JP2006201385A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 トナーバンドが転写される循環体の製品寿命を長くする工夫がなされた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 被転写面を有し循環移動するものであって、像担持体表面に担持されたトナー像の転写を、定着する記録媒体のサイズに応じた大きさの所定領域に連続して受ける場合がある循環体と、所定方向に直交する幅方向に延びた、像担持体の、被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留したトナーを除去するクリーニング部材と、像担持体表面の、トナー像を形成する領域を避けた領域に、幅方向に延びるトナーバンドを形成するトナーバンド形成手段とを備え、トナーバンド形成手段は、循環体が所定領域にトナー像の転写を連続して受ける場合に、像担持体表面の、直前に形成したトナーバンドの領域から外れた領域にトナーバンドを形成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、表面にトナー像を担持して所定方向に循環移動する像担持体を備え、該像担持体の表面に担持されたトナー像を被転写面に転写し最終的に記録媒体上に定着することにより該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に関する。

従来より、電子写真方式を採用する複写機やプリンタなどの画像形成装置が知られている。

この電子写真方式は、感光体ロールなどの、所定方向に循環移動する像担持体の表面を帯電させ、その表面を画像データに応じて露光して作成した静電潜像をトナーで可視像（トナー像）とし、この可視像を最終的に記録媒体に転写し定着させることで画像を形成する方式である。

このようなタイプの画像形成装置には、上記所定方向に直交する幅方向に延びた、像担持体表面に接触する接触部を有し、像担持体の表面に形成したトナー像を被転写面に転写した後に像担持体の表面に残留するトナーを像担持体との摺擦によって除去する、ブレードなどのクリーニング部材を備えたものがある。像担持体表面に残留したトナーは、クリーニング部材によって除去される際には、像担持体とクリーニング部材との間の潤滑剤として機能する。像担持体を上記幅方向に見ると、像担持体にはトナー像が形成される部分とトナー像が形成されない部分とが生じ、トナー像が形成されなかった部分では、像担持体とクリーニング部材との間に残留トナーが存在しない状態になる。この状態が続くと、像担持体とクリーニング部材との間の摩擦力が上昇しクリーニング部材に捲れや破損が発生するおそれがある。

そこで、像担持体表面の、トナー像を形成する領域を避けた領域に、像担持体の上記幅方向に延びるトナーバンドを形成し、像担持体を上記幅方向に見てトナー像が形成されない部分が生じないようにする提案がなされている（特許文献１参照）。

ところで、画像形成装置の中には、像担持体の表面に形成したトナー像を循環移動する中間転写ベルトなどの循環体上に一旦転写（一次転写）し、循環体上に一次転写されたトナー像を記録媒体に転写（二次転写）するものもある。この循環体上に一次転写を行う画像形成装置に上記提案を採用すると、像担持体表面に担持されたトナー像の転写を、中間転写ベルトが、定着する記録媒体のサイズに応じた大きさの所定領域に連続して受ける場合（例えば、複数色のトナー像を循環体上で一つに重ね合わせる場合）や、上記所定領域を避けた領域を含む、定着する記録媒体のサイズに応じた大きさの領域に受ける場合（例えば、単色のトナー像を循環体上に一つだけ転写する場合）がある。前者の場合には、トナーバンドが中間転写ベルト上の同じ領域に繰り返し転写される。また、後者の場合には、前者の場合においてトナーバンドが転写された領域を含む領域にトナー像が転写されることがある。ここで、像担持体表面に担持されるトナー像は、画像データに応じて上記所定領域における画像密度が決定されるものであり、画像密度が、１００％であることもあるが多くは１００％よりはるかに低いものである。これに対してトナーバンドは、トナーバンドが転写される領域における画像密度が１００％である。この画像密度が１００％であるトナーバンドが中間転写ベルト上の同じ領域に繰り返し転写されると、中間転写ベルトの表面抵抗値が上昇したり、中間転写ベルト表面の改質が生じ、二次転写性が部分的に低下し、記録媒体上の画像品質も部分的に低下してしまう恐れがある。このため、機械的特性から見るとまだ十分に使える中間転写ベルトであっても、二次転写性の部分的な低下が生じる前に新品のものに交換する必要が生じ、中間転写ベルトの製品寿命が短くなっている。
特開２００１−１７５０９０号公報

本発明は、上記事情に鑑み、トナーバンドが転写される循環体の製品寿命を長くする工夫がなされた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、
表面にトナー像を担持して所定方向に循環移動する像担持体を備え、この像担持体の表面に担持されたトナー像を被転写面に転写し最終的に記録媒体上に定着することによりこの記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
上記被転写面を有し循環移動するものであって、上記像担持体表面に担持されたトナー像の転写を、定着する記録媒体のサイズに応じた大きさの所定領域に連続して受ける場合がある循環体と、
上記所定方向に直交する幅方向に延びた、上記像担持体表面に接触する接触部を有し、上記像担持体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留したトナーを、この像担持体との摺擦によってこの表面から除去するクリーニング部材と、
上記像担持体表面の、トナー像を形成する領域を避けた領域に、上記幅方向に延びるトナーバンドを形成するトナーバンド形成手段とを備え、
上記トナーバンド形成手段は、上記循環体が上記所定領域にトナー像の転写を連続して受ける場合に、上記像担持体表面の、直前に形成したトナーバンドの領域から外れた領域にトナーバンドを形成するものであることを特徴とする。

本発明の画像形成装置では、循環体が、定着する記録媒体のサイズに応じた大きさの所定領域にトナー像の転写を連続して受ける間のトナーバンドの形成については、像担持体表面の、直前に形成したトナーバンドの領域から外れた領域にトナーバンドの形成を行う。これにより、循環体上の同じ領域への２回連続してのトナーバンドの転写を防止することができる。このため、本発明の画像形成装置によれば、循環体の部分的な劣化を従来よりも抑制し製品寿命を延ばすことができる。尚、ここにいう循環体は、いわゆる中間転写ベルトであってもよいし中間転写ドラムであってもよい。また、用紙を表面に載置した状態で循環移動しながら搬送する用紙搬送ベルトもここにいう循環体の一例に相当し、用紙搬送ベルトを循環体の一例とする場合には、用紙搬送ベルト表面に載置された用紙表面が上記被転写面になる。

ここで、この画像形成装置が、複数色のトナー像を上記被転写面に一つに重なり合うように順次に転写する複数色モードと、単色のトナー像を上記被転写面に一つだけ転写する単色モードとを有するものであり、
上記循環体が、上記像担持体表面に担持されたトナー像の転写を、上記複数色モードにおいては上記所定領域に連続して受けるものであり、上記単色モードにおいてはこの所定領域を避けた領域を含む、定着する記録媒体のサイズに応じた大きさの領域に受ける場合があるものであって、
上記トナーバンド形成手段が、上記複数色モードにおいて、上記像担持体表面の、直前に形成したトナーバンドの領域から外れた領域にトナーバンドを形成するものであってもよい。

また、上記トナーバンド形成手段が、上記像担持体表面の、トナー像を形成する領域の上記幅方向外側にトナーバンドを形成するものであることが好ましい。

像担持体表面の、トナー像を形成する領域を避けた領域であって、像担持体が循環移動する方向と直交する幅方向のうち、トナー像が形成される領域はトナー像をトナーバンドと見立てることにより、トナーバンドを形成する領域をこのような領域に絞ることでトナーバンドに用いるトナーを節約することができる。

本発明の画像形成装置によれば、トナーバンドが転写される循環体の製品寿命を長くすることができる。

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。

図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す図である。

図１に示すプリンタ１は、表面にトナー像を担持して回転する感光体ロールを備え、この感光体ロールの表面に担持されたトナー像を中間転写ベルト上に一次転写した後、記録媒体上に二次転写することにより記録媒体上にフルカラーの画像形成が可能なプリンタである。

図１に示すプリンタ１は、トナー像を担持する感光体ロール１１、感光体ロール表面にを帯電させる帯電器２０、所定の電位に帯電された感光体ロール１１に静電潜像を形成する露光器２１、静電潜像をトナーで現像する現像器１２、感光体ロール１１に担持されたトナー像を中間転写ベルト１６に転写するための一次転写ロール１３、中間転写ベルト１６が所定の経路を循環するように配備されたテンションロール１６２、中間転写ベルト１６を循環させるドライブロール１６１、および、中間転写ベルト１６上に一次転写されたトナー像を記録媒体に二次転写するための二次転写ロール１４を備えている。感光体ロール１１の表面には、感光体ロール１１の回転方向に直交する幅方向に延びた、この感光体ロール１１の表面に接触する接触部１１１ａを有し、感光体ロール１１の、中間転写ベルト上にトナー像が転写された後の表面に残留したトナーを摺擦によって該表面から除去するクリーニングブレード１１１が備えられている。

中間転写ベルト１６には、表面に基準となるマーク１６ａが設けられており、このプリンタ１には、このマーク１６ａを認識するための光センサ１９が備えられている。この光センサ１９についての説明は後に譲る。

また、図１に示すプリンタ１は、記録媒体搬送経路１７を有すると共に、ピックアップロール１８１を有する記録媒体トレイ１８、媒体搬送ロール１７１、トナー像が二次転写された記録媒体にこのトナー像を定着させる定着器１５を備えている。

定着器１５には、加熱ロール１５１および加圧ロール１５２が備えられている。

プリンタ１の現像器１２は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロ）、およびＫ（ブラック）の各色トナーを感光体ロール１１の表面に形成された静電潜像に回転することにより順次転移させることができるロータリ式のものである。以下、本実施形態のプリンタ１における画像形成動作について説明する。

所定の画像データ等に基づく画像形成が指示されると、このプリンタ１では、感光体ロール表面に定着する記録媒体のサイズに応じてトナー像形成領域５０（図２参照）が確保され、帯電器２０により所定の電荷が付与された感光体ロール１１のトナー形成領域５０内に対する、露光器２１による露光によって感光体ロール１１の表面に画像データに基づくＣ色用の静電潜像が形成される。その後、現像器１２が、その静電潜像にＣ色トナーが転移するように回動することでトナー像形成領域５０内にＣ色トナー像が形成される。

Ｃ色トナー像は、中間転写ベルト１６上の、定着する記録媒体のサイズに応じた大きさのトナー像転写領域４０（図２参照）に一次転写ロール１３によって一次転写され、この一次転写の際に感光体ロール１１の表面に残留したトナーはクリーニングブレード１１１によって掻き取られる。その後、感光体ロール１１の表面に順次形成された、Ｍ色、Ｙ色、およびＫ色の各色トナーによるトナー像が、中間転写ベルト１６上の、Ｃ色トナー像が一次転写されているトナー像転写領域４０に重ねて一次転写される。尚、二次転写ロール１４は、中間転写ベルト上への各色トナー像の積層が終了するまで中間転写ベルト１６から離隔するようになっている。

上述のようにして形成された、中間転写ベルト上のフルカラーの積層トナー像は、記録媒体トレイ１８から引き出され記録媒体搬送経路１７に沿って搬送されてきた記録媒体上に、中間転写ベルト１６に接触するように移動した二次転写ロール１４によって二次転写される。

その後、積層トナー像が二次転写された記録媒体は媒体搬送ロール１７１によって搬送され、定着器１５によって記録媒体上に定着される。

ここで、本実施形態のプリンタ１は、黒色トナー像のみを形成するモノクロ画像モードとフルカラーのトナー像を形成するカラー画像モードとを有している。モノクロ画像モードにおいては、トナーバンドは、トナー像の形成を４回行うごとに１回の割合で感光体ロール１１上の、トナー像を形成するために確保されたトナー像形成領域５０の幅方向外側であって、直前に形成したトナーバンドの領域から外れた領域に形成する。

また、本実施形態のプリンタ１では、フルカラーのトナー像を形成するカラー画像モードにおいては、Ｃ色、Ｍ色、Ｙ色、およびＫ色の各色トナー像のうちのＫ色のトナー像を形成するタイミングで、トナー像形成領域５０の幅方向外側にトナーバンドが形成されるようになっている。しかし、中間転写体上のトナー像転写領域４０にトナー像の転写を連続して受ける場合、例えば、同じフルカラー画像を何枚もプリントする場合などには、感光体ロール表面の、先に形成したトナーバンドの領域から外れた幅方向外側の領域にトナーバンドを形成する。これにより、中間転写ベルト上の同じ領域への連続するトナーバンドの転写を防止することができる。

図２および図３は、図１に示す矢印Ｐの向きに感光体ロールおよび中間転写ベルトを見た場合を示す図である。

図２には、感光体ロール１１から中間転写ベルト１６に一次転写された、Ｃ色、Ｍ色、Ｙ色、およびＫ色のトナー像が積層されたトナー像（ここでは、グレー色の文字「Ａ」）３０と、このトナー像３０の基となっているＫ色トナー像と共に中間転写ベルト１６上に一次転写されたトナーバンド３１とが示されている。

また、図２には、プリンタ１において、このトナー像３０についてのプリントを２枚行った際の中間転写ベルト１６への、１回目の転写（図２（ａ））および２回目の転写（図２（ｂ））の様子が示されており、これら１回目および２回目では、トナーバンド３１の転写位置が異なっている様子が示されている。

本実施形態のプリンタ１では、上述のように中間転写ベルト１６が同じトナー像転写領域（ここでは、トナー像転写領域４０）にトナー像の転写を連続して受ける場合に、感光体ロール表面の、トナー像形成領域５０の幅方向外側であって、直前に形成したトナーバンドの領域から外れた領域にトナーバンドが形成されるようになっている。

図３には、黒色トナー像（文字「Ａ」）３２と、このトナー像を形成した際に形成され、このトナー像と共に中間転写ベルト１６に一次転写されたトナーバンド３１とが示されている。

また、図３には、プリンタ１において、このトナー像３２についてのプリントを２枚行った際の中間転写ベルト１６への、１回目の転写（図３（ａ））および２回目の転写（図２（ｂ））の様子が示されており、これら１回目および２回目では、トナーバンド３１の転写位置が異なっている様子が示されている。

本実施形態のプリンタ１では、上述のように中間転写ベルト１６が同じトナー像転写領域（ここでは、トナー像転写領域４１）にトナー像の転写を連続して受ける場合に、感光体ロール表面の、トナー像形成領域５１の幅方向外側であって、直前に形成したトナーバンドの領域から外れた領域にトナーバンド３１が形成されるようになっている。

図４は、本実施形態のプリンタの電源が投入されると起動される、ルーチンのフローチャートを示す図である。

図４に示すステップＳ１では、不図示のメモリ内に備えるカウンタの初期値としてカウント値ｎに１を格納する。ステップＳ２では、プリントスタートが指示されているか否かを判定し、ステップＳ２においてプリントがスタートされていないと判定すると、ステップＳ２を繰り返し、ステップＳ２においてプリントがスタートされていると判定されるとステップＳ３に進む。ステップＳ３では、画像形成を行う指定用紙サイズおよび倍率の設定がなされているか否かを判定する。ステップＳ３においてこれらの設定がなされていないと判定すると、ステップＳ４に進み、警告の表示を指示し、その後、ステップＳ２に進む。ステップＳ３において、これらが設定されていると判定すると、ステップＳ５に進み、サブルーチン‘画像形成’を起動する。

ここで、図５は、サブルーチン‘画像形成’を示す図である。

図５に示すステップＳ２１では、指定用紙サイズおよび倍率から感光体ロール上のトナー像形成領域５０の決定を指示する。ステップＳ２２では、図１に示す光センサ１９による、中間転写ベルト上に設けられたマーク１６ａ（図２参照）の読み取りからの経過時間に基づく中間転写ベルト上のトナー像転写領域５０の決定を指示する。ステップＳ２３では、Ｃ色トナー像の作成が必要か否かが判定され、ステップＳ２３において必要であると判定すると、ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、Ｃ色トナー像の形成および転写を指示する。ステップＳ２５では、Ｍ色のトナー像の作成が必要か否かを判定し、必要であると判定するとステップＳ２６に進む。ステップＳ２６では、Ｍ色トナー像の形成および転写を指示し、ステップＳ２７に進む。ステップＳ２７において、Ｙ色トナー像の作成が必要か否かを判定する。ステップＳ２７において、必要であると判定すると、ステップＳ２８に進み、Ｙ色トナー像の形成および転写を指示し、ステップＳ２９に進む。ステップＳ２９では、Ｋ色トナー像の作成が必要か否かを判定し、ステップＳ２９において必要であると判定すると、ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、Ｋ色トナー像の形成を指示する。ステップＳ３１では、カラーとモノクロとの間で切替可能な画像形成モードが現在カラー画像モードに切り替えられているか否かを判定する。ステップＳ３１において、カラー画像モードに切り替えられていると判定すると、ステップＳ３２に進み、感光体ロール上のトナー像形成領域４０の、感光体ロール１１の回転方向の先頭から（ｎ×１０）ｍｍの位置であって、このトナー像形成領域５０（図２参照）の幅方向外側へのトナーバンドの形成を指示する。ステップＳ３３では、トナーバンドを含むＫ色トナー像の転写を指示する。その後、このルーチンを抜けて図４のステップＳ６に戻る。ここで、ステップＳ２３において、Ｃ色トナー像の作成が必要でないと判定すると、ステップＳ２５に進み、ステップＳ２５において、Ｍ色トナー像の作成が必要でないと判定すると、ステップＳ２７に進む。また、ステップＳ２７において、Ｙ色トナー像の作成が必要でないと判定すると、ステップＳ２９に進む。ステップＳ２９において、Ｋ色トナー像の作成が必要ないと判定されるとステップＳ３１に進む。

また、ステップＳ３１において、設定がカラー画像モードではないと判定すると、ステップＳ３４に進み、プリント枚数が複数以上であるか否かを判定する。ステップＳ３４において、複数枚以上ではないと判定すると、ステップＳ３３に進み、ステップＳ３４において、複数枚以上であると判定すると、ステップＳ３５に進み、カウント値ｋにプリント枚数を格納する。ステップＳ３６では、カウント値を４で割った値が自然数であるか否かを判定し、自然数であると判定すると、ステップＳ３７にカウント値ｋから１を引く。その後、ステップＳ３２に進む。ステップＳ３６において、自然数ではないと判定すると、ステップＳ３８に進み、カウント値ｋから１を引く。その後、ステップＳ３３に進む。ここで、図４に戻って説明を続ける。

図４に示すステップＳ６では、プリントが複数枚であるか否かを判定し、ステップＳ６において、複数枚のプリント指示ではないと判定すると、ステップＳ７に進み、ジョブが終了したか否かを判定する。その後、ステップＳ５に戻る。ステップＳ６において、複数枚のプリント指示ではないと判定すると、ステップＳ８に進み、カウント値ｎに１を加算する。ステップＳ９では、ｎが１０と同じか否かを判定しステップＳ９において同じではないと判定すると、ステップＳ７に進む。ステップＳ９において、ｎが１０と同じであると判定すると、ステップＳ１０に進み、カウント値ｎに１を格納する。その後、ステップＳ７に進む。

尚、以上に説明した実施形態では、感光体ロール上のトナー像形成領域の幅方向外側にトナーバンドを形成する例を挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、トナー像形成領域を避けた領域であって幅方向に連続的に、トナー像形成領域によって分断されない領域にトナーバンドを形成するものであってもよい。

また、以上に説明した実施形態では、カラー画像モードにおける４色のトナー像形成のうちの１色のトナー像の形成タイミングにおいて、また、モノクロ画像モードにおける４回のトナー像形成に対し１回の割合でトナーバンドを形成する例を挙げて説明したが、本発明は、中間転写ベルトがトナー形成領域にトナー像の転写を連続して受ける場合に、感光体ロール表面の、直前に形成したトナーバンドの領域から外れた領域にトナーバンドを形成するものであればよく、これらカラー画像モードやモノクロ画像モードのいずれか一方のみを有するものであってもよい。また、頻度はこれに限るものでもない。

本発明の画像形成装置の一実施形態を示す図である。 図１に示す矢印Ｐの向きに感光体ロール１１および中間転写ベルトを見た場合を示す図である。 図１に示す矢印Ｐの向きに感光体ロール１１および中間転写ベルトを見た場合を示す図である。 本実施形態のプリンタの電源が投入されると起動される、ルーチンのフローチャートを示す図である。 サブルーチン‘画像形成’を示す図である。

符号の説明

１ プリンタ
１１ 感光体ロール
１１１ クリーニングブレード
１２ 現像器
１３ 一次転写ロール
１４ 二次転写ロール
１５ 定着器
１６ 中間転写ベルト
１６ａ マーク
１６１ ドライブロール
１６２ テンションロール
１７ 記録媒体搬送経路
１７１ 媒体搬送ロール
１８ 記録媒体トレイ
１８１ ピックアップロール
１９ 光センサ
３０、３２ トナー像
３１ トナーバンド
４０、４１ トナー像転写領域
５０、５１ トナー像形成領域

Claims (3)

1. 表面にトナー像を担持して所定方向に循環移動する像担持体を備え、該像担持体の表面に担持されたトナー像を被転写面に転写し最終的に記録媒体上に定着することにより該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
   前記被転写面を有し循環移動するものであって、前記像担持体表面に担持されたトナー像の転写を、定着する記録媒体のサイズに応じた大きさの所定領域に連続して受ける場合がある循環体と、
   前記所定方向に直交する幅方向に延びた、前記像担持体表面に接触する接触部を有し、前記像担持体の、前記被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留したトナーを、該像担持体との摺擦によって該表面から除去するクリーニング部材と、
   前記像担持体表面の、トナー像を形成する領域を避けた領域に、前記幅方向に延びるトナーバンドを形成するトナーバンド形成手段とを備え、
   前記トナーバンド形成手段は、前記循環体が前記所定領域にトナー像の転写を連続して受ける場合に、前記像担持体表面の、直前に形成したトナーバンドの領域から外れた領域にトナーバンドを形成するものであることを特徴とする画像形成装置。
2. 該画像形成装置が、複数色のトナー像を前記被転写面に一つに重なり合うように順次に転写する複数色モードと、単色のトナー像を前記被転写面に一つだけ転写する単色モードとを有するものであり、
   前記循環体が、前記像担持体表面に担持されたトナー像の転写を、前記複数色モードにおいては前記所定領域に連続して受けるものであり、前記単色モードにおいては該所定領域を避けた領域を含む、定着する記録媒体のサイズに応じた大きさの領域に受ける場合があるものであって、
   前記トナーバンド形成手段が、前記複数色モードにおいて、前記像担持体表面の、直前に形成したトナーバンドの領域から外れた領域にトナーバンドを形成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。
3. 前記トナーバンド形成手段が、前記像担持体表面の、トナー像を形成する領域の前記幅方向外側にトナーバンドを形成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。

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