した画像データ又は外部から入力した画像データに基づいて、用紙に多色又は単色の画像を形成する。用紙は、記録媒体の一例である。記録媒体として、用紙の他に、印画紙、ＯＨＰフィルム等が挙げられる。

ＡＤＦ１２０は、装置本体１１０の上に配置されている。

装置本体１１０は、画像読取部１３０、画像形成部１４０、及び給紙部１５０を備えている。

画像読取部１３０は、装置本体１１０の上部に配置され、固定原稿読取モード時に、固定配置された原稿の画像を読み取って画像データを生成し、搬送原稿読取モード時に、ＡＤＦ１２０によって１枚ずつ搬送中の原稿の画像を読み取って画像データを生成する。

画像形成部１４０は、光走査装置３、４個の画像形成ステーション３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ、中間転写ユニット４０、二次転写ユニット５０、及び定着装置７０を備え、用紙に電子写真方式の画像形成処理を行う。

中間転写ユニット４０は、中間転写ベルト４１、駆動ローラ４２、従動ローラ４３、テンションローラ４４、中間転写ベルト用クリーニング装置４５、転写前帯電器４６、及び対向ローラ４７を有している。中間転写ベルト４１は、駆動ローラ４２、従動ローラ４３、及びテンションローラ４４によって張架されてループ状の移動経路を形成している。

画像形成部１４０は、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの４色の各色相のトナー像（現像剤像）を、画像形成ステーション３０Ａ〜３０Ｄにおいて形成する。画像形成ステーション３０Ｂ〜３０Ｄは、画像形成ステーション３０Ａと実質的に同様に構成されている。

ブラックの画像形成ステーション３０Ａは、感光体ドラム１Ａ、主帯電器２Ａ、現像ユニット４Ａ、一次転写ローラ５Ａ、及びクリーニングユニット６Ａを備えている。

主帯電器２Ａは、感光体ドラム１Ａの周面を所定の電位に帯電させる。この実施形態では、主帯電器２Ａとして、非接触形式の帯電器が用いられている。主帯電器２Ａとして、ローラ型やブラシ型の接触形式の帯電器を用いることもできる。

光走査装置３は、４色の各色相の画像データによって変調されたレーザ光を出射し、レーザ光によって画像形成ステーション３０Ａ〜３０Ｄのそれぞれの感光体ドラム１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの周面を露光する。感光体ドラム１Ａ〜１Ｄの周面には、各色相の画像データに基づく静電潜像が形成される。

現像ユニット４Ａは、感光体ドラム１Ａの周面に、画像形成ステーション３０Ａの色相であるブラックのトナー（現像剤）を供給し、静電潜像をトナー像に顕像化する。

中間転写ベルト４１の外周面は、感光体ドラム１Ａ〜１Ｄの周面に対向する。中間転写ベルト４１を挟んで感光体ドラム１Ａに対向する位置に、一次転写ローラ５Ａが配置されている。中間転写ベルト４１と感光体ドラム１Ａ〜１Ｄとが互いに対向する位置のそれぞれが、一次転写位置である。

一次転写ローラ５Ａに一次転写バイアスが印加されることで、感光体ドラム１Ａ〜１Ｄのそれぞれの周面に形成された各色相のトナー像が中間転写ベルト４１の外周面に順次重ね合わせて一次転写され、中間転写ベルト４１の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。

４色の色相のうち一部の色相の画像データが入力した場合は、入力した画像データの色相のトナー像のみが形成され、中間転写ベルト４１の外周面に一次転写される。

クリーニングユニット６Ａは、現像及び一次転写の後に感光体ドラム１Ａの周面に残留したトナーを回収する。

一次転写位置のそれぞれにおいて中間転写ベルト４１の外周面に一次転写されたトナー像は、中間転写ベルト４１の回転によって、中間転写ベルト４１と、二次転写ユニット５０に備えられた二次転写ローラ５１と、の対向位置である二次転写位置へ向けて搬送される。

転写前帯電器４６及び対向ローラ４７は、中間転写ベルト４１の移動方向において、４個の一次転写位置のうち最も下流側の一次転写位置と、二次転写位置との間に配置されている。転写前帯電器４６は、中間転写ベルト４１に担持されているトナー像のトナーに対して、二次転写に先だって、トナーの帯電極性と同極性の電荷を印加する。これによって、中間転写ベルト４１に担持されたトナーの帯電電位が均一化され、二次転写性能が高められる。

給紙部１５０は、給紙カセット１５１、手差しトレイ１５２、及び用紙搬送路６１を備えている。給紙カセット１５１又は手差しトレイ１５２の何れかから選択的に用紙が用紙搬送路６１へ１枚ずつ供給される。

用紙搬送路６１は、給紙カセット１５１及び手差しトレイ１５２のそれぞれから二次転写位置及び定着装置７０を経由して排紙トレイ６２へ至るように形成されている。

二次転写ローラ５１は、中間転写ベルト４１を挟んで駆動ローラ４２に所定のニップ圧で圧接している。

給紙部１５０から給紙された用紙が二次転写位置を経由する際に、二次転写ローラ５１に二次転写バイアスが印加される。これによって、中間転写ベルト４１の外周面に担持されたトナー像が、用紙に二次転写される。

トナー像が用紙に転写された後の中間転写ベルト４１上に残留したトナーは、中間転写ベルト用クリーニング装置４５によって回収される。

トナー像が転写された用紙は、定着装置７０へ導かれる。定着装置７０は、加熱ローラ７１及び加圧ローラ７２を備え、加熱ローラ７１と加圧ローラ７２との間を通過する用紙を加熱及び加圧することで、用紙にトナー像を定着させる。トナー像が定着した用紙は、トナー像が定着した面を下にして排紙トレイ６２上へ排出される。

図２及び図３に示すように、主帯電器２Ａは、鋸歯状の放電電極２１Ａ、及び放電電極２１Ａを清掃する清掃装置２２Ａを備えている。

放電電極２１Ａは、長手方向が感光体ドラム１Ａの回転軸方向と同じになる方向に配置されている。

清掃装置２２Ａは、清掃ローラ２３Ａを有する。清掃ローラ２３Ａの周面は、弾性樹脂部材で構成されている。清掃ローラ２３Ａの回転軸は、放電電極２１Ａの長手方向と直交する方向に配置されている。清掃ローラ２３Ａは、放電電極２１Ａの長手方向に沿って移動自在に構成されている。清掃ローラ２３の移動に伴って、放電電極２１Ａの先端部が順に清掃ローラ２３Ａの周面に埋没及び抜脱していくことで、放電電極２１Ａの先端部が清掃される。清掃装置２２Ａは、画像形成ステーション３０Ａ〜３０Ｄのそれぞれの主帯電器に備えられている。この実施形態では、画像形成ステーション３０Ａ〜３０Ｄのそれぞれの放電電極２１Ａが、清掃対象部材である。

図４に示すように、画像形成装置１００は、制御部１０、操作部１１、温度センサ１２、湿度センサ１３、及びモータ２４Ａをさらに備えている。

操作部１１は、表示部及び入力操作部を有し、画像形成処理に関する各種設定や画像形成処理の開始指示等の入力操作を受け付ける。

温度センサ１２は、画像形成部１４０内における空間の温度を検出し、制御部１０へ出力する。湿度センサ１３は、画像形成部１４０内における相対湿度を検出し、制御部１０へ出力する。温度情報値及び湿度情報値は、画像形成装置内の画像形成処理に関する環境情報値の一例である。

モータ２４Ａは、清掃ローラ２３Ａを移動させるための駆動力を供給する。

制御部１０は、温度情報値及び湿度情報値が入力すると、記憶部１４に記憶する。また、記憶部１４には、後述するテーブルデータが予め記憶されている。制御部１０は、温度情報値及び湿度情報値、並びにテーブルデータに基づいて、モータ２４Ａを駆動させ、放電電極２１Ａの清掃を実行させる。

図５に示すように、制御部１０は、画像形成装置１００が起動すると、環境情報値を検出する（Ｓ１）。この実施形態では、環境情報値として、温度及び相対湿度が検出される。

図６に示すように、制御部１０は、環境情報値の検出範囲が複数のエリアに区分されてそれぞれのエリアを示すエリア値と環境情報値との対応関係を示すテーブルデータを予め記憶している。

一例として、温度の検出範囲及び相対湿度の検出範囲がそれぞれ複数のエリアに区分され、温度のエリアと相対温度のエリアとの組み合わせのそれぞれに、エリア値が割り当てられている。この実施形態では、温度の検出範囲は、１０度未満、１０度以上１５度未満、１５度以上１７．５度未満、１７．５度以上２０度未満、２０度以上２２．５度未満、２２．５度以上２５度未満、２５度以上２７．５度未満、２７．５度以上３０度未満、及び３０度以上の９個のエリアに区分されている。相対湿度の検出範囲は、１０％未満、１０％以上２０％未満、２０％以上３０％未満、３０％以上４０％未満、４０％以上５０％未満、５０％以上６０％未満、６０％以上７０％未満、７０％以上８０％未満、及び８０％以上の９個のエリアに区分されている。エリア値として１〜８までの８個の連続する整数が割り当てられている。

制御部１０は、温度及び相対湿度の検出値に対応するエリア値をテーブルデータから特定する（Ｓ２）。

制御部１０は、前回の環境情報値の検出時から所定時間経過すると（Ｓ３）、環境情報値を再び検出する（Ｓ４）。一例として、環境情報値の検出は、２０分毎に行われる。制御部１０は、温度及び相対湿度の検出値に対応するエリア値をテーブルデータから特定する（Ｓ５）。

制御部１０は、環境情報値の前回の検出時と今回の検出時とでエリア値の変動幅が２段階以上であるか否かを判定する（Ｓ６）。

制御部１０は、エリア値の変動幅が２段階未満である場合は、Ｓ３へ戻ってＳ３からＳ６の処理を繰り返す。

制御部１０は、エリア値の変動幅が２段階以上であった場合、モータ２４Ａを駆動して放電電極２１Ａの清掃を実行させた後（Ｓ７）、Ｓ３へ戻る。

画像形成装置１００によれば、環境情報値に急激な変化があった場合即ち放電電極２１Ａに結露等が発生しやすい状況において、放電電極２１Ａの清掃が実行される。よって、放電電極２１Ａへの結露等の付着による画質低下を抑制できる。また、無駄な清掃の実行による、待機時間が長くなることや清掃ローラ２３Ａの劣化を抑制できる。

ここで、湿度が高い状態から低い状態への急激な変化があった場合について説明する。湿度が高い状態では、コロナ放電が起きやすい反面、放電電極２１Ａの先端部にウィスカと呼ばれる析出物が生成されやすい。このため、この状態から湿度が急激に低下し、ウィスカが付着している状態であって湿度が低い状態になると、コロナ放電が起きにくくなり、帯電阻害が生じる虞がある。このため、湿度が高い状態から低い状態への急激な変化があった場合にも、放電電極２１Ａの清掃が実行されることで、画質低下を抑制できる。

また、環境情報値が急激に変化したか否かをテーブルデータに基づいて客観的に判定することができる。

清掃は、エリア値の変動幅が２段階以上であった場合に、実行するように構成することが好ましい。エリア値の変動幅が１段階である場合は、検出された環境情報値がエリアの境界付近であった場合に僅かな変化であっても別のエリアに変化したと判定されて清掃が実行されることがあるが、清掃が実行されるのはエリア値の変動が２段階以上であった場合とすることで、このような僅かな変化は急激な変化があったとは判定されないので、清掃タイミングをより適正化できる。

なお、エリア値の変動幅が２段階以上であった場合であって印刷ジョブの実行中であった場合は、印刷ジョブの終了後に清掃を実行するように構成されることが好ましい。また、エリア値の変動幅が２段階以上であった場合であって印刷ジョブの実行中であった場合に、印刷ジョブの中断時に清掃を実行するように構成することもできる。また、画像形成装置１００のウォームアップ時は清掃を実行しないように構成することができる。

清掃装置２２Ａによる放電電極２１Ａの清掃のタイミングは、画像形成ステーション３０Ａ〜３０Ｄ毎に制御されるように構成されることが好ましい。即ち、画像形成ステーション３０Ａ〜３０Ｄのそれぞれに温度センサ１２及び湿度センサ１３が備えられ、画像形成ステーション３０Ａ〜３０Ｄ毎に温度及び相対湿度が検出されてＳ１〜Ｓ７の処理が行われることが好ましい。これによって、画像形成ステーション３０Ａ〜３０Ｄ毎に清掃タイミングが適正化されるので、画質低下、並びに待機時間の延長及び清掃ローラ２３Ａの劣化をより抑制できる。

また、画像形成ステーション３０Ａ〜３０Ｄ毎に温度及び相対湿度が検出され、いずれかの画像形成ステーション３０Ａ〜３０Ｄにおいてエリア値の変動幅が２段階以上となった場合は、全ての画像形成ステーション３０Ａ〜３０Ｄにおいて清掃を実行するように構成することもできる。

環境情報値を検出する時間間隔は、急激な環境変化による画質低下を抑制することが目的であることから、短時間であることが好ましい。

また、環境情報値を検出する時間間隔は、所定時間毎に実行される通常清掃の時間間隔よりも短く設定されることが好ましい。環境情報値に急激な変化があった場合は、通常清掃よりも短い時間間隔で清掃が実行されることで、放電電極２１Ａへの結露等の付着による画質低下をより抑制できる。

次に実施形態２について説明する。この実施形態２では、転写前帯電器４６の放電電極を清掃する清掃装置が備えられ、主帯電器２Ａの放電電極２１Ａに代えて転写前帯電器４６の放電電極が清掃対象部材として清掃される。この実施形態２における画像形成装置１００によっても、急激な環境変化による画質低下を抑制できるという効果を奏することができる。

さらに実施形態３について説明する。この実施形態３では、光走査装置３の出射光用の窓を清掃する清掃装置が備えられ、主帯電器２Ａの放電電極２１Ａに代えて光走査装置３の出射光用の窓が清掃対象部材として清掃される。この実施形態３における画像形成装置１００によっても、急激な環境変化による画質低下を抑制できるという効果を奏することができる。

さらに実施形態４について説明する。この実施形態４では、画像読取部１３０に備えられる原稿台を清掃する清掃装置が備えられ、主帯電器２Ａの放電電極２１Ａに代えて原稿台が清掃対象部材として清掃される。この実施形態４における画像形成装置１００によっても、急激な環境変化による画質低下を抑制できるという効果を奏することができる。一例として、原稿台は、搬送原稿読取モードにおいて用いられる原稿台である。

なお、主帯電器の放電電極、転写前帯電器４６の放電電極、光走査装置３の出射光用の窓、及び画像読取部１３０に備えられる原稿台の４種の部材のうち２種以上の部材を清掃する清掃部材をそれぞれ備え、当該２種以上の部材を清掃対象部材として環境情報値に急激な変化があった場合に清掃するように構成することもできる。これによって、急激な環境変化による画質低下を抑制できるという効果を奏することができる。２種以上の部材を清掃対象部材とする構成において、急激な環境変化があった場合に当該２種以上の部材について一斉に清掃が実行されるように構成することができる。また、当該２種以上の部材のそれぞれの周囲の環境情報値を検出し、当該２種以上の部材のそれぞれにおいて検出値に基づいて清掃タイミングが適正化されるように構成することもできる。

また、帯電ローラ等のローラ部材を清掃対象部材として清掃する場合にも、同様に本発明を適用することができ、急激な環境変化による画質低下を抑制できるという効果を奏することができる。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２Ａ 主帯電器
２１Ａ 放電電極（清掃対象部材）
２２Ａ 清掃装置
２３Ａ 清掃ローラ
２４Ａ モータ
１０ 制御部
１２ 温度センサ（検出部）
１３ 湿度センサ（検出部）
１００ 画像形成装置

Claims (3)

1. 電子写真方式の画像形成処理を行う画像形成装置において、
   前記画像形成装置内の画像形成処理に関する環境情報値を所定時間毎に検出する検出部と、
   前記画像形成装置内の清掃対象部材を清掃する清掃装置と、
   前記環境情報値の検出範囲が複数に区分された各エリアに割り当てられた、前記環境情報値に応じた前記清掃対象部材の汚れに対する影響度を示す値であって、複数の段階に区分され、清掃の要否を段階差で判断するべく、互いに隣接するエリアが同一か連続する段階になるように設定されたエリア値と前記環境情報値との対応関係を示すテーブルデータを記憶する記憶部と、
   前記検出部が検出した環境情報値に対応するエリア値の変動幅が前回の検出時から２段階以上変化した場合に前記清掃装置に清掃を実行させる制御部と、を備えた画像形成装置。
2. それぞれにおいてトナー像を形成する複数の画像形成ステーションを備え、
   前記清掃対象部材は前記複数の画像形成ステーションのそれぞれに設けられ、
   前記清掃装置による清掃のタイミングは、前記画像形成ステーション毎に制御される、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記検出部が環境情報値を検出する時間間隔は、所定時間毎に実行される通常清掃の時間間隔よりも短く設定される、請求項１又は２に記載の画像形成装置。