JP6123755B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
この構成では、像担持体上のトナー像の全てが記録シートに転写されることが理想であるが、実際には、一部のトナー粒子が転写されずに残留トナーとして像担持体上に残ってしまう場合がある。また、残留トナーだけではなく、用紙との接触による紙粉、トナー粒子の粉砕により生じた粉状のトナー微粉、トナー粒子から遊離された外添剤の粒子などが像担持体に付着する場合もある。
このクリーニング部の構成として、回転している像担持体にクリーニングブレードやブラシを当接させて、像担持体上の残留物を掻き取って除去する構成が一般的である。
本発明の別の局面に係る画像形成装置は、表面が移動する像担持体に形成されたトナー像を被転写体に転写する画像形成装置であって、前記転写後に前記像担持体上に残留している残留物を除去するために設けられたクリーニング部材と、原糸表面に接着被覆された微小粒子により表面が凹凸形状をしたブラシ毛を有し、前記クリーニング部材よりも前記像担持体表面の移動方向下流側において前記像担持体に対して接触し、前記クリーニング部材による除去作用によって除去されなかった残留物を除去するブラシ部材と、前記ブラシ部材と前記像担持体の少なくとも一方を相対的に遠ざける方向および近づける方向に移動させる移動手段と、所定のタイミングに達した場合に、前記移動手段を制御して、前記ブラシ毛の先端部の、前記像担持体の表面との接触長さを現在よりも所定の増加量だけ増加させるように、前記ブラシ部材と前記像担持体との間の距離を変更する制御手段と、を備え、前記制御手段は、過去に実行されたジョブの平均印字率が所定値よりも低い場合に、前記所定値以上の場合に比べて前記所定の増加量を大きくすることを特徴とする。
本発明のさらに別の局面に係る画像形成装置は、表面が移動する像担持体に形成されたトナー像を被転写体に転写する画像形成装置であって、前記転写後に前記像担持体上に残留している残留物を除去するために設けられたクリーニング部材と、原糸表面に接着被覆された微小粒子により表面が凹凸形状をしたブラシ毛を有し、前記クリーニング部材よりも前記像担持体表面の移動方向下流側において前記像担持体に対して接触し、前記クリーニング部材による除去作用によって除去されなかった残留物を除去するブラシ部材と、前記ブラシ部材と前記像担持体の少なくとも一方を相対的に遠ざける方向および近づける方向に移動させる移動手段と、所定のタイミングに達した場合に、前記移動手段を制御して、前記ブラシ毛の先端部の、前記像担持体の表面との接触長さを現在よりも所定の増加量だけ増加させるように、前記ブラシ部材と前記像担持体との間の距離を変更する制御手段と、を備え、前記制御手段は、装置内の現在の温度または過去の装置内平均温度が第1の温度域にある場合には、前記第1の温度域よりも温度が低い第2の温度域にある場合に比べて、前記所定のタイミングを早い時期に変更することを特徴とする。
ここで、前記ブラシの外径部の周速と前記像担持体表面の周速とが等しいとしても良い。
ここで、前記ブラシ部材は、前記像担持体との接触により当該像担持体表面の移動に従動して回転するとしても良い。
さらに、前記クリーニング部材により除去された残留物を回収する回収部材を備え、前記クリーニング部材は、原糸表面に微小粒子が接着されていないブラシ毛を有する回転体であり、前記回収部材は、回転するクリーニング部材のブラシ毛に接して当該ブラシ毛に取り込まれている残留物を回収するとしても良い。
表面が凹凸形状をしたブラシ毛は、凹凸形状を有しないブラシ毛よりも、その凸の部分により像担持体上の例えば紙粉などの残留物を機械的に掻き取る能力と、ブラシ毛の表面積がより大きくなることによりその紙粉などの残留物を取り込んで回収する能力とが高い。そして、ブラシ部材がクリーニング部材に対して像担持体表面の移動方向下流側に配置されるので、像担持体上の残留トナーの多くがブラシ部材のブラシ毛に付着して固着されることが防止される。
<実施の形態1>
(1)プリンターの全体の構成
図1は、プリンターの全体の構成を示す図である。
作像ユニット10Y〜10Kは、矢印Aで示す方向に回転する感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kと、その周囲にドラム回転方向Aに沿って配設された、帯電部2Y、2M、2C、2Kと、現像部3Y、3M、3C、3Kと、ドラムクリーニング部4Y、4M、4C、4Kと、除電部5Y、5M、5C、5Kなどを備えており、感光体ドラム1Y〜1Kに対応する色のトナー像を作像する。
中間転写ベルト21は、駆動ローラー22、従動ローラー23〜27などにより張架され、駆動ローラー22の回転駆動力により矢印Bで示す方向(ベルト走行方向)に周回走行する。駆動ローラー22は、不図示のモーターにより回転駆動される。
給紙カセット31は、記録シートとしての用紙Sを収容する。繰り出しローラー32は、給紙カセット31に収容されている用紙Sを搬送路39に1枚ずつ繰り出す。
搬送ローラー対33は、繰り出された用紙Sをさらに搬送路39上を搬送方向下流に搬送させる。タイミングローラー対34は、搬送される用紙Sを二次転写ローラー29と中間転写ベルト21との接触位置である二次転写位置291に送り出すタイミングをとる。
ベルトクリーニング部60は、中間転写ベルト21の周囲であり、二次転写位置291からベルト走行方向(矢印B方向)に感光体ドラム1Yの一次転写位置281(感光体ドラム1Yが中間転写ベルト21を介して一次転写ローラー28Yと対向する位置)までの間の空間に配される。
各静電潜像は、現像部3Y〜3Kに収容されている現像剤によりトナーで現像される。ここでは、マイナスの帯電極性を有する、平均粒径が約5〜10μm程度のトナー粒子が用いられている。また、トナー粒子には、帯電性や流動性などを向上させるための外添剤、例えば酸化チタン、アルミナ、ジルコニア、シリカ等の金属酸化物、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム等のチタン酸化合物などが含有されている。
感光体ドラム1Y〜1Kへの各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト21上の同じ位置に重ね合わせて転写されるようにタイミングをずらして実行される。中間転写ベルト21上に多重転写された各色トナー像は、中間転写ベルト21の周回走行により二次転写位置291に移動する。
感光体ドラム1Y〜1K上のトナー像のうち、中間転写ベルト21に一次転写されずに感光体ドラム1Y〜1K上に残ってしまったトナーや外添剤などを含む残留物は、ドラムクリーニング部4Y〜4Kにより除去される。
ここで、残留トナーは、平均粒径がミクロンメートル〔μm〕単位のものがほとんどであるが、紙粉、トナー微粉、外添剤の粒子は、残留トナーよりも遥かに小さいナノメートル〔nm〕単位のものが多い。また、残留トナーのうち、ごく一部には、転写時のプラス極性の電圧による電界の影響を受けて、本来のマイナスとは逆極性のプラスの帯電極性に変わるものが含まれている。
ベルトクリーニング部60は、第1クリーニング部70と第2クリーニング部80とハウジング90を含む。ここで、ハウジング90は、絶縁性の樹脂などからなり、第1クリーニング部70と第2クリーニング部80の各部材を内部に収容しており、中間転写ベルト21に対向する側に開口部を有する。
第1クリーニング部70は、クリーニングブラシ71、72と、回収ローラー73、74と、搬送スクリュー75と、フリッカー76、77などを備える。
ここで、クリーニングブラシ71〜フリッカー77のそれぞれは、中間転写ベルト21の幅方向(同図紙面垂直方向:ベルト走行方向Bに直交する方向)に沿って長尺状になっている。上記中間転写ベルト21の幅方向を、以下、ベルト幅方向Wという。
クリーニングブラシ71、72のそれぞれは、芯金の外周にブラシ繊維が植設されてなり、同図の矢印で示す方向に回転し、ブラシ繊維の先端が中間転写ベルト21の表面を摺擦する際に、ブラシ繊維の先端で中間転写ベルト21上の残留物を機械的に掻き取る。なお、クリーニングブラシ71、72は、原糸の表面に後述の微小粒子が接着されていないブラシ毛を有する回転体である。
これにより、クリーニングブラシ71と中間転写ベルト21との間に、中間転写ベルト21上の二次転写後の残留物のうち、プラス帯電された残留トナーに中間転写ベルト21からクリーニングブラシ71に向かう方向の静電力を作用させるための電界が発生して、その残留トナーがクリーニングブラシ71に取り込まれ易くなる。
回収ローラー73は、マイナス極性のバイアス電圧が印加され、クリーニングブラシ71と接触した状態で同図の矢印で示す方向に回転し、クリーニングブラシ71に取り込まれた残留トナーなどの残留物をクリーニングブラシ71との接触による掻き取り力と、そのバイアス電圧により生じる静電力により回収する。
フリッカー76は、薄板状の部材であり、回収ローラー73の表面に当接して、回収ローラー73に回収された残留物を掻き取る。掻き取られた残留物は、重力により下方に落下する。
搬送スクリュー75は、フリッカー76の直下の位置に配され、同図に示す方向に回転し、フリッカー76、77により回収ローラー73、74から掻き落とされた残留物をベルト幅方向Wの一方端側に搬送して、不図示の回収タンクに収容させる。クリーニングブラシ、回収ローラー、搬送スクリューは、不図示のモーターにより回転駆動される。
また、クリーニングブラシ71、72を用いる構成としたが、中間転写ベルト21の表面上の残留トナーなどの残留物を除去する作用を有するクリーニング部材であれば、ブラシに限られず、例えばクリーニングブレードを用いる構成としても良い。この構成をとる場合、クリーニングブレードの先端が中間転写ベルト21の表面にベルト走行方向Bとは反対方向に向いた姿勢で中間転写ベルト21の表面に接触するようにカウンター配置することが好ましいが、これに限られることはない。
このような第1クリーニング部70で除去し切れなかった残留物は、第2クリーニング部80で清掃される。
第2クリーニング部80は、クリーニングブラシ8を含み、クリーニングブラシ8は、ハウジング90の開口部において、クリーニングブラシ72よりもベルト走行方向Bの下流側に配置されており、ベルト幅方向Wに沿って長尺状になっている。
クリーニングブラシ8は、第1クリーニング部70が残留物の除去作用を実行した直後に中間転写ベルト21上の同一部位に対して接触し、第1クリーニング部70の除去作用にも拘わらず第1クリーニング部70をすり抜けて中間転写ベルト21の表面に未だ残っている紙粉、トナー微粉、外添剤の粒子などの残留物を除去する。
紙粉除去ブラシ8は、芯金8aの外周に、多数本のブラシ毛8bからなるブラシ繊維が植設されてなる。それぞれのブラシ毛8bは、図2の拡大模式図に示すようにブラシ原糸81の表面に多数個の微小粒子82が接着被覆されており、その表面に微小な凹凸形状が形成されている。この凹凸形状は、凹凸形状を有しないブラシ毛よりも、その凸の部分により中間転写ベルト21の表面上の紙粉などの異物を機械的に掻き取る能力とブラシ毛8bの表面積をより大きくすることにより紙粉などの異物を凹部に取り込んで保持する能力を高めるために設けられたものである。この微小粒子が接着被覆されてなるブラシとしては、例えば特開2012−139488号公報に記載のブラシを適用することができる。
微小粒子82の材料としては、紙粉の主成分である炭酸カルシウムのモース硬度(=3)よりもモース硬度が高くなるものが好ましく、例えばモース硬度が9のシリカやアルミナなどを用いることができる。なお、微小粒子82をブラシ原糸81の表面に接着被覆する方法は、上記の公報に記載の方法を用いることができるが、接着被覆により凹凸形状が形成されてなるブラシ毛8bを有する紙粉除去ブラシ8であれば良く、上記の公報とは異なる方法により製造された紙粉除去ブラシ8を用いるとしても良い。
上限を1μmとすることが望ましいのは、nm単位の紙粉などは、微小粒子82による凹凸形状を有するブラシ毛8bからなるブラシ繊維の中に取り込まれたり、微小粒子82よりも小さい紙粉などがブラシ毛8bの凹部に取り込まれたりすることにより回収され易く、一方で、粉砕により変形したトナー粒子が第1クリーニング部70をすり抜けた場合でも、そのトナー粒子をブラシ繊維で取り込みつつそのトナー粒子がブラシ繊維の奥や凹部に入り込んで詰まってしまうことを防止し易くなるからである。
紙粉除去ブラシ8は、ブラシ毛8bの先端部が中間転写ベルト21の表面に接したときの中間転写ベルト21の表面との摩擦力により、中間転写ベルト21の回転に従動回転する。ここでは、従動回転時に、紙粉除去ブラシ8の外径部(中間転写ベルト21と接していないブラシ毛8bの先端部)の周速と中間転写ベルト21の表面の周速との間に速度差がほとんど生じることのないように、紙粉除去ブラシ8が不図示の筐体にベアリングなどにより回転自在に支持されている。
この接触の状態を微視的にみれば、ブラシ毛8bの先端が中間転写ベルト21の表面に接触を開始した時点からそのブラシ毛8bの撓みが開始され、中間転写ベルト21の表面との接触長さが次第に大きくなり、紙粉除去ブラシ8の回転が進んで、そのブラシ毛8bが中間転写ベルト21の表面から離間した時点でその撓みがそのブラシ毛8bの復元力により解消されて、元の真っ直ぐな状態に戻ることにより接触長さがゼロになる。
食い込み量が刻一刻と変化することは、1本のブラシ毛8bごとに、真っ直ぐな姿勢から撓みにより傾いた姿勢に変わり、その後、その傾いた姿勢から元の真っ直ぐな姿勢に戻るまで間に、その姿勢変化に伴って、そのブラシ毛8bの先端部の周速も刻一刻と微小に変化していることに等しい。
第1クリーニング部70と第2クリーニング部80を備える構成により、クリーニング性が向上することは、次に説明する実験結果により実証される。
一実施例として、以下に設定された実験機を作製し、中間転写ベルト21のクリーニング性を評価した結果を説明する。
中間転写ベルト21には、PI(ポリイミド)で成形された体積抵抗率1×108Ω・cmのベルトを用いた。中間転写ベルト21の厚みは、80μmであり、中間転写ベルト21の周速は、500mm/secとされた。
クリーニングブラシ71、72の回転方向は、中間転写ベルト21と接する部分において、ベルト走行方向Bとは逆(カウンター)方向とし、外径部(中間転写ベルト21と接していないブラシ毛の先端部)の周速が500mm/secに設定された。クリーニングブラシ71、72のそれぞれについて、中間転写ベルト21に対する食い込み量(最大値)が1mmになるように配置され、電気抵抗値が1×108Ω・cmとされた。
一方、紙粉除去ブラシ8については、ポリアミド系合成繊維からなる直毛原糸81を、繊度220T/96F、密度430KF、原糸長さ5mmとし、その直毛原糸81に対して、平均粒径が0.5μm、平均球形度が0.75のシリカ粒子を微小粒子82として接着被覆させたブラシ毛8bを有するものが用いられた。紙粉除去ブラシ8の電気抵抗値は、1×1010Ω・cmとされた。
上記の設定がなされた実験機において、図3に示すような各色縦ベタ帯パターンのテストチャートを、MondiカラーペーパーA4サイズの90g/m2の用紙に1枚ずつ、合計100万枚について連続印字(プリント)する耐久試験を実行した。
中間転写ベルト21の表面にフィルミングが発生すると、その発生領域の体積抵抗値が未発生の領域よりも上昇し、中間転写ベルト21の表面上に体積抵抗値が異なる箇所が混在することになり、体積抵抗値が異なる箇所ごとに転写電流に差が生じて、形成画像の濃度ムラが発生し易くなる。
なお、図4では、比較のために紙粉除去ブラシ8を配置しない構成(比較例1)の場合の測定結果も合わせて示されている。実線のグラフが実施例の測定結果を示し、二点鎖線のグラフが比較例1の測定結果を示す。
これに対し、図4に示すように実施例(実線のグラフ)では、プリント枚数が1000Kに達するまでの間、Ca検出値が0.35以下に抑えられており、形成画像に濃度ムラが発生したとしても許容範囲内に収まっている。このことから、図5(b)に示すような明確な濃度ムラが発生することが防止され、プリント枚数が1000Kに達するまでという極めて長期間に亘って、良質な画質を維持することが可能になる。
図6において、実線のグラフが実施例によるものを示し、二点鎖線のグラフが比較例2によるものを示している。同図に示すように比較例2では、実施例に比べてCa検出値が大幅に大きくなっていることが判る。これは、次の理由によるものと考えられる。
以上説明したように、本実施の形態の構成をとることにより、まず中間転写ベルト21上の二次転写後の残留物(主に、残留トナー)をクリーニングブラシ71、72で清掃でき、続いて、クリーニングブラシ71、72で除去されなかった、残留トナーよりも小サイズの異物、例えば紙粉やトナー微粉、外添剤の粒子などを、クリーニングブラシ71、72よりもベルト走行方向Bの下流側に配置され、ブラシ原糸81に微小粒子82が接着被覆されたブラシ毛8bを有する紙粉除去ブラシ8で清掃できる。
そして、紙粉除去ブラシ8をクリーニングブラシ71、72よりもベルト走行方向Bの下流側に配置することにより、中間転写ベルト21上の残留トナーの多くが紙粉除去ブラシ8のブラシ毛8bに付着して固着されることが防止される。
<実施の形態2>
上記実施の形態1では、紙粉除去ブラシ8の中間転写ベルト21に対する遠近方向の位置を変位させない(固定する)構成例を説明したが、本実施の形態2では、その位置を変位可能に構成して、プリント累積回数などの所定条件に基づいて紙粉除去ブラシの中間転写ベルト21に対する食い込み量の大きさを増加させていく制御を行うとしており、この点が実施の形態1と異なっている。以下、説明の重複を避けるため、実施の形態1と同じ内容についてはその説明を省略し、同じ構成要素については、同符号を付すものとする。
図7は、実施の形態2に係る紙粉除去ブラシの変位機構の構成例を説明するための図であり、図8は、図7のD−D線における変位機構の矢視断面図である。
図7、図8に示すように変位機構200は、紙粉除去ブラシ201と、バックアップローラー202と、位置決めコロ203と、圧縮ばね204と、偏心カム205と、ギア206と、モーター207を備える。
偏心カム205は、バックアップローラー202の回転軸220におけるベルト幅方向Wの両端側のそれぞれに嵌め込まれている。それぞれの偏心カム205は、同じ円盤状の形状、同じ大きさであり、回転軸220に固定されている。
紙粉除去ブラシ201の回転軸210の両端部のそれぞれは、装置筐体88に設けられた長穴89に係合されている。長穴89は、紙粉除去ブラシ201の中間転写ベルト21に対するベルト遠近方向(矢印Qで示す方向)に沿って細長い形状になっている。紙粉除去ブラシ201は、回転軸210が長穴89に係合されることにより、回転自在かつベルト遠近方向に長穴89の長さに応じた分だけスライド自在に支持される。
圧縮ばね204は、それぞれの位置決めコロ203に対応して設けられ、その対応する位置決めコロ203に偏心カム205への押圧力を付与する。この圧縮ばね204の押圧力により、常時、位置決めコロ203が偏心カム205に押圧される。
このような構成において、モーター207が駆動されると、その駆動力が回転駆動軸270、ギア206、回転軸220を介して偏心カム205に伝わり、モーターの回転駆動軸270の回転角に応じた角度だけ偏心カム205が回転する。偏心カム205が回転しても、矢印Qで示す方向において、バックアップローラー202と中間転写ベルト21の位置は変わらないが、位置決めコロ203のバックアップローラー202に対する間隔は変わる。この間隔が変わることは、紙粉除去ブラシ201の、中間転写ベルト21に対する遠近方向(矢印Qで示す方向)の位置が変わることに等しい。
従って、モーター207の回転角と、紙粉除去ブラシ201の中間転写ベルト21に対する食い込み量(以下、「ブラシ食い込み量」という。)の大きさとの関係、例えば基準からの回転角が5°のときにブラシ食い込み量がX1、10°のときにX2(>X1)、15°のときにX3(>X2)などのような対応関係を予め実験などで求めておけば、ブラシ食い込み量を現在よりもXだけ増加させるのに必要なモーター207の回転角Yを判断できることになる。
このような変位機構を用いてブラシ食いこみ量を可変可能な構成としたのは、中間転写ベルト21への紙粉などの異物の付着量をより低減して、フィルミング発生の防止効果をより高めるためである。
従って、掻き取り能力がある程度、低下した時点で、紙粉除去ブラシ201の食い込み量をそれまでよりも増加させて、ブラシ毛8bの先端から少し根本に近い、未だ紙粉などがあまり固着していない微小粒子82が被覆されている部分も中間転写ベルト21の表面に接触できるようにすれば、ブラシ食いこみ量の増加直前よりも掻き取り能力が向上するので、寿命に至るまでの間に亘って掻き取り能力が低下し続けることを防止できる。
なお、ブラシ食いこみ量は、それぞれの構成ともに耐久試験の開始時には1mmであり、ブラシ食いこみ量の増加制御を組み込んだ構成では、プリント枚数が100Kに達するごとに、ブラシ食いこみ量を0.1mmずつ増加させる制御を行った。
なお、上記ではカムとウォームギアを用いてブラシ食い込み量を可変制御する構成としたが、紙粉除去ブラシ201と中間転写ベルト21とを相対的に遠ざける方向および近づける方向(遠近方向)に移動可能な移動機構であれば良い。例えば、ネジ送り機構により、紙粉除去ブラシ201と中間転写ベルト21のうち一方を他方に近づける方向にそのネジの回転量に応じた距離だけ移動可能な変位機構を採用することも可能である。
図10は、実施の形態2に係る制御部50の構成を示す図である。
同図に示すように制御部50は、ブラシ変位部51と枚数記憶部52を含む。
ブラシ変位部51は、モーター207を制御して、中間転写ベルト21の表面に対する紙粉除去ブラシ201の食いこみ量を制御する。
(3)紙粉除去ブラシの食い込み量の増加制御の処理内容
図11は、ブラシ変位部51によるブラシ食い込み量の増加制御の処理内容を示すフローチャートである。この処理は、1枚の用紙Sに対するプリント動作が実行されるごとに、不図示のメインルーチンに呼び出されることにより実行される。
取得した累積プリント枚数Pが所定値の倍数で表される数値のいずれかに等しいか否かを判断する(ステップS2)。所定値は、予め決められた一定値、例えば100Kであり、これの倍数、すなわち100K,200K,300K・・・のいずれかに累積プリント枚数Pが等しいか否かが判断される。
ステップS4では、1枚の用紙Sへのプリント動作が終了したか否かを判断する。1枚の用紙Sへのプリント動作の終了を判断すると(ステップS4で「Yes」)、現在の累積プリント枚数Pに1をインクリメントした値を新たな累積プリント枚数Pとして枚数記憶部52に上書き保存した後(ステップS5)、リターンする。
なお、上記では、ブラシ食い込み量の増加制御の実行タイミングに達したか否かを累積プリント枚数Pの大きさにより判断する構成例を説明したが、これに限られない。ブラシ食い込み量を現在よりも増加させるのに適した所定のタイミングに達したか否かを判断できる条件を用いることができる。
上記では、ブラシ食い込み量の増加量を、その増加制御の度に毎回、一定の所定量とする構成例を説明したが、一定の値に限られない。例えば、装置内の温度、具体的には中間転写ベルト21の温度またはその周辺温度の高低に基づいてその増加量を変更させる構成をとることもできる。
図12は、装置内の温度に応じてブラシ食い込み量の増加量を変更する制御の処理内容を示すフローチャートであり、図11に示すステップS3に代えて、ステップS11、S12を実行する点が図11に示す処理内容と異なっている。以下、この異なっている部分を中心に説明する。
図13は、ブラシ食い込み増加量設定処理のサブルーチンの内容を示すフローチャートである。
同図に示すように、まず現在の装置内の温度Tを取得する(ステップS21)。温度Tの取得は、温度センサー208の検出値を受信することにより行われる。
装置内の温度Tが高温域にはない、すなわち非高温域にある場合には(ステップS22で「No」)、食い込み量の増加量を基準値(上記例では、0.1mm)に設定して(ステップS24)、リターンする。
図12に戻ってステップS12では、ステップS11で設定された増加量だけ、ブラシ食い込み量を増加させる制御を行う。この制御は、設定された増加量だけブラシ食い込み量を増加させるのに必要な回転角だけモーター207を回転させることにより行われる。
また、食い込み量の増加量を変更する制御を行うか否かを判断するための所定の変更条件としては、装置内の温度に限られず、例えばトナー像の印字率、一次転写バイアスなどを用いることもできる。
トナー像の印字率とは、1枚の用紙Sの全体の面積における、トナー像が形成される部分の積算面積の割合を百分率で表した数値であり、印字率が小さいほど、用紙Sの全体面積のうちトナー像の形成部分が少ない、すなわち非画像領域が多いことになる。
1枚の用紙Sについて非画像領域が多いということは、その用紙Sが二次転写位置291を通過する際にその用紙Sの紙面のうち、中間転写ベルト21の表面に直に接する部分が多くなるので、非画像領域が少ない場合よりも中間転写ベルト21の表面に付着する紙粉の量が多くなるはすである。中間転写ベルト21の表面に付着する紙粉の量が多くなると、紙粉除去ブラシ201のブラシ毛8bの先端に付着して固着する紙粉の量も多くなり、上記のようにブラシ毛8bによる掻き取り能力が低下し易くなる。
図14は、印字率を加味したブラシ食い込み増加量設定処理のサブルーチンの内容を示すフローチャートである。
ブラシ変位部51は、ブラシ食い込み量の増加制御が1回終了するごとに、これ以降に実行される全てのプリントジョブについて各用紙Sに対するプリントにおける印字率を求める。印字率は、プリントジョブの画像データに基づいて、1枚の用紙Sの全体の面積に対する、トナー像を形成すべき部分を構成する画素数の割合を計算することにより求められる。プリントに供される各用紙Sに対して求められた印字率は、図示しない記憶部に1枚の用紙Sへのプリント単位で記憶される。
平均印字率Crが所定値よりも小さいか否かを判断する(ステップS32)。この所定値とは、平均印字率Crがこの所定値よりも小さい場合には食い込み量の増加量を基準値よりも大きい値にする必要があると想定される印字率の値として予め実験などにより決められる。
これにより、例えば印字率が小さい画像のプリントがほとんどであるような環境にプリンターが設置されている場合には、ブラシ食い込み量の増加制御の実行時に、増加量が大きな値に設定されることが可能になり、印字率の大小に応じてブラシ食い込み量の増加制御をより適切に行えるようになる。
一次転写バイアスとは、作像部10Y〜10Kごとに中間転写ベルト21を介して一次転写ローラー28Y〜28Kと感光体ドラム1Y〜1Kとの間に作用する電界の大きさを決める転写電圧や転写電流のことである。
装置内の湿度変化により一次転写バイアスの値が変動、具体的には常湿から高湿環境に変わったために転写電流が過多になると、これに起因して常湿時では感光体ドラム1Y〜1Kから中間転写ベルト21の表面に一次転写されることのなかったトナー微粉や紙粉などが転写電流の過多により一次転写される場合が生じ易くなる。中間転写ベルト21の表面に付着するトナー微粉などの量が増加するということは、それだけ紙粉除去ブラシ201のブラシ毛8bの先端に付着して固着するトナー微粉などの量も多くなることを意味するので、上記のようにブラシ毛8bによる掻き取り能力が低下し易くなる。
一次転写バイアスの変動は、例えば一次転写ローラー28Y〜28Kに実際に流れる一次転写電流を電流計により測定することにより検出することができる。
なお、一次転写バイアスを直接的に検出する構成に代えて、例えば一次転写バイアスの変動に影響を与える装置内の湿度を検出して、検出した湿度の変化量が一定値を超えると、一次転写バイアスの値も所定値を超えたとみなして、食い込み量の増加量を変動させる制御方法をとることもできる。
例えば、過去の平均印字率Crが所定値よりもある程度大きく、すなわち中間転写ベルト21への紙粉の付着量がかなり少なく、かつ、転写効率がある程度高い、すなわち中間転写ベルト21へのトナー微粉の付着量がかなり少ないというような特別の条件を満たす場合には、増加に代えて、ブラシ食い込み量を現在よりも所定値、例えば0.05mmだけ減少させる構成もとり得る。この特別の条件は、フィルミングの成長速度が極端に遅いことを示す条件とみなすことができ、そのような条件下において、一定のクリーニング性を維持できるのであれば、ブラシ食い込み量を現在よりも所定値だけ低減する制御をとることにより、紙粉除去ブラシ8のクリーニング性をより長期間、維持すること、および中間転写ベルト21の表面の、ブラシ毛8bによる摩耗をより抑制することが可能になる。このブラシ食い込み量の低減御は、平均印字率Crに限られず、例えば一次転写バイアスにも適用することができる。
上記では、ブラシ食い込み量の増加制御を、累積プリント枚数Pが所定値の倍数に等しい値になったときなどの所定のタイミングに実行するとしたが、これに限られない。この所定の実行タイミングを、所定の実行条件、例えば装置内の温度に基づいて変更する制御を行うこともできる。これは、次の理由による。
すなわち、ブラシ変位部51は、累積プリント枚数Pを取得すると(ステップS1)、過去の装置内平均温度Taを取得する(ステップS41)。装置内平均温度Taは、前回のブラシ食い込み量の増加制御の実行が終了してから現在までの間に実行された全てのプリントについてその実行中における装置内の温度Tの平均値を示している。
そして、ブラシ変位部51は、ステップS41を実行する際に、前回のブラシ食い込み量の増加制御の終了から現在までの間に実行された全てのジョブにおける装置内の温度Tをその記憶部から読み出して、読み出した全ての温度Tを平均化する処理を行い、平均化された温度を、過去の装置内平均温度Taとして取得する。
一方、過去の装置内平均温度Taが高温域にあることを判断すると(ステップS42で「Yes」)、所定値を基準値Paよりも小さい値Pb、例えば80Kに設定して(ステップS44)、ステップS2に移る。
上記のことから実施の形態および変形例1と2は、ブラシ食い込み量を変更させるために、累積プリント枚数Pなどの所定条件に基づいて紙粉除去ブラシ8と中間転写ベルト21の間の距離を変更する制御を実行する構成といえる。そして、この制御には、装置内の温度などの所定の変更条件に基づいてその増加量などを変更する制御と装置内の温度などの所定の実行条件に基づいてその実行タイミングを変更する制御が含まれる。
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
(1)上記実施の形態では、紙粉除去ブラシ8のブラシ毛8bが中間転写ベルト21上の紙粉や外添剤の粒子などの異物を取り込んで保持する構成例を説明したが、これに限られない。例えば、第2クリーニング部80に、紙粉除去ブラシ8と、紙粉除去ブラシ8に保持された紙粉などを回収する回収部材(不図示)とを設ける構成をとることもできる。
このモーター駆動の構成をとる場合でも、紙粉除去ブラシ8の外径部(中間転写ベルト21の表面に接していないブラシ毛8bの先端部)の周速と中間転写ベルト21の表面の周速との間の速度差が所定の許容範囲内に入るように、すなわち当該速度差がゼロまたは異なる場合でも当該許容範囲内の大きさに収まるように制御することが好ましい。許容範囲は、その速度差に起因して中間転写ベルト21の表面に傷や摩耗が少しずつ生じても中間転写ベルト21や紙粉除去ブラシ8の寿命に影響を与えない範囲内の大きさとして予め実験などにより決められる。
(3)上記実施の形態では、Y色〜K色のトナー像が多重転写される中間転写ベルト21のクリーニングに、紙粉除去ブラシ8を有するベルトクリーニング部60を適用する構成例を説明したが、これに限られない。例えば、感光体ドラム1Y〜1Kのそれぞれについて、そのクリーナーとしてベルトクリーニング部60と同様の構成のクリーニング部を適用することもできる。
(4)上記実施の形態では、本発明に係る画像形成装置をタンデム型カラープリンターに適用した場合の例を説明したが、これに限られない。カラーの画像形成に代えて、モノクロの画像形成を実行する機能を有する画像形成装置に適用することもできる。
さらに、上記実施の形態及び上記変形例の内容をそれぞれ組み合わせるとしても良い。
8、201 紙粉除去ブラシ(ブラシ部材)
8a 芯金
8b ブラシ毛
21 中間転写ベルト
51 ブラシ変位部
52 枚数記憶部
60 ベルトクリーニング部
70 第1クリーニング部
71、72 クリーニングブラシ(クリーニング部材)
80 第2クリーニング部
81 ブラシ原糸
82 微小粒子
200 変位機構
202 バックアップローラー
B ベルト走行方向(回転方向)
W ベルト幅方向
Claims (9)
- 表面が移動する像担持体に形成されたトナー像を被転写体に転写する画像形成装置であって、
前記転写後に前記像担持体上に残留している残留物を除去するために設けられたクリーニング部材と、
原糸表面に接着被覆された微小粒子により表面が凹凸形状をしたブラシ毛を有し、前記クリーニング部材よりも前記像担持体表面の移動方向下流側において前記像担持体に対して接触し、前記クリーニング部材による除去作用によって除去されなかった残留物を除去するブラシ部材と、
前記ブラシ部材と前記像担持体の少なくとも一方を相対的に遠ざける方向および近づける方向に移動させる移動手段と、
所定のタイミングに達した場合に、前記移動手段を制御して、前記ブラシ毛の先端部の、前記像担持体の表面との接触長さを現在よりも所定の増加量だけ増加させるように、前記ブラシ部材と前記像担持体との間の距離を変更する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
装置内の現在の温度または過去の装置内平均温度が第1の温度域にある場合に、前記第1の温度域よりも温度が低い第2の温度域にある場合に比べて前記所定の増加量を大きくすることを特徴とする画像形成装置。 - 表面が移動する像担持体に形成されたトナー像を被転写体に転写する画像形成装置であって、
前記転写後に前記像担持体上に残留している残留物を除去するために設けられたクリーニング部材と、
原糸表面に接着被覆された微小粒子により表面が凹凸形状をしたブラシ毛を有し、前記クリーニング部材よりも前記像担持体表面の移動方向下流側において前記像担持体に対して接触し、前記クリーニング部材による除去作用によって除去されなかった残留物を除去するブラシ部材と、
前記ブラシ部材と前記像担持体の少なくとも一方を相対的に遠ざける方向および近づける方向に移動させる移動手段と、
所定のタイミングに達した場合に、前記移動手段を制御して、前記ブラシ毛の先端部の、前記像担持体の表面との接触長さを現在よりも所定の増加量だけ増加させるように、前記ブラシ部材と前記像担持体との間の距離を変更する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
過去に実行されたジョブの平均印字率が所定値よりも低い場合に、前記所定値以上の場合に比べて前記所定の増加量を大きくすることを特徴とする画像形成装置。 - 表面が移動する像担持体に形成されたトナー像を被転写体に転写する画像形成装置であって、
前記転写後に前記像担持体上に残留している残留物を除去するために設けられたクリーニング部材と、
原糸表面に接着被覆された微小粒子により表面が凹凸形状をしたブラシ毛を有し、前記クリーニング部材よりも前記像担持体表面の移動方向下流側において前記像担持体に対して接触し、前記クリーニング部材による除去作用によって除去されなかった残留物を除去するブラシ部材と、
前記ブラシ部材と前記像担持体の少なくとも一方を相対的に遠ざける方向および近づける方向に移動させる移動手段と、
所定のタイミングに達した場合に、前記移動手段を制御して、前記ブラシ毛の先端部の、前記像担持体の表面との接触長さを現在よりも所定の増加量だけ増加させるように、前記ブラシ部材と前記像担持体との間の距離を変更する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
装置内の現在の温度または過去の装置内平均温度が第1の温度域にある場合には、前記第1の温度域よりも温度が低い第2の温度域にある場合に比べて、前記所定のタイミングを早い時期に変更することを特徴とする画像形成装置。 - 前記ブラシ部材は、
回転体であり、
前記ブラシ部材の回転方向が前記像担持体表面の移動方向に対して順方向であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記ブラシの外径部の周速と前記像担持体表面の周速とが等しいことを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記ブラシ部材は、
前記像担持体との接触により当該像担持体表面の移動に従動して回転することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。 - 前記微小粒子は、
前記クリーニング部材によって除去されなかった残留物とは逆の極性に帯電する帯電特性を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記クリーニング部材により除去された残留物を回収する回収部材を備え、
前記クリーニング部材は、
原糸表面に微小粒子が接着されていないブラシ毛を有する回転体であり、
前記回収部材は、
回転するクリーニング部材のブラシ毛に接して当該ブラシ毛に取り込まれている残留物を回収することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記ブラシ部材は、
前記クリーニング部材によって除去されなかった、前記微小粒子よりも粒径が小さい残留物を前記凹凸形状の凹部に取り込むことにより前記像担持体から除去することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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