画像形成装置
【課題】 像保持体の表面からの像転写が安定した画像形成装置を提供する。
【解決手段】 表面に像が形成され、該像を該表面に保持する像保持体；前記像保持体表面に像を形成する像形成部；前記像保持体表面に形成された像を最終的に記録媒体上に転写し定着させる転写定着部；前記像保持体表面に接触して該表面から付着物を除去する部材本体と、該部材本体に接触して該部材本体の歪みに応じた信号を出力するセンサ部とを有する清掃部材；および前記センサ部からの信号に基づいて前記像保持体表面を除湿する除湿部；を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【解決手段】 表面に像が形成され、該像を該表面に保持する像保持体；前記像保持体表面に像を形成する像形成部；前記像保持体表面に形成された像を最終的に記録媒体上に転写し定着させる転写定着部；前記像保持体表面に接触して該表面から付着物を除去する部材本体と、該部材本体に接触して該部材本体の歪みに応じた信号を出力するセンサ部とを有する清掃部材；および前記センサ部からの信号に基づいて前記像保持体表面を除湿する除湿部；を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、像保持体上にトナー像を形成し、そのトナー像を記録媒体上に転写し定着させる画像形成装置が知られている。このような画像形成装置には、トナー像の転写後に像保持体上に残っている付着物を除去するクリーニングブレードを備えたものが存在する。
【０００３】
特許文献１には、クリーニングブレードと像保持体との双方に導電層を設け、クリーニングブレードがめくれ上がるとこれら導電層が接触することで、クリーニングブレードのめくれを検出する技術が提案されている。
【０００４】
また、特許文献２には、クリーニングブレードが像保持体に接触している状態で、光弾性法により、そのクリーニングブレードにかかる内部歪みを動的に観察する技術が提案されている。
【０００５】
さらに、特許文献３には、クリーニングブレードに貼り付けられた磁性体をソレノイドコイルにより引き付けることで、そのクリーニングブレードの歪みを補正する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０６−０６７５８３号公報
【特許文献２】特開２００３−００５５８０号公報
【特許文献３】特開２００３−００５５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、像保持体の表面からの像転写が安定した画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る画像形成装置は、
表面に像が形成され、この像をこの表面に保持する像保持体；
上記像保持体表面に像を形成する像形成部；
上記像保持体表面に形成された像を最終的に記録媒体上に転写し定着させる転写定着部；
上記像保持体表面に接触してこの表面から付着物を除去する部材本体と、この部材本体に接触してこの部材本体の歪みに応じた信号を出力するセンサ部とを有する清掃部材；および
上記センサ部からの信号に基づいて上記像保持体表面を除湿する除湿部；
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る画像形成装置は、
上記除湿部は、上記センサ部からの信号が、上記付着物の除去に必要な歪みに対する実際の歪みの不足を表している場合に上記像保持体を除湿するものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る画像形成装置は、
上記除湿部が、空気冷却装置と、この空気冷却装置で水分が除去された空気を上記像保持体に吹き付ける吹付装置とからなるものであることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る画像形成装置は、
上記除湿部が、除湿剤を保持し、この除湿剤で上記像保持体表面を除湿するものであることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る画像形成装置は、
上記清掃部材が、上記部材本体と、この部材本体が上記像保持体に接触する箇所を避けた箇所に付けられた金属膜からなるセンサ部とを有するものであることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係る画像形成装置は、
上記清掃部材が、上記部材本体と、この部材本体が上記像保持体に接触する箇所を避けた箇所に蒸着された金属膜からなるセンサ部とを有するものであることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に係る画像形成装置は、
上記像形成部が、トナーと無機粒子とを含む現像剤中のトナーで上記像を上記像保持体表面に形成するものであることを特徴とする。
【００１５】
請求項８に係る画像形成装置は、
上記無機粒子がシリカであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係る画像形成装置によれば、像保持体の表面からの像転写が安定している。
【００１７】
請求項２に係る画像形成装置によれば、単純な制御で像転写が安定する。
【００１８】
請求項３に係る画像形成装置によれば、除湿能力が大きい。
【００１９】
請求項４に係る画像形成装置によれば、除湿のための構成が簡易である。
【００２０】
請求項５に係る画像形成装置によれば、センサ部が部材本体に付いていても部材本体の変形を妨げない。
【００２１】
請求項６に係る画像形成装置によれば、蒸着された金属膜でないセンサ部を有する場合と比べて部材本体に対するセンサ部の追随性が高い。
【００２２】
請求項７に係る画像形成装置によれば、無機粒子が含まれる現像剤を使用しても像転写が安定する。
【００２３】
請求項８に係る画像形成装置によれば、現像剤にシリカが含まれていても像転写が安定する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】プリンタの概略構成図である。
【図２】感光体ロール表面に接触したクリーニングブレード先端の拡大図である。
【図３】回転する感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分の堆積物が外添剤で占められている様子を示す図である。
【図４】本実施形態におけるクリーニングブレードの外観斜視図である。
【図５】歪みゲージの詳細を示す図である。
【図６】歪みゲージの抵抗値の変化を示すグラフ図である。
【図７】図１にも示される除湿制御部の内部ブロック図である。
【図８】図７に示されるホイートストンブリッジ回路の詳細構成図である。
【図９】クリーニングブレードの表裏面にそれぞれ配備された歪みゲージの抵抗値の変化を示すグラフ図である。
【図１０】第２実施形態のプリンタの概略構成図である。
【図１１】第２実施形態のプリンタの除湿装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の画像形成装置の実施形態について説明する。
【００２６】
図１は、プリンタの概略構成図である。
【００２７】
図１に示すプリンタ１は、感光体ロール１０と、この感光体ロール１０の表面に電荷を付与する帯電ロール１１と、外部から送信されてきた画像信号に基づいたレーザ露光光を生成し感光体ロール１０に向けて照射するレーザー露光器１２と、トナーを含む現像剤を収容する現像器１３と、矢印Ｂ方向に循環移動する中間転写ベルト１７と、この中間転写ベルト１７が懸架された懸架ロール１８と、中間転写ベルト１７の表面の清掃を行うベルトクリーナ１６と、感光体ロール１０の表面に保持されたトナー像を中間転写ベルト１７上に転写する一次転写ロール１４と、中間転写ベルト上に転写されたトナー像を、矢印Ｃ方向に搬送されてきた記録用紙Ｐに二次転写する二次転写ロール１９と、記録用紙Ｐに転写されたトナー像を加熱および加圧することで記録用紙上にトナー像を定着させる定着器１５と、感光体ロール１０の表面をクリーニングするクリーニング装置２０と、感光体ロール１０の表面を除湿する除湿装置３０と、この除湿装置３０の動作を制御する除湿制御部１００とを有している。現像器１３は、回転しながら現像剤を感光体ロール１０との間の領域に搬送する現像ロール１３１を有している。現像器１３に収容されている現像剤には、トナーの他に、このトナーとの摩擦によりトナーを摩擦帯電させる電荷付与粒子であり磁性粒子でもある磁性キャリア、および、離型機能を有する無機粒子であるシリカ等の外添剤が含まれている。このプリンタ１が、本発明の画像形成装置の第１実施形態である。また、感光体ロール１０が、本発明にいう像保持体の一例に相当し、帯電ロール１１、レーザー露光器１２、現像器１３を併せたものが、本発明にいう像形成部の一例に相当する。さらに、一次転写ロール１４、中間転写ベルト１７、二次転写ロール１９、および定着器１５を併せたものが、本発明にいう転写定着部の一例に相当する。尚、このプリンタ１は単色画像専用機であるが、本発明はカラー画像機に適用されてもよい。
【００２８】
このプリンタ１における画像形成動作の流れを簡単に説明する。
【００２９】
図１に示すプリンタ１では、矢印Ａ方向に回転する感光体ロール１０の表面に帯電ロール１１により電荷が付与され、電荷が付与された感光体ロール１０の表面に、外部から送信されてきた画像信号に基づいたレーザー露光光がレーザー露光器１２から照射されることでこの表面には静電的な潜像が形成される。現像器１３に収容されている現像剤は現像ロール１３１の表面に供給され、現像ロール１３１と感光体ロール１０との間の領域に運ばれ、運ばれた現像剤中のトナーにより、感光体ロール１０の表面の静電的な潜像が現像される。この現像により得られたトナー像が、一次転写ロール１４により中間転写ベルト１７に転写される。中間転写ベルト上のトナー像は、二次転写ロール１９により記録用紙上に転写され、その後、トナー像を加熱および加圧する定着器１５により記録用紙上のトナー像が溶融されて記録用紙上に定着される。感光体ロール１０の、トナー像の転写を終えた部分に付着した付着物は、矢印Ａの向きの回転おける一次転写ロール１４よりも下流側で帯電ロール１１よりも上流側、かつ感光体ロール１０の回転中心に沿った全幅にわたって先端が接触したクリーニングブレード２１の掻き取りにより除去される。除去された付着物は付着物収容箱２３に収容される。
【００３０】
ここで、被クリーニング体である感光体ロール表面に対するクリーニングブレードによるクリーニングは、感光体ロール表面に接触したクリーニングブレードとこの感光体ロール表面との間で「スティックスリップ現象」と呼ばれる現象が引き起こされることでなされている。
【００３１】
このスティックスリップ現象は、「スティック状態」と「スリップ状態」とを繰り返す現象で、「スティック状態」とは、回転する感光体ロール表面に先端が接触したクリーニングブレードによって感光体ロール表面のトナーやシリカなどの外添剤からなる付着物が除去され、これら除去された付着物が感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分に堆積するにつれてクリーニングブレード先端を巻き込もうとする力が次第に強くなり、これに伴いクリーニングブレードに発生する応力も次第に大きくなっていく状態をいう。また、「スリップ状態」とは、感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分に堆積した付着物がある程度以上の量になると、この堆積した付着物がクリーニングブレードによって崩され、クリーニングブレード先端を巻き込もうとする力が急減した状態をいう。感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分では、クリーニングブレードが感光体ロール表面から除去した付着物の堆積（「スティック状態」）と崩壊（「スリップ状態」）が繰り返されることで発生するクリーニングブレード先端の挙動によってクリーニングが行われる。
【００３２】
図２は、感光体ロール表面に接触したクリーニングブレード先端の拡大図である。
【００３３】
図２には、矢印の向きに回転する感光体ロールにクリーニングブレード先端が接触していることで感光体ロールから除去された付着物が堆積した堆積物中に外添剤２００とトナー３００とが混在している様子が示されている。回転する感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分に、図２に示されるようにトナーや外添剤が混在した堆積物が堆積することでスティック状態が生じてクリーニングブレードが歪む。この様にクリーニングブレードを歪ませた応力は、感光体ロール上の付着物を取り除く力となるのでクリーニングブレード先端にはさらに外添剤２００とトナー３００が堆積してやがてスリップ状態となる。つまり、感光体ロール上に外添剤２００とトナー３００が混在していることでスティックスリップ現象が生じることとなる。
【００３４】
しかしながら、感光体ロール表面の付着物におけるトナーの占める割合が低下するとクリーニングブレード先端の堆積物におけるトナーの割合も低下して、上述のスティックスリップ現象が発生し難くなる。
【００３５】
図３は、回転する感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分の堆積物が外添剤で占められている様子を示す図である。
【００３６】
図３には、回転中の感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分の堆積物が外添剤２００で占められトナーの占める割合が低下したことで、クリーニングブレードの歪み量が図２に示されるよりも少なくなっている様子が示されている。これは、堆積物中におけるトナーの占める割合が低いと堆積物の粘性も低くなり、クリーニングブレード先端を巻き込もうとする作用の源である感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との間の摩擦力の確保が困難になるためと考えられる。
【００３７】
ところで、低温でも定着が可能な低温定着用トナーのように比較的粘着性の高いトナーを使用する画像形成装置では、感光体ロール表面に形成されたトナー像の転写性を確保するために、離型性を有するシリカなど無機粒子が外添剤として混入された現像剤を使用している場合がある。この様な現像剤を使用する画像形成装置では、低画像密度の画像形成が長く続いた後の高画像密度の画像形成時に、感光体ロール表面に形成したトナー像の中間転写体や記録用紙への転写性が低下して所望の画像濃度が得られにくくなる現象が見られる。これは、本来であればトナー表面に付着して、トナーと感光体ロール表面との直接接触を妨げる離型作用を発揮する外添剤が、付着先のトナーが現像器内で長時間キャリアと共に撹拌されたことでトナーに埋没してしまい、離型作用を果たすことができなくなったためである。
【００３８】
また、上記転写性の低下は、低湿度環境下に比べて高湿度環境下で顕著となることが知られている。これは、高湿度環境下では、トナーと感光体ロール表面との接触面で毛管凝縮が生じるためであり、この毛管凝縮が生じると、トナー像を形成するトナーと感光体ロール表面との間の液架橋力が増大し、感光体ロール表面からのトナー像の転写が妨げられるためであると考えられる。
【００３９】
したがって、トナー像の転写性の低下を抑制するには、形成した画像について所望の濃度が得られていないと判断された段階で、現像器に収容されているトナーの表面には外添剤が埋没してしまっているとして現像器に収容されているトナーの交換を行うことが考えられるが、これではランニングコストが高騰する。
【００４０】
そこで、このプリンタ１では、メカニズムについては後述するが、感光体ロール１０の表面からクリーニングブレード２１によって除去され堆積した付着物中のトナーの割合とクリーニングブレードの歪みとの相関関係を利用して、現像器に収容されているトナーの、トナー表面への外添剤の埋没度合を推定し、推定した埋没度合が基準を超えている場合には感光体ロール１０の表面を除湿することで転写性の低下を抑制している。
【００４１】
以下では、まず、現像器に収容されているトナーの、トナー表面への外添剤の埋没度合の推定について説明する。
【００４２】
感光体ロール表面に形成されたトナー像の転写性が低いほど感光体ロールの表面の転写残トナーの量は多くなり、その転写残トナーがクリーニングブレードによって除去されると、ブレード先端部分に堆積する堆積物中のトナーの割合は高くなる。そうなると、前述したように、ブレード先端と感光体ロール表面との間の摩擦力は高くなり、クリーニングブレードの歪みは大きくなる。一方、形成されたトナー像の転写性が高いほど、感光体ロール表面の転写残トナーの量は少なくなり、ブレード先端部分に堆積する堆積物中のトナーの割合は低くなる。そうなると、ブレード先端と感光体ロール表面との間の摩擦力は低くなり、クリーニングブレードの歪みは小さくなる。そこで、このプリンタ１では、感光体ロール表面に一定の濃度のトナー像を形成し、そのトナー像が中間転写ベルトや記録媒体等に転写された後の転写残がブレードの先端部分に堆積した頃のブレードの歪み具合を検出して、現像剤中のトナーへの外添剤の埋没度合いを推定している。
【００４３】
本実施形態のプリンタ１では、歪みに応じて抵抗値が変化する歪みゲージ２２をクリーニングブレード２１に付けておき、外部から送信されてきた画像信号等に基づく通常の画像形成の合間に、一定濃度のトナーパッチを感光体ロール１０の全幅にわたって形成し、通常の画像形成時と同じ様に一次転写ロール１４を動作させて中間転写ベルト１７にそのトナーパッチを転写させた後の感光体ロール表面の転写残トナーによるクリーニングブレード２１の歪み具合を検出している。尚、中間転写ベルト１７に転写されたトナーパッチは、記録用紙への転写は行われずにベルトクリーナ１６によりクリーニングされる。
【００４４】
次に、クリーニングブレードの歪み具合の検出方法について説明する。
【００４５】
図４は、本実施形態におけるクリーニングブレードの外観斜視図である。
【００４６】
図４には、図１にも示される歪みゲージ２２が、クリーニングブレード２１の表面２１１の中央部分に付されている様子が示されている。
【００４７】
このプリンタ１では、クリーニングブレード２１の表面２１１の中央部分に付けた歪みゲージ２２の抵抗値の大きさを表す信号を検出し、ブレード先端における摩擦力の大きさの推定を通じてクリーニングブレード２１の歪み具合を推定している。
【００４８】
以下、クリーニングブレード２１に付けた歪みゲージ２２の詳細、および、クリーニングブレード２１の歪みと歪みゲージ２２の抵抗値との関係についてまず説明する。
【００４９】
図５は、歪みゲージの詳細を示す図である。
【００５０】
図５に示される歪みゲージ２２は、つづら折り状に繋がった幅の細いパターンからなるゲージパターン部２２１と、このゲージパターン部２２１の両端にそれぞれ接続されたゲージタブ部２２２とからなる金属膜であり、これらゲージパターン部２２１とゲージタブ部２２２は、クリーニングブレード２１に蒸着で付されている。このため、歪みゲージ２２は、クリーニングブレード２１の表面２１１から剥がれ難く、また、クリーニングブレード２１の表面２１１に対する追随性が高い。
【００５１】
クリーニングブレード２１は、図４に示される矢印Ａの向きに感光体ロール１０が回転すると、先端２１０側が図５における手前側に隆起するように湾曲するため（図２参照）、ゲージパターン部２２１はＬ方向に縮む。これにより、ゲージパターン部２２１の断面積は大きくなるとともに距離がわずかながら短縮されるため、歪みゲージ２２の抵抗値は小さくなる。
【００５２】
また、図５に示される歪みゲージ２２は、クリーニングブレード全体の歪みに大きな影響をあたえる先端２１０の歪みを妨げないように、クリーニングブレード２１の先端２１０から距離を空けて蒸着されている。
【００５３】
ゲージタブ部２２２は、ゲージリード２２３の接続でゲージパターン部２２１の伸び縮みに影響が生じないように、ゲージパターン部２２１よりも幅の広いパターンからなる。
【００５４】
ゲージパターン部２２１のゲージ長Ｌは、０．２ｍｍ〜５ｍｍの範囲内であることが好ましい。また、ゲージパターン部２２１のゲージ幅Ｗは、０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲内であることが好ましい。この範囲より小さいと、高い精度での加工が必要になり、また信号に対するノイズが多くなる。一方、この範囲よりも大きいと、クリーニングブレード２１の表面２１２に占める割合が大きくなるために、クリーニングブレード２１の歪みに対する抵抗値の追随性が低下する。尚、ゲージタブ部２２２は、ゲージリード２２３によって加熱制御部１００と繋がっている。また、金属膜の材料としては、アルミニウム、亜鉛、ニッケル、チタン、バナジウム、クロム、タンタル、鉄、マンガン、シリコン、およびそれらの合金、酸化物、窒化物、ケイ化物からなる群から選択された材料が挙げられる。
【００５５】
図６は、歪みゲージの抵抗値の変化を示すグラフ図である。
【００５６】
図６には、クリーニングブレード２１の表面２１１に蒸着された歪みゲージ２２の抵抗値の変化が示されている。
【００５７】
図６における実線は、転写残トナーが多い非適正状態における歪みゲージ２２の抵抗値の変化を示しており、図６における点線が、転写残トナーが少ない適正状態における歪みゲージ２２の抵抗値の変化を示している。
【００５８】
図６には、上述した非適正状態にある場合、感光体ロール１０の停止中は歪みゲージ２２の抵抗値ＲｖはＲｖ０であったのが、感光体ロール１０の回転中はＲｖ１まで大幅に低下する様子が示されている。一方、上述した適正状態にある場合、感光体ロール１０の停止中は歪みゲージ２２の抵抗値Ｒｖは非適正状態と同様にＲｖ０であったのが、感光体ロール１０の回転中は、非適正状態と比べてクリーニングブレード２１の先端２１０と感光体ロール１０との間の摩擦力が小さくクリーニングブレード２１の歪みも小さいために、非適正状態にある場合のＲｖ１よりも大きいＲｖ２までしか低下しない。この様に、歪みゲージ２２の抵抗値は、転写残トナーの多寡を反映したものとなる。
【００５９】
次に、歪みゲージ２２の抵抗値の大きさを表す信号の検出方法について説明する。
【００６０】
図７は、図１にも示される除湿制御部の内部ブロック図である。
【００６１】
図７に示される除湿制御部１００は、ホイートストンブリッジ回路１０１、検出部１０２、判定部１０３、および除湿指示部１０４を備えている。
【００６２】
図７には、空気をその露点以下まで冷却し水分を凝縮水として取り出す蒸発部３１と、蒸発部３１で除湿された空気を感光体ロール１０に向けて送風する送風機３２とで構成された除湿装置３０が示されている。除湿装置３０は、除湿指示部１０４からの指示によりオンされる。この除湿装置３０と除湿制御部１００とを併せたものが、本発明にいう除湿部の一例に相当する。また、この蒸発部３１が、本発明にいう空気冷却装置の一例に相当し、この送風機３２が、本発明にいう吹付装置の一例に相当する。
【００６３】
図８は、図７に示されるホイートストンブリッジ回路の詳細構成図である。
【００６４】
図８に示されるホイートストンブリッジ回路１０１は、抵抗値Ｒ１の第１抵抗素子１０１１、抵抗値Ｒ２の第２抵抗素子１０１２、抵抗値Ｒ３の第３抵抗素子１０１３、および直流電源１０１０を備え、ホイートストンブリッジ回路１０１には、４つ目の抵抗素子として、抵抗値Ｒｖが変化する歪みゲージ２２が用いられている。
【００６５】
歪みゲージ２２と第３抵抗素子１０１３の間の第１接続点Ａと、第１抵抗素子１０１１と第２抵抗素子１０１２の間の第２接続点Ｂとには、直流電源１０１１が繋がれている。また、第１抵抗素子１０１１と歪みゲージ２２の間の第３接続点Ｃと、第２抵抗素子１０１２と第３抵抗素子１０１３の間の第４接続点Ｄとには、図７にも示される検出部１０２が接続されている。尚、検出部１０２は内部に抵抗を備えている。
【００６６】
ここで、以下の式（１）が成立するときには、第３接続点Ｃと第４接続点Ｄとの間の電位差は零となり、検出部１０２で検出される電流はゼロとなる。
【００６７】
Ｒｖ／Ｒ１＝Ｒ３／Ｒ２…（１）
このホイートストンブリッジ回路１０１では、クリーニングブレード２１が図３に示される様に歪みが小さい状態にある場合の歪みゲージ２２の抵抗値Ｒｖ０にあわせて上記の式（１）が成立するように、すなわちＲｖ０／Ｒ１＝Ｒ３／Ｒ２が成立するようにその他の抵抗値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が設定されている。したがって、クリーニングブレード２１が図３に示されるような歪みが小さい状態から図２に示される様な歪身が大きい状態に変化すると、歪みゲージ２２の抵抗値Ｒｖは、前述したＲｖ０よりも小さいＲｖ１となる。そうなると、第４接続点Ｄの電位は第３接続点Ｃの電位よりも高くなるために、これら第４接続点Ｄと第３接続点Ｃとの間の検出部１０２には、第４接続点Ｄから第３接続点Ｃへ向かう向きの電流が流れる。したがって、歪みゲージ２２の抵抗値Ｒｖが低下するほど、すなわちクリーニングブレード２１の歪みが大きくなるほど検出部１０２を流れる電流は大きくなる。したがって、上述の適正状態から非適正状態に変化するに従い、検出部１０２で検出される電流値は増加していくこととなる。
【００６８】
検出部１０２では、検出した電流値の大きさに応じた信号、すなわち検出した電流値が大きいほど高レベルの信号を、図７に示される判定部１０３にリアルタイムで送信する。
【００６９】
判定部１０３では、検出部１０２から送信されてくる信号のレベルが、予め設定されている基準レベルを上回るか否かを判定し、基準レベルを上回るレベルの信号が送信されてきたと判定した場合には、すなわち、トナーの転写性が予め設定した基準よりも低下し、転写残トナーが多くなってきていると判定した場合には、トナー転写性の低下を抑えるべく、感光体ロール１０の表面の除湿が行われる。トナーの転写性の改善に感光体ロール１０の表面を除湿するのは、トナー像の転写を妨げる液架橋力を生じさせる毛管凝縮は、感光体ロール１０の表面が乾燥しているほど生じにくくなるためである。この除湿は、判定部１０３から加熱指示部１０４への、加熱開始を指示する信号の送信により開始される。
【００７０】
以上に説明した実施形態では、現像剤に離型機能を有する外添剤としてシリカが含まれるような粘着性の高いトナーを使用する例を挙げて説明した。この様な外添剤が含まれた現像剤が使用された場合のトナー像の転写性の低下は、トナーへの外添剤の埋没時に顕著化するが、上記の除湿は、この様に顕著に低下した転写性をも回復させる。また、上述の実施形態では、クリーニングブレード２１の表面２１１と裏面のうちの表面２１１にのみ歪みゲージ２２を蒸着した例であるが、本発明の画像形成装置では、以下に説明するように、クリーニングブレード２１の表面２１１と裏面との双方にセンサを蒸着してもよい。
【００７１】
図９は、クリーニングブレードの表裏面にそれぞれ配備された歪みゲージの抵抗値の変化を示すグラフ図である。
【００７２】
図９に示されるグラフのうち、上段に示される方は、図６に示されるグラフと同じグラフ、すなわちクリーニングブレード２１の表面２１１に配置された歪みゲージ２２の抵抗値の変化を表している。一方、下段に示されている方は、同じクリーニングブレード２１の裏面に配置された歪みゲージ２２の抵抗値の変化を表している。
【００７３】
図９には、クリーニングブレード２１の表面２１１に配置されている歪みゲージ２２の抵抗値は、クリーニングブレード２１の先端２１０が歪んでいる場合の方が歪んでいない場合よりも低下するのに対し、クリーニングブレード２１の裏面に配置されている歪みゲージ２２の抵抗値は、クリーニングブレードの表面と裏面では湾曲の向きが逆向きとなるため、クリーニングブレード２１の先端２１０が歪んでいる場合の方が歪んでいない場合よりも上昇する様子が示されている。
【００７４】
この様に、歪みゲージ２２の抵抗値は、クリーニングブレード２１の表面２１１であれ裏面であれ、クリーニングブレード２１の歪みを反映したものとなることから、歪みゲージ２２の配置位置は、クリーニングブレード２１の裏面のみであってもよく、さらには、表裏面の双方に配置されてもよい。
【００７５】
また、以上では、歪みゲージとしての金属膜をクリーニングブレードに蒸着した例を挙げたが、本発明では、歪みゲージとしての金属膜をクリーニングブレードに接着剤で貼り付けてもよい。以下、金属膜を接着剤で貼りつけた場合について説明する。
【００７６】
この場合、金属薄膜の長さ（ゲージ長）Ｌと幅（ゲージ幅）Ｗ、および材料は、図２に示す歪みゲージ２２のものと同じである。また、膜厚は、特に限定されるものではないが、生産性を高めるためには数μｍの厚さのものを用いるのがよい。また、クリーニングブレードの歪みを高精度に検出するためには、０．１μｍ〜２．０μｍの厚さのものを用いるのがよい。さらに、接着剤としては、熱硬化性のものと液型のものとがある。熱硬化性の接着剤としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂などが用いられる。また、液型の接着剤としては、シアノアクリレート系の接着剤、エポキシ系、フェノールエポキシなどが用いられる。
【００７７】
この様に金属膜を接着剤で接着した場合、金属膜を蒸着した場合と較べて、接着剤の分だけ応答性が劣るため、接着剤は可能な限り薄く用いる必要がある。
【００７８】
次に、本発明の画像形成装置の第２実施形態について説明する。
【００７９】
図１０は、第２実施形態のプリンタの概略構成図である。尚、図１０に示されている部材で図１に示されている部材と同じ部材には、図１に付されている符号と同じ符号が付されている。
【００８０】
図１０に示される第２実施形態のプリンタ２と図１に示される第１実施形態のプリンタ１の相違点は、感光体ロール１０の表面を除湿する除湿装置だけであるので、以下ではこの相違点についてのみ説明する。
【００８１】
第１実施形態のプリンタ１では、感光体ロール１０の表面を除湿するのに、蒸発部３１と送風機３２とで構成された除湿装置３０を利用しているのに対し、第２実施形態のプリンタ２では、駆動部４１とシリカゲル保持部４２とで構成された除湿装置４０を利用している。
【００８２】
図１１は、第２実施形態のプリンタの除湿装置を示す図である。
【００８３】
図１１に示されている除湿装置４０は、吸湿剤であるシリカゲルが保持されたシリカゲル保持部４２と、シリカゲル保持部４２の上蓋４２１に繋がれた駆動部４１とからなり、このプリンタ２では、除湿指示部１０４からのオン指示により駆動部４１が上蓋４２１をスライドさせる。これにより、シリカゲル保持部４２に保持されているシリカゲルが露出し、除湿が行われる。
【００８４】
尚、以上では、本発明にいう画像形成装置としてプリンタを例に挙げて説明したが、本発明にいう画像形成装置は、像保持体表面にトナー像を形成するものであれば複写機はもとよりファクシミリ等でもよい。
【００８５】
さらに、本発明にいう画像形成装置として、搬送されてきた記録用紙に、転写ロールを用いて感光体ロール上の現像像を直接転写する直接転写方式プリンタを例に挙げて説明したが、本発明にいう画像形成装置は、転写ベルトを介して現像像を記録用紙に転写する間接転写方式の画像形成装置であってもよい。
【００８６】
また、本発明にいう無機粒子としてシリカを例に挙げて説明したが、本発明にいう無機粒子は、離型機能を有するものであればアルミナや酸化チタンであってもよい。
【００８７】
さらに、本発明にいう像形成部として、帯電ロールと露光器と現像器とを備えた例で説明したが、本発明にいう像形成部は、帯電や現像を経ずに像保持体上にトナー像を直接に形成するものであってもよい。
【００８８】
また、本発明にいう転写定着部として、転写ロールで転写した後に定着器で定着する例で説明したが、本発明にいう転写定着部は、転写と定着とを同時に行うものであってもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１ プリンタ
１０ 感光体ロール
１００ 除湿制御部
１０１ ホイートストンブリッジ回路
１０２ 検出部
１０３ 監視部
１０４ 除湿指示部
１１ 帯電ロール
１２ レーザー露光器
１３ 現像器
１４ 一次転写ロール
１５ 定着器
１６ ベルトクリーナ
１７ 中間転写ベルト
１８ 懸架ロール
１９ 二次転写ロール
２０ クリーニング装置
２１ クリーニングブレード
２１０ 先端
２１１ 表面
２２ 歪みゲージ
２２１ ゲージパターン部
２２２ ゲージタブ部
２２３ ゲージリード
２３ 付着物収容箱
３００ トナー
３０、４０ 除湿装置
３１ 蒸発部
３２ 送風機
４１ 駆動部
４２ シリカゲル保持部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、像保持体上にトナー像を形成し、そのトナー像を記録媒体上に転写し定着させる画像形成装置が知られている。このような画像形成装置には、トナー像の転写後に像保持体上に残っている付着物を除去するクリーニングブレードを備えたものが存在する。
【０００３】
特許文献１には、クリーニングブレードと像保持体との双方に導電層を設け、クリーニングブレードがめくれ上がるとこれら導電層が接触することで、クリーニングブレードのめくれを検出する技術が提案されている。
【０００４】
また、特許文献２には、クリーニングブレードが像保持体に接触している状態で、光弾性法により、そのクリーニングブレードにかかる内部歪みを動的に観察する技術が提案されている。
【０００５】
さらに、特許文献３には、クリーニングブレードに貼り付けられた磁性体をソレノイドコイルにより引き付けることで、そのクリーニングブレードの歪みを補正する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０６−０６７５８３号公報
【特許文献２】特開２００３−００５５８０号公報
【特許文献３】特開２００３−００５５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、像保持体の表面からの像転写が安定した画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る画像形成装置は、
表面に像が形成され、この像をこの表面に保持する像保持体；
上記像保持体表面に像を形成する像形成部；
上記像保持体表面に形成された像を最終的に記録媒体上に転写し定着させる転写定着部；
上記像保持体表面に接触してこの表面から付着物を除去する部材本体と、この部材本体に接触してこの部材本体の歪みに応じた信号を出力するセンサ部とを有する清掃部材；および
上記センサ部からの信号に基づいて上記像保持体表面を除湿する除湿部；
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る画像形成装置は、
上記除湿部は、上記センサ部からの信号が、上記付着物の除去に必要な歪みに対する実際の歪みの不足を表している場合に上記像保持体を除湿するものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る画像形成装置は、
上記除湿部が、空気冷却装置と、この空気冷却装置で水分が除去された空気を上記像保持体に吹き付ける吹付装置とからなるものであることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る画像形成装置は、
上記除湿部が、除湿剤を保持し、この除湿剤で上記像保持体表面を除湿するものであることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る画像形成装置は、
上記清掃部材が、上記部材本体と、この部材本体が上記像保持体に接触する箇所を避けた箇所に付けられた金属膜からなるセンサ部とを有するものであることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係る画像形成装置は、
上記清掃部材が、上記部材本体と、この部材本体が上記像保持体に接触する箇所を避けた箇所に蒸着された金属膜からなるセンサ部とを有するものであることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に係る画像形成装置は、
上記像形成部が、トナーと無機粒子とを含む現像剤中のトナーで上記像を上記像保持体表面に形成するものであることを特徴とする。
【００１５】
請求項８に係る画像形成装置は、
上記無機粒子がシリカであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係る画像形成装置によれば、像保持体の表面からの像転写が安定している。
【００１７】
請求項２に係る画像形成装置によれば、単純な制御で像転写が安定する。
【００１８】
請求項３に係る画像形成装置によれば、除湿能力が大きい。
【００１９】
請求項４に係る画像形成装置によれば、除湿のための構成が簡易である。
【００２０】
請求項５に係る画像形成装置によれば、センサ部が部材本体に付いていても部材本体の変形を妨げない。
【００２１】
請求項６に係る画像形成装置によれば、蒸着された金属膜でないセンサ部を有する場合と比べて部材本体に対するセンサ部の追随性が高い。
【００２２】
請求項７に係る画像形成装置によれば、無機粒子が含まれる現像剤を使用しても像転写が安定する。
【００２３】
請求項８に係る画像形成装置によれば、現像剤にシリカが含まれていても像転写が安定する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】プリンタの概略構成図である。
【図２】感光体ロール表面に接触したクリーニングブレード先端の拡大図である。
【図３】回転する感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分の堆積物が外添剤で占められている様子を示す図である。
【図４】本実施形態におけるクリーニングブレードの外観斜視図である。
【図５】歪みゲージの詳細を示す図である。
【図６】歪みゲージの抵抗値の変化を示すグラフ図である。
【図７】図１にも示される除湿制御部の内部ブロック図である。
【図８】図７に示されるホイートストンブリッジ回路の詳細構成図である。
【図９】クリーニングブレードの表裏面にそれぞれ配備された歪みゲージの抵抗値の変化を示すグラフ図である。
【図１０】第２実施形態のプリンタの概略構成図である。
【図１１】第２実施形態のプリンタの除湿装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の画像形成装置の実施形態について説明する。
【００２６】
図１は、プリンタの概略構成図である。
【００２７】
図１に示すプリンタ１は、感光体ロール１０と、この感光体ロール１０の表面に電荷を付与する帯電ロール１１と、外部から送信されてきた画像信号に基づいたレーザ露光光を生成し感光体ロール１０に向けて照射するレーザー露光器１２と、トナーを含む現像剤を収容する現像器１３と、矢印Ｂ方向に循環移動する中間転写ベルト１７と、この中間転写ベルト１７が懸架された懸架ロール１８と、中間転写ベルト１７の表面の清掃を行うベルトクリーナ１６と、感光体ロール１０の表面に保持されたトナー像を中間転写ベルト１７上に転写する一次転写ロール１４と、中間転写ベルト上に転写されたトナー像を、矢印Ｃ方向に搬送されてきた記録用紙Ｐに二次転写する二次転写ロール１９と、記録用紙Ｐに転写されたトナー像を加熱および加圧することで記録用紙上にトナー像を定着させる定着器１５と、感光体ロール１０の表面をクリーニングするクリーニング装置２０と、感光体ロール１０の表面を除湿する除湿装置３０と、この除湿装置３０の動作を制御する除湿制御部１００とを有している。現像器１３は、回転しながら現像剤を感光体ロール１０との間の領域に搬送する現像ロール１３１を有している。現像器１３に収容されている現像剤には、トナーの他に、このトナーとの摩擦によりトナーを摩擦帯電させる電荷付与粒子であり磁性粒子でもある磁性キャリア、および、離型機能を有する無機粒子であるシリカ等の外添剤が含まれている。このプリンタ１が、本発明の画像形成装置の第１実施形態である。また、感光体ロール１０が、本発明にいう像保持体の一例に相当し、帯電ロール１１、レーザー露光器１２、現像器１３を併せたものが、本発明にいう像形成部の一例に相当する。さらに、一次転写ロール１４、中間転写ベルト１７、二次転写ロール１９、および定着器１５を併せたものが、本発明にいう転写定着部の一例に相当する。尚、このプリンタ１は単色画像専用機であるが、本発明はカラー画像機に適用されてもよい。
【００２８】
このプリンタ１における画像形成動作の流れを簡単に説明する。
【００２９】
図１に示すプリンタ１では、矢印Ａ方向に回転する感光体ロール１０の表面に帯電ロール１１により電荷が付与され、電荷が付与された感光体ロール１０の表面に、外部から送信されてきた画像信号に基づいたレーザー露光光がレーザー露光器１２から照射されることでこの表面には静電的な潜像が形成される。現像器１３に収容されている現像剤は現像ロール１３１の表面に供給され、現像ロール１３１と感光体ロール１０との間の領域に運ばれ、運ばれた現像剤中のトナーにより、感光体ロール１０の表面の静電的な潜像が現像される。この現像により得られたトナー像が、一次転写ロール１４により中間転写ベルト１７に転写される。中間転写ベルト上のトナー像は、二次転写ロール１９により記録用紙上に転写され、その後、トナー像を加熱および加圧する定着器１５により記録用紙上のトナー像が溶融されて記録用紙上に定着される。感光体ロール１０の、トナー像の転写を終えた部分に付着した付着物は、矢印Ａの向きの回転おける一次転写ロール１４よりも下流側で帯電ロール１１よりも上流側、かつ感光体ロール１０の回転中心に沿った全幅にわたって先端が接触したクリーニングブレード２１の掻き取りにより除去される。除去された付着物は付着物収容箱２３に収容される。
【００３０】
ここで、被クリーニング体である感光体ロール表面に対するクリーニングブレードによるクリーニングは、感光体ロール表面に接触したクリーニングブレードとこの感光体ロール表面との間で「スティックスリップ現象」と呼ばれる現象が引き起こされることでなされている。
【００３１】
このスティックスリップ現象は、「スティック状態」と「スリップ状態」とを繰り返す現象で、「スティック状態」とは、回転する感光体ロール表面に先端が接触したクリーニングブレードによって感光体ロール表面のトナーやシリカなどの外添剤からなる付着物が除去され、これら除去された付着物が感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分に堆積するにつれてクリーニングブレード先端を巻き込もうとする力が次第に強くなり、これに伴いクリーニングブレードに発生する応力も次第に大きくなっていく状態をいう。また、「スリップ状態」とは、感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分に堆積した付着物がある程度以上の量になると、この堆積した付着物がクリーニングブレードによって崩され、クリーニングブレード先端を巻き込もうとする力が急減した状態をいう。感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分では、クリーニングブレードが感光体ロール表面から除去した付着物の堆積（「スティック状態」）と崩壊（「スリップ状態」）が繰り返されることで発生するクリーニングブレード先端の挙動によってクリーニングが行われる。
【００３２】
図２は、感光体ロール表面に接触したクリーニングブレード先端の拡大図である。
【００３３】
図２には、矢印の向きに回転する感光体ロールにクリーニングブレード先端が接触していることで感光体ロールから除去された付着物が堆積した堆積物中に外添剤２００とトナー３００とが混在している様子が示されている。回転する感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分に、図２に示されるようにトナーや外添剤が混在した堆積物が堆積することでスティック状態が生じてクリーニングブレードが歪む。この様にクリーニングブレードを歪ませた応力は、感光体ロール上の付着物を取り除く力となるのでクリーニングブレード先端にはさらに外添剤２００とトナー３００が堆積してやがてスリップ状態となる。つまり、感光体ロール上に外添剤２００とトナー３００が混在していることでスティックスリップ現象が生じることとなる。
【００３４】
しかしながら、感光体ロール表面の付着物におけるトナーの占める割合が低下するとクリーニングブレード先端の堆積物におけるトナーの割合も低下して、上述のスティックスリップ現象が発生し難くなる。
【００３５】
図３は、回転する感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分の堆積物が外添剤で占められている様子を示す図である。
【００３６】
図３には、回転中の感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分の堆積物が外添剤２００で占められトナーの占める割合が低下したことで、クリーニングブレードの歪み量が図２に示されるよりも少なくなっている様子が示されている。これは、堆積物中におけるトナーの占める割合が低いと堆積物の粘性も低くなり、クリーニングブレード先端を巻き込もうとする作用の源である感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との間の摩擦力の確保が困難になるためと考えられる。
【００３７】
ところで、低温でも定着が可能な低温定着用トナーのように比較的粘着性の高いトナーを使用する画像形成装置では、感光体ロール表面に形成されたトナー像の転写性を確保するために、離型性を有するシリカなど無機粒子が外添剤として混入された現像剤を使用している場合がある。この様な現像剤を使用する画像形成装置では、低画像密度の画像形成が長く続いた後の高画像密度の画像形成時に、感光体ロール表面に形成したトナー像の中間転写体や記録用紙への転写性が低下して所望の画像濃度が得られにくくなる現象が見られる。これは、本来であればトナー表面に付着して、トナーと感光体ロール表面との直接接触を妨げる離型作用を発揮する外添剤が、付着先のトナーが現像器内で長時間キャリアと共に撹拌されたことでトナーに埋没してしまい、離型作用を果たすことができなくなったためである。
【００３８】
また、上記転写性の低下は、低湿度環境下に比べて高湿度環境下で顕著となることが知られている。これは、高湿度環境下では、トナーと感光体ロール表面との接触面で毛管凝縮が生じるためであり、この毛管凝縮が生じると、トナー像を形成するトナーと感光体ロール表面との間の液架橋力が増大し、感光体ロール表面からのトナー像の転写が妨げられるためであると考えられる。
【００３９】
したがって、トナー像の転写性の低下を抑制するには、形成した画像について所望の濃度が得られていないと判断された段階で、現像器に収容されているトナーの表面には外添剤が埋没してしまっているとして現像器に収容されているトナーの交換を行うことが考えられるが、これではランニングコストが高騰する。
【００４０】
そこで、このプリンタ１では、メカニズムについては後述するが、感光体ロール１０の表面からクリーニングブレード２１によって除去され堆積した付着物中のトナーの割合とクリーニングブレードの歪みとの相関関係を利用して、現像器に収容されているトナーの、トナー表面への外添剤の埋没度合を推定し、推定した埋没度合が基準を超えている場合には感光体ロール１０の表面を除湿することで転写性の低下を抑制している。
【００４１】
以下では、まず、現像器に収容されているトナーの、トナー表面への外添剤の埋没度合の推定について説明する。
【００４２】
感光体ロール表面に形成されたトナー像の転写性が低いほど感光体ロールの表面の転写残トナーの量は多くなり、その転写残トナーがクリーニングブレードによって除去されると、ブレード先端部分に堆積する堆積物中のトナーの割合は高くなる。そうなると、前述したように、ブレード先端と感光体ロール表面との間の摩擦力は高くなり、クリーニングブレードの歪みは大きくなる。一方、形成されたトナー像の転写性が高いほど、感光体ロール表面の転写残トナーの量は少なくなり、ブレード先端部分に堆積する堆積物中のトナーの割合は低くなる。そうなると、ブレード先端と感光体ロール表面との間の摩擦力は低くなり、クリーニングブレードの歪みは小さくなる。そこで、このプリンタ１では、感光体ロール表面に一定の濃度のトナー像を形成し、そのトナー像が中間転写ベルトや記録媒体等に転写された後の転写残がブレードの先端部分に堆積した頃のブレードの歪み具合を検出して、現像剤中のトナーへの外添剤の埋没度合いを推定している。
【００４３】
本実施形態のプリンタ１では、歪みに応じて抵抗値が変化する歪みゲージ２２をクリーニングブレード２１に付けておき、外部から送信されてきた画像信号等に基づく通常の画像形成の合間に、一定濃度のトナーパッチを感光体ロール１０の全幅にわたって形成し、通常の画像形成時と同じ様に一次転写ロール１４を動作させて中間転写ベルト１７にそのトナーパッチを転写させた後の感光体ロール表面の転写残トナーによるクリーニングブレード２１の歪み具合を検出している。尚、中間転写ベルト１７に転写されたトナーパッチは、記録用紙への転写は行われずにベルトクリーナ１６によりクリーニングされる。
【００４４】
次に、クリーニングブレードの歪み具合の検出方法について説明する。
【００４５】
図４は、本実施形態におけるクリーニングブレードの外観斜視図である。
【００４６】
図４には、図１にも示される歪みゲージ２２が、クリーニングブレード２１の表面２１１の中央部分に付されている様子が示されている。
【００４７】
このプリンタ１では、クリーニングブレード２１の表面２１１の中央部分に付けた歪みゲージ２２の抵抗値の大きさを表す信号を検出し、ブレード先端における摩擦力の大きさの推定を通じてクリーニングブレード２１の歪み具合を推定している。
【００４８】
以下、クリーニングブレード２１に付けた歪みゲージ２２の詳細、および、クリーニングブレード２１の歪みと歪みゲージ２２の抵抗値との関係についてまず説明する。
【００４９】
図５は、歪みゲージの詳細を示す図である。
【００５０】
図５に示される歪みゲージ２２は、つづら折り状に繋がった幅の細いパターンからなるゲージパターン部２２１と、このゲージパターン部２２１の両端にそれぞれ接続されたゲージタブ部２２２とからなる金属膜であり、これらゲージパターン部２２１とゲージタブ部２２２は、クリーニングブレード２１に蒸着で付されている。このため、歪みゲージ２２は、クリーニングブレード２１の表面２１１から剥がれ難く、また、クリーニングブレード２１の表面２１１に対する追随性が高い。
【００５１】
クリーニングブレード２１は、図４に示される矢印Ａの向きに感光体ロール１０が回転すると、先端２１０側が図５における手前側に隆起するように湾曲するため（図２参照）、ゲージパターン部２２１はＬ方向に縮む。これにより、ゲージパターン部２２１の断面積は大きくなるとともに距離がわずかながら短縮されるため、歪みゲージ２２の抵抗値は小さくなる。
【００５２】
また、図５に示される歪みゲージ２２は、クリーニングブレード全体の歪みに大きな影響をあたえる先端２１０の歪みを妨げないように、クリーニングブレード２１の先端２１０から距離を空けて蒸着されている。
【００５３】
ゲージタブ部２２２は、ゲージリード２２３の接続でゲージパターン部２２１の伸び縮みに影響が生じないように、ゲージパターン部２２１よりも幅の広いパターンからなる。
【００５４】
ゲージパターン部２２１のゲージ長Ｌは、０．２ｍｍ〜５ｍｍの範囲内であることが好ましい。また、ゲージパターン部２２１のゲージ幅Ｗは、０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲内であることが好ましい。この範囲より小さいと、高い精度での加工が必要になり、また信号に対するノイズが多くなる。一方、この範囲よりも大きいと、クリーニングブレード２１の表面２１２に占める割合が大きくなるために、クリーニングブレード２１の歪みに対する抵抗値の追随性が低下する。尚、ゲージタブ部２２２は、ゲージリード２２３によって加熱制御部１００と繋がっている。また、金属膜の材料としては、アルミニウム、亜鉛、ニッケル、チタン、バナジウム、クロム、タンタル、鉄、マンガン、シリコン、およびそれらの合金、酸化物、窒化物、ケイ化物からなる群から選択された材料が挙げられる。
【００５５】
図６は、歪みゲージの抵抗値の変化を示すグラフ図である。
【００５６】
図６には、クリーニングブレード２１の表面２１１に蒸着された歪みゲージ２２の抵抗値の変化が示されている。
【００５７】
図６における実線は、転写残トナーが多い非適正状態における歪みゲージ２２の抵抗値の変化を示しており、図６における点線が、転写残トナーが少ない適正状態における歪みゲージ２２の抵抗値の変化を示している。
【００５８】
図６には、上述した非適正状態にある場合、感光体ロール１０の停止中は歪みゲージ２２の抵抗値ＲｖはＲｖ０であったのが、感光体ロール１０の回転中はＲｖ１まで大幅に低下する様子が示されている。一方、上述した適正状態にある場合、感光体ロール１０の停止中は歪みゲージ２２の抵抗値Ｒｖは非適正状態と同様にＲｖ０であったのが、感光体ロール１０の回転中は、非適正状態と比べてクリーニングブレード２１の先端２１０と感光体ロール１０との間の摩擦力が小さくクリーニングブレード２１の歪みも小さいために、非適正状態にある場合のＲｖ１よりも大きいＲｖ２までしか低下しない。この様に、歪みゲージ２２の抵抗値は、転写残トナーの多寡を反映したものとなる。
【００５９】
次に、歪みゲージ２２の抵抗値の大きさを表す信号の検出方法について説明する。
【００６０】
図７は、図１にも示される除湿制御部の内部ブロック図である。
【００６１】
図７に示される除湿制御部１００は、ホイートストンブリッジ回路１０１、検出部１０２、判定部１０３、および除湿指示部１０４を備えている。
【００６２】
図７には、空気をその露点以下まで冷却し水分を凝縮水として取り出す蒸発部３１と、蒸発部３１で除湿された空気を感光体ロール１０に向けて送風する送風機３２とで構成された除湿装置３０が示されている。除湿装置３０は、除湿指示部１０４からの指示によりオンされる。この除湿装置３０と除湿制御部１００とを併せたものが、本発明にいう除湿部の一例に相当する。また、この蒸発部３１が、本発明にいう空気冷却装置の一例に相当し、この送風機３２が、本発明にいう吹付装置の一例に相当する。
【００６３】
図８は、図７に示されるホイートストンブリッジ回路の詳細構成図である。
【００６４】
図８に示されるホイートストンブリッジ回路１０１は、抵抗値Ｒ１の第１抵抗素子１０１１、抵抗値Ｒ２の第２抵抗素子１０１２、抵抗値Ｒ３の第３抵抗素子１０１３、および直流電源１０１０を備え、ホイートストンブリッジ回路１０１には、４つ目の抵抗素子として、抵抗値Ｒｖが変化する歪みゲージ２２が用いられている。
【００６５】
歪みゲージ２２と第３抵抗素子１０１３の間の第１接続点Ａと、第１抵抗素子１０１１と第２抵抗素子１０１２の間の第２接続点Ｂとには、直流電源１０１１が繋がれている。また、第１抵抗素子１０１１と歪みゲージ２２の間の第３接続点Ｃと、第２抵抗素子１０１２と第３抵抗素子１０１３の間の第４接続点Ｄとには、図７にも示される検出部１０２が接続されている。尚、検出部１０２は内部に抵抗を備えている。
【００６６】
ここで、以下の式（１）が成立するときには、第３接続点Ｃと第４接続点Ｄとの間の電位差は零となり、検出部１０２で検出される電流はゼロとなる。
【００６７】
Ｒｖ／Ｒ１＝Ｒ３／Ｒ２…（１）
このホイートストンブリッジ回路１０１では、クリーニングブレード２１が図３に示される様に歪みが小さい状態にある場合の歪みゲージ２２の抵抗値Ｒｖ０にあわせて上記の式（１）が成立するように、すなわちＲｖ０／Ｒ１＝Ｒ３／Ｒ２が成立するようにその他の抵抗値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が設定されている。したがって、クリーニングブレード２１が図３に示されるような歪みが小さい状態から図２に示される様な歪身が大きい状態に変化すると、歪みゲージ２２の抵抗値Ｒｖは、前述したＲｖ０よりも小さいＲｖ１となる。そうなると、第４接続点Ｄの電位は第３接続点Ｃの電位よりも高くなるために、これら第４接続点Ｄと第３接続点Ｃとの間の検出部１０２には、第４接続点Ｄから第３接続点Ｃへ向かう向きの電流が流れる。したがって、歪みゲージ２２の抵抗値Ｒｖが低下するほど、すなわちクリーニングブレード２１の歪みが大きくなるほど検出部１０２を流れる電流は大きくなる。したがって、上述の適正状態から非適正状態に変化するに従い、検出部１０２で検出される電流値は増加していくこととなる。
【００６８】
検出部１０２では、検出した電流値の大きさに応じた信号、すなわち検出した電流値が大きいほど高レベルの信号を、図７に示される判定部１０３にリアルタイムで送信する。
【００６９】
判定部１０３では、検出部１０２から送信されてくる信号のレベルが、予め設定されている基準レベルを上回るか否かを判定し、基準レベルを上回るレベルの信号が送信されてきたと判定した場合には、すなわち、トナーの転写性が予め設定した基準よりも低下し、転写残トナーが多くなってきていると判定した場合には、トナー転写性の低下を抑えるべく、感光体ロール１０の表面の除湿が行われる。トナーの転写性の改善に感光体ロール１０の表面を除湿するのは、トナー像の転写を妨げる液架橋力を生じさせる毛管凝縮は、感光体ロール１０の表面が乾燥しているほど生じにくくなるためである。この除湿は、判定部１０３から加熱指示部１０４への、加熱開始を指示する信号の送信により開始される。
【００７０】
以上に説明した実施形態では、現像剤に離型機能を有する外添剤としてシリカが含まれるような粘着性の高いトナーを使用する例を挙げて説明した。この様な外添剤が含まれた現像剤が使用された場合のトナー像の転写性の低下は、トナーへの外添剤の埋没時に顕著化するが、上記の除湿は、この様に顕著に低下した転写性をも回復させる。また、上述の実施形態では、クリーニングブレード２１の表面２１１と裏面のうちの表面２１１にのみ歪みゲージ２２を蒸着した例であるが、本発明の画像形成装置では、以下に説明するように、クリーニングブレード２１の表面２１１と裏面との双方にセンサを蒸着してもよい。
【００７１】
図９は、クリーニングブレードの表裏面にそれぞれ配備された歪みゲージの抵抗値の変化を示すグラフ図である。
【００７２】
図９に示されるグラフのうち、上段に示される方は、図６に示されるグラフと同じグラフ、すなわちクリーニングブレード２１の表面２１１に配置された歪みゲージ２２の抵抗値の変化を表している。一方、下段に示されている方は、同じクリーニングブレード２１の裏面に配置された歪みゲージ２２の抵抗値の変化を表している。
【００７３】
図９には、クリーニングブレード２１の表面２１１に配置されている歪みゲージ２２の抵抗値は、クリーニングブレード２１の先端２１０が歪んでいる場合の方が歪んでいない場合よりも低下するのに対し、クリーニングブレード２１の裏面に配置されている歪みゲージ２２の抵抗値は、クリーニングブレードの表面と裏面では湾曲の向きが逆向きとなるため、クリーニングブレード２１の先端２１０が歪んでいる場合の方が歪んでいない場合よりも上昇する様子が示されている。
【００７４】
この様に、歪みゲージ２２の抵抗値は、クリーニングブレード２１の表面２１１であれ裏面であれ、クリーニングブレード２１の歪みを反映したものとなることから、歪みゲージ２２の配置位置は、クリーニングブレード２１の裏面のみであってもよく、さらには、表裏面の双方に配置されてもよい。
【００７５】
また、以上では、歪みゲージとしての金属膜をクリーニングブレードに蒸着した例を挙げたが、本発明では、歪みゲージとしての金属膜をクリーニングブレードに接着剤で貼り付けてもよい。以下、金属膜を接着剤で貼りつけた場合について説明する。
【００７６】
この場合、金属薄膜の長さ（ゲージ長）Ｌと幅（ゲージ幅）Ｗ、および材料は、図２に示す歪みゲージ２２のものと同じである。また、膜厚は、特に限定されるものではないが、生産性を高めるためには数μｍの厚さのものを用いるのがよい。また、クリーニングブレードの歪みを高精度に検出するためには、０．１μｍ〜２．０μｍの厚さのものを用いるのがよい。さらに、接着剤としては、熱硬化性のものと液型のものとがある。熱硬化性の接着剤としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂などが用いられる。また、液型の接着剤としては、シアノアクリレート系の接着剤、エポキシ系、フェノールエポキシなどが用いられる。
【００７７】
この様に金属膜を接着剤で接着した場合、金属膜を蒸着した場合と較べて、接着剤の分だけ応答性が劣るため、接着剤は可能な限り薄く用いる必要がある。
【００７８】
次に、本発明の画像形成装置の第２実施形態について説明する。
【００７９】
図１０は、第２実施形態のプリンタの概略構成図である。尚、図１０に示されている部材で図１に示されている部材と同じ部材には、図１に付されている符号と同じ符号が付されている。
【００８０】
図１０に示される第２実施形態のプリンタ２と図１に示される第１実施形態のプリンタ１の相違点は、感光体ロール１０の表面を除湿する除湿装置だけであるので、以下ではこの相違点についてのみ説明する。
【００８１】
第１実施形態のプリンタ１では、感光体ロール１０の表面を除湿するのに、蒸発部３１と送風機３２とで構成された除湿装置３０を利用しているのに対し、第２実施形態のプリンタ２では、駆動部４１とシリカゲル保持部４２とで構成された除湿装置４０を利用している。
【００８２】
図１１は、第２実施形態のプリンタの除湿装置を示す図である。
【００８３】
図１１に示されている除湿装置４０は、吸湿剤であるシリカゲルが保持されたシリカゲル保持部４２と、シリカゲル保持部４２の上蓋４２１に繋がれた駆動部４１とからなり、このプリンタ２では、除湿指示部１０４からのオン指示により駆動部４１が上蓋４２１をスライドさせる。これにより、シリカゲル保持部４２に保持されているシリカゲルが露出し、除湿が行われる。
【００８４】
尚、以上では、本発明にいう画像形成装置としてプリンタを例に挙げて説明したが、本発明にいう画像形成装置は、像保持体表面にトナー像を形成するものであれば複写機はもとよりファクシミリ等でもよい。
【００８５】
さらに、本発明にいう画像形成装置として、搬送されてきた記録用紙に、転写ロールを用いて感光体ロール上の現像像を直接転写する直接転写方式プリンタを例に挙げて説明したが、本発明にいう画像形成装置は、転写ベルトを介して現像像を記録用紙に転写する間接転写方式の画像形成装置であってもよい。
【００８６】
また、本発明にいう無機粒子としてシリカを例に挙げて説明したが、本発明にいう無機粒子は、離型機能を有するものであればアルミナや酸化チタンであってもよい。
【００８７】
さらに、本発明にいう像形成部として、帯電ロールと露光器と現像器とを備えた例で説明したが、本発明にいう像形成部は、帯電や現像を経ずに像保持体上にトナー像を直接に形成するものであってもよい。
【００８８】
また、本発明にいう転写定着部として、転写ロールで転写した後に定着器で定着する例で説明したが、本発明にいう転写定着部は、転写と定着とを同時に行うものであってもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１ プリンタ
１０ 感光体ロール
１００ 除湿制御部
１０１ ホイートストンブリッジ回路
１０２ 検出部
１０３ 監視部
１０４ 除湿指示部
１１ 帯電ロール
１２ レーザー露光器
１３ 現像器
１４ 一次転写ロール
１５ 定着器
１６ ベルトクリーナ
１７ 中間転写ベルト
１８ 懸架ロール
１９ 二次転写ロール
２０ クリーニング装置
２１ クリーニングブレード
２１０ 先端
２１１ 表面
２２ 歪みゲージ
２２１ ゲージパターン部
２２２ ゲージタブ部
２２３ ゲージリード
２３ 付着物収容箱
３００ トナー
３０、４０ 除湿装置
３１ 蒸発部
３２ 送風機
４１ 駆動部
４２ シリカゲル保持部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に像が形成され、該像を該表面に保持する像保持体；
前記像保持体表面に像を形成する像形成部；
前記像保持体表面に形成された像を最終的に記録媒体上に転写し定着させる転写定着部；
前記像保持体表面に接触して該表面から付着物を除去する部材本体と、該部材本体に接触して該部材本体の歪みに応じた信号を出力するセンサ部とを有する清掃部材；および
前記センサ部からの信号に基づいて前記像保持体表面を除湿する除湿部；
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記除湿部は、前記センサ部からの信号が、前記付着物の除去に必要な歪みに対する実際の歪みの不足を表している場合に前記像保持体を除湿するものであ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】
前記除湿部が、空気冷却装置と、該空気冷却装置で水分が除去された空気を前記像保持体に吹き付ける吹付装置とからなるものであることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置
【請求項４】
前記除湿部が、除湿剤を保持し、該除湿剤で前記像保持体表面を除湿するものであることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記清掃部材が、前記部材本体と、該部材本体が前記像保持体に接触する箇所を避けた箇所に付けられた金属膜からなるセンサ部とを有するものであることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記清掃部材が、前記部材本体と、該部材本体が前記像保持体に接触する箇所を避けた箇所に蒸着された金属膜からなるセンサ部とを有するものであることを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像形成部が、トナーと無機粒子とを含む現像剤中のトナーで前記像を前記像保持体表面に形成するものであることを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記無機粒子がシリカであることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項１】
表面に像が形成され、該像を該表面に保持する像保持体；
前記像保持体表面に像を形成する像形成部；
前記像保持体表面に形成された像を最終的に記録媒体上に転写し定着させる転写定着部；
前記像保持体表面に接触して該表面から付着物を除去する部材本体と、該部材本体に接触して該部材本体の歪みに応じた信号を出力するセンサ部とを有する清掃部材；および
前記センサ部からの信号に基づいて前記像保持体表面を除湿する除湿部；
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記除湿部は、前記センサ部からの信号が、前記付着物の除去に必要な歪みに対する実際の歪みの不足を表している場合に前記像保持体を除湿するものであ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】
前記除湿部が、空気冷却装置と、該空気冷却装置で水分が除去された空気を前記像保持体に吹き付ける吹付装置とからなるものであることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置
【請求項４】
前記除湿部が、除湿剤を保持し、該除湿剤で前記像保持体表面を除湿するものであることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記清掃部材が、前記部材本体と、該部材本体が前記像保持体に接触する箇所を避けた箇所に付けられた金属膜からなるセンサ部とを有するものであることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記清掃部材が、前記部材本体と、該部材本体が前記像保持体に接触する箇所を避けた箇所に蒸着された金属膜からなるセンサ部とを有するものであることを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像形成部が、トナーと無機粒子とを含む現像剤中のトナーで前記像を前記像保持体表面に形成するものであることを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記無機粒子がシリカであることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２２４２７３（Ｐ２０１０−２２４２７３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７２０８３（Ｐ２００９−７２０８３）
【出願日】平成２１年３月２４日（２００９．３．２４）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２４日（２００９．３．２４）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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