(57)【要約】【課題】  感光体を回転動作させるべく感光体駆動モータに掛かる負荷トルクを検出することでクリーニングファーブラシの摺擦条件を変更するように構成し、感光体表面に付着した異物の除去を行うべくクリーニングファーブラシの摺擦条件を感光体のリニアな状態にしたがい決定する画像形成装置およびこれに使用するプロセスカートリッジを提供する。【解決手段】  感光体１および表面を研磨すべくクリーニングファーブラシ６Ｂを備えた電子写真方式の画像形成装置において、前記リーニングファーブラシ６Ｂの摺擦条件を変更するために前記感光体１を回転動作させる感光体駆動モータ９に掛かる負荷トルクを検出する検出手段１６を備える。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体の表面を研磨する感光体研磨手段を備えた電子写真方式の画像形成装置において、前記感光体研磨手段の摺擦条件を変更するために前記感光体を回転動作させる感光体駆動モータに掛かる負荷トルクを検出するトルク検出手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トルク検出手段は、前記感光体駆動モータに流れる電流値を検出する電流検出手段から成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】
前記感光体駆動モータに流れる電流値を積分する積分回路を更に備え、前記電流検出手段は、前記積分回路を介して前記電流値を読み取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４】
前記感光体研磨手段は、クリーニングファーブラシを回転することにより前記感光体表面を研磨する構成であり、前記摺擦条件を変更するために、前記クリーニングファーブラシの回転数を変動させ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５】
前記摺擦条件を変更するために、前記クリーニングファーブラシの食い込み量を変動させ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６】
請求項１ないし５記載の画像形成装置に用いるプロセスカートリッジにおいて、前記感光体を回転動作させるために前記感光体駆動モータに掛かる負荷トルクを検出することで前記クリーニングファーブラシの摺擦条件を変更するように構成し、前記感光体と前記クリーニングファーブラシを備えた画像形成部は一体にて支持し、画像形成装置本体に対し着脱自在に構成することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体の表面を研磨するクリーニングファーブラシを備えた電子写真記録方式の画像形成装置およびそれに用いるプロセスカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、感光体を用いたカールソン法による画像形成方法については広く採用されている。感光体を用いた画像形成プロセスについても周知である。（例えば特許文献１ないし６参照）。
バンディングを抑えるためにモータの駆動を制御する技術は、例えば特許文献１に開示されている。また、クリーニングブレードの当接条件を感光体回転トルクを用いて制御する技術も、例えば特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３５１２８０公報
【特許文献２】特開平８−１６０８１８号公報
【特許文献３】特開昭５８−６８７７５号公報
【特許文献４】特開平７−２６１６２１号公報
【特許文献５】特開平５−８０６８３号公報
【特許文献６】特公平４−２３２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、感光体は放電現象を利用し感光体上に乗せた電荷を、感光体に光を照射することで逃がし、光の当たった箇所と当たっていない箇所との電荷差を利用して、電荷をもったトナーを現像装置から付着させる訳であるが、感光体上には経時にて様々なものが表面に付着する。
例えば、まず感光体に電荷を乗せるべく放電を起こす際に空気中の酸素がオゾン化し、またそのとき空気中の成分と反応し、オゾン生成物を形成することによってそのオゾン生成物が感光体上に付着する。この場合、アンモニア濃度が高めの室内であると硝酸アンモニウムとなる。
また、転写紙は転写工程にて感光体に必ず付着するため、例えば転写紙中の成分が経時にて感光体に付着してしまう場合がある。さらに、近年トナー中にワックス成分を含ませて定着し易くしたものが広く用いられているが、トナーは必ず感光体と接触するために経時にてトナー中のワックス成分が感光体上に付着する。
感光体に付着する成分が何かによって傾向は異なるものの、感光体に異物が付着することで経時における感光体の摩擦係数は変化していく。また、感光体上に付着した成分が吸水性の高い物質である場合には、とくに高湿環境下（梅雨時など）においては感光体上の付着物に水分が吸収され、水分は大変低抵抗な物質であるために、感光体上に付着すると感光体表面上の見掛け上の抵抗が低下する。
すると、上記のように放電現象を利用して感光体上に電位を乗せた後に感光体上に光を照射して光を与えた部分のみの電荷を逃がそうとしても、光の当たった箇所に近接した隣の光の当たっていない部分の電荷が光の当たった部分に移動してしまい感光体表面上においてシャープな電位差が形成できなくなってしまう。
すると、いわゆるボケたような画像（以下、ボケ画像と呼ぶ）となってしまう。また上記ボケ画像を防止するために感光体表面を削れ易い材質にて構成し、クリーニングブラシなどで感光体表面を削りながら使用することも考えられる。
【０００４】
しかしながら、感光体表面は削り過ぎてしまうと感光体上の電位の乗り方が不安定となり易く、早めの経時にて感光体寿命となり交換しなくてはならなくなってしまう。
また感光体とは製法上非常に難しいものであるために、極めて高価なものになり易い。そのため感光体寿命枚数が少なくなるとそれに伴うコピーの値段にすぐに跳ね返ってくるものであり、なるべく感光体寿命を長くしたいという要望がある。
感光体の摩擦係数の変動を感光体のトルク変動に基づいて読み取るようために、トルク検出手段（トルクメータ等）を用いる構成のものは考えられるものの、装置の大型化、高コスト化を招いてしまう。
感光体を回転駆動させるには、多くの場合、モータを使用する。しかしモータと、モータからの駆動力伝達経路には様々な回転駆動を邪魔する物体があり、モータに与える電圧によって流れる電流値は負荷の度合いにより時間によってばらつく値となってしまう。
【０００５】
またモータはＰＷＭ制御を用いたものが広く用いられているが、ＰＷＭのオン時とオフ時はおおよそ１０〜１００μ秒程度の高周波にて繰り返される場合が多く、時間単位で電流値を検出してもオン時オフ時、またはオンからオフ、オフからオンへの切り換え時によって電流値は変動してしまう。
クリーニングファーブラシは取り付け初期には毛が起毛されているため非常に掻き取り能力が高いものであるが、経時では徐々に毛倒れが起きるため、同じ期間感光体に接触し摺擦させても、初期と経時では掻き取り能力が異なる。
そこで感光体とクリーニングファーブラシとが同時に交換できればいいが、例えば感光体は交換せずにクリーニングファーブラシを交換した場合は、このクリーニングファーブラシの初期摺擦能力は高いために感光体表面を無駄に磨耗してしまう。また、クリーニングファーブラシは交換せずに感光体のみを交換した場合に、初期においては感光体に異物の付着が起き易くなるという不具合が発生する。
本発明の目的は、上述した実情を考慮して、感光体を回転動作させる感光体駆動モータに掛かる負荷トルクを検出することでクリーニングファーブラシの摺擦条件を変更するように構成し、感光体表面に付着した異物の除去を行うべくクリーニングファーブラシの摺擦条件を感光体のリニアな状態にしたがい決定する画像形成装置およびこれに使用するプロセスカートリッジを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、感光体の表面を研磨する感光体研磨手段を備えた電子写真方式の画像形成装置において、前記感光体研磨手段の摺擦条件を変更するために前記感光体を回転動作させる感光体駆動モータに掛かる負荷トルクを検出するトルク検出手段を備えたことを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記トルク検出手段は、前記感光体駆動モータに流れる電流値を検出する電流検出手段から成ることを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記感光体駆動モータに流れる電流値を積分する積分回路を更に備え、前記電流検出手段は、前記積分回路を介して前記電流値を読み取ることを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記感光体研磨手段は、クリーニングファーブラシを回転することにより前記感光体表面を研磨する構成であり、前記摺擦条件を変更するために、前記クリーニングファーブラシの回転数を変動させることを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記摺擦条件を変更するために、前記クリーニングファーブラシの食い込み量を変動させることを特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５記載の画像形成装置に用いるプロセスカートリッジにおいて、前記感光体を回転動作させるために前記感光体駆動モータに掛かる負荷トルクを検出することで前記クリーニングファーブラシの摺擦条件を変更するように構成し、前記感光体と前記クリーニングファーブラシを備えた画像形成部は一体にて支持し、画像形成装置本体に対し着脱自在に構成するプロセスカートリッジを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、感光体を回転動作させる感光体駆動モータに掛かる負荷トルクを検出することでクリーニングファーブラシの摺擦条件を変更するように構成したことにより、感光体表面に付着した異物の除去を行うべくクリーニングファーブラシの摺擦条件を感光体のリニアな状態にしたがい決定することが可能となり、無駄な感光体摺擦力を必要としないため、感光体寿命をアップすることが容易に可能となるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明による画像形成プロセスの一例を説明する概略図である。しかし画像形成プロセスについては周知のためここでの説明は省略する。
図１には、感光体１、帯電装置２、露光部３、現像装置４、転写装置５、クリーニング装置６を示している。また、本発明におけるクリーニング装置６はクリーニングブレード６Ａ、クリーニングファーブラシ部６Ｂおよびスプリング６Ｃに大きく分かれており、クリーニングファーブラシ部６Ｂは感光体１に対しスプリング６Ｃで押し当てられている構成になっている。
図２は感光体の負荷トルクの検出方法の実施の形態を示す概略断面図である。本発明における感光体１の駆動には感光体駆動モータ９が使用されている。図３は感光体駆動モータから感光体への構成を示す概略図である。
図２および図３において、感光体駆動モータ９は後側板１１に連結されたモータブラケット１０によって支持されており、モータ回転軸には感光体駆動軸１２が連結されている。この感光体駆動軸１２は感光体１の中心部分を通り機械前側の前側板１３によってもう一端を支持されている。
また感光体１の長手方向を規制すべく駆動軸１２にはノブ１４が配置されている。また、感光体駆動モータ９は機械内部に支持された電源１５から与えられた電圧によって駆動するものである。
また電源１５から感光体駆動モータ９に繋がるリード線の間には直列に電流検出回路１６（電流検出手段）とフィードバック回路１７が図２のように配置されている。電流検出回路１６（電流検出手段）によって検出された電流値はフィードバック回路１７によって判断され、クリーニングファーブラシ部６Ｂの摺擦条件を変更するように制御される。
また図３に示したように電流検出回路１６とフィードバック回路１７の間に積分回路１８を挿入することにより、全体的に平均化された値をフィードバック回路１７に与えることによって安定した判断を行わせることが可能な構成にできる。
【０００９】
図４は本発明によるクリーニングファーブラシの感光体に対する食い込み量を変更する構成を示す概略図である。図５は図４の部分正面図である。図６は偏芯カムの外周面の構成をグラフで示す概略図である。クリーニングファーブラシ６Ｂの軸端部は、偏芯カム（摺擦条件変更手段）６Ｂ４内のベアリング６Ｂ７に支持されている。
図４ないし図６において、また、偏芯カム６Ｂ４のもう片側にはワンウェイクラッチ６Ｂ８内にアーム６Ｂ３を支持している。このアーム６Ｂ３はソレノイド（摺擦条件変更手段）６Ｂ５およびスプリング（摺擦条件変更手段）６Ｂ６にて支持されている。アーム６Ｂ３の端部に一端を支持されたスプリング６Ｂ６は矢印で示すようにアーム及びファーブラシを反時計回り方向へ付勢する一方で、ソレノイド６Ｂ５は、そのプランジャを矢印方向へ進退させる。プランジャが引っ込む際には、スプリングに抗してファーブラシを時計回り方向へ回動させる。
クリーニングファーブラシ６Ｂ（植毛部６Ｂ２）の食い込み量を変更するときにソレノイド６Ｂ５がオンとなりアーム６Ｂ３が所定の距離だけ回転するように構成されている。そこで、アーム６Ｂ３が回転することで偏芯カム６Ｂ４も回転する。またその後ソレノイド６Ｂ５がオフとなることでアーム６Ｂ３は所定の距離だけ逆回転する。
しかし偏芯カム６Ｂ４はワンウェイクラッチ６Ｂ８に支持されているので逆方向には回転しないように構成されている。また偏芯カム６Ｂ４の外周面は感光体面１Ｂとは径方向位置が異なる感光体カラー部１Ａに接触しこれに沿って回転するように構成されており、クリーニングファーブラシ部６Ｂ２がスプリング６Ｂ６の付勢力によって感光面１Ｂに突き当たるように構成されている。つまり、偏芯カム６Ｂ４とカラー部１Ａがファーブラシ先端の食い込み量を調整するスペーサとして機能している。
したがってソレノイド６Ｂ５のオン−オフによってクリーニングファーブラシ６Ｂの感光面１Ｂに対する食い込み量が変動するように構成されているわけである。
また、偏芯カム６Ｂ４の外周面は、図６のグラフ中心からの距離が図６に示したように構成されており、偏芯カム６Ｂ４の外周面の形状によってクリーニングファーブラシ６Ｂの感光面１Ｂに対する食い込み量は自在に構成可能となっている。
【００１０】
図７は本発明による画像形成プロセス装置群がカートリッジ状態になっていることを示す概略図である。このプロセスカートリッジ２０は本体から一体で脱着可能に構成されている。このプロセスカートリッジ２０では少なくとも感光体１とクリーニング部６Ａは一体となっているものである。
すなわち、このプロセスカートリッジは、感光体を回転動作させるために感光体駆動モータに掛かる負荷トルクを検出することでクリーニングファーブラシの摺擦条件を変更するように構成され、感光体とクリーニングファーブラシを備えた画像形成部は一体にて支持し、画像形成装置本体に対し着脱自在に構成されている。
図８は本発明による感光体の負荷トルクの第１の状態を示す図である。図９は本発明による感光体の負荷トルクの第２の状態を示す図である。感光体１における摩擦係数について、付着する異物の種類によって経時にて上がっていくか下がっていくかは違うものが図８および図９に示したように経時にて変動していく。
そこで感光体駆動モータ９の電流値の値がボケ画像発生領域になった場合にはクリーニングファーブラシ６Ｂの摺擦条件を変更し、ボケ画像の未発生領域になるように条件を変更していく。
そして、クリーニングファーブラシ６Ｂの摺擦条件を変更後ある一定の枚数を経過してもモータ電流値がボケ画像未発生領域にならないときは感光体１の寿命と判断し感光体を交換するものである。
【００１１】
本発明によれば、感光体駆動モータに掛かる負荷トルクの検出手段としては感光体駆動モータに流れる電流値から読み取ることで制御させることにより、この感光体駆動モータに掛かる負荷トルクを新たに追加することなく、所望の作用効果を達成することが可能となり、また、装置の小型化低コスト化を達成可能となるものである。
本発明によれば、感光体駆動モータに掛かる負荷トルクの検出手段としては感光体駆動モータに流れる電流値から積分回路を介した出力値を読み取ることで制御させる。
これによって電流値の高周波成分を除去することが可能となり、どの時間で電流値をフィードバックしても、全体的な電流値をフィードバックすることができ、感光体表面における摩擦係数を割り出すことが極めて容易な構成にて可能となるものである。
本発明によるクリーニングファーブラシ摺擦方法変更手段においては、クリーニングファーブラシ６Ｂの回転数を変動させることにより、感光体摺擦方法を容易にかつ確実に切り換えることが可能となり、無駄な感光体摺擦をしないことで、感光体寿命をアップすることが容易に可能となるものである。
本発明によるクリーニングファーブラシ摺擦方法変更手段においては、クリーニングファーブラシ６Ｂの感光体１に対する食い込み量を変動させることにより、感光体摺擦方法を容易にかつ確実に切り換えることが可能となり、無駄な感光体摺擦をしないことで、感光体寿命をアップすることが容易に可能となるものである。
本発明による画像形成装置においては、感光体１を回転動作させるべく感光体駆動モータ９に掛かる負荷トルクを検出することでクリーニングファーブラシ６Ｂの摺擦条件を変更するように構成し、かつ感光体１とクリーニングファーブラシ６Ｂを備えた画像形成部は一体にて支持し画像形成装置本体に対し着脱自在に構成する。
これによって、感光体交換時期とクリーニングファーブラシ交換時期とを容易に一致させることが可能となり、感光体１とクリーニングファーブラシ６Ｂにおける初期や経時の摺擦条件を容易に決定することが可能となる。また作像手段の保守、交換を容易にすることが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による画像形成プロセスの一例を説明する概略図。
【図２】感光体の負荷トルクの検出方法の実施の形態を示す概略断面図。
【図３】感光体駆動モータから感光体への構成を示す概略図。
【図４】本発明によるクリーニングファーブラシの感光体に対する食い込み量を変更する構成を示す概略図。
【図５】図４の部分正面図。
【図６】偏芯カムの外周面の構成をグラフで示す概略図。
【図７】本発明による画像形成プロセス装置群がカートリッジ状態になっていることを示す概略図。
【図８】本発明による感光体の負荷トルクの第１の状態を示す図。
【図９】本発明による感光体の負荷トルクの第２の状態を示す図。
【符号の説明】
【００１３】
１  感光体、６  クリーニング装置、６Ｂ  クリーニングファーブラシ、６Ｂ４  摺擦条件変更手段（偏心カム）、６Ｂ５  摺擦条件変更手段（ソレノイド）、６Ｂ６  摺擦条件変更手段（スプリング）、９  感光体駆動モータ、１６  検出手段（読み取り手段、電流計）、１７  フィードバック回路、１８  積分回路、２０  プロセスカートリッジ
【図１】
2005321558.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005321558.tif 000005
【図４】
2005321558.tif 000006
【図５】
2005321558.tif 000007
【図６】
2005321558.tif 000008
【図７】
2005321558.tif 000009
【図８】
2005321558.tif 000010
【図９】
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