CN101526787B - 图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种以简单的结构可防止因清洁刮刀和转印带的摩擦力造成的转印带速度下降的图像形成装置。当出现来自用户的打印请求时，读出寿命管理部(63)存储管理的寿命计数值。参照寿命计数值、驱动辊(32)的旋转速度的对应表格，决定并设定和读出的寿命计数值对应的驱动辊(32)的旋转速度。进行打印处理，以设定的旋转速度旋转驱动辊(32)，并以恒定的行进速度旋转转印带(31)。打印结束后，根据打印的打印张数、转印带(31)的旋转次数更新寿命计数值。
Description
技术领域
本发明涉及到一种具有将感光体上显影的调色剂图像转印到记录介质的转印单元的图像形成装置。
背景技术
采用电子照相方式的图像形成装置一般包括作为旋转的图像承载体的感光体、及配置在其周围的带电部、曝光部、显影部、转印部、定影部、清洁部及除电部。带电部使感光体表面平均带电。曝光部在带电的感光体表面曝光和图像信息对应的光，形成静电潜影。显影部搅拌调色剂使之摩擦带电，并将该摩擦带电的调色剂附着到感光体表面形成的静电潜影上，从而形成调色剂图像。转印部通过将与调色剂极性相反的电荷施加到记录介质而将调色剂图像转印到记录介质。定影部通过加热、加压等单元将转印的调色剂图像定影到记录介质上。清洁部回收未转印到记录介质而残留在感光体表面的调色剂。除电部对调色剂图像转印后的感光体除电。通过使用了这种结构的电子照相方式的图像形成装置，在记录介质上形成所需图像。
作为将调色剂图像从感光体转印到记录介质的转印部的转印单元，具有：转印带；架设带并使之转动的多个辊；和转印辊，施加和感光体表面的调色剂图像的电荷相反极性的电场，将调色剂图像转印到转印带上的记录纸张上。感光体上的调色剂图像转印到在转动的转印带上传送的记录纸张上。
并且，通过电子照相方式形成彩色图像时，使用多色、例如黑色(K)、青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)的各色调色剂。在彩色图像形成装置中，按照各颜色分别具有包括以感光体为中心的上述各部分的结构，按照每一颜色形成调色剂图像，将全色的调色剂图像转印到记录介质上，使调色剂图像重叠、定影，并可通过减法混色形成彩色图像。
将每一颜色的调色剂图像依次重叠转印到中间转印带，形成多色调色剂图像，将该多色调色剂图像转印到记录介质。
通过这种结构进行图像形成时，需要高精度地调整各感光体的旋转速度和转印带的行进速度。调整失败时，对记录介质的转印位置偏移，图像分辨率发生偏差，在彩色图像中，调色剂图像的重叠中产生偏差等，出现转印偏差。
JP特开平11-109827号公报记载的图像形成装置为了抑制中间转印体的耐久性不同造成的图像倍率的变动、中间转印体的电阻变化造成的图像变化，根据图像形成张数的计数值、温度等，控制曝光部的扫描速度、图像承载体的旋转速度、中间转印体的旋转速度中的任意一个。
JP特开2004-252295号公报记载的图像形成装置为了抑制带厚度变化、延伸、振动等引起的图像位置偏差，在转印位置上直接测定带的速度，并根据测定结果控制带的移动速度。
调色剂不仅会附着到感光体，而且会附着到转印带，因此为了去除这种调色剂，设有转印带用的清洁部。作为清洁部一般公知如下装置：使由聚氨酯等弹性部件形成的清洁刮刀与转印带表面抵接，抓取并去除附着调色剂。
作为转印带的材质，使用表面粗糙度Rz为6μm左右的材料，使清洁刮刀与转印带抵接并进行清洁时，因微小研磨作用，转印带的表面被逐渐磨损，表面粗糙度Rz下降到1μm左右。
当转印带的表面粗糙度Rz变小时，清洁刮刀和转印带的抵接部分的摩擦力增加，清洁刮刀变为制动器，转印带的行进速度变慢。
这样一来，在感光体的旋转速度和转印带的行进速度间产生偏差，出现转印偏差。
在JP特开平11-109827号公报记载的图像形成装置中，未考虑转印带的表面粗糙度变化造成的速度下降。在JP特开2004-252295号公报记载的图像形成装置中，直接测定带的速度，因此可对应转印带表面粗糙度变化造成的速度下降，但需要直接测定带速度的测定部。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以简单的结构可防止清洁刮刀和转印带的摩擦力造成的转印带速度下降的图像形成装置。
本发明是一种图像形成装置，具有将感光体上显影的调色剂图像转印到记录介质的转印单元，其特征在于，上述转印单元具有传送记录介质的转印带，该图像形成装置还具有：清洁部，与上述转印带抵接，清洁转印带表面；和控制部，根据上述转印带和清洁部的抵接部分中的摩擦力的变化，控制上述转印带的行进速度。
根据本发明，控制部根据上述转印带和清洁部的抵接部分中的摩擦力的变化，控制上述转印带的行进速度。
这样一来，可防止摩擦力的增加造成的转印带的行进速度的下降，将转印带的行进速度保持为恒定速度，因此可不产生转印偏差地进行高画质的图像形成。
并且在本发明中优选，上述控制部根据上述摩擦力的变化与打印张数的累计值或转印带的行进距离间的对应关系，进行上述行进速度的控制。
根据本发明，上述控制部根据上述摩擦力的变化与打印张数的累计值或转印带的行进距离间的对应关系，进行上述行进速度的控制。
上述摩擦力的变化是清洁部研磨转印带表面并改变转印带表面粗糙度，该变化是经时变化。因此，上述摩擦力的变化与表示打印张数的累计值或转印带的行进距离等经时变化的所谓寿命计数值是对应关系。
因此，通过使用寿命计数值能以较简单的结构控制上述转印带的行进速度。
并且在本发明中优选，上述控制部在打印张数的累计值每增加预定值时、或转印带的行进距离每增加预定距离时，进行上述行进速度的控制。
根据本发明，上述控制部在打印张数的累计值每增加预定值时、或转印带的行进距离每增加预定距离时，进行上述行进速度的控制。
上述摩擦力的变化是比较缓慢的变化，在预定增加后也可充分地高精度地进行控制。
并且在本发明中优选，上述控制部进行控制，以使感光体的圆周速度和转印带的行进速度一致。
根据本发明，上述控制部进行控制，以使感光体的圆周速度和转印带的行进速度一致。当转印带的行进速度小于感光体的圆周速度时，会发生卡纸，因此优选使转印带的行进速度与感光体的圆周速度一致，至少转印带的行进速度作为速度差比感光体的圆周速度快1％左右。
并且在本发明中优选，上述转印带由环形的带部件构成，上述行进速度是转印带的旋转速度。
根据本发明，上述转印带由环形的带部件构成，上述行进速度是转印带的旋转速度。
这样一来，仅通过控制使转印带旋转驱动的驱动辊的旋转速度，就可容易地控制转印带的行进速度。
并且在本发明中优选，上述清洁部具有由聚氨酯橡胶形成的板状的清洁刮刀，上述清洁刮刀与上述转印带抵接，进行清洁。
根据本发明，可通过清洁刮刀清洁转印带表面。
并且，本发明是一种图像形成装置，具有将感光体上显影的调色剂图像转印到记录介质的转印单元，其特征在于，上述转印单元具有传送记录介质的转印带，该图像形成装置还具有：清洁部，与上述转印带抵接，清洁转印带表面；和控制部，根据上述转印带和清洁部的抵接状态的变化，控制上述转印带的行进速度。
根据本发明，控制部根据上述转印带和清洁产的抵接状态的变化控制上述转印带的行进速度。
这样一来，可防止抵接状态变化造成的转印带行进速度下降，将转印带的行进速度保持为恒定速度，因此可不发生转印偏差地进行高画质的图像形成。
本发明的目的、特色及优点通过下述详细说明及附图可得以明确。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的图像形成装置的结构的图。
图2是图像形成装置的转印单元的部分放大图。
图3是表示与图像形成装置的转印单元控制相关的部位的电气结构的框图。
图4是表示转印单元的速度控制处理的流程图。
图5是表示打印张数和转印带的旋转次数的关系的图表。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的优选实施方式。
图1是表示作为本发明的一个实施方式的图像形成装置100的结构的图。
图像形成装置100是取得从原稿纸张读取的图像数据、或取得从外部接收的图像数据，并将该图像数据表示的黑白图像形成在记录纸张的装置，其结构从大的方面讲包括：原稿纸张传送部(ADF)101、图像读取部102、打印部103、纸张传送部104、送纸部105。
原稿纸张传送部101在至少一张原稿纸张放置在原稿放置盘11时，将原稿纸张一张张从原稿放置盘11取出并传送，将该原稿纸张引导到图像读取部102的原稿读取窗102a并使之通过，将原稿纸张排出到排纸盘12。
在原稿读取窗102a的上方配置CIS(Contact Image Sensor：接触式图像传感器)13。该CIS 13在原稿纸张通过原稿读取窗102a时，在主扫描方向上反复读取原稿纸张背面的图像，输出表示原稿纸张背面的图像的图像数据。
图像读取部102在原稿纸张通过原稿读取窗102a时，通过第1扫描单元15的灯向原稿纸张表面照射光线，并通过第1及第2扫描单元15、16的反射镜将来自原稿纸张表面的反射光引导到成像透镜17，通过成像透镜17将原稿纸张表面的图像成像于CCD(Charge CoupledDevice)图像传感器18上。CCD图像传感器18在主扫描方向上反复读取原稿纸张表面的图像，输出表示原稿纸张表面图像的图像数据。从而可进行原稿图像的双面读取。
进一步，当原稿纸张放置在图像读取部102上表面的压板玻璃上时，使第1及第2扫描单元15、16彼此保持预定的速度关系的同时移动，通过第1扫描单元15使压板玻璃上的原稿纸张表面曝光，通过第1及第2扫描单元15、16使来自原稿纸张表面的反射光引导到成像透镜17，并通过成像透镜17使原稿纸张表面的图像成像在CCD图像传感器18上。
从CIS 13或CCD图像传感器18输出的图像数据通过微计算机等的控制电路进行各种图像处理后，输出到打印部103。
打印部103将图像数据所示的图像形成在记录纸张上，具有：感光鼓21，带电器22，光写入头23，显影器24，转印单元25，清洁单元26，及定影单元27等。
感光鼓21向一个方向旋转，通过清洁单元26清洁其表面后，通过带电器22使其表面平均带电。带电器22可以是非接触的充电型带电器，也可是与感光鼓21接触并使之带电的辊型、刷型。
光写入单元23是具有二个激光照射部28a、28b、及二个反射镜组29a、29b的激光扫描单元(LSU)。在该光写入单元23中，输入图像数据，从各激光照射部28a、28b分别射出和该图像数据对应的激光，将这些激光通过各反射镜组29a、29b照射到感光鼓21，使平均带电的感光鼓21表面曝光，在感光鼓21表面形成静电潜影。
该光写入单元23为了对应高速打印处理，采用具有二个激光照射部28a、28b的双光束方式，减轻伴随照射时序的高速化产生的负担。
此外，作为光写入单元23，可替代激光扫描单元，而使用将发光元件阵列状排列的EL写入头、LED写入头。
显影器24将显影剂提供到感光鼓21表面，使静电潜影显影，并将调色剂图像形成在感光鼓21表面。转印单元25将感光鼓21表面的调色剂图像转印到通过纸张传送部104传送来的记录纸张。定影单元27对记录纸张进行加热及加压，使记录纸张上的调色剂图像定影。之后，记录纸张通过纸张传送部104进一步传送并排出到排纸盘47。并且，清洁单元26去除并回收显影、转印后残留在感光鼓21表面的调色剂。
弹性导电辊34经由转印带31挤压到感光鼓21的表面，使传送到转印带31的记录纸张挤压感光鼓21的表面。向该弹性导电辊34施加与感光鼓21表面形成的调色剂图像的电荷相反极性的电场，通过该相反极性的电场，感光鼓21表面的调色剂图像转印到转印带31上的记录纸张上。例如，当调色剂图像带负(-)极性的电时，向导电弹性辊34施加正(+)极性的电场。
定影单元27具有加热辊35及加压辊36。加热辊35内部设有用于将该加热辊35表面加热到预定温度(定影温度：大致160～200℃)的热源。并且，为了使加压辊36以预定压力压接到加热辊35，在加压辊36的两端配置未图示的加压部件。当记录纸张传送到加热辊35和加压辊36之间的压接部(也称为定影夹持部)时，记录纸张由各辊35、36传送，同时记录纸张上的未定影调色剂图像加热熔融并被加压，调色剂图像定影到记录纸张上。
纸张传送部104具有：用于传送记录纸张的多对传送辊41，一对定位辊42，传送路径43，反转传送路径44，多个分支爪45，及一对排纸辊46等。
在传送路径43中，从送纸部105接收记录纸张，直到记录纸张的前端到达定位辊42为止传送该记录纸张。此时暂时停止定位辊42，因此记录纸张的前端到达定位辊42并抵接，记录纸张挠曲。通过该挠曲的记录纸张的弹力，使该记录纸张的前端与定位辊42平行对齐。之后，开始定位辊42的旋转，通过定位辊42将记录纸张传送到打印部103的转印单元25，进一步通过排纸辊46将记录纸张传送到排纸盘47。
定位辊42的停止及旋转，使定位辊42和驱动轴间的离合器在ON/OFF(开/关)之间切换，或使作为定位辊42的驱动源的电机在ON/OFF(接通/断开)之间切换。
并且，在记录纸张的背面也记录图像时，使多个分支爪45转动，切换传送路径43和反转传送路径44的分支路径，通过反转传送路径44使记录纸张的正反反转后，使记录纸张通过反转传送路径44返回到传送路径43的定位辊42。这样一来，记录纸张的背面也记录了图像。
在传送路径43及反转传送路径44中，在各处配置检测记录纸张的位置等的传感器，根据由各传感器检测出的记录纸张的位置，驱动控制传送辊、定位辊，进行记录纸张的传送及定位。
送纸部105具有多个送纸盘51。各送纸盘51是用于存放记录纸张的盘，设置在图像形成装置100的下方。并且，各送纸盘51具有用于一张张导出记录纸张的拾取辊等，将导出的记录纸张传送到纸张传送部104的传送路径43。
本实施方式的图像形成装置100用于进行高速打印处理，因此各送纸盘51中确保可收容500～1500张定型尺寸的记录纸张的容积。
并且，在图像形成装置100的侧面设有：可大量收容多种记录纸张的大容量送纸盒(LCC)52；主要用于提供非定型储存的记录纸张的手动盘53。
排纸盘47配置在和手动盘53相反侧的侧面。也可取代该排纸盘47，而将排纸后处理装置(装订、穿孔处理等)、多段排纸盘作为选项配置。
图2是图像形成装置100的转印单元25的部分放大图。
转印单元25具有转印带31、驱动辊32、从动辊33、弹性导电辊34等，将转印带31架在各辊32～34和其他辊上使之旋转。转印带31由环形的带部件构成，具有预定的电阻值(例如1×109～1×1013Ω/cm)，在其表面上放置记录纸张并传送。
作为转印带31的材料，一般使用将易弯曲、难延展、不妨碍顺利旋转的树脂作成薄膜状的部件等，这种树脂包括公知的热塑性树脂、热塑性弹性体及热固化性树脂等。
转印带31考虑传送的记录纸张的剥离性等，使用预定的表面粗糙度的转印带。
表面粗糙度表现为从表面随机抽取的各部分中的中心线平均粗糙度(Ra)、最大高度(Rmax)、或十点平均粗糙度(Rz)等，作为转印带31，例如使用十点平均粗糙度(Rz)1μm～7μm左右的。
在驱动辊32的下方设有转印带用的清洁单元(转印清洁单元)37。转印清洁单元37具有清洁刮刀38、存储去除的调色剂的调色剂盒39。清洁刮刀38由具有适当硬度和弹性的板状树脂构成，例如使用聚氨酯橡胶等。
清洁刮刀38在与转印带31抵接的状态下抓取转印带31表面，去除调色剂。根据清洁刮刀38的材料硬度和转印带31的材料硬度的不同，转印带31表面被清洁刮刀38研磨，转印带31表面被磨损，从而表面粗糙度减小。
作为转印带31，使用表面层上涂敷了氟树脂的弹性橡胶带，使初期的表面粗糙度Rz为6μm，清洁刮刀38使用聚氨酯橡胶，打印约200000～300000张，即，使转印带31约旋转200000～300000次时，转印带31的表面粗糙度Rz减小到1μm。
转印带31的表面粗糙度减小时，与清洁刮刀38间的摩擦力增加，清洁刮刀38成为制动器，使转印带31的行进速度降低。
在本发明中，预测转印带31的速度下降的程度，并调整驱动辊31的旋转速度，以不产生速度下降。具体而言，预先测定不调整的状态下的速度下降的经时变化，根据其测定结果，提高驱动辊32的旋转速度，使转印带31的行进速度恒定。
图3是表示与图像形成装置100的转印单元控制相关的部位的电气结构的框图。
CPU 50进行包括转印单元25的控制在内的图像形成装置100整体的控制处理。ROM(Read Only Memory：只读存储器)61存储以下控制程序：进行转印单元25的控制时，用于使驱动辊32等动作的转印单元控制程序；用于进行感光鼓21的旋转驱动控制等的感光体控制程序；用于进行图像形成动作的图像形成程序等。RAM(Random AccessMemory：随机存储器)62暂时存储根据各程序进行动作时需要的数据。
寿命管理部63计数打印张数、转印带31的旋转次数等，存储累计值(寿命计数值)，管理调色剂等各种消耗品的使用状况。显示部64设置在图像形成装置100的操作面板等上，进行操作菜单的显示、通知调色剂盒等的更换请求、卡纸等。
感光体驱动部65由使感光鼓21旋转驱动的电机等构成，通过CPU50控制感光鼓21的旋转速度。转印带驱动部66由使转印单元25的驱动辊32旋转驱动的步进电机等构成，通过CPU 50控制转印带31的行进速度。
寿命计数值和转印带31的行进速度、即驱动辊32的旋转速度的对应关系如上所述预先测定，例如作为表示对应关系的表格存储到寿命管理部63。需要速度控制时，CPU 50参照表格，可控制驱动辊32的旋转速度。
图4是表示转印单元25的速度控制处理的流程图。
在步骤S1中，等待来自用户的打印请求的输入，如果发送打印任务出现打印请求时，前进到步骤S2。在步骤S2中，读出寿命管理部63存储管理的寿命计数值并进行确认。
在步骤S3中，参照寿命计数值、及驱动辊32的旋转速度的对应表格，决定和读出的寿命计数值对应的驱动辊32的旋转速度并进行设定。
在步骤S4中，以设定的旋转速度使驱动辊32旋转，使转印带31以恒定的行进速度旋转，开始打印处理。在步骤S5中，结束和请求对应的打印后，在步骤S6中，根据打印张数、转印带31的旋转次数更新寿命计数值。
因此，根据寿命计数值提高驱动辊32的旋转速度，从而可进行控制，以便不发生因转印带31和清洁刮刀38的接触造成的转印带31的行进速度的下降，可使转印带31的行进速度保持恒定。
这样一来，不会发生感光鼓21的旋转速度和转印带31的行进速度的偏差，可进行无转印偏差的高画质的图像形成处理。
以上动作中，寿命计数值的更新如步骤S6一样，在打印任务结束后集中进行，但不限于此，也可在打印任务处理中每打印一张、转印带31每旋转一次就依次更新。
在上述流程中，根据输入打印任务的时间下的寿命计数值控制驱动辊32的旋转速度，但也可以通过依次更新寿命计数值，在每次更新时确认寿命计数值，根据对应表格进行速度控制，实现细致的控制。尤其是输入的打印任务的打印张数量较大时，在处理一个打印任务的期间内若不提高驱动辊32的旋转速度，则转印带31的行进速度可能下降，因此优选在处理一个打印任务的期间进行速度控制。
或者也可在每当寿命计数值增加预先确定的值时，例如打印张数每增加100张、转印带31的旋转次数每增加100转时进行速度控制。
此外，作为本发明的实施方式，是黑白图像的图像形成装置，但不限于此，只要是使用转印带或中间转印带进行清洁刮刀对带的清洁的图像形成装置，也可适用于形成多色调色剂图像的彩色图像形成装置。
(实施例)
以下表示本发明的实施例。
使用市售图像形成装置进行300K张(K表示1000)的打印，测定此时的转印带31的旋转次数(rpm)。应保持恒定的转印带31的设定旋转次数为2510rpm。
图5是表示打印张数和转印带的旋转次数的关系的图表。横轴表示打印张数(张)，纵轴表示转印带的旋转次数(rpm)。
首先不进行速度控制地进行打印，测定下降到什么程度的速度。测定结果如图形1所示。可知当打印张数增加时，转印带的旋转次数就下降。
根据该测定结果，计算出和设定旋转次数2510rpm的偏差，将其作为校正值计算出来。
例如，打印300K张时的实测值是2495rpm，因此与作为设定旋转次数2510rpm的偏差是2510-2495＝15。因此，校正值是15/2495×100＝0.60％。如使用该校正值，则控制驱动辊32的旋转速度，以在寿命计数值打印300K张时，使转印带的旋转次数上升0.60％。
根据实测值，可做成表示作为寿命计数值的打印张数和校正值的对应的表格。作为一例，表1表示对应表格。
表1
| 打印张数(张) | 0K | 100K | 150K | 200K | 250K | 300K |
| 校正值 | 0％ | 0.40％ | 0.50％ | 0.60％ | 0.60％ | 0.60％ |
图形2表示根据该校正值进行速度控制并打印时的测定结果。可知即使打印张数增加，也可保持恒定的旋转次数。
本发明在不脱离其精度或主要特征时，能以其他各种方式实施。
因此，上述实施方式从各方面而言均是单纯的示例，本发明的范围如权利要求范围所示，不受说明书正文的任何约束。进一步，属于权利要求范围内的变形、变更均在本发明的范围内。
Claims (5)
1.一种图像形成装置，具有将感光体上显影的调色剂图像转印到记录介质的转印单元，其特征在于，
上述转印单元具有传送记录介质的转印带，
该图像形成装置还具有：
清洁部，具有与上述转印带抵接而清洁转印带表面的清洁刮刀；和
控制部，根据上述转印带和清洁部的抵接部分中的摩擦力的变化，控制上述转印带的行进速度，
上述控制部，将因随着上述转印带的表面粗糙度的减少引起的转印带和清洁刮刀间的摩擦力增加而导致的上述转印带的行进速度的降低，作为与预先测定的打印张数的累计值或转印带的行进距离间的对应关系进行存储，根据打印张数的累计值或转印带的行进距离，将转印带的驱动辊控制成设定的旋转次数，并且上述控制部进行控制以使感光体的圆周速度和转印带的行进速度一致。
2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，上述控制部根据上述摩擦力的变化与打印张数的累计值或转印带的行进距离间的对应关系，进行上述行进速度的控制。
3.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，上述控制部在打印张数的累计值每增加预定值时、或转印带的行进距离每增加预定距离时，进行上述行进速度的控制。
4.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，上述转印带由环形的带部件构成，上述行进速度是转印带的旋转速度。
5.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，上述清洁刮刀为由聚氨酯橡胶形成的板状的清洁刮刀。
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