JP6127732B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
そこで、色ずれやピッチムラの発生を抑制すべく、感光体周辺部材の1周期動作時間を感光体の露光−転写間の移動時間の整数分の1に設定する構成が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
画像形成装置において、
像担持機能を有する回転体と、
前記回転体を露光して前記回転体上に静電潜像を形成する露光部と、
前記回転体に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像部と、
前記回転体に現像された像を被転写体に転写する転写部と、
前記回転体に接触するように設置され、潤滑剤を前記回転体表面に塗布するブラシ部材と、
前記ブラシ部材の回転周期を所定の条件で変更する制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記ブラシ部材の回転周期をT1、前記回転体の回転周期をT2、前記回転体における前記露光部による露光位置と前記転写部による転写位置との中心角度をα、自然数をNとしたとき、
式(1):T2×α/360°×1/N×9/10≦T1≦T2×α/360°×1/N×11/10
前記式(1)を満たす条件で前記ブラシ部材の回転周期を制御し、
前記回転体における前記露光位置又は前記転写位置が移動可能であることを特徴とする。
N≦3であることを特徴とする。
前記露光位置を移動させるミラーを備えることを特徴とする。
前記ミラーを進退移動させるミラー制御部を備えることを特徴とする。
前記ミラーの傾斜を制御するミラー制御部を備えることを特徴とする。
前記露光部は、複数設けられ、
前記複数の露光部による各露光位置は、それぞれ異なることを特徴とする。
前記転写部は、移動可能であることを特徴とする。
前記制御部は、所定の条件であるプリント枚数、前記ブラシ部材の回転回数若しくは回転移動距離、又は前記回転体の回転回数若しくは回転移動距離に基づいて、前記ブラシ部材の回転周期を変更することを特徴とする。
前記ブラシ部材に前記潤滑剤を押し付ける弾性部材を備えることを特徴とする。
前記回転体は、感光体ドラムであることを特徴とする。
前記制御部は、前記ブラシ部材を回転させるモーターを制御することを特徴とする。
各作像部YMCKは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を感光体ドラムに形成し、感光体ドラムに形成されたYMCK各色のトナー像を中間転写体Tに転写する(一次転写)。
なお、各作像部YMCKの構成及び動作は何れも同様であるため、以下、イエロー作像部Yを例に挙げて、画像形成部40が行う一連の画像形成動作について説明する。
露光装置(露光部)43は、制御部1からの画像データDyに基づいて感光体ドラム41の非画像領域を露光して露光した部分の電荷を除去し、感光体ドラム41の画像領域に静電潜像を形成する。
なお、他の作像部MCKも同様に、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を中間転写体Tに転写する。これにより、中間転写体T上にYMCK各色のカラーのトナー像が形成される。
以上が画像形成部40による一連の画像形成動作である。
クリーニング装置47及びクリーニング装置48は、何れも像担持体(感光体ドラム41又は中間転写体T)に残留する残留物を除去する点で同一であり、同様の構成及び動作を行う。
以下、クリーニング装置47を例に挙げて、構成及び動作について説明する。
なお、潤滑剤LOには、例えば、ステアリンサン亜鉛が用いられる。潤滑剤LOがブラシ472を介して感光体ドラム41表面に塗布されることにより、残留物と感光体ドラム41との物理的な付着力が弱くなり、ブレード471は残留物を除去し易くなる。
また、制御部1は、ブラシ472の回転数を制御する。具体的には、制御部1は、ブラシ472の回転数を、自然数N≦3で制御する。これは、自然数N≦3で制御することで、ブラシ472の回転数が増え過ぎることに伴う潤滑剤消費量の増加を抑制することができるからである。
また、制御部1は、所定の条件であるプリント枚数、ブラシ472の回転回数若しくは回転移動距離、又は感光体ドラム41の回転回数若しくは回転移動距離に基づいて、ブラシ472の回転周期を変更する。即ち、制御部1は、プリント枚数、ブラシ472の回転回数若しくは回転移動距離、又は感光体ドラム41の回転回数若しくは回転移動距離といった条件の変動に応じて、経時的にブラシ472の回転周期を変動させる。例えば、制御部1は、プリント枚数が規定枚数以上となった場合に、ブラシ472の回転周期を速くする。なお、プリント枚数とブラシ472の回転周期との対応関係については、当該対応関係について定めたテーブルを予め設定し、ROM等に記憶しておく。また、制御部1は、ブラシ472の回転回数が規定回数以上となった場合に、ブラシ472の回転周期を速くする。なお、ブラシ472の回転回数とブラシ472の回転周期との対応関係については、当該対応関係について定めたテーブルを予め設定し、ROM等に記憶しておく。即ち、潤滑剤LOの減り具合をプリント枚数やブラシ472の回転回数で同定しておくことで、潤滑剤LOの減りに応じてブラシ472の回転周期を変更することを可能としている。
また、制御部1は、ブラシ472を回転させるモーター(図示省略)を制御する。即ち、制御部1は、モーターを制御することにより、ブラシ472の回転数及びブラシ472の回転周期を制御する。
露光位置A1と転写位置A2とで感光体ドラム41の回転速度に差が生じる原因の一つに、ブラシ472が挙げられる。ブラシ472は、感光体ドラム41と接触しながら回転するため、ブラシ472を起因とする回転変動が感光体ドラム41へと伝播して、感光体ドラム41の回転ムラを発生させる。その結果、露光位置A1と転写位置A2とで感光体ドラム41の回転速度に差が生じる。
そこで、本実施形態では、ブラシ472を起因とする色ずれやピッチムラの発生を抑制すべく、ブラシ472の回転周期を周期Cyで制御することで、露光位置A1及び転写位置A2での感光体ドラム41の回転速度を等しくすることができる。
具体的には、感光体ドラム41の回転周期を1[s]、露光位置A1と転写位置A2との中心角度αを180°に設定し、ブラシ472の回転変動をノイズとして、感光体ドラム41の速度変動と位置ずれを抽出した。また、ブラシ472を起因とするノイズの成分は、振幅を基準速度の0.2%、回転周期を1/2[s]、1/3[s]、1/5.5[s]の3種類とした。図4に示すイエローYのグラフが1/2[s]周期成分、マゼンタMのグラフが1/3[s]周期成分、シアンCのグラフが1/5.5[s]周期成分である。露光と転写の時間差は1[s]×180°/360°=1/2[s]であり、その時間差での感光体ドラム41の速度変動の差分を位置ずれとして変換する。その結果、図4(B)に示すように、露光と転写の時間差と回転周期が一致するイエローYの周期成分の位置ずれが0となる。一方、マゼンタM及びシアンCの周期成分は、露光と転写の時間差と一致しないため、位置ずれが発生する。
図5に示す例では、ブラシ472を起因とするノイズの成分は、回転周期をイエローYのグラフが1/2[s]周期成分、マゼンタMのグラフが1/2.67[s]周期成分、シアンCのグラフが1/4[s]周期成分とした。露光と転写の時間差は1[s]×135°/360°=1/2.67[s]である。その結果、図5(B)に示すように、露光と転写の時間差と回転周期が一致するマゼンタMの周期成分の位置ずれが0となる。
図6に示す例では、実機測定にて、ブラシ472の回転周期を「周期Cyで制御した場合(図6(B))」と「それ以外の場合(図6(A))」とで、位置ずれを比較した。位置ずれは、YMCK各々の感光体ドラム41の軸上に備えられたエンコーダの速度データを積分して導出した。ここで、感光体ドラム41の線速に対するブラシ472の線速の比率をθとすると、周期Cyで制御した場合のブラシ472の回転数はθ=67%である。一方、それ以外の場合の一例として、図6(A)にブラシ472の回転数がθ=86%の場合の測定結果を示した。なお、図6(A)の場合と図6(B)の場合とで条件が異なるのはブラシ472の回転数のみであり、その他の条件は同一である。
その結果、図6(B)に示すように、ブラシ472の回転周期を「周期Cyで制御した場合」において、大幅な位置ずれの抑制が可能であることがわかった。ちなみに、図6(B)の場合でも位置ずれが残存する理由は、ブラシ472以外の部材の回転変動によるノイズを原因としている。
図7では、横軸にブラシ472の回転周期、縦軸に感光体ドラム41への影響度(感光体ドラム41軸上の負荷感度ゲイン)を示している。ここで、負荷感度ゲインとは、入力振動振幅に対する出力振動振幅の振幅変化率のことである。本実施形態では、ブラシ472の回転変動成分(入力)が感光体ドラム41軸の回転変動成分(出力)に及ぼす寄与率のことを示している。即ち、感光体ドラム41は、縦軸の値が大きい程、ブラシ472の回転変動成分の影響を大きく受ける。
従って、本実施形態では、ブラシ472の回転周期を、周期Cyの±1/10周期内で制御するようにしている。即ち、制御部1は、ブラシ472の回転周期をT1、感光体ドラム41の回転周期をT2、感光体ドラム41における露光装置43による露光位置A1と一次転写ローラー45による転写位置A2との中心角度をα、自然数をNとしたとき、下記に示す式(1)を満たす条件でブラシ472の回転周期を制御する。
式(1):T2×α/360°×1/N×9/10≦T1≦T2×α/360°×1/N×11/10
図8では、横軸に自然数N、縦軸に潤滑剤消費量を示している。また、縦軸の単位(g/100krot感光体)は、感光体ドラム41が100k回転した際の、潤滑剤LOの消費量を示している。本実施形態では、自然数Nが大きくなるほどブラシ472の回転周期[s]が短くなるため、ブラシ472の回転数が増加する。ブラシ472の回転数が増加することにより、感光体ドラム41への潤滑剤LOの塗布量が多くなる。
潤滑剤消費量とクリーニング性能及び潤滑剤LOの耐久性との関係を表2に示す。なお、表2の◎は、クリーニング性能又は潤滑剤LOの耐久性が極めて良好であることを示している。また、表2の○は、クリーニング性能又は潤滑剤LOの耐久性が良好であることを示している。一方、表2の△は、クリーニング性能又は潤滑剤LOの耐久性が不満足であることを示している。また、表2の×は、クリーニング性能又は潤滑剤LOの耐久性が極めて劣悪であることを示している。
図8に示すように、自然数N=1〜3の場合は、潤滑剤消費量が0.96〜1.34[g/100krot感光体]の範囲に収まるが、N≧4の場合は、ブラシ472の回転数が増加して潤滑剤消費量が増加し、短耐久となる。
従って、本実施形態では、ブラシ472の回転数を、自然数N≦3で制御するようにしている。
式(1):T2×α/360°×1/N×9/10≦T1≦T2×α/360°×1/N×11/10
従って、本実施形態の画像形成装置10によれば、回転速度を経時的に変更した場合でも、露光位置A1及び転写位置A2での感光体ドラム41の回転速度を等しくすることができるので、ブラシ472を起因とする色ずれやピッチムラの発生を大幅に抑制することができる。これにより、形成される画像の品質を高精度で確保することができる。
例えば、図9に示す例では、実施形態と比べ、露光装置43による露光位置A1を移動可能である点が異なっている。なお、説明の簡略化のため、実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
従って、変形例1では、露光位置A1を移動可能にすることにより、露光と転写の時間差を制御するようにしている。
制御部1は、アクチュエーター62を制御して、ミラー61の位置を進退させる。制御部1がミラー61を退避させた位置に配置した場合、ビームLとミラー61が接触することはなく、露光位置は通常のA1である。一方、制御部1がミラー61を進出させた位置に配置した場合、ミラー61によりビームLが反射され、露光位置がB1へと移動する。
ブラシ472の回転数を増幅するシーケンスは、自然数N=1(ミラー61退避)→N=1(ミラー61進出)→N=2(ミラー61退避)→N=2(ミラー61進出)→N=3(ミラー61退避)→N=3(ミラー61進出)である。
図10に示すように、上記のシーケンスでブラシ472の回転数を制御する場合(図中G2)、自然数N倍の速度でブラシ472の回転数を増幅する場合(図中G1)と比べ、回転数の増幅率を小さくすることができる。
また、図11に示す例では、実施形態と比べ、一次転写ローラー45による転写位置A2を移動可能である点が異なっている。なお、説明の簡略化のため、実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
具体的には、変形例2に係る画像形成装置10は、一次転写ローラー45を上下に揺動させる図示しないカム等を備える。
制御部1は、カム等を制御して、一次転写ローラー45を上下に揺動させる。即ち、制御部1は、転写位置A2を移動させる場合、一次転写ローラー45を通常の転写位置A2から上方に揺動させて、転写位置B2に配置させる。
ブラシ472の回転数を増幅するシーケンスは、自然数N=1(一次転写ローラー45を通常の位置に配置)→N=1(一次転写ローラー45を上方に揺動)→N=2(一次転写ローラー45を通常の位置に配置)→N=2(一次転写ローラー45を上方に揺動)→N=3(一次転写ローラー45を通常の位置に配置)→N=3(一次転写ローラー45を上方に揺動)である。
図10に示すように、上記のシーケンスでブラシ472の回転数を制御する場合(図中G2)、自然数N倍の速度でブラシ472の回転数を増幅する場合(図中G1)と比べ、回転数の増幅率を小さくすることができる。
また、上記実施形態では、ブラシ472に潤滑剤LOを押し付けるバネSPを備える構成を例示して説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、バネSPの代わりにピエゾ素子を用いるようにしてもよいし、シリンダやソレノイドを用いるようにしてもよい。即ち、ブラシ472に対して潤滑剤LOを押し付ける力を一定とすることが可能な構成であれば、いかなる構成であってもよい。
20 自動原稿搬送部
30 スキャナー部
40 画像形成部
41 感光体ドラム(回転体)
42 帯電装置
43 露光装置(露光部)
44 現像装置(現像部)
45 一次転写ローラー(転写部)
46 二次転写ローラー
47 クリーニング装置
471 ブレード
472 ブラシ(ブラシ部材)
473 潤滑剤塗布装置
LO 潤滑剤
SP バネ(弾性部材)
48 クリーニング装置
50 給紙部
61 ミラー
62 アクチュエーター(ミラー制御部)
1 制御部
T 中間転写体(被転写体)
Claims (11)
- 像担持機能を有する回転体と、
前記回転体を露光して前記回転体上に静電潜像を形成する露光部と、
前記回転体に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像部と、
前記回転体に現像された像を被転写体に転写する転写部と、
前記回転体に接触するように設置され、潤滑剤を前記回転体表面に塗布するブラシ部材と、
前記ブラシ部材の回転周期を所定の条件で変更する制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記ブラシ部材の回転周期をT1、前記回転体の回転周期をT2、前記回転体における前記露光部による露光位置と前記転写部による転写位置との中心角度をα、自然数をNとしたとき、
式(1):T2×α/360°×1/N×9/10≦T1≦T2×α/360°×1/N×11/10
前記式(1)を満たす条件で前記ブラシ部材の回転周期を制御し、
前記回転体における前記露光位置又は前記転写位置が移動可能であることを特徴とする画像形成装置。 - N≦3であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記露光位置を移動させるミラーを備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記ミラーを進退移動させるミラー制御部を備えることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記ミラーの傾斜を制御するミラー制御部を備えることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記露光部は、複数設けられ、
前記複数の露光部による各露光位置は、それぞれ異なることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 前記転写部は、移動可能であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、所定の条件であるプリント枚数、前記ブラシ部材の回転回数若しくは回転移動距離、又は前記回転体の回転回数若しくは回転移動距離に基づいて、前記ブラシ部材の回転周期を変更することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記ブラシ部材に前記潤滑剤を押し付ける弾性部材を備えることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記回転体は、感光体ドラムであることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記ブラシ部材を回転させるモーターを制御することを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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