JP2010191065A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザ保有の用紙を無駄にすることなく画像調整を行うことができるとともに、フィルミングによる感光体の劣化を防止できる画像形成装置を得る。
【解決手段】感光体11と転写ローラ13とからなる複数の画像転写部をベルトで担持することなく用紙を搬送し、該用紙上に画像を転写する画像形成装置。画像調整用のトナーパターン像を転写するためのシートであって、感光体11の表面を清掃することのできる画像調整兼クリーニングシートSと、該シートSを格納する格納通路Cとを備えている。シートSは通常のプリント動作時には格納通路Cに格納されており、画像調整時及び感光体11のクリーニング時には画像転写部へ送り出され、トナーパターン像を転写され、あるいは、シートSの搬送速度と感光体11の周速との相対的な差によってシートSが感光体11の表面を清掃する。画像調整又はクリーニングに使用されたシートSは元の格納位置に戻され、再使用される。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置、特に、感光体と転写部材とからなる複数の画像転写部をベルトで担持することなく用紙を搬送しつつ該用紙上に画像を転写する画像形成装置に関する。

一般に、複写機やプリンタなど電子写真方式によるタンデム型のカラーの画像形成装置にあっては、中間転写方式と直接転写方式が知られている。中間転写方式は無端状に回転する転写ベルト上に４色（Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｂｋ：ブラック）の画像を重ねて１次転写し、その後に用紙上に２次転写する。直接転写方式は無端状に回転するベルト上に用紙を担持させ、該用紙上に４色の画像を重ねて転写する。これらの画像形成装置では無端状のベルトを用いるために搬送速度は安定しており、重ね合わせる画像の調整はベルト上に形成したトナーパターン像を光学的に読み取り、画像形成動作にフィードバックすることで対処している。

一方、従来の転写方式に対して、低コスト化、小型化を目的として、ベルトレス転写方式が開発されている。ベルトレス転写方式とは、用紙をベルトで担持することなく搬送しつつ該用紙上に画像を転写する。しかし、このベルトレス転写方式では、用紙の搬送性が不安定であり、色ずれが生じやすいという問題点を有している。しかし、ベルトが存在しないため、ベルトを利用しての画像調整はできない。

そこで、特許文献１には、画像調整用のトナーパターン像を用紙上に形成して読み取ることにより画像の位置ずれ補正制御を行うことが記載されている。ここでは、無駄な用紙の消費を抑えるために、用紙の両面にトナーパターン像を形成するとしているが、結局ユーザが保有する用紙が画像調整のためだけに消費されることになる。

特許文献２には、色ずれ発生の原因にまでさかのぼり、例えば、感光体間の距離を測定して画像のずれ量に換算し、フィードバック制御することが記載されている。この対策では、用紙を無駄にすることがなく、常時モニタできる利点を有するものの、多数の検出センサを必要とし、コストアップを生じてしまう。また、通紙状態の良否までも検出することはできない。

一方、前記画像調整以外にも、感光体表面の清掃という課題が存在している。感光体は残留トナーを清掃するためのブレードなどを設けているが、トナーに含有されている処理材が感光体表面にフィルム状に付着すると、ブレードでは清掃できない。そこで、特許文献３には、感光体と中間転写ベルトに速度差を設け、両者の間に発生する摩擦研磨力でフィルミングした処理材を除去することが記載されている。しかし、ベルトレス転写方式ではベルトによる清掃ができないため、フィルミングによる感光体劣化が早期に進行し、好ましい解決策が必要とされている。

特開２００３−１５６９０６号公報 特開２００６−２７６３９４号公報 特開２０００−１５５４４７号公報

そこで、本発明の目的は、ベルトレスの直接転写方式において、ユーザ保有の用紙を無駄にすることなく画像調整を行うことができるとともに、フィルミングによる感光体の劣化を防止できる画像形成装置を提供することにある。

以上の目的を達成するため、本発明の一形態である画像形成装置は、
感光体と該感光体に対向して配置された転写部材とからなる複数の画像転写部が並置され、該複数の画像転写部をベルトで担持することなく用紙を搬送しつつ該用紙上に画像を転写する画像形成装置において、
画像調整用のトナーパターン像を転写するためのシートであって、前記感光体の表面を清掃することのできる画像調整兼クリーニングシートと、
前記トナーパターン像を検出するための検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて画像調整を行う制御手段と、
前記画像調整兼クリーニングシートを格納し、画像調整時及び感光体クリーニング時には画像調整兼クリーニングシートを前記画像転写部へ送り出す格納部と、
を備えたことを特徴とする。

前記画像形成装置においては、画像調整兼クリーニングシートを画像転写部に送り出してトナーパターン像を転写し、該トナーパターン像を検出して画像調整制御にフィードバックする。それゆえ、画像調整にユーザ保有の用紙を使用する必要がない。画像調整兼クリーニングシートに転写されたトナーパターン像をクリーニングし、格納部に戻すことにより、画像調整シートを何度も再使用することができ、経済的である。

一方、感光体のクリーニング時には画像調整兼クリーニングシートを画像転写部に送り出し、例えば、感光体と転写部材との周速に差を持たせることにより、あるいは、該シートの搬送を停止させた状態で感光体を回転させ、該シートと感光体との間で生じる摩擦研磨力により、感光体の表面にフィルム状に付着したトナーの処理材などを清掃する。

本発明によれば、ユーザ保有の用紙を無駄にすることなく画像調整を行うことができ、実際の通紙状態でパターンを検出するため精度の高い画像調整が可能になるとともに、感光体の表面にフィルム状に付着した処理材などを清掃することができ、感光体の早期劣化が解消される。

本発明が適用される画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 一実施例である画像形成装置の要部を示す立面図である。 画像調整時における搬送制御例を示す説明図である。 クリーニング時における第１の制御例を示す説明図である。 クリーニング時における第２の制御例を示す説明図である。 画像調整兼クリーニングシートの第１例とそれに転写されるトナーパターン像の一例を示す平面図である。 画像調整兼クリーニングシートの第２例とそれに転写されるトナーパターン像の一例を示す平面図である。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。なお、各実施例において、同じ部材、部分には共通する符号を付し、重複する説明は省略する。符号に添付したＹ、Ｍ，Ｃ，Ｂｋの文字はその部材がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成するためのものであることを示している。

（画像形成装置の概略構成、図１参照）
本発明が適用される画像形成装置は、図１に示すように、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の画像を形成するための画像形成ユニット１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋ）を下段から順次上段へと配置したものである。各画像形成ユニット１０は、感光体ドラム１１（１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋ）、現像器１２（１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｂｋ）、図示しない帯電チャージャなどを備えている。各感光体ドラム１１に対向して、それらと対になる転写ローラ１３（１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｂｋ）が配置されている。

各画像形成ユニット１０において、用紙は感光体ドラム１１と転写ローラ１３とで形成されるニップ部（画像転写部）を上方に搬送される。なお、ここでの用紙搬送経路Ａは図１に点線で示すように僅かに湾曲している。

また、レーザ走査光学ユニット１５からは、各画像形成ユニット１０の隙間から画像データに基づく変調されたレーザビームが、各感光体ドラム１１に向けて放射され、各感光体ドラム１１の表面に静電潜像が形成される。画像データは図示しないコンピュータから直接あるいはネットワークを介して本画像形成装置の制御部５に送信されてくる。制御部５は、画像データの処理を含めて、用紙の搬送制御やその他の機器の制御、さらには、画像調整制御及び感光体ドラム１１のクリーニング制御を行う。

画像調整制御は、以下に説明する画像調整兼クリーニングシートを画像転写部に通紙し、画像調整用のトナーパターン像（図６及び図７参照）を転写し、該トナーパターン像を光センサで検出して、各色の転写位置のずれなどを測定し、感光体ドラム１１への画像の形成にフィードバックする制御であり、画像調整兼クリーニングシートを使用する以外はこの種の画像形成装置では周知の制御である。画像調整制御は、電源が投入されたとき、感光体ドラム１１などが交換されたとき、あるいは、所定枚数のプリント動作が行われたときなどに実行される。

感光体ドラム１１のクリーニング制御は、画像調整兼クリーニングシートを画像転写部に送り出し、該シートと感光体ドラム１１との間で生じる摩擦研磨力により感光体ドラム１１の表面にフィルム状に付着したトナーの処理材などを清掃する。このクリーニング制御は所定枚数のプリント動作が行われたきに実行され、以下に詳述する。

用紙は、自動給紙トレイ２０に複数枚が積層状態で収容されており、給紙ローラ２１によって１枚ずつ上方に給紙され、タイミングローラ対２２にて所定のタイミングをとって、かつ、用紙のスキューを補正して搬送経路Ａに送り込まれ、その搬送中に、カラー画像形成時には各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋからイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を転写され、モノクロ画像形成時には感光体ドラム１１Ｂｋからブラックの画像を転写される。画像が転写された後、用紙は加熱ローラ３１と加圧ローラ３２とからなる定着ユニット３０にてトナーの定着を施され、排出ローラ対３５からトレイ３６上に排出される。なお、この種の画像形成プロセスは周知であり、その詳細な説明は省略する。

画像形成時において、各転写ローラ１３はそれぞれの感光体ドラム１１に所定の圧力で接触し、用紙は所定の速度で回転駆動される各感光体ドラム１１と各転写ローラ１３とで形成されるニップ部にて搬送される。

さらに、この画像形成装置には、第１面にプリントされた用紙の第２面にプリントするため、搬送ローラ対４１，４２，４３を備えた両面プリント用搬送経路Ｂが設置されている。第１面にプリントされた用紙は排出ローラ対３５でスイッチバックされて搬送経路Ｂを搬送され、タイミングローラ対２２から再度搬送経路Ａを搬送され、第２面にプリントされる。

また、本画像形成装置では、画像調整兼クリーニングシートを、通常のプリント動作時には格納しておき、画像調整時及びクリーニング時には画像転写部へ送り出し、画像調整用のトナーパターン像を転写して検出し、あるいは、感光体ドラム１１を清掃するようにしている。以下、格納通路とクリーニング制御について説明する。

（格納通路及び搬送制御例、図２〜図５参照）
図２に示すように、搬送経路Ｂとは別に画像調整兼クリーニングシートＳの格納通路Ｃが設けられている。格納通路Ｃは、感光体ドラム１１Ｂｋと定着ユニット３０との間に設けたローラ５１，５２と、ガイド板５３，５４と、搬送ローラ対５５，５６にて構成されている。また、搬送経路Ａには感光体ドラム１１Ｂｋとローラ５１，５２との間に像検出用の光センサ６１が配置されている。

ローラ５２はローラ５１に対して接離可能であり、接触した状態は図２中点線で示している。ローラ５２は、通常、ローラ５１から離間し、搬送経路Ａを開放している。この状態でプリント用紙は定着ユニット３０へ搬送される。画像調整時及びクリーニング時において、ローラ５２は搬送経路Ａに侵入してローラ５１に接触する。これにて搬送経路Ａを搬送されてきた画像調整兼クリーニングシートＳはローラ５１，５２のニップ部に突入し、ガイド板５３，５４にガイドされて格納通路Ｃに戻される。

前記ローラ５２は画像調整兼クリーニングシートＳの表面に転写されたトナーを除去するクリーニング部材としても機能する。トナーの除去は、ローラ５２の回転周速度をシートＳの搬送速度と異ならせることにより、摩擦力でトナーを掻き取る、あるいは、ローラ５２を吸着させて行うことができる。また、図示しないが、トナーを掻き取るブレードを配置してもよい。このように、トナークリーニング手段を配置することにより、画像調整兼クリーニングシートＳを繰り返して使用することができる。

通常、画像調整兼クリーニングシートＳは、先端が搬送ローラ対５６に挟着された状態で格納通路Ｃで待機している。プリント動作はシートＳがこの格納位置で待機した状態で行われる。画像調整時においては、まず、搬送ローラ対５６が起動され、シートＳはタイミングローラ対２２から搬送経路Ａを上方に搬送され、各感光体ドラム１１に形成された画像調整用のトナーパターン像を転写される。このトナーパターン像は光センサ６１で検出され、その検出結果に基づいて画像調整制御が行われる。このとき、ローラ５２はローラ５１に接触しており、シートＳは格納通路Ｃに送り込まれるとともに、ローラ５２によってトナーパターン像が除去され、図２に示す待機位置に戻される。

画像調整時において、図３に示すように、感光体ドラム１１の周速Ｖｐと転写ローラ１３の周速Ｖｔとタイミングローラ対２２及びローラ５１の周速Ｖｓとの関係は、Ｖｐ＝Ｖｔ＝Ｖｓに設定されている。即ち、シートＳは所定の搬送速度Ｖｓにて搬送される。

一方、感光体ドラム１１のクリーニング時における第１の制御例は、感光体ドラム１１と転写ローラ１３との周速に差を持たせている。図４に示すように、感光体ドラム１１の周速Ｖｐと転写ローラ１３の周速Ｖｔとタイミングローラ対２２及びローラ５１，５２の周速Ｖｓとの関係を、Ｖｐ＜Ｖｔ＝Ｖｓに設定する。これにて、シートＳは速度Ｖｓで搬送され、感光体ドラム１１の周速Ｖｐは速度Ｖｓよりも遅いために、感光体ドラム１１とシートＳとの間で摩擦研磨力が作用し、感光体ドラム１１の表面にフィルム状に付着したトナーの処理材などが清掃される。

なお、速度の関係はＶｐ＞Ｖｔ＝Ｖｓであってもよい。要するに、感光体ドラム１１の清掃は、感光体ドラム１１とシートＳとの間で速度差があればよく、シートＳの搬送速度Ｖｓが感光体ドラム１１の周速Ｖｐと転写ローラ１３の周速Ｖｔの中間である場合でも、シートＳの搬送速度Ｖｓと感光体ドラム１１の周速Ｖｐとの間に差があれば、クリーニング効果を得ることができる。

感光体ドラム１１のクリーニング時における第２の制御例は、シートＳを感光体ドラム１１と転写ローラ１３との間で挟持させて搬送を停止させた状態で、感光体ドラム１１を回転させる。図５に示すように、Ｖｐ＝Ｖｔ＞Ｖｓ＝０に設定している。この第２の制御例において、シートＳは回転を停止しているタイミングローラ対２２にグリップされており、搬送速度Ｖｓは０（停止状態）である。搬送を停止されているシートＳに対して感光体ドラム１１が周速Ｖｐで回転することにより、感光体ドラム１１の表面にフィルム状に付着したトナーの処理材などが清掃される。

なお、本第２の制御例では、クリーニング動作ごとにタイミングローラ対２２によるシートＳのグリップ位置を搬送方向に異ならせ、毎回同じ位置で清掃することを回避することが好ましい。

（画像調整兼クリーニングシート、図６及び図７参照）
図６に、第１例である画像調整兼クリーニングシートＳ１と該シートＳ１上に転写されるトナーパターン像７１，７２を示す。パターン像７１は副走査方向の色ずれを調整するためのもの、パターン像７２は主走査方向の色ずれを調整するためのものである。なお、これらのパターン像７１，７２は従来から用いられており、一点鎖線は光センサ６１による読取り軌跡である。

このシートＳ１はトナーパターン像７１，７２を形成するための領域Ｓ１ａと感光体ドラム１１の表面を清掃するための点線を付した領域Ｓ１ｂとがシート搬送方向Ｙの前半部分と後半部分とに分けられている。シートＳ１は通常のプリント用紙と同じものであり、前述したように、シートＳ１と感光体ドラム１１との間で生じる摩擦研磨力により感光体ドラム１１の表面にフィルム状に付着したトナーの処理材などを清掃する。

図７に、第２例である画像調整兼クリーニングシートＳ２と該シートＳ２上に転写されるトナーパターン像７１，７２を示す。このシートＳ２はトナーパターン像７１，７２を形成するための領域と感光体ドラム１１の表面を清掃するための点線を付した領域とが同じである。

（他の実施例）
なお、本発明に係る画像形成装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。

特に、画像形成装置の基本的な構成は任意であり、プリンタ単体以外に複写機やファクシミリ複合機であってもよい。また、画像調整兼クリーニングシートを格納しておく箇所は前記格納通路以外であってもよい。

以上のように、本発明は、ベルトレスの直接転写方式の画像形成装置に有用であり、特に、ユーザが保有する用紙を無駄にすることがなく、フィルミングによる感光体の劣化を防止できる点で優れている。

５…制御部
１０…画像形成ユニット
１１…感光体ドラム
１３…転写ローラ
６１…光センサ
７１，７２…トナーパターン像
Ａ…搬送経路
Ｂ…両面プリント用搬送経路
Ｃ…格納通路
Ｓ，Ｓ１，Ｓ２…画像調整兼クリーニングシート
Ｓ１ａ…トナーパターン像形成領域
Ｓ１ｂ…クリーニング領域

Claims (5)

1. 感光体と該感光体に対向して配置された転写部材とからなる複数の画像転写部が並置され、該複数の画像転写部をベルトで担持することなく用紙を搬送しつつ該用紙上に画像を転写する画像形成装置において、
   画像調整用のトナーパターン像を転写するためのシートであって、前記感光体の表面を清掃することのできる画像調整兼クリーニングシートと、
   前記トナーパターン像を検出するための検出手段と、
   前記検出手段による検出結果に基づいて画像調整を行う制御手段と、
   前記画像調整兼クリーニングシートを格納し、画像調整時及び感光体クリーニング時には画像調整兼クリーニングシートを前記画像転写部へ送り出す格納部と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像調整兼クリーニングシートは前記トナーパターン像を形成するための領域と感光体の表面を清掃するための領域とが異なっていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像調整兼クリーニングシートは前記トナーパターン像を形成するための領域と感光体の表面を清掃するための領域とが同じ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。
4. 前記制御手段は、前記画像調整兼クリーニングシートにて前記感光体の表面を清掃するときに、前記感光体と前記転写部材との周速に差を持たせること、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記画像調整兼クリーニングシートにて前記感光体の表面を清掃するときに、前記画像調整兼クリーニングシートを前記感光体と前記転写部材との間で挟持させて搬送を停止させた状態で、前記感光体を回転させること、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。

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