JP7494589B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、異物が多い転写シートを使用した場合に、像担持体と清掃部材との間に転写シート由来の紙粉等の異物が挟まって清掃不良が生じた場合に備え、所定のタイミングで像担持体を逆転させることにより、清掃部材との間に挟まった異物を除去する技術が知られている。
しかし今までの逆転制御では、転写シートに付着した異物の量が少ない場合でも像担持体を一定割合で逆転動作させており、必要のない像担持体の逆転動作によって生産性の低下、関連部材の寿命低下といった問題点が生じていた。

そこで、画像形成装置が元々備えている、像担持体である中間転写ベルトのベルト表面の反射光強度を検知する画像濃度調整用センサを用い、中間転写ベルトと清掃部材との間に挟まった異物を除去する技術が提案されている。これは、画像濃度調整用センサによって検知されたベルト表面の反射光強度が第１の閾値を超えると、ベルト表面に異物の層が形成されていると判断して画像形成枚数５０枚に１回の頻度で中間転写ベルトを僅かな量だけ逆回転させる。そして反射強度が第２の閾値を超えると、画像形成枚数１０枚に１回の頻度で中間転写ベルトを僅かな量だけ逆回転させるものである（例えば「特許文献１」参照）。
この逆回転により、中間転写ベルトに引っ張られている状態のクリーニングブレードを元の状態に近付けることができ、クリーニング機能の低下を抑制できる。

上述の技術では、転写シートへの画像形成枚数に応じて像担持体の逆回転を行っているため、使用する転写シートの大きさが変更された場合には適切な異物の除去を行うことができないという問題点がある。これは、使用する転写シートの大きさが大きくなるに従い付着する異物の量も多くなることに起因するものであり、例えばＡ３サイズの転写シート一枚はＡ４サイズの転写シート二枚分の大きさであるため、同じ材質であれば単純に二倍の量の異物が付着することとなる。
本発明は、上述の問題点を解消し、使用する転写シートの大きさに応じて適切に異物を除去することが可能な画像形成装置の提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、表面に画像が担持される正逆回転可能な像担持体と、前記像担持体に接触して前記像担持体の表面に付着した異物を除去する清掃部材と、画像が形成される被記録媒体から生じる異物を貯容する、前記被記録媒体の搬送方向において前記像担持体の上流側に設けられた異物貯容部と、前記異物貯容部に貯容された異物の量を検知する異物量検知手段と、前記像担持体を通過した前記被記録媒体の長さを計測する計測手段と、前記像担持体の動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、画像形成動作が開始されてから所定時間内に前記異物量検知手段により検知された前記異物の量を、前記所定時間に前記像担持体を通過して前記計測手段により計測された前記被記録媒体の長さで除した値である異物発生量に基づいて、画像形成動作が開始されてから所定時間後に前記像担持体の正逆転動作を制御することを特徴とする。

本発明によれば、使用する被記録媒体の大きさに応じて適切に異物を除去することが可能な画像形成装置を提供でき、異物の除去を確実に行うことができると共に像担持体及び周辺部品の損耗を抑制可能な画像形成装置を提供できる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置を説明する概略図である。 本発明の一実施形態に係る像担持体周辺の構成を示す概略図である。 本発明の一実施形態に用いられる制御手段のブロック図である。 本発明の一実施形態における像担持体の動作制御を説明するグラフである。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示している。同図において画像形成装置としてのプリンタ１は、装置本体２の内部にプロセスカートリッジ３、転写ローラ４、定着部５、給紙部６等を有している。
装置本体２のほぼ中央に配置されたプロセスカートリッジ３は、像担持体としての感光体ドラム７、露光装置８、現像装置９、クリーニング装置１０等を一体的に有している。
その表面が一様に帯電された感光体ドラム７の表面には、露光装置８から出力された露光光によりその一部分が露光されて静電潜像が形成される。形成された静電潜像には、現像装置９から供給された現像剤が付着してトナー像が形成される。形成されたトナー像は、給紙部６から給送される被記録媒体である転写シートに、転写ローラ４によって転写される。

感光体ドラム７に現像剤を供給する現像装置９には、トナーカートリッジ１１から消費に応じた量のトナーが供給される。トナーカートリッジ１１から供給された新たなトナーは、現像装置９内に残存している現像剤に供給された後に攪拌され、感光体ドラム７に供給される。
現像後の感光体ドラム７の周面を清掃するクリーニング装置１０は、感光体ドラム７の周面に接触して感光体ドラム７の周面に付着した異物を除去する、清掃部材としてのクリーニングブレード１２を有している。クリーニングブレード１２によって感光体ドラム７の周面から除去された異物は、クリーニング装置１０内に設けられた図示しない廃トナー貯容部に貯容される。

転写ローラ４は、図示しない付勢部材によって感光体ドラム７に圧接されており、圧接部において転写ニップ部を形成している。転写ローラ４には図示しない電源から転写バイアスが印加され、接地された感光体ドラム７との間に位置する転写ニップ部において転写電界を形成する。転写ローラ４としては、金属製ローラあるいは芯金の周りに弾性層が被覆されているもの等が挙げられ、弾性層に代えて発泡層が被覆されているものを用いてもよい。

プロセスカートリッジ３の右方には、定着部５が配置されている。定着部５は、内部に熱源を有する加熱ローラ１３及び加熱ローラ１３に圧接する加圧ローラ１４を有しており、表面にトナー像が転写された転写シートは各ローラ１３，１４間に搬送される。各ローラ１３，１４間に搬送された表面にトナー像を有する転写シートは、加熱ローラ１３の熱及び加圧ローラ１４の圧力によってその表面のトナー像を溶融及び圧着され、転写シート上に画像が定着される。
画像が定着された転写シートは、定着部５の上方に配置された排出ローラ対１５へと送られ、排出ローラ対１５によって装置本体２の内部から排出されて装置本体２の外部上方に設けられた排紙部１６上に排出積載される。

装置本体２の内部下方には給紙部６が配置されている。給紙部６は、給紙トレイ１７、給紙ローラ１８、中継ローラ対１９、レジストローラ対２０等を有している。
給紙トレイ１７の内部には多数枚の転写シートが収容され、収容された転写シートは給紙ローラ１８によって重送を防止され、一枚ずつ中継ローラ対１９を介してレジストローラ対２０へと送られる。レジストローラ対２０において一時停止された転写シートは、スキューを修正された後に所定のタイミングで転写ニップ部へと給送され、上述と同様に画像形成された後に排紙部１６上に排出積載される。

上述の構成において、転写シートから付着した感光体ドラム７上の異物が感光体ドラム７とクリーニングブレード１２との間に挟まると、感光体ドラム７の周面のクリーニングが十分に行われなくなる。その結果、クリーニングブレード１２をすり抜けた異物が感光体ドラム７の周辺部材を汚損し、感光体ドラム７の表面での帯電不良による異常画像発生等の不具合が生じる。
この不具合に対し、転写シートを搬送するレジストローラ対に、転写シートに付着している異物を付着させ、付着させた異物をレジストローラ対に当接するように配置された部材に貯容し、転写シートに起因する異物を除去する技術が知られているが、完全な異物の除去は不可能であった。そこで、画像形成時以外の時期に、像担持体を空転させたり画像形成時とは逆方向に回転させたりして、像担持体と清掃部材との間に挟まった異物を除去する方法が提案されている。

しかし、転写シートに起因する異物の量は転写シートの大きさや銘柄等によって大きく異なるため、不具合の発生を防止するためには使用する転写シートに合わせた頻度及び回数で異物除去動作を行う必要がある。また、異物除去動作の回数が多くなると、像担持体、像担持体の周辺に設けられ像担持体の動作と共に動作する部材、清掃部材等の当接、接触、摩擦等が増加し、これ等の部材の寿命低下を招くという問題点がある。
そこで、上述した問題点の発生を防止し、使用する転写シートの大きさに応じて適切に異物を除去することが可能な画像形成装置の一例を、本発明の一実施形態として以下に説明する。

図２は、本発明の一実施形態に係るプリンタ１の感光体ドラム７周辺の構成を示す概略図である。
同図において、レジストローラ対２０は駆動ローラ２０ａ及びこれに圧接配置された従動ローラ２０ｂから構成されており、駆動ローラ２０ａが駆動モータ２１によって回転駆動されることにより、これと従動回転する従動ローラ２０ｂとにより被記録媒体である転写シートＳを感光体ドラム７と転写ローラ４との転写ニップ部に向けて給送する。

感光体ドラム７はステッピングモータ２２によって回転駆動され、画像形成動作時を含む通常動作時において図２に矢印で示す正転方向に回転駆動される。また感光体ドラム７は、ステッピングモータ２２によって正転方向とは逆方向の逆転方向への回転も可能に構成されている。ステッピングモータ２２は、その回転ステップ数から転写シートＳを搬送するために回転した長さ、すなわち転写シートＳの長さを計測可能に構成されており、計測手段として機能する。ステッピングモータ２２は、正逆回転可能であると共に回転数可変に構成されている。

従動ローラ２０ｂの、転写シート搬送方向上流側の上部には異物貯容部として機能する異物除去板２３が設けられている。プリンタ１で用いられる最大サイズの転写シートＳの全幅よりも大きい幅を有するマイラからなる異物除去板２３は、一端を従動ローラ２０ｂの周面に接触させた状態でその両端部を装置本体２の図示しない側板に支持されている。この構成により、従動ローラ２０ｂの周面に付着した異物は異物除去板２３によって除去され、異物除去板２３の上面に異物２４が複数箇所貯容される。なお異物２４としては、転写シートＳから従動ローラ２０ｂに移動した紙粉及びその他の異物の他、転写シートＳから駆動ローラ２０ａに移動した後に従動ローラ２０ｂに移動した紙粉及びその他の異物等が挙げられる。

異物除去板２３の両側端部近傍には、異物除去板２３の上面に貯容された異物２４の量を計測する、異物量検知手段として機能する光学センサ２５が配置されている。光学センサ２５は発光部２５ａと受光部２５ｂとを有しており、受光部２５ｂで受光した光量から異物２４の量を検知する周知の光学センサである。

図３は、本発明の一実施形態に用いられる制御手段２６の制御ブロック図である。ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する周知のマイクロコンピュータからなる制御手段２６は、光学センサ２５から検知信号を受信すると共に、駆動モータ２１及びステッピングモータ２２に動作信号を出力する。制御手段２６は、駆動モータ２１の駆動及び停止制御、ステッピングモータ２２の正転駆動及び逆転駆動及び停止制御、ステッピングモータ２２の回転時間及び回転数制御等を行う。

制御手段２６は、ステッピングモータ２２のステップ数から得られた転写シートＳの長さ及び光学センサ２５からの検知信号によって得られた異物２４の量に基づいて、ステッピングモータ２２の動作を制御して感光体ドラム７の正逆転動作を制御する。具体的には、画像形成動作が開始されてから所定時間内に検知された異物２４の量を、同所定時間に感光体ドラム７を通過した転写シートＳの長さで除してこの値を異物発生量とし、求められた異物発生量に基づいて感光体ドラム７の正逆転動作を制御する。

図４は、上述の計算式により求められた異物発生量を示すグラフである。本実施形態では、図４に示すように、求められた異物発生量が各領域１～３の何れに属するかによって感光体ドラム７の正逆転動作を制御している。ここで、領域１は異物発生量が直線Ｙ＝ａＸよりも下側に位置する場合であり、ａは第１の閾値としての所定数である。領域２は異物発生量が直線Ｙ＝ａＸと直線Ｙ＝ｂＸとの間に位置する場合であり、ｂは第２の閾値としてのａよりも大きな所定数である。領域３は、異物発生量が直線Ｙ＝ｂＸよりも上側に位置する場合である。従って、転写シートＳの単位長さ当たりの異物２４の量は、領域１が最も少なく次いで領域２、領域３の順となる。

本実施形態において制御手段２６は、例えば次のように感光体ドラム７の正逆転動作を制御する。先ず、求められた異物発生量が領域１に存在する場合には、転写シートＳの搬送長さが１０００００ｍｍに達すると感光体ドラム７を周長１０ｍｍ分逆転させる。求められた異物発生量が領域２に存在する場合には、転写シートＳの搬送長さが７００００ｍｍに達すると感光体ドラム７を周長１０ｍｍ分逆転させる。求められた異物発生量が領域３に存在する場合には、転写シートＳの搬送長さが４００００ｍｍに達すると感光体ドラム７を周長１０ｍｍ分逆転させる。

上述の構成では、異物２４の発生量が少ない場合には転写シートＳを長い距離送った後に感光体ドラム７を逆転動作させ、異物２４の発生量が多い場合には転写シートＳを短い距離送った後に感光体ドラム７を逆転動作させている。この構成により、使用する転写シートＳの大きさに応じて適切に異物２４を除去することが可能なプリンタ１を提供でき、異物２４の除去を確実に行うことができると共に感光体ドラム７及び周辺部品の損耗を抑制可能なプリンタ１を提供できる。

上述の実施形態では、各領域１～３に応じて感光体ドラム７を逆転させる転写シートＳの搬送長さを変化させる構成を示した。この構成に代えて、各領域１～３に応じて、感光体ドラム７を逆転させる回数（領域１が最も少なく領域３が最も多い）、感光体ドラム７を逆転させる距離（領域１が最も短く領域３が最も長い）、感光体ドラム７を逆転させる速度（領域１が最も遅く領域３が最も速い）をそれぞれ変化させる構成としてもよい。これ等の構成によっても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

上記実施形態では、上述したように、画像形成動作が開始されてから所定時間内に検知された異物２４の量を、同所定時間に感光体ドラム７を通過した転写シートＳの長さで除してこの値を異物発生量とし、求められた異物発生量に基づいて感光体ドラム７の正逆転動作を制御している。これは、画像形成動作の初期では感光体ドラム７のクリーニング不良は発生しにくいと考えられるためであり、異物２４の検知量がある程度増加して感光体ドラム７のクリーニング不良が発生し易い状況となってから動作制御を行うためである。

上記実施形態では異物発生量を区別する閾値を二つとして領域を三つに分割する例を示したが、閾値を一つとして領域を二つに分割する構成、閾値を三つ以上として領域を四つ以上に分割する構成を採用してもよい。
また、上記実施形態では像担持体として感光体ドラム７を示したが、像担持体としては画像が転写される中間転写ベルトのような中間転写体であってもよい。また、上記実施形態では異物貯容部として機能する異物除去板２３をレジストローラ対２０に接触させる態様で設けたが、異物貯容部を感光体ドラム７に接触させる態様で配置しても、他の像担持体に接触させる態様で配置してもよい。

上記実施形態及び各変形例では、画像形成装置としてプリンタ１を用いた例を示したが、画像形成装置としてはこれに限られず、複写機、ファクシミリ、複合機等にも本発明は適用可能である。また本実施形態では、画像が形成される被記録媒体として転写シートＳを用いる構成を示したが、この転写シートＳとは記録紙には限定されず、厚紙、ハガキ、封筒、普通紙、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート、ＯＨＰフィルム、樹脂フィルム等、画像形成可能であり異物が生じる物質であればどのようなものを用いてもよい。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１ 画像形成装置（プリンタ）
７ 像担持体（感光体ドラム）
１２ 清掃部材（クリーニングブレード）
２２ 計測手段（ステッピングモータ）
２３ 異物貯容部（異物除去板）
２４ 異物
２５ 異物量検知手段（光学センサ）
２６ 制御手段
Ｓ 被記録媒体（転写シート）

特開２０１０－１２２３２９号公報

Claims (3)

1. 表面に画像が担持される正逆回転可能な像担持体と、
   前記像担持体に接触して前記像担持体の表面に付着した異物を除去する清掃部材と、
   画像が形成される被記録媒体から生じる異物を貯容する、前記被記録媒体の搬送方向において前記像担持体の上流側に設けられた異物貯容部と、
   前記異物貯容部に貯容された異物の量を検知する異物量検知手段と、
   前記像担持体を通過した前記被記録媒体の長さを計測する計測手段と、
   前記像担持体の動作を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、画像形成動作が開始されてから所定時間内に前記異物量検知手段により検知された前記異物の量を、前記所定時間に前記像担持体を通過して前記計測手段により計測された前記被記録媒体の長さで除した値である異物発生量に基づいて、画像形成動作が開始されてから所定時間後に前記像担持体の正逆転動作を制御する画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記制御手段は、前記正逆転動作の頻度、回数、距離、速度のうちの少なくとも一つを制御することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２記載の画像形成装置において、
   前記正逆転動作の制御は複数の数値の閾値に基づいて複数段階で行われることを特徴とする画像形成装置。

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