JP6833177B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置として、像保持体との間に電圧が印加されて画像の転写が行われる転写部材が組み込まれた画像形成装置が知られており、その転写部材をクリーニングする手段を有するものも知られている。

例えば特許文献１には、中間転写体上のトナー層表面電位を検出するセンサと、像担持体上のトナー付着量を検出するセンサと、クリーニング手段への印加バイアスを制御する制御手段とを有し、トナー層表面電位とトナー付着量の大小に応じて印加バイアスを制御する技術が開示されている。

また、例えば特許文献２には、像担持体と現像手段との間に現像バイアス電圧が印加され、その現像バイアス電圧を制御する制御手段と、現像手段の電流値を検知する現像電流検知手段とを有し、検知された現像電流の値に応じてクリーニングバイアス電圧を制御する技術が開示されている。

特開２００６−２５９１０３号公報 特開２００６−２５９３０５号公報

転写部材をクリーニングする部材として、転写部材と当接してその表面から転写残トナーをクリーニングする除去部材を備える場合について、クリーニング部材以外の除去手段として、像保持体と転写部材との間に印加されるバイアス電圧を一時的に逆極バイアスに変更して印加することで、転写部材上の残トナーを像担持体へと逆転写する手段が考えられるが、逆極バイアスを印加すると、転写材上の残トナーが像担持体へ逆転写される為、ブレード当接部へ供給されるトナーが少なることで、クリーニング部材や転写部材の経時劣化に伴い、クリーニング部材と転写部材との摩擦力が大きくなることで、ブレード部材がめくれるいわゆるブレードめくれを生じる虞がある。

本発明は、逆極バイアスが印加されている条件下でも、ブレード当接部へのトナー供給を制御することでブレードめくれを抑制することを目的とする。

請求項１に係る画像形成装置は、
表面に画像が形成されてその画像を保持する像保持体と、
上記像保持体との間に電圧が印加されることでその像保持体上の画像が、自身の表面あるいは自身が搬送する記録材の表面に転写される転写部材と、
上記転写部材の表面と擦れ合ってその表面から転写残留トナー、紙粉等の不要物を除去する除去部材と、
上記転写部材を、その転写部材の少なくとも周面が循環移動するように駆動する駆動機と、
上記駆動機における駆動の負荷を検出する検出器と、
上記像保持体と上記転写部材との間に印加される電圧を、上記画像が転写される際の電圧に対して逆極性の電圧に一時的に切り換え、上記検出器によって検出された負荷が第１の場合における負荷よりも大きい第２の場合に、上記逆極性の電圧として、その第１の場合における第１電圧よりも小さい第２電圧を用いる逆極制御器と、
を備えたことを特徴とする。

請求項２に係る画像形成装置は、請求項１の画像形成装置において、
上記転写部材が、上記像保持体に接触した接触位置とその像保持体から離間した離間位置とを含む移動範囲で移動自在なものであり、
上記逆極制御器が、上記第１の場合と上記第２の場合とを区別する上記負荷の閾値として、上記転写部材が上記接触位置に在る場合と上記転写部材が上記離間位置に在る場合とで異なる閾値を用いることを特徴とする。

請求項３に係る画像形成装置は、請求項１または２の画像形成装置において、
上記逆極制御器が上記逆極性の電圧として上記第２電圧を用いた事を受けて、上記除去部材の交換を促す警告を表示する警告表示器を備えたことを特徴とする。

請求項４に係る画像形成装置は、請求項１または２の画像形成装置において、
上記逆極制御器が上記逆極性の電圧として上記第２電圧を用いた事を受けて、その第２電圧が用いられた事を表した電圧通知を表示する電圧通知表示器を備えたことを特徴とする。

請求項５に係る画像形成装置は、請求項１または２の画像形成装置において、
上記逆極制御器が上記逆極性の電圧として上記第２電圧を用いた事を受けて、上記第２の場合が生じた事を表した負荷通知を表示する負荷通知表示器を備えたことを特徴とする。

請求項１に係る画像形成装置によれば、逆極バイアスが制御されず、一定出力のみの逆極バイアスが印加される場合に較べ、ブレードめくれを抑制することができる。

請求項２に係る画像形成装置によれば、転写部材が像保持体に対して接離した場合であっても、ブレードめくれを抑制することができる。。

請求項３に係る画像形成装置によれば、劣化した部材の交換が促される。

請求項４に係る画像形成装置によれば、劣化した部材の交換が促される。

請求項５に係る画像形成装置によれば、劣化した部材の交換が促される。

本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。 転写装置の転写ロール周辺における詳細を示す図である。 警告の第１例を示す図である。 警告の第２例を示す図である。 警告の第３例を示す図である。 実施例および比較例における動作結果を示す一覧表である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。

この画像形成装置１は、いわゆる直接転写方式のモノクロプリンタである。

この画像形成装置１は、感光体ドラム１０を備えている。この感光体ドラム１０は、ドラム支持フレーム１０Ａに回転自在に支持されていて、感光体モータ１６によって駆動されて矢印Ａの向きに回転する。この感光体ドラム１０の周りには、帯電器１１、露光器１２、および現像器１３が備えられている。そして、帯電器１１による帯電と、露光器１２による露光と、現像器１３による現像との各プロセスを経て感光体ドラム１０の表面にトナー像が形成され、そのトナー像が感光体ドラム１０上に保持される。ここで、露光器１２は、画像形成装置１の外部から送られてくる画像データに従って感光体ドラム１０を露光し、画像データが表す画像がトナー像として感光体ドラム１０上に形成される。このような露光の精度確保のため、感光体ドラム１０は感光体モータ１６によって安定した回転速度で駆動されている。この感光体ドラム１０が、本発明にいう像保持体の一例に相当する。

一方、不図示の用紙搬送器によって記録材の一種である用紙Ｐ（いわゆるカット紙）が矢印Ｘの向きに搬送され、感光体ドラム１０と後述する転写装置２０とに挟まれた転写領域Ｔを通過する。そして、この転写領域Ｔを通過する間に感光体ドラム１０上のトナー像が用紙Ｐ上に転写される。転写領域Ｔにおいてトナー像が転写された後の残りの、感光体ドラム１０上の残存トナーは、クリーナ１４により、感光体ドラム１０上から除去される。

転写領域Ｔでトナー像の転写を受けた用紙Ｐはさらに矢印Ｙの向きに搬送され、定着装置３０に送り込まれる。この定着装置３０は、矢印Ｄの向きに回転する加熱ロール３１と、矢印Ｅの向きに回転する加圧ロール３２とを備えている。それらの加熱ロール３１と加圧ロール３２は、互いに接触して定着領域Ｓを形成している。矢印Ｙ方向に走行してきた用紙Ｐはその定着領域Ｓに突入し、その定着領域Ｓを通過する間に加熱および加圧を受けて用紙Ｐ上のトナー像がその用紙Ｐ上に定着される。この定着の結果、用紙Ｐ上に定着トナー像からなる画像が形成される。画像が形成された用紙Ｐは、不図示の用紙送出器によってこの画像形成装置１の外部へと送り出される。

転写装置２０は、転写ロール２１と、圧接ロール２２と、剥離ロール２３と、それらのロールに架け回された無端状の転写ベルト２４を備えている。転写ロール２１、圧接ロール２２、および剥離ロール２３は、転写器支持フレーム２０Ａに回転自在に支持されている。

転写ロール２１は、転写モータ２６によって駆動されて矢印Ｂの向きに回転し、転写ベルト２４を駆動する。転写ベルト２４は、伸縮性の小さい樹脂ベルトであり、転写ロール２１による駆動力を受けて矢印Ｃの向きに循環移動する。転写ベルト２４が、本発明にいう転写部材の一例に相当し、転写モータ２６が、本発明にいう駆動機の一例に相当する。本実施形態では、転写部材の一例である転写ベルト２４自身の表面では無く、転写ベルト２４が搬送する用紙Ｐの表面に画像が転写される。

転写ロール２１は、感光体ドラム１０の回転中心軸よりも用紙走行方向上流側に位置していて、転写ベルト２４の内側から転写ベルト２４を感光体ドラム１０に押し当てている。そして、この転写ロール２１により、感光体ドラム１０と転写ベルト２４とが互いに接触した転写領域Ｔの上流側の縁が定められている。

また、圧接ロール２２は、感光体ドラム１０の回転中心軸よりも用紙走行方向下流側に位置していて、転写ベルト２４の内側から転写ベルト２４を感光体ドラム１０側に押し上げている。そして、この圧接ロール２２により、転写領域Ｔの下流側の縁が定められている。

また、剥離ロール２３は、転写ロール２１と比べ径の小さなロールであり、この剥離ロール２３で転写ベルト２４の走行方向を急激に曲げることで、その転写ベルト２４の上に載った状態にある用紙Ｐの先端を転写ベルト２４から剥離させる。転写ベルト２４から剥離した用紙Ｐは、ガイド部材４１に案内されて矢印Ｙ方向に進み、上述の通り、定着装置３０へと送られる。

また、この転写装置２０は、転写ベルト２４の表面と擦れ合うゴムブレードを有するクリーナ２５を備えている。転写ベルト２４に付着したトナーや紙粉などと言った不要物は、このクリーナ２５のゴムブレードによって転写ベルト２４上から除去される。

図２は、転写装置２０の転写ロール２１周辺における詳細を示す図である。

転写ロール２１は電源２１３に接続されていて、その電源２１３には、転写バイアスを生じる転写バイアス部２１４と、転写バイアスとは逆極性の逆極バイアスを生じる逆極バイアス部２１５と、それら転写バイアス部２１４と逆極バイアス部２１５とを切り換える切替スイッチ２１６が備えられている。

電源２１３から転写バイアスが転写ロール２１に印加されると、その転写バイアスは転写ベルト２４にも印加され、その転写バイアスの作用により、用紙Ｐが転写領域Ｔを通過する間に、感光体ドラム１０上のトナー像が用紙Ｐ上に転写される。電源２１３では、画像形成の合間などのタイミングで一時的に転写バイアス部２１４から逆極バイアス部２１５への切り換えが行われ、電源２１３から逆極バイアスが転写ロール２１および転写ベルト２４に一時的に印加される。このように逆極バイアスが印加されると、その逆極バイアスの作用により、転写ベルト２４上の不要物が感光体ドラム１０上に移動する。そして、感光体ドラム１０上に移動した不要物は、図１に示すクリーナ１４により、感光体ドラム１０上から除去される。逆極バイアスの一時的な印加は、転写装置２０のクリーナ２５におけるクリーニング性の維持に寄与している。

転写ロール２１は、回転軸２１１を有し、その回転軸２１１は軸支持フレーム２１２に回転自在に支持されている。この軸支持フレーム２１２は、転写装置２０の全体を支持する転写器支持フレーム２０Ａ（図１参照）に、上下動自在に支持されている。

軸支持フレーム２１２とドラム支持フレーム１０Ａ（図１参照）との間には、軸支持フレーム２１２をドラム支持フレーム１０Ａから離れる方向へと付勢する押しバネ２７が備えられている。また、転写装置２０には、転写器支持フレーム２０Ａに固定され、軸支持フレーム２１２を押しバネ２７の付勢力に逆らって感光体ドラム１０側に押すソレノイド２８も備えられている。図２には、軸支持フレーム２１２がソレノイド２８によって押されたことで転写ロール２１が転写ベルト２４を感光体ドラム１０に押し付けた状態が示されている。

転写装置２０には、演算部としてのＣＰＵや記憶部２９ＡとしてのＲＡＭやＲＯＭを備えた制御部２９が備えられており、この制御部２９による制御によってソレノイド２８のオンオフが切り換えられる。ソレノイド２８がオフになると、軸支持フレーム２１２は押しバネ２７によってドラム支持フレーム１０Ａから離れる方向へと押され、その結果、転写ロール２１および転写ベルト２４が感光体ドラム１０から離間する。

制御部２９は、転写モータ２６による転写ロール２１の駆動も制御し、更に、制御部２９は、例えば転写モータ２６に供給される駆動電流をモニタすることによって転写モータ２６の負荷も検出している。制御部２９は、検出した負荷を記憶部２９Ａに記憶する。つまり、制御部２９は、本発明にいう検出器の一例として機能する。本実施形態では、駆動負荷が駆動電流によって検出されるが、本発明にいう検出器は、他の周知の検出方式で駆動負荷を検出するものであってもよい。

制御部２９は、電源２１３も制御しており、切替スイッチ２１６における転写バイアスと逆極バイアスと切り換え制御や、転写バイアス部２１４および逆極バイアス部２１５における転写バイアスおよび逆極バイアスの電圧制御を行っている。このうち逆極バイアスの電圧制御では、制御部２９は、検出した転写モータ２６の負荷に基づいた制御を行っている。

転写モータ２６の負荷としては、クリーナ２５が有するゴムブレードと転写ベルト２４との摩擦抵抗が寄与しており、転写モータ２６の負荷が制御部２９によって検出されることにより、この摩擦抵抗の変化が検出される。転写ベルト２４上の不要物が少なすぎるとこの摩擦抵抗が過剰に増大していわゆるブレードめくれの原因となる。

そこで、本実施形態では、例えば、制御部２９の記憶部２９ａに、ゴムブレードと転写ベルト２４との摩擦抵抗の増大を判別するための閾値が記憶されており、検出された転写モータ２６の負荷が閾値と比較されることで、摩擦抵抗が増大したか否かが判別される。このような判別のための閾値は、ゴムブレードでブレードめくれが生じる摩擦抵抗よりも低く、適量の不要物が存在する場合の摩擦抵抗よりも高い摩擦抵抗に対応した転写モータ２６の負荷を表す値となっている。

摩擦抵抗が増大した場合には、制御部２９によって逆極バイアスの電圧が低減され、これにより転写ベルト２４上から感光体ドラム１０上への不要物の移動が抑制される。この結果、クリーナ２５のゴムブレードに到達する不要物の量が増加して、ゴムブレードと転写ベルト２４との摩擦抵抗が低下し、ブレードめくれの発生が抑制されることになる。つまり、制御部２９は、本発明にいう逆極制御器の一例として機能する。

転写ロール２１と転写ベルト２４は、例えば画像形成のインターバルなどにおいて、上記ソレノイド２８の動作で感光体ドラム１０から離間される。そして、そのように離間された場合にも、転写ロール２１と転写ベルト２４の駆動が継続されるため、離間中にゴムブレードと転写ベルト２４との摩擦抵抗が増大する場合がある。そこで本実施形態では、離間中も転写モータ２６の負荷が検知され、ゴムブレードと転写ベルト２４との摩擦抵抗が増大したか否かが判別される。但し、転写ロール２１と転写ベルト２４が感光体ドラム１０から離間している場合と接触している場合とでは、転写モータ２６の負荷に対する感光体ドラム１０の寄与が異なるため、制御部２９の記憶部２９ａには、摩擦抵抗の増大を判別するための閾値が、接触中と離間中とのそれぞれに用意されている。

ゴムブレードと転写ベルト２４との摩擦抵抗の増大は、単に転写ベルト２４上の不要物が減少しただけで無く、ゴムブレードや転写ベルト２４における経時劣化や摩耗なども寄与した場合に生じる。そこで、本実施形態では、逆極バイアスの低減によってブレードめくれの抑制が図られるのみならず、以下説明する警告により、経時劣化や摩耗などを生じた部品の交換が促される。

図３は、警告の第１例を示す図である。

本実施形態の画像形成装置１には、ユーザの操作を例えばタッチパネルで受け付けるとともに、ユーザに対して情報を例えば液表表示で表示するＵＩ画面１０１が備えられている。逆極バイアスの電圧が上述したように低減された場合には、制御部２９の指示により、このＵＩ画面１０１に警告文１０２が表示される。ここに例示された警告文１０２は、部品の交換を直接に促すものであり、このような警告文１０２を見たユーザやサービスマンなどによる部品交換が促されることになる。図３に示すＵＩ画面１０１は、本発明にいう警告表示器の一例に相当する。

図４は、警告の第２例を示す図である。

図４に示す例では、ＵＩ画面１０１に、逆極バイアスの低下を表す警告文１０３が表示される。このような警告文１０３は、例えばサービスマンなどに、転写装置２０における部品の経時劣化や摩耗が生じている可能性を想起させ、点検や部品交換などを促すことになる。図４に示すＵＩ画面１０１は、本発明にいう電圧通知表示器の一例に相当する。

図５は、警告の第３例を示す図である。

図５に示す例では、ＵＩ画面１０１に、転写モータ２６における駆動負荷が高いことを表す警告文１０４が表示される。このような警告文１０４は、例えばサービスマンなどに、ゴムブレードと転写ベルト２４との摩擦が強くなっている可能性を想起させ、点検や部品交換などを促すことになる。図５に示すＵＩ画面１０１は、本発明にいう負荷通知表示器の一例に相当する。

なお、これら図３〜図５には、本発明にいう警告表示器、電圧通知表示器、および負荷通知表示器として、文によって警告などを表示する例が示されているが、本発明にいう警告表示器、電圧通知表示器、および負荷通知表示器は、警告ランプなどの点灯によって表示するものであってもよい。

次に、実施例および比較例について説明する。

図６は、実施例および比較例における動作結果を示す一覧表である。

実施例では、摩擦抵抗の増大を判別するための閾値として、離間中は１．２μＡ、接触中は０．５μＡという各閾値が用いられた。また、通常の摩擦抵抗時には−１．２ｋＶの逆極バイアスが用いられ、摩擦抵抗の増大時には−０．６ｋＶの逆極バイアスが用いられた。

一方、比較例では、接触中も離間中も摩擦抵抗の増大は判別されず、−１．２ｋＶの逆極バイアスが常に用いられた。

実施例の動作中に、転写モータにおける駆動電流値は、離間時には０．５μＡから１．５μＡまで変化し、接触時には０．２μＡから０．６μＡまで変化した。そして、離間時に駆動電流値が０．５μＡであった場合と、離間時に駆動電流値が１．０μＡであった場合には、−１．２ｋＶの逆極バイアスが用いられ、離間時に駆動電流値が１．５μＡであった場合には、逆極バイアスが−０．６ｋＶに切り換えられた。また、接触時に駆動電流値が０．２μＡであった場合と、接触時に駆動電流値が０．４μＡであった場合には、−１．２ｋＶの逆極バイアスが用いられ、接触時に駆動電流値が０．６μＡであった場合には、逆極バイアスが−０．６ｋＶに切り換えられた。このような動作の結果、実施例では常に、ブレードめくれは発生せず、クリーニング性も良好だった。

一方、比較例の動作中にも、転写モータにおける駆動電流値は、離間時には０．５μＡから１．５μＡまで変化し、接触時には０．２μＡから０．６μＡまで変化したが、離間時に駆動電流値が１．５μＡであった場合も、接触時に駆動電流値が０．６μＡであった場合も、−１．２ｋＶの逆極バイアスが用いられた。この結果、クリーニング性は良好だったが、ブレードめくれが発生した。

このように、逆極バイアスの切り換えにより、クリーニング性が保たれるとともにブレードめくれも回避されることが確認できた。

なお、上記説明では、本発明にいう記録材としてカット紙が例示されているが、本発明にいう記録材は連続紙であってもよい。

また、上記説明では、本発明の画像形成装置の実施形態としてモノクロプリンタが例示されているが、本発明の画像形成装置は、カラープリンタであってもよいし、複写機やファクシミリや複合機であってもよい。

また、上記説明では、本発明の画像形成装置の実施形態として直接転写方式の装置が例示されていて、本発明にいう転写部材として転写ベルトが例示されているが、本発明の画像形成装置は、感光体から中間転写体を経て記録材に像が転写される間接転写方式の装置であってもよく、そのような間接転写方式の装置である場合には、本発明にいう転写部材が中間転写体であってもよい。

１……画像形成装置、 １０……感光体ドラム、 １１……帯電器、 １２……露光器、 １３……現像器、 １６……感光体モータ、 ２０……転写装置、 ３０……定着装置、 ２１……転写ロール、 ２２……圧接ロール、 ２３……剥離ロール、 ２４……転写ベルト、 ２５……クリーナ、 ２６……転写モータ、 ２７……押しバネ、 ２８……ソレノイド、 ２９……制御部、 ２９Ａ……記憶部、 ２１３……電源、 １０１……ＵＩ画面、 １０２，１０３，１０４……警告文

Claims (5)

1. 表面に画像が形成されてその画像を保持する像保持体と、
   前記像保持体との間に電圧が印加されることでその像保持体上の画像を、自身の表面あるいは自身が搬送する記録材の表面に転写する転写部材と、
   前記転写部材の表面と擦れ合ってその表面から不要物を除去する除去部材と、
   前記転写部材を、その転写部材の少なくとも周面が循環移動するように駆動する駆動機と、
   前記駆動機における駆動の負荷を検出する検出器と、
   前記像保持体と前記転写部材との間に印加される電圧を、前記画像が転写される際の電圧に対して逆極性の電圧に一時的に切り換え、前記検出器によって検出された負荷が第１の場合における負荷よりも大きい第２の場合に、前記逆極性の電圧として、その第１の場合における第１電圧よりも小さい第２電圧を用いる逆極制御器と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記転写部材が、前記像保持体に接触した接触位置とその像保持体から離間した離間位置とを含む移動範囲で移動自在なものであり、
   前記逆極制御器が、前記第１の場合と前記第２の場合とを区別する前記負荷の閾値として、前記転写部材が前記接触位置に在る場合と前記転写部材が前記離間位置に在る場合とで異なる閾値を用いることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記逆極制御器が前記逆極性の電圧として前記第２電圧を用いた事を受けて、前記除去部材の交換を促す警告を表示する警告表示器を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記逆極制御器が前記逆極性の電圧として前記第２電圧を用いた事を受けて、その第２電圧が用いられた事を表した電圧通知を表示する電圧通知表示器を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
5. 前記逆極制御器が前記逆極性の電圧として前記第２電圧を用いた事を受けて、前記第２の場合が生じた事を表した負荷通知を表示する負荷通知表示器を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。

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