(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023070972
(43)【公開日】2023-05-22
(54)【発明の名称】画像形成装置
(51)【国際特許分類】
G03G 15/00 20060101AFI20230515BHJP
G03G 21/00 20060101ALI20230515BHJP
【FI】
G03G15/00 303
G03G21/00 530
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021183487
(22)【出願日】2021-11-10
(71)【出願人】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(74)【代理人】
【識別番号】100117215
【弁理士】
【氏名又は名称】北島 有二
(72)【発明者】
【氏名】関口 翔
【テーマコード(参考)】
2H270
【Fターム(参考)】
2H270KA04
2H270KA32
2H270LA15
2H270LA18
2H270LA72
2H270LA75
2H270LA91
2H270LD03
2H270MA40
2H270MB11
2H270MB28
2H270MB43
2H270MC13
2H270MC30
2H270MC70
2H270MD29
2H270MH06
2H270PA83
2H270SA13
2H270SB21
2H270SB30
2H270SC01
2H270ZC03
(57)【要約】
【課題】ボケ画像やカスレ画像などの異常画像を生じにくくする。
【解決手段】前回の印刷動作が終了したときから所定時間Aを超える時間が経過している場合に、印刷動作が開始される前に、中間転写ベルト8(又は、感光体ドラム1Y)に担持された検知用トナー像の画像濃度を画像濃度検知センサ98で検知する検知モード(プロセスコントロール)を実行して、その画像濃度が前回に実行された検知モードにおいて検知された画像濃度に対して所定値Bを超えて低いときに、感光体ドラム1Yを空駆動する制御モード(水分除去モード)を実行している。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
トナー像が担持される感光体と、
前記感光体、又は、前記感光体に担持されたトナー像が転写される中間転写体、の表面に担持された検知用トナー像の画像濃度を検知する画像濃度検知手段と、
を備え、
前回の印刷動作が終了したときから所定時間を超える時間が経過している場合に、印刷動作が開始される前に、前記感光体又は前記中間転写体に担持された前記検知用トナー像の画像濃度を前記画像濃度検知手段で検知する検知モードを実行して、その画像濃度が前回に実行された前記検知モードにおいて検知された画像濃度に対して所定値を超えて低いときに、前記感光体を空駆動する制御モードを実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
前記印刷動作が開始される前であって、前記制御モードを実行した後に、再び前記検知モードを実行して、その画像濃度が前記制御モードの実行前に実行された前記検知モードにおいて検知された画像濃度に対して第2所定値を超えて低いときに、前記制御モードを再び実行することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記印刷動作が開始される前に前記検知モードと前記制御モードとが繰り返し所定回数おこなわれた場合に、それ以降の前記検知モードと前記制御モードとの実行を中断するとともに、装置に異常がある旨を報知することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
【請求項4】
トナーとキャリアとからなる現像剤が収容されて、前記感光体の表面に形成された潜像を現像する現像装置と
前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、
前記現像装置の内部に収容された現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、
を備え、
前記印刷動作が開始される前に前記制御モードが繰り返しおこなわれる場合、前記制御モードが実行開始される前に前記トナー濃度を前記トナー濃度検知手段で検知して、そのトナー濃度が前回の前記制御モードの実行開始前に前記トナー濃度検知手段によって検知されたトナー濃度に対して所定の値を超えて低いときに、前記トナー補給装置によって前記現像装置にトナーを補給することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の画像形成装置。
【請求項5】
帯電バイアスが印加されて、前記感光体の表面を帯電する帯電装置と、
現像バイアスが印加されて、前記感光体の表面に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、
を備え、
前記制御モードは、前記帯電装置に帯電バイアスが印加されて、前記現像剤担持体に現像バイアスが印加された状態で実行されることを特徴とする請求項1~請求項4のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項6】
前記感光体から前記中間転写体又はシートにトナー像を転写するための転写ニップが形成されないように、前記中間転写体、又は、前記感光体の表面に担持されたトナー像をシートに転写する転写装置、を転写位置から離間する離間機構を備え、
前記制御モードが実行されるときに、前記離間機構によって前記中間転写体又は前記転写装置が離間されることを特徴とする請求項1~請求項5のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、複写機やプリンタ等の画像形成装置において、感光体(感光体ドラム)や中間転写体(中間転写ベルト)の表面に形成した検知用トナー像の画像濃度を検知して、その検知結果に基づいて異常画像の発生を軽減するための制御モードを実行する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
一方、特許文献1には、感光体ドラムの表面が放電生成物によって劣化する不具合を軽減することを目的として、感光体ドラムの表面に形成した検知用トナーパターン(検知用トナー像)の画像濃度を検知して、その検知結果に基づいて感光体ドラムの放電生成物による劣化の程度が悪いものと判断されたときに、感光体ドラムの表面に多量のトナーを付着させる技術が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の画像形成装置は、感光体(感光体ドラム)の表面にフィルミングが生じてしまっているときなどに、感光体の吸湿水分量が多い状態で印刷動作が開始されてしまって、ボケ画像やカスレ画像などの異常画像が生じてしまうことがあった。
【0005】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ボケ画像やカスレ画像などの異常画像が生じにくい、画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明における画像形成装置は、トナー像が担持される感光体と、前記感光体、又は、前記感光体に担持されたトナー像が転写される中間転写体、の表面に担持された検知用トナー像の画像濃度を検知する画像濃度検知手段と、を備え、前回の印刷動作が終了したときから所定時間を超える時間が経過している場合に、印刷動作が開始される前に、前記感光体又は前記中間転写体に担持された前記検知用トナー像の画像濃度を前記画像濃度検知手段で検知する検知モードを実行して、その画像濃度が前回に実行された前記検知モードにおいて検知された画像濃度に対して所定値を超えて低いときに、前記感光体を空駆動する制御モードを実行するものである。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、ボケ画像やカスレ画像などの異常画像が生じにくい、画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。
【
図3】中間転写ベルトとその近傍とを示す概略図である。
【
図4】水分除去モードを実行するときの制御の一例を示すフローチャートである。
【
図5】変形例としての、水分除去モードを実行するときの制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【0010】
まず、
図1及び
図2にて、画像形成装置100における全体の構成・動作について説明する。
図1は画像形成装置としてのプリンタを示す構成図であり、
図2はその作像部の一部を示す拡大図である。
図1に示すように、画像形成装置本体100の中央には、中央転写体としての中間転写ベルト8が設置されている。また、中間転写ベルト8に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部6Y、6M、6C、6Kが並設されている。
なお、画像形成装置本体100の外装部には、印刷動作(画像形成動作)に関わる情報が表示されたり操作をおこなったりするための操作表示パネル95が設置されている。
【0011】
図2を参照して、イエローに対応した作像部6Yは、感光体としての感光体ドラム1Yと、感光体ドラム1Yの周囲に配設された帯電装置4Y、現像装置5Y、クリーニング装置2Y、除電装置(不図示)、等で構成されている。そして、感光体ドラム1Y上で、作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程、除電工程)がおこなわれて、感光体ドラム1Y上にイエロー画像が形成されることになる。
【0012】
なお、他の3つの作像部6M、6C、6Kも、使用されるトナーの色が異なる以外は、イエローに対応した作像部6Yとほぼ同様の構成となっていて、それぞれのトナー色に対応した画像が形成される。以下、他の3つの作像部6M、6C、6Kの説明を適宜に省略して、イエローに対応した作像部6Yのみの説明をおこなうことにする。
【0013】
図2を参照して、感光体としての感光体ドラム1Yは、メインモータ(不図示)によって反時計方向に回転駆動される。そして、帯電装置4Yの位置で、感光体ドラム1Yの表面が一様に帯電される(帯電工程である。)。具体的に、本実施の形態における帯電装置4Yは、帯電ローラであって、電源93から帯電バイアスとして直流電圧(DC電圧)が印加される。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、露光装置7から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での幅方向(
図1、
図2の紙面垂直方向であって、主走査方向である。)の露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される(露光工程である。)。
【0014】
その後、感光体ドラム1Yの表面は、現像装置5Yとの対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、イエローのトナー像が形成される(現像工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、中間転写ベルト8及び1次転写ローラ9Yとの対向位置(転写位置)に達して、この位置で感光体ドラム1の表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト8の表面に1次転写される(1次転写工程である。)。このとき、感光体ドラム1Y上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
【0015】
その後、感光体ドラム1Yの表面は、クリーニング装置2Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード2aとクリーニングブラシ2bとによってクリーニング装置2Y内に回収される(クリーニング工程である。)。
最後に、感光体ドラム1Yの表面は、除電装置(不図示)との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム1Y上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
【0016】
なお、上述した作像プロセスは、他の作像部6M、6C、6Kでも、イエロー作像部6Yと同様におこなわれる。すなわち、作像部の上方に配設された露光装置7から、画像情報に基づいたレーザ光Lが、各作像部6M、6C、6Kの感光体ドラム1M、1C、1K上に向けて照射される。詳しくは、露光装置7は、光源からレーザ光Lを発して、そのレーザ光Lを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して感光体ドラム上に照射する。
その後、各現像装置5M、5C、5Kによる現像工程を経て各感光体ドラム1M、1C、1K上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写する。こうして、中間転写ベルト8上にカラー画像が形成される。
【0017】
ここで、中間転写ベルト8は、複数のローラ部材16~21によって張架・支持されるとともに、駆動モータ(不図示)による1つのローラ部材(駆動ローラ16)の回転駆動によって
図3中の矢印方向に無端移動される。
4つの1次転写ローラ9Y、9M、9C、9Kは、それぞれ、中間転写ベルト8を感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kとの間に挟み込んで1次転写ニップを形成している。そして、1次転写ローラ9Y、9M、9C、9Kに、トナーの極性とは逆の極性の転写電圧(1次転写バイアス)が印加される。
そして、中間転写ベルト8は、矢印方向に走行して、1次転写ローラ9Y、9M、9C、9Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム1Y、1M、1C、1K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト8の表面に重ねて1次転写される(1次転写工程である。)。
【0018】
その後、各色のトナー像が重ねて1次転写された中間転写ベルト8は、転写装置としての2次転写ベルト72(及び、2次転写ローラ70)との対向位置(転写位置)に達する。この位置では、2次転写対向ローラ21が、2次転写ローラ70との間に中間転写ベルト8と2次転写ベルト72とを挟み込んで2次転写ニップ(転写ニップ)を形成している。そして、中間転写ベルト8上に形成された4色のトナー像は、この2次転写ニップの位置に搬送された用紙等のシートP上に2次転写される(2次転写工程である。)。このとき、中間転写ベルト8には、シートPに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト8は、中間転写クリーニング装置10の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト8の表面に付着した未転写トナーなどの付着物が除去される。
こうして、中間転写ベルト8上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
【0019】
ここで、
図1を参照して、転写ニップとしての2次転写ニップの位置に搬送されるシートPは、装置本体100の下方に配設された給紙装置26から、給紙ローラ27やレジストローラ対28等を経由して搬送されるものである。
詳しくは、給紙装置26には、用紙等のシートPが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ27が
図1中の反時計方向に回転駆動されると、一番上のシートPが搬送経路K1を経由してレジストローラ対28のローラ間に向けて給送される。
【0020】
レジストローラ対28(搬送ローラ対)に搬送されたシートPは、回転駆動を停止したレジストローラ対28のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト8上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対28が回転駆動されて、シートPが2次転写ニップに向けて搬送される。こうして、シートP上に、所望のカラー画像が転写される。
【0021】
その後、2次転写ニップの位置でカラー画像が転写されたシートPは、2次転写ベルト72によって搬送されて、2次転写ベルト72から分離された後に、搬送ベルト60によって定着装置50の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像がシートP上に定着される(定着工程である。)。
その後、シートPは、搬送経路K2を経由して、排紙ローラ対によって装置外へと排出される。排紙ローラ対によって装置外に排出されたシートPは、出力画像として、スタック部上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成動作(印刷動作)が完了する。
【0022】
次に、
図2にて、作像部における現像装置5Yの構成・動作について、さらに詳しく説明する。
現像装置5Yは、感光体ドラム1Yに対向する現像剤担持体としての現像ローラ51Y、現像ローラ51Yに対向するドクターブレード52Y、現像剤収容部内に配設された2つの搬送スクリュ55Y、現像剤Gのトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段としてのトナー濃度検知センサ56Y、等で構成される。現像ローラ51Y(現像剤担持体)は、内部に固設されたマグネットや、マグネットの周囲を回転するスリーブ等で構成される。現像剤収容部内には、キャリアとトナーとからなる現像剤G(2成分現像剤)が収容されている。
【0023】
このように構成された現像装置5Yは、次のように動作する。
現像ローラ51Yのスリーブは、
図2の矢印方向に回転している。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ51Y上に担持された現像剤Gは、スリーブの回転にともない現像ローラ51Y上を移動する。ここで、現像装置5Y内の現像剤Gは、現像剤G中のトナーの割合(トナー濃度)が所定の範囲内になるように調整される。
具体的に、現像装置5Yに設置されたトナー濃度検知センサ56Y(トナー濃度検知手段)によってトナー濃度が低い状態が検知されたときには、トナー濃度が所定の範囲内になるように、トナー補給装置94による補給ローラ59(トナー容器58内に設置されている。)の回転駆動よって、トナー容器58から現像装置5Y内に新品トナーが補給される。
その後、トナー容器58から現像剤収容部内に補給されたトナーは、2つの搬送スクリュ55Yによって、現像剤Gとともに混合・撹拌されながら、隔絶された2つの現像剤収容部を循環する(
図2の紙面垂直方向の移動である。)。そして、現像剤G中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ51Y上に形成された磁力によりキャリアとともに現像ローラ51Y上に担持される。
【0024】
現像ローラ51Y上に担持された現像剤Gは、
図2中の矢印方向に搬送されて、ドクターブレード52Yの位置に達する。そして、現像ローラ51Y上の現像剤Gは、この位置で現像剤量が適量化された後に、感光体ドラム1Yとの対向位置(現像領域である。)まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界によって、感光体ドラム1Y上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像ローラ51Y上に残った現像剤Gはスリーブの回転にともない現像剤収容部の上方に達して、この位置で現像ローラ51Yから離脱される。
なお、現像領域に形成される電界は、現像電源97によって現像ローラ51Yに印加される現像バイアスと、帯電工程と露光工程とによって感光体ドラム1Yの表面に形成される表面電位(潜像電位)と、によって形成されるものである。
また、トナー容器58は、現像装置5Y(画像形成装置100)に対して着脱可能(交換可能)に設置されている。そして、トナー容器58は、その内部に収容された新品のトナーが空になると、現像装置5Y(画像形成装置100)から取り外されて新品のものに交換されることになる。
【0025】
次に、
図3等を用いて、本実施の形態における中間転写ベルト装置について詳述する。
図3を参照して、中間転写ベルト装置は、中間転写体としての中間転写ベルト8、4つの転写装置としての1次転写ローラ9Y、9M、9C、9K 、駆動ローラ16、従動ローラ17、転写前ローラ18、テンションローラ19、クリーニング対向ローラ20、中間転写クリーニング装置10、2次転写対向ローラ21、2次転写装置69、等で構成される。
中間転写体としての中間転写ベルト8は、各色のトナー像をそれぞれ担持する4つの感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kに当接して1次転写ニップを形成している。中間転写ベルト8は、主として6つのローラ部材(駆動ローラ16、従動ローラ17、転写前ローラ18、テンションローラ19、クリーニング対向ローラ20、2次転写対向ローラ21、である。)によって張架され支持されている。
【0026】
本実施の形態において、中間転写ベルト8(中間転写体)は、PVDF(フッ化ビニルデン)、ETFE(エチレン-四フッ化エチレン共重合体)、PI(ポリイミド)、PC(ポリカーボネート)、等を単層又は複数層に構成して、カーボンブラック等の導電性材料を分散させたものである。中間転写ベルト8は、体積抵抗率が106~1013Ωcm、ベルト裏面側の表面抵抗率が107~1013Ωcmの範囲となるように調整されている。また、中間転写ベルト8は、厚さが20~200μmの範囲となるように設定されている。本実施の形態では、中間転写ベルト8の厚さが60μm程度に、体積抵抗率が109Ωcm程度に、設定されている。
なお、必要に応じて中間転写ベルト8の表面に離型層をコートすることもできる。その際、コートに用いる材料として、ETFE(エチレン-四フッ化エチレン共重合体)、PTFE(ポリ四フッ化エチレン)、PVDF(フッ化ビニルデン)、PEA(パーフルオロアルコキシフッ素樹脂)、FEP(四フッ化エチレン-六フッ化プロピレン共重合体)、PVF(フッ化ビニル)、等のフッ素樹脂を使用できるが、これに限定されるものではない。
【0027】
1次転写ローラ9Y、9M、9C、9Kは、それぞれ、中間転写ベルト8を介して対応する感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kに当接している。詳しくは、イエロー用の転写ローラ9Yは中間転写ベルト8を介してイエロー用の感光体ドラム1Yに当接して、マゼンタ用の転写ローラ9Mは中間転写ベルト8を介してマゼンタ用の感光体ドラム1Mに当接して、シアン用の転写ローラ9Cは中間転写ベルト8を介してシアン用の感光体ドラム1Cに当接して、ブラック用(黒色用)の転写ローラ9Kは中間転写ベルト8を介してブラック用(黒色用)の感光体ドラム1Kに当接している。1次転写ローラ9Y、9M、9C、9Kは、それぞれ、芯金上に導電性スポンジ層が形成された弾性ローラであって、体積抵抗が106~1012Ω(好ましくは、107~109Ω)の範囲となるように調整されている。
このように構成された1次転写ローラ9Y、9M、9C、9Kは、感光体ドラム1Y、1M、1C、1K(感光体)の表面に担持されたトナー像を中間転写ベルト8(中間転写体)に転写する転写装置である。
【0028】
駆動ローラ16は、4つの感光体ドラム(感光体)に対して中間転写ベルトの走行方向下流側の位置で、中間転写ベルト8が120度程度の巻付角度で巻き付けられた状態で中間転写ベルト8の内周面に当接するように配置されている。駆動ローラ16は、制御部90によって制御される駆動モータ(不図示)によって
図3の時計方向に回転駆動される。これにより、中間転写ベルト8は所定の走行方向(
図3の時計方向である。)に走行することになる。
【0029】
従動ローラ17は、4つの感光体ドラムに対して中間転写ベルト8の走行方向上流側の位置で、中間転写ベルト8が180度程度の巻付角度で巻き付けられた状態で中間転写ベルト8の内周面に当接するように配置されている。中間転写ベルト8において、従動ローラ17から駆動ローラ16に至る部分は、ほぼ水平面になるように設定されている。従動ローラ17は、中間転写ベルト8の走行にともない
図3の時計方向に従動回転する。
【0030】
テンションローラ19は、中間転写ベルト8の外周面に当接している。転写前ローラ18、クリーニング対向ローラ20、2次転写対向ローラ21は、中間転写ベルト8の内周面に当接している。
2次転写対向ローラ21とテンションローラ19との間には、中間転写ベルト8を介してクリーニング対向ローラ20に当接するように中間転写クリーニング装置10(クリーニングブレード)が設置されている。
【0031】
図3を参照して、2次転写対向ローラ21は、中間転写ベルト8と2次転写ベルト72とを介して2次転写ローラ70に当接している。2次転写対向ローラ21は、ステンレス鋼等からなる円筒状の芯金の外周面に、体積抵抗が10
7~10
8Ω程度で、硬度(JIS-A硬度)が48~58度程度のNBRゴムからなる弾性層83(層厚は5mm程度である。)が形成されたものである。
【0032】
次に、
図3を用いて、転写装置としての2次転写装置69について詳述する。
図3を参照して、2次転写装置69は、2次転写ベルト72、2次転写ローラ70、分離ローラ71、2次転写ブレード73(クリーニングブレード)、等で構成される。2次転写装置69は、中間転写体としての中間転写ベルト8の表面に担持されたトナー像をシートPに転写する転写装置である。
2次転写ローラ70と2次転写ベルト72とは、中間転写ベルト8(中間転写体)との間に形成された転写ニップ(2次転写ニップ)に搬送されるシートPに、中間転写ベルト8に担持されたトナー像を転写する転写部材として機能する。
【0033】
2次転写ベルト72は、複数のローラ部材(2次転写ローラ70と分離ローラ71とである。)に張架・支持された無端ベルトであって、中間転写ベルト8とほぼ同じ材料で形成されている。2次転写ベルト72は、中間転写体としての中間転写ベルト8に当接して2次転写ニップ(転写ニップ)を形成するとともに、2次転写ニップから送出されたシートPを搬送するものである。
【0034】
2次転写ローラ70は、2次転写対向ローラ21との間に中間転写ベルト8と2次転写ベルト72とを挟んで2次転写ニップを形成している。2次転写ローラ70は、ステンレス鋼、アルミニウム等からなる中空状の芯金上に、硬度(アスカーC硬度)が40~50度程度の弾性層が形成(被覆)されたものである。2次転写ローラ70の弾性層は、ポリウレタン、EPDM、シリコーン等のゴム材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりして、ソリッド状又は発泡スポンジ状に形成することができる。本実施の形態において、弾性層は、転写電流の集中を抑えるために、その体積抵抗が106.5~107.5Ω程度に設定されている。
【0035】
また、本実施の形態において、2次転写ローラ70は、電源部(不図示)に電気的に接続されていて、その電源部から直流成分と交流成分とが重畳された2次転写バイアス(高圧電圧)が印加される。この2次転写ローラ70に印加される2次転写バイアスは、2次転写ニップに搬送されるシートPに、中間転写ベルト8の表面に担持(1次転写)されたトナー像を2次転写するためのものであって、トナーの極性と異なる極性(本実施の形態ではプラス極性である。)の直流電圧と、ピーク・ツー・ピーク電圧が4~10kV程度の交流電圧と、が重畳されたものである。これにより、中間転写ベルト8のトナー担持面(外周面)に担持されたトナーが、2次転写電界によって2次転写対向ローラ21側から2次転写装置69側に向かって静電移動することになる。
なお、本実施の形態では、2次転写バイアスを転写部材としての2次転写ローラ70に印加したが、2次転写バイアスを転写対向部材としての2次転写対向ローラ21に印加することもできるし、2次転写バイアスを2次転写ローラ70と2次転写対向ローラ21とにそれぞれ印加することもできる。ただし、直流成分の2次転写バイアスを2次転写対向ローラ21に印加する場合には、トナーの極性と同じ極性(マイナス極性である。)の直流電圧を印加することになる。
【0036】
また、2次転写ローラ70は、制御部90によって制御される駆動モータ(不図示)によって
図3の反時計方向に回転駆動されて、2次転写ベルト72を
図3の反時計方向に回転(走行)させるとともに、分離ローラ71を
図3の反時計方向に従動回転させる。
【0037】
分離ローラ71は、2次転写ニップに対してシートPの搬送方向下流側の位置に配置されている。2次転写ニップから送出されたシートPは、
図3の反時計方向に走行する2次転写ベルト72に沿うように搬送された後に、分離ローラ71の位置で、分離ローラ71の外周に沿うように曲面が形成された2次転写ベルト72によって、2次転写ベルト72から分離(曲率分離)されることになる。
なお、本実施の形態では、2次転写ローラ70と分離ローラ71との2つのローラ部材によって2次転写ベルト72を張架するように構成したが、3つ以上のローラ部材によって2次転写ベルト72を張架・支持するように構成することもできる。
2次転写ブレード73は、2次転写ベルト72の表面に当接して、2次転写ベルト72の表面に付着したトナーや紙粉などの異物を除去するものである。2次転写ブレード73は、2次転写ベルト72の走行方向に対してカウンタ方向に当接するように、2次転写ベルト72を介して2次転写ローラ70に圧接している。
【0038】
なお、本実施の形態では、感光体ドラム1Y(感光体)から中間転写ベルト8(中間転写体)にトナー像を転写するための1次転写ニップ(転写ニップ)が形成されないように、中間転写ベルト8を転写位置(
図3に示す位置である。)から下方に離間する離間機構80が設けられている。
このような離間機構80としては、例えば、1次転写ローラ9Yを上方(中間転写ベルト8を介して感光体ドラム1Yに圧接する方向である。)に付勢する付勢部材と、付勢部材の付勢力に抗するように1次転写ローラ9Yを下方に押動するカム、などからなるカム機構を用いることができる。また、このような離間機構80は、4色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)の色ごとに設けることもできるし、複数色のものをまとめて設けることもできる。
【0039】
以下、本実施の形態において特徴的な、画像形成装置100の構成・動作について詳述する。
図2、
図3を参照して、本実施の形態における画像形成装置100には、中間転写ベルト8(感光体ドラム1Yに担持されたトナー像が転写される中間転写体である。)の表面に担持された検知用トナー像の画像濃度を検知する画像濃度検知手段としての画像濃度検知センサ98が設けられている。
【0040】
この画像濃度検知センサ98(画像濃度検知手段)は、中間転写ベルト8上に形成されたトナー像(画像)の画像濃度を光学的に検知する光学センサである。具体的に、画像濃度検知センサ98は、発光素子と受光素子とからなる反射型光学センサであって、発光素子から射出した光を中間転写ベルト8の表面に投射して、その表面で反射した光を受光素子で受光する。そして、トナー像の画像濃度の濃さ(高さ)によって、画像濃度検知センサ98(受光素子)の出力が変化することにより、その出力値から画像濃度が把握されることになる。
画像濃度検知センサ98は、4つの感光体ドラム1Y、1M、1C、1K(1次転写ニップ)の位置よりも下流側であって、2次転写装置69(2次転写ニップ)の位置よりも上流側に設置されている。
そして、通常の印刷動作とは別のタイミング(例えば、印刷開始前のウォーミングアップ時である。)で、先に説明した作像プロセスをおこなって検知用のダミーのトナー像(検知用トナー像)を感光体ドラム1Y上に形成して、感光体ドラム1Yから中間転写ベルト8上に転写された検知用トナー像の画像濃度を画像濃度検知センサ98で検知する。検知用トナー像としては、例えば、感光体ドラム1Yの1周分に相当する縦帯状のベタ画像を用いることができる。また、検知用トナー像は、画像濃度検知センサ98の幅方向の位置(例えば、幅方向中央部である。)に合わせて形成されることになる。
なお、このような画像濃度検知センサ98による検知用トナー像の画像濃度の検知は、4色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)の色ごとにおこなわれる。
【0041】
ここで、本実施の形態では、前回の印刷動作(今回おこなおうとしている印刷動作に対して1回前におこなわれたものである。)が終了したときから所定時間Aを超える時間が経過している場合に、印刷動作(今回の印刷動作)が開始される前に、中間転写ベルト8(中間転写体)に担持された検知用トナー像の画像濃度X1を画像濃度検知センサ98(画像濃度検知手段)で検知する検知モード(以下、適宜に「プロセスコントロール」と呼ぶ。)を実行する。そして、その画像濃度X1が前回に実行された検知モード(前回の印刷動作に関連して1回前におこなわれた「プロセスコントロール」である。)において検知された画像濃度X0に対して所定値Bを超えて低いときに(X0-X1>Bのときに)、感光体ドラム1Y(感光体)を予め定められた時間(例えば、10回転分である。)だけ空駆動する制御モード(以下、適宜に「水分除去モード」と呼ぶ。)を実行する。
これに対して、今回の画像濃度X1が前回の画像濃度X0に対して所定値Bを超えて低くないときには(X0-X1≦Bのときには)、制御モード(「水分除去モード」)はおこなわずに、そのまま印刷動作を開始する。
【0042】
なお、プロセスコントロール(検知モード)を実行したときに、検知した画像濃度に基づいて、水分除去モードの要否を判断するだけではなくて、作像条件(現像バイアス、帯電バイアス、露光装置7の露光量などである。)を調整しても良い。
また、画像濃度検知センサ98によって検知された画像濃度X0、X1のデータは、検知されるごとに制御部90の記憶部91に記憶され、不要となった時点で消去される(書き換えられる)。
また、画像形成装置100の制御部90には、不図示のタイマーが設置されていて、そのタイマーによって前回の印刷動作が終了してからの時間(放置時間)が計測される。
【0043】
このような制御をおこなうのは、感光体ドラム1Yの使用時間が進んで、感光体ドラム1Yの表面にフィルミング(トナーの樹脂成分などが固着する現象である。)が生じてしまっている状態などで、前回の印刷動作が終了してから新たに印刷動作が開始されるまでの時間(放置時間)が長くなると、感光体ドラム1Yの吸湿水分量が多くなってしまうためである。そして、そのように感光体ドラム1Yの吸湿水分量が多い状態で、新たな印刷動作が開始されてしまうと、その印刷された画像にボケ画像やカスレ画像などの異常画像が生じてしまうことになる。
通常、新たに印刷動作が開始されるまでの時間(放置時間)が長くなると、トナー帯電量が下がるため、印刷動作前にプロセスコントロールをおこなって検知した画像濃度X1は、前回の画像濃度X0よりも高くなるはずである。それにも関わらず、今回の画像濃度X1が前回の画像濃度X0よりも小さくなった場合には、上述したように感光体ドラム1Yの吸湿水分量が多くなってドラム表面に画像がのりにくい状態であると判断できる。なお、本実施の形態では、そのような判断を確定するために、上述した「所定値B」を余裕度分として設定している。
そして、感光体ドラム1Yの吸湿水分量が多くなっているときには、感光体ドラム1Yを空駆動(画像を形成しないで回転駆動することである。)させることで、感光体ドラム1Yの吸湿水分が飛ばされて(除去されて)、吸湿水分量が減ぜられることになる。
【0044】
なお、本実施の形態において、水分除去モード(制御モード)は、帯電装置4Yに帯電バイアスが印加されて、現像ローラ51Y(現像剤担持体)に現像バイアスが印加された状態で実行される。
具体的に、水分除去モードは、電源93から帯電装置4Yに通常の印刷時と同様の帯電バイアスが印加されて、現像電源97から現像ローラ51Yに通常の印刷時と同様の現像バイアスが印加された状態で、感光体ドラム1Yが空駆動されることになる。なお、このとき、現像装置5Yや帯電装置4Yやクリーニング装置2Yなどの他の作像部材も空駆動されることが好ましい。
このような制御をおこなうことで、水分除去モード時に、感光体ドラム1Yの表面がトナーで汚れたりダメージを受けたりする不具合が軽減される。
【0045】
このように、本実施の形態では、印刷動作前に、画像濃度検知センサ98による検知用トナー像の画像濃度の検知結果に基づいて、感光体ドラム1Yの吸湿水分量の程度を判別して、吸湿水分量が多いと判別されたときには、その吸湿水分量を減ずるように水分除去モードを実行している。
そのため、ボケ画像やカスレ画像などの異常画像の発生を軽減することができる。
【0046】
ここで、本実施の形態では、前回の印刷動作(今回おこなおうとしている印刷動作に対して前回おこなわれたものである。)が終了したときから所定時間Aを超える時間が経過している場合にのみ、プロセスコントロール(検知モード)をおこなうようにしている。
これは、新たに印刷動作が開始されるまでの時間(放置時間)が短い場合には、感光体ドラム1Yのフィルミングが進んでいても、感光体ドラム1Yの吸湿水分量がそれ程多くならないためである。また、上述した「所定時間A」が短く設定されてしまうと、プロセスコントロール(検知モード)が頻繁におこなわれてしまい、無駄にトナーが消費されるとともに、印刷開始までの時間が無駄にかかってしまうことになる。
これに対して、上述した「所定時間A」が長く設定されてしまうと、本当に必要なときに水分除去モードが実行されにくくなってしまう。
これらのことを考慮して、「所定時間A」が適正な値に設定されている。
【0047】
なお、本実施の形態では、中間転写ベルト8(中間転写体)の表面に担持された検知用トナー像の画像濃度を画像濃度検知センサ98(画像濃度検知手段)で検知して、その検知結果に基づいて水分除去モード(制御モード)の要否を判断した。
これに対して、感光体ドラム1Y(感光体)の表面に担持された検知用トナー像の画像濃度を画像濃度検知手段としての画像濃度検知センサ99(
図2参照)で検知して、その検知結果に基づいて水分除去モード(制御モード)の要否を判断することもできる。
すなわち、前回の印刷動作が終了したときから所定時間Aを超える時間が経過している場合に、印刷動作が開始される前に、感光体ドラム1Yに担持された検知用トナー像の画像濃度X1を画像濃度検知センサ99で検知する検知モード(プロセスコントロール)を実行して、その画像濃度X1が前回に実行された検知モード(プロセスコントロール)において検知された画像濃度X0に対して所定値Bを超えて低いときに、感光体ドラム1Yを空駆動する制御モード(水分除去モード)を実行することになる。
この場合に用いられる感光体用の画像濃度検知センサ99は、
図3に示す中間転写体用の画像濃度検知センサ98と同様に光学センサである。そして、感光体用の画像濃度検知センサ99は、
図2に示すように、現像装置5Yの位置に対して下流側であって、1次転写ローラ9Yの位置に対して上流側で、感光体ドラム1Yに対向するように設置されることになる。
【0048】
ここで、本実施の形態では、印刷動作が開始される前であって、制御モード(水分除去モード)を実行した後に、再び検知モード(プロセスコントロール)を実行して、その画像濃度X2が制御モード(水分除去モード)の実行前に実行された検知モード(プロセスコントロール)において検知された画像濃度X1に対して第2所定値Cを超えて低いときに(X1-X2>Cのときに)、制御モード(水分除去モード)を再び実行するように制御している。
これに対して、今回の画像濃度X2が前回の画像濃度X1に対して所定値Cを超えて低くないときには(X1-X2≦Cのときには)、再度の制御モード(水分除去モード)はおこなわずに、そのまま印刷動作を開始する。
なお、このときおこなわれるプロセスコントロールは、前回おこなわれたときに比べて、それほど時間が経過していないため、上述した所定値Cは、前回の所定値Bよりも小さく設定されている(B>C>0)。
【0049】
このように、前回の水分除去モードによって画像濃度の改善がみられないと判断された場合には、感光体ドラム1Yの吸湿水分量が充分に低減されてないものとして、再び水分除去モードを実行することにより、吸湿水分量を充分に低減して、ボケ画像やカスレ画像などの異常画像の発生を軽減することができる。
そして、本実施の形態では、前回の水分除去モードによって画像濃度の改善がみられないと判断された場合に再び水分除去モードを実行する制御が、繰り返しおこなわれるようにしている。そのため、ボケ画像やカスレ画像などの異常画像の発生を軽減する効果がさらに高められることになる。
【0050】
なお、本実施の形態では、印刷動作が開始される前に検知モード(プロセスコントロール)と制御モード(水分除去モード)とが繰り返し所定回数Nおこなわれた場合に、それ以降の検知モード(プロセスコントロール)と制御モード(水分除去モード)との実行を中断するとともに、画像形成装置に異常がある旨を報知するようにしている。
詳しくは、先に説明したように、本実施の形態では、前回の水分除去モードによって画像濃度の改善がみられないと判断された場合に再び水分除去モードを実行する制御が、繰り返しおこなわれる。しかし、そのような制御が限度を超えて繰り返されるような状況は、装置の異常(感光体ドラム1Yの吸湿水分が取れない状態であるか、その他の要因による異常である。)であると考えられる。また、そのような制御を繰り返し無制限におこなってしまうと、いつまでたっても印刷をおこなえないことになる。そのため、本実施の形態では、水分除去モードを繰り返す上限回数N(例えば、5回である。)を設定して、上限回数を超える水分除去モードの実行はおこなわずに、装置に異常がありサービスマンによるメンテナンスが必要である旨を操作表示パネル95(
図1参照)に表示している。なお、上述した異常画像が発生しても印刷を優先するユーザーのため、ユーザーが操作表示パネル95を操作することで、その後の印刷開始を選択できるようにすることが好ましい。
【0051】
ここで、本実施の形態では、水分除去モード(制御モード)が実行されるときに、先に
図3を用いて説明した離間機構80によって、中間転写ベルト8(中間転写体)が転写位置から離間されるように、制御部90で制御している。
このような制御をおこなうことによって、水分除去モードによって空駆動する感光体ドラム1Yに中間転写ベルト8が摺接して無駄に摩耗してしまう不具合が抑止される。
【0052】
以下、
図4を用いて、水分除去モード(制御モード)を実行するときの制御の一例について説明する。
図4に示すように、まず、ユーザーの操作表示パネル95の操作によって所望の印刷ジョブ(印刷動作)の指令が入力されると(ステップS1)、前回の印刷終了時からの経過時間(放置時間)が所定時間Aよりも長いかが判別される(ステップS2)。その結果、経過時間(放置時間)が所定時間Aよりも短いものと判別された場合には、そのまま印刷動作を開始する(ステップS9)。
これに対して、ステップS2にて、経過時間(放置時間)が所定時間Aよりも長いものと判別された場合には、プロセスコントロール(検知モード)を実行して画像濃度X1を検知して(ステップS3)、前回に検知して記憶部91に記憶された画像濃度X0との差異(X0-X1)が所定値Bを超えているかが判別される(ステップS4)。その結果、その差異(X0-X1)が所定値Bを超えていないものと判別された場合には、感光体ドラム1Yの吸湿水分量の変化はほとんどないものとして(異常画像の発生は生じないものとして)、そのまま印刷動作を開始する(ステップS9)。
これに対して、ステップS4にて、差異(X0-X1)が所定値Bを超えているものと判別された場合には、感光体ドラム1Yの吸湿水分量が多いものとして(異常画像の発生が生じるものとして)、水分除去モード(制御モード)が実行される(ステップS5)。その後、プロセスコントロール(検知モード)を再実行して画像濃度X2を検知して(ステップS6)、ステップS3で検知した前回の画像濃度X1との差異(X1-X2)が所定値Cを超えているかが判別される(ステップS7)。その結果、その差異(X1-X2)が所定値Cを超えていないものと判別された場合には、感光体ドラム1Yの吸湿水分が充分に除去されたものとして(異常画像の発生は生じないものとして)、そのまま印刷動作を開始する(ステップS9)。
これに対して、ステップS7にて、差異(X1-X2)が所定値Bを超えているものと判別された場合には、感光体ドラム1Yの吸湿水分が充分に除去されてないものとして(異常画像の発生が生じるものとして)、ステップS5以降のフローが繰り返される。このとき、プロセスコントロール(及び、水分除去モード)の実行回数が所定回数N(上限回数)を超えていないかが判別されて(ステップS8)、所定回数Nを超えている場合には異常がある旨等の警告を操作表示パネル95に表示する(ステップS10)。
【0053】
<変形例>
変形例における画像形成装置100では、印刷動作が開始される前に制御モード(水分除去モード)が繰り返しおこなわれる場合、制御モード(水分除去モード)が実行開始される前に現像装置5Y内の現像剤Gのトナー濃度W1をトナー濃度検知センサ56Y(トナー濃度検知手段)で検知して、そのトナー濃度W1が前回の制御モード(水分除去モード)の実行開始前にトナー濃度検知センサ56Yによって検知されたトナー濃度W0に対して所定の値Dを超えて低いときに(W0-W1>Dのときに)、トナー補給装置94(
図2参照)によって現像装置5Yにトナーを補給するように、制御部90で制御している。
具体的に、
図5に示すフローチャートを参照して、この変形例では、
図4のものとは異なり、ステップS4の判別の後に現像装置26内の現像剤Gのトナー濃度を検知して(ステップS20)、ステップS5で水分除去モードが実行された後に、水分除去モードの実行回数が2回以上であるかが判別される(ステップS21)。その結果、水分除去モードの実行回数が2回以上である場合、前後のトナー濃度の差異(W0-W1)が所定の値Dを超えるものであるかを判別して(ステップS22)、差異(W0-W1)が所定の値Dを超えるときには所定量のトナー補給をした後に(ステップS23)、差異(W0-W1)が所定の値Dを超えないときにはそのまま、ステップS6以降のフローをおこなう。
このような制御をおこなうことで、放置によって現像装置5Y内の現像剤Gのトナー帯電量が低くなってしまい、水分除去モード実施中に現像装置5Yからのトナー飛散が生じて、現像剤Gのトナー濃度が低下してしまうような状況であっても、現像剤Gへトナーが補給されるため、所定値以上の現像剤Gのトナー濃度が保たれる。
【0054】
以上説明したように、本実施の形態における画像形成装置100は、トナー像が担持される感光体ドラム1Y(感光体)と、感光体ドラム1Yに担持されたトナー像が転写される中間転写ベルト8(又は、感光体ドラム1Y)の表面に担持された検知用トナー像の画像濃度を検知する画像濃度検知センサ98(画像濃度検知手段)と、が設けられている。そして、前回の印刷動作が終了したときから所定時間Aを超える時間が経過している場合に、印刷動作が開始される前に、中間転写ベルト8(又は、感光体ドラム1Y)に担持された検知用トナー像の画像濃度を画像濃度検知センサ98で検知する検知モード(プロセスコントロール)を実行して、その画像濃度が前回に実行された検知モードにおいて検知された画像濃度に対して所定値Bを超えて低いときに、感光体ドラム1Yを空駆動する制御モード(水分除去モード)を実行している。
これにより、ボケ画像やカスレ画像などの異常画像を生じにくくすることができる。
【0055】
なお、本実施の形態では、転写装置としての2次転写ローラ70及び2次転写ベルト72と、中間転写体としての中間転写ベルト8と、を用いた画像形成装置100に対して、本発明を適用した。これに対して、中間転写ベルトや中間転写ドラムなどの中間転写体を備えず、現像装置によって現像されたトナー像が形成される感光体ドラム(感光体)と、感光体ドラムの位置に搬送されるシートに対して感光体ドラム上のトナー像を転写するための転写ローラ、転写ベルトなどの転写装置と、を備えた装置、いわゆる直接転写方式の画像形成装置に対しても、本発明を適用することができる。その場合、画像濃度検知手段は、感光体(感光体ドラム)の表面に形成された検知用トナー像の画像濃度を検知可能なもの(
図2の画像濃度検知センサ99を参照)となる。また、その場合、制御モード(水分除去モード)が実行されるときに、離間機構(転写ニップが形成されないように転写装置を転写位置から離間するものである。)によって転写装置が離間されることになる。
また、本実施の形態では、転写装置としての2次転写ローラ70と2次転写ベルト72とを用いた画像形成装置100に対して本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定されることなく、転写装置としての2次転写ベルトが用いられておらず2次転写ローラのみが用いられた画像形成装置に対しても、本発明を適用することができる。
また、本実施の形態では、カラー画像を形成する画像形成装置100に対して、本発明を適用した。これに対して、モノクロ画像のみを形成する画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。
そして、それらのような場合であっても、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
【0056】
なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【符号の説明】
【0057】
1Y、1M、1C、1K 感光体ドラム(感光体)、
4Y 帯電装置、
5Y 現像装置、
8 中間転写ベルト(中間転写体)、
51Y 現像ローラ(現像剤担持体)、
56Y トナー濃度検知センサ(トナー濃度検知手段)、
80 離間機構、
94 トナー補給装置、
98、99 画像濃度検知センサ(画像濃度検知手段)、
100 画像形成装置(画像形成装置本体)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0058】