CN106094456B - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像形成装置，其具备：像载体，其表面形成调色剂像；驱动装置，驱动像载体旋转；带电部件，使像载体带电；清洁部件，与像载体的表面接触；电压施加装置，对带电部件施加电压；制动距离检测部，检测像载体的制动距离；存储部，存储有规定制动距离Lc；以及控制部。控制部获得对带电部件施加带电电压时的制动距离Lon和未对带电部件施加带电电压时的制动距离Loff，并设开始使用像载体时且未施加带电电压时的制动距离为Loff(0)，当满足Loff＜Loff(0)且Lc＜Loff/Lon关系时，判定像载体表面已被平滑化。

Description

图像形成装置

技术领域

本发明涉及在记录纸上形成图像的图像形成装置，特别是涉及判断表面形成有调色剂像的像载体的表面状态的方法。

背景技术

众所周知，在打印机、复印机、传真机或者具备这些功能的数码复合机等图像形成装置中，具备感光鼓、带电部件和清洁刮板，所述感光鼓是电子照相感光体的一个例子，所述带电部件是使感光鼓表面带电的带电辊等，所述清洁刮板与感光鼓表面接触地配置并且去除残留于感光鼓表面的调色剂或添加剂。

这样的带电部件与像载体接触或者接近配置，利用来自带电部件的放电生成的放电产物附着于像载体表面。于是，像载体表面和清洁刮板之间的摩擦阻力上升，清洁刮板的振颤或缺损，容易引起粘滞滑动，降低清洁刮板的清洁能力。其结果，导致调色剂或添加剂的漏出量增加，成为污染带电部件或者未被清除而残留的调色剂或添加剂粘到像载体表面从而造成图像质量下降或产生图像形成不合格的原因。

尤其是使用表面形成非晶态硅层的像载体作为感光层时，在开始使用初期，由于形成非晶态硅层时产生的结晶粒的高低不平，像载体表面和清洁刮板的接触面积小，因此摩擦阻力也小，使用后，像载体表面的高低不平被磨损而平滑化，致使像载体表面和清洁刮板之间的摩擦阻力上升，容易产生上述问题。

因此，为了减轻清洁刮板的负荷，寻求通过供给调色剂作为润滑剂或者降低带电电压的方法来抑制放电产物的产生等对策，已为公众所知。

发明内容

本发明的目的在于提供一种图像形成装置，所述图像形成装置不用设置新的检测机构，就能够判断像载体表面的平滑化程度。

本发明的图像形成装置包括：像载体，其表面形成调色剂像；驱动装置，驱动所述像载体旋转；带电部件，使所述像载体带电；清洁部件，与所述像载体的表面接触地配置，清洁所述像载体的表面；电压施加装置，对所述带电部件施加带电电压；制动距离检测部，检测所述像载体的制动距离；存储部，已存储了规定制动距离Lc，所述规定制动距离Lc是与所述像载体的制动距离相关的比1大的常数；以及控制部，根据由所述制动距离检测部检测的所述像载体的制动距离，判断所述像载体的表面状态，所述控制部获得由所述制动距离检测部检测的施加所述带电电压时的所述制动距离Lon，以及未施加所述带电电压时的所述制动距离Loff，并设开始使用所述像载体时未施加所述带电电压时的所述制动距离为Loff(0)，在满足下述关系的情况下，判定所述像载体表面已被平滑化，Loff＜Loff(0)且Lc＜Loff/Lon。

按照本发明，当Lon＜Loff(0)且Lc＜Loff/Lon时，即，Lon和Loff的背离幅度超过规定的大小时，判定像载体表面已被平滑化。由此，不需要新设置检测像载体的表面状态的传感器等，就能够简单且精度良好地判断像载体表面是否已平滑化。

附图说明

图1是表示本发明一实施方式的图像形成装置11的串列式彩色打印机的概略结构的示意断面图。

图2是表示本实施方式的图像形成装置11的包括图像形成处理部15的主要部分的概略构成的图。

图3是表示累计图像形成处理张数和感光鼓20的制动距离以及表面粗糙度的关系的曲线图。

图4是表示本实施方式的图像形成装置11中的抑制图像质量下降的控制的处理内容的流程图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本发明一实施方式的图像形成装置概略结构的示意断面图。图2是表示图1所示的图像形成装置11的包括图像形成处理部15的主要部分的概略构成的图。

1.图像形成装置11的结构

(整体结构)

如图1所示，本实施方式的图像形成装置11是串列式彩色打印机。图像形成装置11在打印机主体12的内部具备：供纸盒13，装有记录纸(未图示)；供纸部14，从供纸盒13将记录纸一张张地送出；图像形成处理部15，对由供纸盒13或者手动盘(未图示)供给的记录纸进行图像形成处理；记录纸输送通道16，输送由供纸盒13或者手动盘供给的记录纸；第二转印部17，将图像形成处理部15中形成的调色剂像转印到沿记录纸输送通道16输送的记录纸上；以及定影部18，将第二转印部17中被转印的调色剂像定影到记录纸上。

(图像形成处理部15的结构)

图像形成处理部15采用串列式结构，使用例如，黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)四种颜色的调色剂(显影剂)进行图像形成处理。此外，在以下的说明中，只有特别指定颜色时，对各***数字附图标记加上带括弧的(Y、M、C、K)颜色，通用的情况，只用***数字附图标记进行说明。

图像形成处理部15具备：多个调色剂容器19，分别对应各种颜色(Y、M、C、K)，并装有补充用调色剂；多个感光鼓20，用于根据由个人计算机等外部连接设备发送的印刷数据(图像数据)，形成各种颜色的调色剂像；多个显影装置21，向各感光鼓20供给调色剂；环状中间转印带22，将形成于各感光鼓20的调色剂像第一次转印到该环状中间转印带22上；带清洁装置24，配置于中间转印带22的转动方向最上游侧的感光鼓20的上游侧，去除附着在中间转印带22表面的残余调色剂等；以及曝光单元25，对各感光鼓20射出光束。

(感光鼓20的结构)

感光鼓20在支承件(基体)的表面形成感光层。其中，感光鼓20是由金属制圆筒状的粗加工管和形成于粗加工管表面的感光层构成。作为形成粗加工管的金属可以例举铝、铁、钛、镁等。可以利用使用有机光传导体的有机感光层或使用无机光电体的无机感光层等作为感光层，但是从耐久性高的角度出发，优选使用由硅烷气体等真空蒸镀等成膜的非晶态硅感光层。各感光鼓20用于根据从曝光单元25射出的光束，在其表面承载各种颜色的调色剂像，并将调色剂像转印于中间转印带22，如图1所示，与显影装置21一起配置于中间转印带22的下方。

另外，如图1以及图2所示，感光鼓20的周围配置有带电辊(带电部件)26、曝光单元25、显影装置21、清洁装置28以及电荷去除装置29，一次转印辊27隔着中间转印带22与感光鼓20相对配置。

由感光鼓20和一次转印辊27协同动作构成的各第一转印部转印到中间转印带22上的调色剂像，被第二转印部17转印于从供纸盒13或者手动盘通过记录纸输送通道16输送来的记录纸上。

(显影装置21的结构)

各显影装置21是基本相同的结构，沿转动移动方向排列设置在中间转印带22的下方。显影装置21使含有由氧化钛等金属氧化物粒子构成的调色剂添加剂(研磨粒子)的调色剂附着到形成于感光鼓20表面的静电潜影上，使其显影为调色剂像。此外，显影装置21可以使用以往公知的显影装置。

(中间转印带22的结构)

中间转印带22是打印机主体12内由驱动辊和从动辊在水平方向上张紧架设的环形带，伴随由带驱动马达(未图示)产生的驱动辊的旋转而转动，并伴随图像形成动作而被循环驱动。

(带电辊26的结构)

带电辊26由例如导电性橡胶形成，配置为与感光鼓20相抵接。并且，如图2所示，当感光鼓20顺时针方向旋转时，与感光鼓20的表面接触的带电辊26向逆时针旋转方向从动旋转。此时，通过对带电辊26施加规定的电压，使感光鼓20的表面均匀地带电。另外，与带电辊26相接触的带电清洁辊(未图示)随着带电辊26的旋转，沿顺时针方向从动旋转，去除附着于带电辊26表面的异物。此外，带电辊26也可以接近感光鼓20配置。

(清洁装置28的结构)

清洁装置28具备：清洁装置外壳40，在记录纸宽度方向(垂直于记录纸输送方向的方向)有进深；回收螺旋杆41，配置于清洁装置外壳40的内部靠下方，通过沿图2中顺时针方向旋转，将回收调色剂输送向记录纸宽度方向的一方，排向废调色剂容器(未图示)；清洁刮板42，安装于清洁装置外壳40的外部靠下方；滑动摩擦辊(清洁辊)43，配置于清洁装置外壳40的内部靠上方，与感光鼓20的表面接触；以及，刮刀44，配置于滑动摩擦辊43的上方，与滑动摩擦辊43的表面接触。

清洁刮板42由聚氨酯橡胶等构成。清洁刮板42以顶端从感光鼓20的旋转轴靠下方与感光鼓20的表面抵接的方式配置。此时，清洁刮板42的顶端相对于感光鼓20的旋转方向(参照图2的箭头)在相反方向抵接。

滑动摩擦辊43从感光鼓20的表面回收废调色剂，并通过附着于滑动摩擦辊43的表面的废调色剂研磨感光鼓20的表面。因此，滑动摩擦辊43为了维持高的废调色剂的保持性，使用发泡橡胶(例如，含碳导电性发泡EPDM)构成沿记录纸宽度方向的圆筒状，配置在比清洁刮板42的顶端更靠感光鼓20的旋转方向的上游侧。另外，滑动摩擦辊43的旋转方向是与感光鼓20的旋转方向相反的方向。刮刀44使用已确保耐久性的薄板金属制成，为了使滑动摩擦辊43表面附着的调色剂的附着量均匀，刮刀44的顶端在滑动摩擦辊43的旋转方向的相反方向与滑动摩擦辊43的旋转方向的下游抵接。

(电荷去除装置29的结构)

电荷去除装置29沿感光鼓20的旋转方向，配置在清洁装置28的下游。电荷去除装置29使用LED(发光二极管)，并根据需要设置反射板。电荷去除装置29通过对感光鼓20照射去除电荷光(擦除光)，去除其表面所带电荷，做好用于下一图像形成动作时的带电工序的准备。

(控制电路30的结构)

控制电路30根据已存储于ROM31的有关整个图像形成处理的各种控制程序，除了控制各感光鼓20之外，还控制显影条件、对偏压电路34施加的电压、曝光条件以及电荷去除装置29的擦除光量等的校准，所述显影条件是向各显影装置21补充调色剂或对显影装置21施加的电压等，所述偏压电路是对带电辊26施加直流电压和交流电压的叠加电压，所述曝光条件是从曝光单元25射出的激光P(参照图1)的激光能量等。

另外，控制电路30通过马达驱动传动器35，控制使感光鼓20旋转的驱动马达(驱动装置)36，并根据来自检测作为像载体的感光鼓20的制动距离的制动距离检测部38的检测值，进行抑制图像质量下降的控制。并且，向控制电路30输入来自计数器39的计数值，所述计数器39是对累计的图像形成处理张数进行计数。

在本实施方式中，制动距离检测部38是安装在感光鼓20上的编码器。使用该编码器测量感光鼓20的旋转速度以及制动时间，并根据测量到的旋转速度以及制动时间检测感光鼓20的制动距离。此外，以准确地控制感光鼓20上的图像形成位置为目的，需要检测感光鼓20的转动角度，为了检测感光鼓20的转动角度，图像形成装置11通常配备编码器。

ROM31还存储有与本发明的图像形成处理修正相关的控制程序，与执行该图像形成处理控制程序的控制电路30一起构成微型计算机。并且，执行图像形成处理时的图像数据等临时存储于RAM32或者HDD33中。

2.图像形成顺序

下面，对图像形成装置11的图像形成顺序进行说明。当从个人计算机等外部连接设备输入图像数据时，首先，由带电辊26使感光鼓20的表面均匀地带电，接着，由曝光单元25对感光鼓20的表面照射激光P，从而在各感光鼓20上形成与图像数据相对应的静电潜影。显影装置21中分别填充有规定量的双组分显影剂(以下，也简称为显影剂)，所述双组分显影剂包括黄色、品红、青色以及黑色各种颜色的调色剂。此外，由于形成后面所述的调色剂像而使各显影装置21内填充的双组分显影剂中的调色剂的比例低于规定值时，从调色剂容器19向各显影装置21补充调色剂。该显影剂中的调色剂由显影装置21供给到感光鼓20上，通过静电吸附，形成调色剂像，所述调色剂像对应来自曝光单元25的曝光形成的静电潜影。

另一方面，与图像形成处理部15中的调色剂像的形成时机相对应，从供纸盒13(或者手动盘)供给记录纸，通过记录纸输送通道16输送到对准辊对30a。

并且，由一次转印辊27向一次转印辊27和感光鼓20之间以规定的转印电压施加电场，感光鼓20上的黄色、青色、品红以及黑色的调色剂像被第一次转印到中间转印带22上。为了形成规定的彩色图像，以保持预先确定的规定位置关系的方式形成上述四种颜色的图像。然后，为了以备继续进行的新的静电潜影的形成，由清洁装置28去除第一次转印后残留于感光鼓20的表面的调色剂等。另外，由电荷去除装置29去除感光鼓20表面的残留电荷。

当中间转印带22开始向图1的逆时针方向旋转时，在规定的时机记录纸从对准辊对30a被输送向与中间转印带22邻接设置的第二转印部17，中间转印带22上的全彩图像被第二次转印到记录纸上。已第二次转印有调色剂像的记录纸被输送向定影部18。此外，由带清洁装置24去除附着于中间转印带22的表面的残余调色剂等。

输送到定影部18的记录纸被加热以及加压，将调色剂像定影于记录纸的表面，形成规定的全彩图像。已形成全彩图像的记录纸被引导向记录纸输送通道16的终端部，由排出辊对30b排出到兼作打印机主体12的上表面的出纸盘12a上。

3.使用制动距离判断感光鼓20的表面状态

以下，对本发明的图像形成装置11的特征部分进行说明。在所述的结构中，控制电路30根据存储于ROM31的与整个图像形成处理相关的各种控制程序执行图像形成处理(印刷作业)，并在进行该图像形成处理时，控制偏压电路34的施加电压，所述偏压电路34对带电辊26施加直流电压和交流电压的叠加电压。此外，叠加电压的直流成分的电压为固定。

图3是表示从开始使用感光鼓20的累计图像形成处理张数和感光鼓20的制动距离的关系，以及累计图像形成处理张数和感光鼓20的表面粗糙度Ra的关系的曲线图。此外，“Ra”是指1994年版JISB0601中规定的“算术平均粗糙度”。

在图3中，Loff是未对带电辊26施加电压时的制动距离，Lon是对带电辊26施加电压时的制动距离。另外，Loff(0)是感光鼓20使用初期(是开始使用时的状态，换而言之，是刚出厂后的状态。)的Loff值。

如图3所示，随着感光鼓20开始使用之后累计图像形成处理张数的增加，Loff、Lon和Ra全都减少。由于Lon比Loff的减少速度大，随着累计图像形成处理张数的增加，Lon和Loff的背离幅度增大。尤其是，累计图像形成处理张数在100K(张)～300K(张)之间，Lon比Loff的减少速度大，Lon和Loff的背离幅度也增大。在本实施方式中，用Loff相对于Lon之比(Loff/Lon)表示Lon的Loff背离幅度，设感光鼓20的表面已被平滑化时的Loff/Lon的值为规定制动距离Lc。规定制动距离Lc是比1大的常数，是考虑感光鼓20的材质和出厂前(开始使用前)的表面粗糙度、清洁刮板42和滑动摩擦辊43的材质等而预先设定的，并存储到HDD(存储部)33中。

4.抑制图像质量下降的控制

图4是表示本实施方式的图像形成装置11中、控制电路30进行的抑制图像质量下降的控制处理内容的流程图。此外，存在总体控制图像形成装置11的未图示的主程序，图4所示的流程是该主程序的子程序。图4所示的抑制图像质量下降的控制子程序，在图像形成装置11的电源接通时起动。

首先，控制电路30监视是否受理了印刷作业(步骤S1)。印刷作业的受理是通过来自经由图像形成装置11的操作面板的用户的输入或来自经由LAN或互联网等通信线路连接的PC等的输入来进行的。未受理印刷作业时(步骤S1中为“否”)，控制电路30依旧继续监视。

当受理了印刷作业时(步骤S1中为“是”)，由制动距离检测部38检测Loff(步骤S2)，控制电路30比较检测到的Loff和Loff(0)，判断是否满足Loff＜Loff(0)(步骤S3)。此外，Loff(0)可以在图像形成装置11出厂前预先检测并存储在HDD33中，也可以是在用户最初使用图像形成装置11时检测并存储到HDD33中。另外，也可以每次更换感光鼓20时，检测Loff(0)并存储到HDD33中。

不满足Loff＜Loff(0)时(步骤S3中为“否”)，返回步骤S1，继续监视是否受理了印刷作业。当满足Loff＜Loff(0)时(步骤S3中为“是”)，由制动距离检测部38检测Lon(步骤S4)。并且，控制电路30判断是否满足Lc＜Loff/Lon(步骤S5)。不满足Lc＜Loff/Lon时(步骤S5中为“否”)，返回步骤S1，继续监视是否受理了印刷作业。

当满足Lc＜Loff/Lon时(步骤S5中为“是”)，控制电路30判定感光鼓20的表面已被平滑化(步骤S6)，进行减小摩擦阻力处理(步骤S7)。作为减小摩擦阻力处理的方法有：当清洁装置28清洁感光鼓20表面时，增加作为润滑剂的供给到感光鼓20表面的调色剂以及添加剂的量；以及降低由偏压电路34对带电辊26施加的交流电压等。

然后，返回步骤S1，控制电路30监视是否受理了印刷作业，以下重复同样的顺序(步骤S1～S5)。此外，在图4的流程中，也可以将步骤S1～步骤S6理解为感光鼓(像载体)表面平滑化判定处理。

通过增加清洁装置28清洁感光鼓20表面时的调色剂以及添加剂的供给量，能够降低清洁刮板42和感光鼓20的摩擦阻力。另外，通过降低施加到带电辊26上的带电电压，能够抑制放电产物的产生以及抑制产生的放电产物向感光层附着，所以能够抑制清洁刮板42和感光鼓20的摩擦阻力的上升。

其结果，能够减少清洁刮板42的振颤、边缘部分的缺损(摩损)以及粘滞滑动的发生。另外，也可以期待由清洁刮板42进行清洁时容易去除调色剂以及添加剂并减少从感光鼓20的表面和清洁刮板42之间漏出的添加剂的量的效果。

此外，如本实施方式这样，通过判断是否满足Lc＜Loff/Lon，并判断是否满足Loff＜Loff(0)，在感光鼓的表面尚未平坦化的使用初期阶段，能够防止由于某种因素使Lc＜Loff/Lon暂时成立时而错误地判断感光鼓表面已被平坦化。

如以上说明的，按照本实施方式的图像形成装置11，通过感光鼓20的制动距离判断感光鼓(像载体)20的表面(感光层表面)是否已被平滑化。并且，当满足Loff＜Loff(0)且Lc＜Loff/Lon的关系时，判定感光鼓20的表面已被平滑化。由此，能够不必配备新的装置，就能判断感光鼓20的表面是否已被平滑化，有助于降低成本。另外，当判断感光鼓20的表面已被平滑化时，进行减小摩擦阻力处理，减小清洁刮板42和感光鼓20的表面的摩擦阻力，能够减少清洁刮板42的振颤、缺损以及粘滞滑动的发生。由此，能够抑制添加剂的漏出，并抑制图像质量下降。

＜变形例＞

以上，以实施方式为例对本发明的图像形成装置11进行了说明，但本发明不限定于所述实施方式，例如，也可以是以下的变形例。另外，也可以组合实施方式和变形例或组合各变形例。另外，本发明包括实施方式中未记载的实施例或不脱离本发明的要旨的范围内的设计变更。

(变形例1)在所述实施方式中，制动距离检测部38是编码器，安装在感光鼓20上，检测感光鼓20的制动距离。但是，并不限定于此，例如，当驱动马达36与感光鼓20的旋转完全联动时，也可以将编码器安装在驱动马达36上，检测驱动马达36的制动距离，用检测到的驱动马达36的制动距离替代感光鼓20的制动距离。

(变形例2)检测感光鼓20的制动距离的方法并不限定于由编码器检测感光鼓20的转动角度或者检测驱动马达36的转动角度。例如，也可以是制动距离检测部38检测感光鼓20的旋转速度和制动时间，并根据检测的旋转速度和制动时间，计算制动距离。

(变形例3)规定制动距离Lc不限定于预先设定并存储到HDD33中，例如，也可以根据使用开始时检测的Loff以及Lon值、其他影响感光鼓20表面的平滑性的因素的值，在使用开始后计算并存储到HDD33中。

(变形例4)存储有规定制动距离Lc的存储部并不限定于HDD33。当出厂前预先设定规定制动距离Lc时，也可以存储于ROM31。此时，ROM31成为存储部。

(变形例5)减小摩擦阻力处理并不限定于增加调色剂以及添加剂的供给量的处理和降低带电电压的处理。例如，可以减小将清洁刮板42压到感光鼓表面的压靠力，也可以补充调色剂以及添加剂之外的润滑剂。此外，对于后者的情况，需要选择不会对图像形成处理产生负面影响的润滑剂。

本发明能够用于具备在其表面形成调色剂像的像载体的图像形成装置。通过利用本发明，能够提供一种不必设置新的检测机构、使用像载体的制动距离就能够检测像载体的表面的平滑化程度的图像形成装置。

Claims (8)

1.一种图像形成装置，包括：

像载体，在其表面形成调色剂像；

驱动装置，驱动所述像载体旋转；

带电部件，使所述像载体带电；

清洁部件，与所述像载体的表面接触地配置，清洁所述像载体的表面；

电压施加装置，对所述带电部件施加带电电压；

制动距离检测部，检测所述像载体的制动距离；

存储部，已存储了规定制动距离Lc，所述规定制动距离Lc是与所述像载体的制动距离相关的比1大的常数；以及

控制部，根据由所述制动距离检测部检测的所述像载体的制动距离，判断所述像载体的表面状态，

所述图像形成装置的特征在于，

所述控制部获得由所述制动距离检测部检测的施加所述带电电压时的所述制动距离Lon，以及未施加所述带电电压时的所述制动距离Loff，并设开始使用所述像载体时未施加所述带电电压时的所述制动距离为Loff(0)，在满足下述关系的情况下，判定所述像载体表面已被平滑化，

Loff＜Loff(0)且Lc＜Loff/Lon。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述控制部判定所述像载体表面已被平滑化时，进行减小摩擦阻力处理，降低所述像载体的表面和所述清洁部件之间的摩擦阻力。

3.根据权利要求2所述的图像形成装置，其特征在于，

还包括显影装置，所述显影装置使包含研磨粒子的调色剂附着于形成在所述像载体的表面的静电潜像，将静电潜像显影为调色剂像，

所述控制部通过在非图像形成时，从所述显影装置向所述像载体提供调色剂，进行所述减小摩擦阻力处理。

4.根据权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于，

随着所述像载体的表面的平滑化程度增大，所述控制部使从所述显影装置向所述像载体供给的调色剂量增加。

5.根据权利要求2所述的图像形成装置，其特征在于，

所述电压施加装置对所述带电部件施加所述带电电压，所述带电电压是直流电压和交流电压叠加而成的，

所述控制部通过在图像形成时使所述电压施加装置对所述带电部件施加的所述交流电压降低，进行所述减小摩擦阻力处理。

6.根据权利要求5所述的图像形成装置，其特征在于，

所述带电部件配置为与所述像载体的表面接触或者接近。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的图像形成装置，其特征在于，

所述制动距离检测部是检测所述像载体的转动角度的编码器。

8.根据权利要求1～6中任意一项所述的图像形成装置，其特征在于，

所述像载体的表面形成有非晶态硅感光层。