(57)【要約】【目的】プリンタに使用する紙の種類によらず、最適な画像を長期にわたり保証する画像形成装置を提供すること。【構成】像担持体と、像担持体を帯電する帯電手段と、像担持体の現像剤を転写材に転写する転写手段と、像担持体をクリーニングするクリーニング手段と、転写材の検知手段と、を有する画像形成装置において、前記クリーニング手段に像担持体より回収した転写残現像剤をクリーニング部より取り除く、回収剤送り部材を有し、転写材の検知手段の情報を記憶し、この情報に応じて該回収剤送り部材の送り能力を変化させる。【選択図】　　　図１
2004078007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、像担持体を帯電する帯電手段と、像担持体の現像剤を転写材に転写する転写手段と、像担持体をクリーニングするクリーニング手段と、転写材の検知手段と、を有する画像形成装置において、
前記クリーニング手段に像担持体より回収した転写残現像剤をクリーニング部より取り除く回収剤送り部材を有し、転写材の検知手段の情報を記憶し、この情報に応じて該回収剤送り部材の送り能力を変化させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
転写材の検知手段は、転写材の表面の粗さを検知することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
少なくとも像担持体と、像担持体を帯電する帯電手段と有するプロセスカートリッジが着脱可能な画像形成装置であり、前記プロセスカートリッジは不揮発性メモリを有し、転写材の情報を不揮発性メモリに記憶することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真記録方式を用いた既知の画像形成装置として、例えば、レーザービームプリンタには、回転駆動される像担持体としての感光ドラム、感光ドラムの表面を一様に帯電する帯電手段としての帯電ローラ、感光ドラムの表面を露光して画像信号に対応した静電潜像を形成させるレーザー、静電潜像をトナーにより現像して可視画像を形成させる現像手段、可視画像（現像剤像）をシートとしての記録用紙上に転写させる転写ローラ、記録用紙上に転写された可視画像を定着させる定着手段等、を具備している。
【０００３】
この画像形成装置において、感光ドラムと帯電ローラとクリーニング手段や現像手段とを一体的にカートリッジ化して、このプロセスカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とすることにより、メンテナンスフリーの画像形成装置を実現したものが知られている。
【０００４】
このような画像形成装置では、例えば長期使用により、プロセスカートリッジに組込まれた構成部品の機能が低下した場合、プロセスカートリッジ全体が交換されている。この交換作業は、ワンタッチで画像形成装置本体を開放して、装置本体内部から古いプロセスカートリッジを取り出し、装置本体に未使用新品のプロセスカートリッジを装着するといった極めて簡単な作業であり、操作者自身で容易に実施することができるものである。
【０００５】
又、電子写真方式により、像担持体である感光ドラム等の感光体の表面を帯電、露光して形成した静電潜像を現像剤により現像し、記録紙に転写、定着させて画像を記録する画像形成装置においては、感光ドラム上の転写残現像剤をクリーニングするクリーニング手段を有し、安定した帯電、現像を提供している。更に、クリーニング手段をプロセスカートリッジの寿命を通じて維持するために、回収した転写残現像剤をクリーニング手段より取り除く回収剤送り部材を有しているものもある。
【０００６】
ところで、近年はプリンタの低価格化によって、需要が世界規模で広がり、様々な環境でプリンタが使用されるようになってきた。又、プリンタを使用する機会が増え、目的に応じて様々な種類の紙が転写材に使用されるようになってきた。
【０００７】
様々な紙の中で、比較的安価なラフ紙は低コストのため、オフィスの日常的に使用されるたり、正式な提出書類の試し出力用に使用される場合がある。表面の仕上げを簡略したラフ紙は紙粉と呼ばれる紙の繊維が紙より脱落し易く、プリンタに使用された場合、像担持体に転写残トナーとともに付着し、像担持体のクリーニング手段よりクリーニング容器内に回収される。ラフ紙の使用頻度が高い場合、クリーニング部に堆積し、クリーニング不良を起こす原因になる可能性がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
クリーニング不良防止のために、クリーニング部のトナーを送り手段を用いて取り除くことは有効である。
【０００９】
しかしながら、送り能力を上げるために回転数を速くすると、その結果、トナー送りによる軸受部のトルクアップ等、別の不良を引き起こす可能性がある。この点を考慮すると、特殊な紙でプリントする場合に対応して、送り能力を上げた設定にするのではなく、ラフ紙等の紙種を例外として設定する場合が多かった。
【００１０】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、プリンタに使用する紙の種類によらず、最適な画像を長期に亘って保証することができる画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、像担持体と、像担持体を帯電する帯電手段と、像担持体の現像剤を転写材に転写する転写手段と、像担持体をクリーニングするクリーニング手段と、転写材の検知手段と、を有する画像形成装置において、クリーニング手段に像担持体より回収した転写残現像剤をクリーニング部より取り除く、回収剤送り部材を有し、転写材の検知手段の情報を記憶し、この情報に応じて該転写残現像剤送り部材の回転数を変化させることを特徴とする画像形成装置である。
【００１２】
又、少なくとも像担持体と像担持体を帯電する帯電手段と有するプロセスカートリッジが脱着可能な画像形成装置であり、前記プロセスカートリッジは不揮発性メモリを有し、転写材の粗さに関する情報を不揮発性メモリに記憶する画像形成装置である。
【００１３】
従って、本発明によれば、紙粉を発生し易い表面が荒れた転写材等、耐久した転写材の履歴に応じて、感光ドラムのクリーニング手段に堆積する紙粉量を予想し、回収剤送り部材の回転数を変化させることで、クリーニング手段を寿命を通じて最適な状態を維持することができる。そのため、寿命を通じてクリーニング不良等の画像不良を発生することなく、高画質を提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態をインライン方式のカラープリンタの実施例により詳細に説明する。尚、本発明は、装置の形に限らず、実施の形態の説明に裏付けられて、方法の形で実施することもできる。
【００１５】
＜実施の形態１＞
図４は本発明の実施の形態１に係る電子写真プロセスを利用したカラー画像形成装置の画像形成部の概略構成を示す断面図である。
【００１６】
図４において、１００は画像形成部であり、この画像形成部１００は、下から順に、縦一列に配置されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の画像形成ユニットに対応し、カラーステーション１０１〜１０４と、転写部材としての転写ローラ５１〜５４とを備え、カラーステーション１０１〜１０４に、不図示の転写材を搬送し、カラーステーション１０１〜１０４において形成されたトナー画像を転写することにより転写材上にフルカラー画像を形成する構成となっている。
【００１７】
ここで、このカラーステーション１０１〜１０４はそれぞれ、プロセスカートリッジにより構成される一方、画像担持体として繰り返し使用されると共に、矢示の反時計方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと言う）１１〜１４と、感光ドラム１１〜１４の表面を一様に帯電処理する１次帯電ローラ２１〜２４と、感光ドラム上に形成された静電潜像を現像する現像装置である現像器４１〜４４と、感光ドラム上を露光して静電潜像を形成する画像露光手段３１〜３４と、感光ドラム上のトナーを取り除くクリーニング装置６１〜６４とを備えている。
【００１８】
尚、本実施の形態において、感光ドラム１１〜１４は直径３０ｍｍの負帯電ＯＰＣ感光体であり、又、周速度は１００ｍｍ／ｓｅｃである。又、１次帯電ローラ２１〜２４は、感光ドラム１１〜１４に従動当接して帯電を行うＤＣ接触帯電方式の帯電装置を構成すると共に、−１．２ｋＶのＤＣ電圧が印加した１次帯電ローラ２１〜２４により感光ドラム表面は−６００Ｖに帯電される。
【００１９】
又、現像器４１〜４４は、図４に示すように内部にＹ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの磁性体を含まない、所謂ノンマグトナーが収納されるトナー収納部４１ａと、感光ドラム１１〜１４と対向するように配設され、不図示の回転駆動装置によって感光ドラム１１〜１４に対して順方向に回転する現像ローラ４１ｂとを備えると共に、不図示のコントローラの信号によって現像ローラ４１ｂに可変電圧を印加する接触一成分接触現像方式によって感光ドラム上に形成された静電潜像を現像するものである。
【００２０】
クリーニング装置６１〜６４にはクリーニングブレード３１〜３４によりドラム上の転写残トナーを回収する。回収されたトナーは廃トナー送り部材９１〜９４によってクリーニング容器のトナー収納部へ搬送される。搬送する方法は回転方向ａで示される回転軌跡に沿って、本体の図示されていない回転駆動手段によって回転される。このとき、廃トナー搬送部材は、クリーニング容器内で軌跡ｂで示されるように先端位置が回転軌跡を描き、軌跡ｃのように往復運動を行う。
【００２１】
クリーニング部３１〜３４の回収されたトナーは、このような廃トナー搬送部材の往復運動によりトナーをクリーニング部より除去し、容器奥側へ徐々に搬送する。
【００２２】
駆動手段は、本体のモータ制御手段によって制御され、モータ回転を減速し、廃トナー送り部材９１〜９４に回転として駆動を伝達している。
【００２３】
又、画像露光手段３１〜３４は、レーザダイオード、ポリゴンスキャナー、レンズ群等によって構成されるものであり、この画像露光手段３１〜３４によって画像露光を受けることにより、感光ドラム上には、それぞれ目的のカラー画像の第１〜第４の色成分像（例えばイエロー、マゼンダ、シアン、ブラック成分像）に対応した静電潜像が形成される。
【００２４】
尚、本実施の形態においては、画像露光手段３１〜３４はレーザダイオードを用いたポリゴンスキャナーである。又、レーザ露光の書き出しは、主走査方向（転写材の進行と直交方向）では走査ライン毎にＢＤと呼ばれるポリゴンスキャナー内の位置信号から、副走査方向（転写材の進行方向）では搬送路内のスイッチを起点とするＴＯＰ信号から、所定の時間遅延させて行うことによって、各カラーステーション１０１〜１０４では常に転写材上の同じ位置に露光を行うことができる構成となっている。
【００２５】
ところで、本実施の形態においては、本画像形成装置は接地面積を最小化するためや、カートリッジ交換やジャム処理のために前扉のみの開閉で所望の目的が達成できるように既述したようにカラーステーション１０１〜１０４を縦に配置し、転写ローラ５１〜５４とカラーステーション１０１〜１０４の間で本体を分割する構成となっている。
【００２６】
この転写ローラ５１〜５４は通紙時に、転写材を介して感光ドラム１１〜１４に当接している。尚、本実施の形態において、この転写ローラ５１〜５４は体積抵抗率１０６　〜１０６　Ωｃｍの発泡ウレタンゴムローラである。又、この抵抗値は温度は２３．５℃、相対湿度は６０％で、印加電圧１００Ｖで行ったものである。
【００２７】
又、この転写ローラ５１〜５４は、感光ドラムに対しては総圧９．８Ｎで従動当接している。
【００２８】
次に、このように構成された転写材の経路について説明する。
【００２９】
給紙された転写材は紙検知手段８０で厚みを検知される。その後、ステーションのタイミングに合わせて転写材は上方に移動する。具体的には、第１色目のカラーステーション１０１では、転写ローラ５１により、第１色目（Ｙ）のカラーステーション１０１の感光ドラム１１に形成されたトナー像が転写される。感光ドラム１２と転写ローラ５２の間、感光ドラム１３と転写ローラ５３の間、感光ドラム１４と転写ローラ５４の間を通過する。このとき、感光ドラム上のトナー像が順次重なりつつ転写されていく。そして、最後に不図示の定着手段に導かれ、カラー画像がプリントされる。
【００３０】
次に、紙の粗さを測定する装置を説明する。
【００３１】
図２に示すように、紙検知手段８０は、一定の検知位置に搬送ガイドされた紙Ｐの表面を一定光量にて照射する光源８１と、上記光源８１からの照射光の、紙Ｐの表面で反射した像を収光するレンズ８２と収光された像を測定するＣＣＤイメージセンサー（　電荷転送素子Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）８３と、紙Ｐを上記一定の検知位置に搬送ガイドする複数の紙ガイド８４，８５，８６とより構成されている。
【００３２】
上記ＣＣＤイメージセンサー８３で測定した凹凸のアナログ像は、紙粗さ算出手段７において、図３に示すように、閾値を超えた数を検出する。
【００３３】
紙の凹凸の深さに応じて、最適な閾値を選ぶことで、紙の粗さと閾値を超えた数を結び付けることができる。つまり、荒れた紙ではこの数値が多くなり、つるつるした紙は数が少なくなる。この方法を用いた紙検出手段８０は、質の異なる紙の粗さを、非接触で正確に求めることができる。ここで測定した紙の粗さは、ドラム膜厚の算出に利用される。
【００３４】
図１はプロセスカートリッジの記憶素子である不揮発性のメモリ７１〜７４と本体の制御手段のブロック図である。
【００３５】
本発明において、紙の粗さ算出手段７は、通紙した紙の粗さの情報を紙粗さ総記憶手段１５に記憶する。又、印字枚数は印字枚数記憶手段３に記憶する。廃トナー回転制御手段５は、紙粗さ手段により廃トナー送りを延長して行う必要が生じた場合に、廃トナー送り延長を実施する。
【００３６】
ところで、クリーニング不良はクリーニングを行っているクリーニングブレード３１〜３４に粗粒等が堆積し、ブレードとドラムの間に挟まるようにして隙間を作り、トナーが隙間から回収されないでクリーニング部を通過することで発生する。
【００３７】
クリーニング不良が発生したカートリッジを分解し、粗粒を分析すると、殆どが通紙した紙に含まれる紙粉である。紙粉は通紙した紙に含まれる紙粉が感光ドラムに付着し、クリーニング部で回収される。
【００３８】
紙種によってもクリーニング部に回収される紙粉量が変わり、コート紙のような表面処理を行っている紙は紙粉量が少ない。一般に上質紙と言われている紙種は紙粉量が少ない。反対に、ラフ紙と呼ばれる紙種は安価でランニングコストが低いために、一般のオフィスで用いられるが、表面処理を簡略化しているために、紙表面から剥がれ落ちる紙粉量も多くなっている。そのため、前述のクリーニング不良は使用する紙種によって発生頻度が異なり、ラフ紙と呼ばれる表面が荒れている紙種で発生し易い。
【００３９】
更に、ラフ紙を用いて印刷を行う場合でも、クリーニング不良の発生頻度に対して、プリンタで連続印刷する場合と、少量の枚数を、時間をおいて印刷する間欠印刷では、発生頻度が異なり、連続印刷の方がクリーニング不良が発生し易い。これは、間欠印刷では印刷後にドラムと廃トナー送り部材が回転し、クリーニング部のトナーが除去されることにより、クリーニング不良の発生原因である紙粉等の粗粒がクリーニングブレードとドラムの間に挟まることを抑える効果が有るためである。
【００４０】
そこで、クリーニング不良を抑えるために、廃トナー搬送能力を上げることが望ましいが、現在は約６０ｒｐｍで廃トナー送り部材を回転させている。廃トナー送り部材の回転数を上げると、トナー搬送能力は向上するが、回転軸へトナーが侵入してトルクが上昇するトルクアップ等の問題発生の頻度が上がってしまうという弊害が発生してくる。そのため、必要以上に回転数を上げることができない。
【００４１】
又、プリント後に廃トナー送り機構のみを回転する制御を行うこともできるが、全種類の紙を印刷する際に後回転を増やしてしまうと、印刷能力の低下を招いてしまう。
【００４２】
そこで、本実施の形態では、紙種に応じ、紙粉の多い紙が印刷されているときのみ、廃トナー送りの能力を向上させる手段を用いている。具体的には、紙種類を検知する検知手段によって、ラフ紙が連続で通紙されていると判断した場合に、印刷後の廃トナー送りの回転時間を延長してクリーニング部より廃トナーを除去する制御を行っている。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、プロセスカートリッジに、紙粉を発生し易い表面が荒れた転写材等、転写材の情報を記憶することで、耐久した転写材の履歴に応じて廃トナー送り能力を変化させ、クリーニング能力を維持することができる。即ち、クリーニング不良を防止するための感光ドラムクリーニング方法において、紙種に応じて廃トナー能力を変更することで、駆動系に負荷を与えることなく、クリーニング能力を耐久を通じて維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるプロセスカートリッジの記憶素子と本体の制御手段のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における紙検知手段の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態における粗さ算出の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態における画像形成装置の断面図である。
【図５】本発明の実施の形態における画像形成装置のブロック図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　転写制御手段
２　　　　　　　　ドラム膜厚補正手段
３　　　　　　　　ドラム総回転数時間記憶手段
４　　　　　　　　帯電バイアス総印加時間記憶手段
５　　　　　　　　モータ制御手段
６　　　　　　　　帯電制御手段
７　　　　　　　　紙粗さ算出手段
８　　　　　　　　紙粗さ総記憶手段
９　　　　　　　　本体制御部
１０　　　　　　　寿命判定回路
１１〜１４　　　　感光ドラム
１５　　　　　　　印字枚数記憶手段
１６　　　　　　　紙粗さ平均値算出手段
１８　　　　　　　中間転写体
１９　　　　　　　粗い紙判定手段
２０　　　　　　　粗い紙枚数記憶手段
２１〜２４　　　　１次帯電ローラ
３１〜３４　　　　クリーニング手段
４１〜４４　　　　現像手段
５０　　　　　　　　　　高圧電源
５１〜５５　　　　転写ローラ
６１〜６４　　　　クリーニング容器
７１〜７４　　　　メモリ
８０　　　　　　　紙検知手段
８１　　　　　　　光源
８２　　　　　　　収光レンズ
８３　　　　　　　ＣＣＤイメージセンサー
８４〜８６　　　　紙ガイド
９１〜９４　　　　廃トナー送り部材
１００　　　　　　搬送ローラ
１１１　　　　　　駆動ローラ
１１２〜１１４　　テンションローラ
１０１〜１０４　　カラーステーション
１２１〜１２４　　プロセスカートリッジ
１３１〜１３４　　メモリ
ａ　　　　　　　　廃トナー送り部材回転方向
ｂ　　　　　　　　廃トナー送り部材先端回転軌跡
Ｐ　　　　　　　転写材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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