JP2012155284A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式、静電記録方式等を用いたプリンタ、複写機、ファクシミリ、これらの複合機等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer, a copying machine, a facsimile, or a multifunction machine using these using an electrophotographic system, an electrostatic recording system, or the like.
近年、静電プロセスを用いている画像形成装置では、多種多様な紙への高画質な画像を求めるニーズから、中間転写ベルト(中間転写体)が広く用いられている。中間転写ベルトとしては、一般的にポリイミド等に代表される樹脂ベルトが高画質品位、高寿命、高安定的な特性からも広く用いられている。また、中間転写ベルトを清掃するクリーニング装置としても、樹脂ベルトの表面性等を考慮して、クリーニング能力が高い、ブレード方式が広く用いられている(特許文献1参照)。なお、ブレード方式とは、クリーニングブレードを中間転写ベルトの表面に当接させて、中間転写ベルト上のトナーなどを清掃する構造である。 In recent years, in an image forming apparatus using an electrostatic process, an intermediate transfer belt (intermediate transfer member) is widely used because of the need for high-quality images on a wide variety of papers. As the intermediate transfer belt, a resin belt typified by polyimide or the like is generally widely used because of its high image quality, long life, and high stability. Also, as a cleaning device for cleaning the intermediate transfer belt, a blade system having a high cleaning capability is widely used in consideration of the surface property of the resin belt (see Patent Document 1). The blade system is a structure in which the cleaning blade is brought into contact with the surface of the intermediate transfer belt to clean the toner and the like on the intermediate transfer belt.
一方、最近では、さらなる高画質化、およびブレード方式によるクリーニング能力の安定化等から、トナーが小粒径化およびトナー形状の非球形化へと変化してきている。ところが樹脂からなる中間転写ベルトでは、トナーの変化に伴って転写の際に生じる、中抜け現象が問題となってきている。中抜け現象とは、画像が転写される際、画像に大きな圧力が加わることで、トナーが応力変形し、トナー同士の凝集力が増大し、画像の一部分が転写されずに像担持体上に残留してしまう現象で、特に文字やライン画像などで顕著に現れる。樹脂ベルトの場合、転写時の画像への圧力が大きい為に特にこの中抜け現象が問題となっている。 On the other hand, recently, the toner has been changed to a smaller particle size and a non-spherical toner shape due to further higher image quality and stabilization of the cleaning ability by the blade method. However, in the intermediate transfer belt made of resin, there is a problem of the hollowing out phenomenon that occurs at the time of transfer accompanying the change in toner. When the image is transferred, a large pressure is applied to the image, so that the toner undergoes stress deformation, the cohesive force between the toners increases, and a part of the image is not transferred onto the image carrier. This is a phenomenon that remains, particularly in characters and line images. In the case of a resin belt, since the pressure on the image at the time of transfer is large, this hollow-out phenomenon is particularly problematic.
そこで、このような中抜け現象を解消するために、樹脂を用いた中間転写ベルトに変わって、層構成に少なくとも一層の弾性層を用いた中間転写ベルト(以下弾性中間転写ベルトと称す)を採用する事例がある。弾性中間転写ベルトは、層構成に少なくとも一層の弾性層を有すため、柔らかく、転写部でのトナーに作用する圧力が低減できることから、中抜け現象に効果があることが知られている。また、二次転写部において紙との密着性がよいことから、一般的な紙に対しての転写効率の向上のみならず、厚紙に対する転写性や、凹凸を有する紙への転写性にも効果があることが知られている。 Therefore, in order to eliminate such a hollow-out phenomenon, an intermediate transfer belt using at least one elastic layer (hereinafter referred to as an elastic intermediate transfer belt) is employed instead of an intermediate transfer belt using resin. There is an example to do. Since the elastic intermediate transfer belt has at least one elastic layer in the layer structure, it is known that the elastic intermediate transfer belt is soft and the pressure acting on the toner in the transfer portion can be reduced, so that it is effective in the hollowing out phenomenon. In addition, since the secondary transfer section has good adhesion to paper, it not only improves transfer efficiency for general paper, but is also effective for transfer to thick paper and transfer to uneven paper. It is known that there is.
なお、中間転写ベルトが新品の時に、画像形成動作時以外の動作時に、トナー像を中間転写ベルト上に形成し、二次転写部で転写材に転写することなく、クリーニング装置によりクリーニングする構造が知られている(特許文献2参照)。この構造の場合、新品時のベルト表面に付着している酸化被膜を取り除いて、中間転写ベルトの表面状態を通常時と同様に状態できる。 In addition, when the intermediate transfer belt is new, the toner image is formed on the intermediate transfer belt during operations other than the image forming operation, and is cleaned by the cleaning device without being transferred to the transfer material at the secondary transfer portion. It is known (see Patent Document 2). In the case of this structure, the oxide film adhering to the belt surface at the time of a new article can be removed, and the surface state of the intermediate transfer belt can be made in the same manner as normal.
上述の弾性層を有する弾性中間転写ベルトをブレード方式によりクリーニングすると、ベルト表面に付着したトナーやトナーの外添剤、紙粉などを十分に除去できず、ベルトの表面状態が変化して、ベルト表面のグロス低下が生じ易い。即ち、弾性層を有するベルトは、ブレードを当接させると弾性変形してしまうため、ブレードにより紙粉などの付着物をかきとりにくく、かえってベルト表面に紙粉などをこすりつけてしまい、ベルト表面のグロス低下が生じ易い。 When the above-described elastic intermediate transfer belt having an elastic layer is cleaned by a blade method, toner, toner external additives, paper dust, and the like adhering to the belt surface cannot be sufficiently removed, and the belt surface state changes and the belt Surface gloss is likely to decrease. That is, a belt having an elastic layer is elastically deformed when the blade is brought into contact therewith, so that it is difficult for the blade to scrape off paper dust and other adhering matter, and the belt surface is rubbed with paper dust and the like. Decline is likely to occur.
特に、形成した画像のトナー濃度の分布や、その際に紙が記録材表面を通過したか否かによって、ベルト表面のグロスの変動は異なる。このため、弾性中間転写ベルトのトナー像搬送方向(進行方向)と直角な方向(幅方向)に関してトナー濃度の異なる画像を連続で画像形成した場合、弾性中間転写ベルトの表面性に偏り、つまりグロス段差が生じてしまう。このグロス段差は、パッチ検知精度や転写性、特にハーフトーン均一性、転写電界制御であるATVCの制御精度に影響を及ぼす。 In particular, the change in the gloss of the belt surface varies depending on the toner density distribution of the formed image and whether or not the paper has passed the recording material surface. For this reason, when images with different toner concentrations are continuously formed in the direction (width direction) perpendicular to the toner image conveyance direction (travel direction) of the elastic intermediate transfer belt, the surface property of the elastic intermediate transfer belt is biased, that is, gloss A step will occur. This gloss level difference affects patch detection accuracy and transferability, particularly halftone uniformity, and ATVC control accuracy, which is transfer electric field control.
なお、特許文献2に記載された構造を応用して、ベルト表面の画像形成が可能な領域全面に均一なトナー量のトナー像を形成し、クリーニングすることが考えられる。但し、この構造の場合、ベルト表面のグロスを全体的に回復させることはできるが、ベルト表面に生じたグロス段差自体をなくすことはできない。また、ベルト表面の画像形成が可能な領域全面に均一なトナー量のグロス復帰用のトナー像を形成する場合、グロスの下がっていない部分にも供給することになり、トナーを必要以上に多く消費量してしまうことになる。
It is conceivable to apply the structure described in
本発明は、上述のような事情に鑑み、トナー消費量を抑えつつ、弾性層を有する中間転写体の表面のグロス段差を低減できる構造を実現すべく発明したものである。 The present invention has been invented to realize a structure capable of reducing the gloss level difference on the surface of an intermediate transfer member having an elastic layer while suppressing toner consumption in view of the above circumstances.
本発明は、トナー像を形成する画像形成部と、弾性層を有し、前記画像形成部から転写されたトナー像を担持搬送する中間転写体と、前記中間転写体に担持されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、を備えた画像形成装置において、前記転写手段よりも前記中間転写体のトナー像搬送方向下流に位置し、前記中間転写体の表面に当接して前記中間転写体の表面を清掃するクリーニングブレードと、トナー像が担持されていない状態での前記中間転写体の表面状態を検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果から導き出せる前記中間転写体の表面のグロスが小さい部分ほど、トナー量が多くなるように、前記画像形成部にグロス復帰用トナー像を形成させ、前記中間転写体に担持された前記グロス復帰用トナー像を、記録材に転写せずに、前記クリーニングブレードにより清掃するグロス復帰モードを実行させる制御手段と、を有する、ことを特徴とする画像形成装置にある。 The present invention provides an image forming portion for forming a toner image, an intermediate transfer member having an elastic layer and carrying the toner image transferred from the image forming portion, and a toner image carried on the intermediate transfer member. An image forming apparatus comprising: a transfer unit that transfers to a recording material; and the intermediate transfer member that is positioned downstream of the transfer unit in the toner image conveyance direction and in contact with the surface of the intermediate transfer member. A cleaning blade that cleans the surface of the intermediate transfer member, a detection unit that detects a surface state of the intermediate transfer member when a toner image is not carried, and a gloss of the surface of the intermediate transfer member that can be derived from the detection result of the detection unit. The smaller the portion, the larger the toner amount, the gloss forming toner image is formed on the image forming unit, and the gloss restoring toner image carried on the intermediate transfer member is transferred to the recording material. In, and a control means for executing the gloss return mode for cleaning by the cleaning blade, in the image forming apparatus characterized by.
本発明によれば、中間転写体の表面のグロスが小さい部分ほど、グロス復帰用トナー像のトナー量を多くしているため、グロスが小さい部分ほどグロスを回復させられ、グロス段差を低減できる。また、グロスに応じてトナー量を変えるため、グロス段差を低減するためのトナー消費量を抑えられる。 According to the present invention, the smaller the gloss on the surface of the intermediate transfer body, the larger the toner amount of the gloss recovery toner image. Therefore, the smaller the gloss, the more the gloss can be recovered and the gloss level difference can be reduced. Further, since the toner amount is changed in accordance with the gloss, the toner consumption for reducing the gloss level difference can be suppressed.
<第1の実施形態>
本発明の第1の実施形態について、図1ないし図9を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置について、図1を用いて説明する。
<First Embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, the image forming apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG.
[画像形成装置]
本実施例の画像形成装置は、図1に示すように4つの画像形成ステーション(画像形成部)を備えたタンデム方式である。即ち、中間転写体であるベルト状弾性中間転写体、即ち、無端状の弾性中間転写ベルト181を備え、このベルト181に沿って、4個の画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdが直列状に配設されている。これら画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdは、それぞれがイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像形成部であり、各画像形成部を構成する部材には、それぞれ対応する添え字を付している。但し、各画像形成部の構成は同様であるため、以下の説明では添え字を省略して説明する。
[Image forming apparatus]
The image forming apparatus of the present embodiment is a tandem system provided with four image forming stations (image forming units) as shown in FIG. In other words, a belt-like elastic intermediate transfer member as an intermediate transfer member, that is, an endless elastic
画像形成部Pは、回転可能に配置された像担持体であるドラム状の電子写真感光体(以下「感光ドラム」という)101を備えている。感光ドラム101の周囲には、一次帯電器122、現像器123、及びクリーニング装置112等のプロセス機器が配置されている。なお、各画像形成部Pa〜Pdに配置した現像器123a〜123dには、それぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー及びブラックトナーが収納されている。
The image forming unit P includes a drum-shaped electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a “photosensitive drum”) 101 that is an image carrier that is rotatably arranged. Around the photosensitive drum 101, process devices such as a primary charger 122, a developing device 123, and a cleaning device 112 are arranged. The developing
感光ドラム101の表面は、一次帯電器122によって一様に帯電され、露光装置111から原稿の該当する色の成分による画像信号がポリゴンミラー等を介して投射されて静電潜像が形成される。 The surface of the photosensitive drum 101 is uniformly charged by the primary charger 122, and an image signal based on the corresponding color component of the document is projected from the exposure device 111 via a polygon mirror or the like to form an electrostatic latent image. .
ついで、現像器123からトナーが供給されて静電潜像がトナー像として現像される。このトナー像は感光ドラム101の回転に伴って、感光ドラム101と弾性中間転写ベルト181とが当接する一次転写部T1に搬送される。そして、一次転写部T1では、一次転写部材(第1の転写手段)、即ち、本実施形態では転写ローラ124から第1の転写バイアスが印加され、トナー像が中間転写ベルト181へ転写される。トナー像を担持した弾性中間転写ベルト181は、つぎの画像形成部Pに搬送され、このときまでに、次の画像形成部で同様に形成されたトナー像が、前の画像形成部で形成されたトナー像上へ転写される。
Next, toner is supplied from the developing device 123 and the electrostatic latent image is developed as a toner image. As the photosensitive drum 101 rotates, the toner image is conveyed to the primary transfer portion T1 where the photosensitive drum 101 and the elastic
そして、各画像形成部で形成されたトナー像が、弾性中間転写ベルト181に重畳転写され、ベルト181は、転写されたトナー像を担持搬送する。その後、このときまでに、給紙カセット160から送り出された記録材Pが二次転写部T2に達し、転写手段である二次転写部材(第2の転写手段)140に印加される転写バイアスによって上述の4色のトナー像は記録材P上に転写される。トナー像が転写された記録材Pは定着部211に搬送される。定着部211では熱と圧力によってトナー像を記録材P上に固着させる。このような画像形成のプロセスは、制御手段である制御部300により制御される。
The toner images formed by the image forming units are superimposed and transferred onto the elastic
一次転写部材によって転写しきれなかった感光ドラム上の転写残トナーはドラムクリーニング装置112によって清掃される。また、二次転写部材によって転写しきれなかった中間転写ベルト181上の転写残トナーは、ベルトクリーニング装置116によってかきとられて(清掃されて)、次の画像形成に供される。
Untransferred toner on the photosensitive drum that could not be transferred by the primary transfer member is cleaned by the drum cleaning device 112. Further, the transfer residual toner on the
次に各部の構成について、順次説明する。像担持体としての感光ドラム101は、アルミニウム製シリンダの外周面に有機光導電体層(OPC)を塗布して構成したものである。感光ドラム101は、その両端部をフランジによって回転自在に支持されており、一方の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達することにより、図の反時計回り方向に回転駆動される。 Next, the configuration of each unit will be described sequentially. The photosensitive drum 101 as an image carrier is configured by applying an organic photoconductive layer (OPC) to the outer peripheral surface of an aluminum cylinder. Both ends of the photosensitive drum 101 are rotatably supported by flanges, and are driven to rotate in the counterclockwise direction in the figure by transmitting a driving force from a driving motor (not shown) to one end.
一次帯電器122は、ローラ状に形成された導電性ローラで、このローラを感光ドラム101表面に当接させるとともに、不図示の電源によって帯電バイアス電圧を印加することにより、感光ドラム101表面を一様に負極性に帯電させるものである。帯電バイアスは、不図示の駆動回路により画像信号に応じて点灯制御される。 The primary charger 122 is a conductive roller formed in a roller shape. The roller is brought into contact with the surface of the photosensitive drum 101, and a charging bias voltage is applied by a power source (not shown), so that the surface of the photosensitive drum 101 is primary. In this way, it is charged negatively. The charging bias is controlled to be turned on according to an image signal by a drive circuit (not shown).
現像器123は、トナー収納部、現像ローラなどから構成される。各現像器のトナー収納部には、それぞれ負帯電特性のブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色のトナーを収納している。本実施形態では、非磁性のトナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を使用している。したがって、トナー収納部には、それぞれ各色のトナーとキャリアとが収納され、搬送スクリューにより搬送されつつ攪拌され、トナーは負極性に、キャリアは正極性にそれぞれ帯電される。また、現像ローラは、感光ドラム101表面に隣接し、不図示の駆動部により回転駆動される。また、現像ローラ内にはマグネットが配置され、上述のように帯電されたトナーとキャリアとを現像ローラ表面に担持させる。現像ローラ表面に担持されたトナーは、図示しない現像バイアス電源により現像バイアス電圧を印加することにより感光ドラム101表面の静電潜像を現像する。なお、現像剤には、トナーの離型性を上げるための外添剤が添加されている。 The developing device 123 includes a toner storage unit, a developing roller, and the like. The toner storage portions of the developing devices store black, cyan, magenta, and yellow toners having negative charge characteristics. In this embodiment, a two-component developer containing a nonmagnetic toner and a magnetic carrier is used. Accordingly, each color toner and carrier are stored in the toner storage portion and stirred while being transported by the transport screw, so that the toner is charged negatively and the carrier is charged positively. The developing roller is adjacent to the surface of the photosensitive drum 101 and is driven to rotate by a driving unit (not shown). A magnet is disposed in the developing roller, and the charged toner and carrier as described above are carried on the surface of the developing roller. The toner carried on the surface of the developing roller develops the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 101 by applying a developing bias voltage from a developing bias power source (not shown). Note that an external additive for improving the releasability of the toner is added to the developer.
弾性中間転写ベルト181は、支持体として駆動ローラ125、テンションローラ126、及びバックアップローラ129に巻回されている。また、中間転写ベルト181の内側には、4個の感光ドラム101a,101b,101c,101dに対向して中間転写ベルト181に当接する一次転写部材である、転写ローラ124a,125b,125c,125dがそれぞれ並設されている。これら転写ローラは不図示の転写バイアス用電源に接続されており、転写ローラから正極性の電圧が印加され、この電界により、感光ドラム101に接触中の中間転写体181に、感光ドラム101上の負極性の各色トナー像が順次転写され、カラー画像が形成される。また、中間転写ベルト181の内側には、中間転写ベルトの位置を検知するホームポジション検知シールが貼られており、ベルトホームポジション検知センサ201によって中間転写ベルトの位置をモニタする。本実施形態において、弾性中間転写ベルト表面の反射光量の位置モニタに用いている。
The elastic
また、弾性中間転写ベルト181は、少なくとも2層以上の異なる弾性率を有する複数層で構成された、無端状のベルトである。即ち、図2に示すように、樹脂層181a,弾性層181b,表層181cの3層構造からなる。樹脂層181aを構成する樹脂材料としては、ポリカーボネート,フッ素系樹脂(ETFE,PVDF)、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体。更には、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体(スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体。更には、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体(スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体。更には、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂(スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体)。更には、メタクリル酸メチル樹脂、メタクリル酸ブチル樹脂、アクリル酸エチル樹脂、アクリル酸ブチル樹脂、変性アクリル樹脂(シリコーン変性アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂変性アクリル樹脂、アクリル・ウレタン樹脂等)、塩化ビニル樹脂。更には、スチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニリデン。更には、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂及びポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂。更には、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂、変性ポリカーボネート等が挙げられ、これらからなる群より選ばれる1種類あるいは2種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。
The elastic
また、弾性層181bを構成する弾性材料(弾性材ゴム、エラストマー)としては、ブチルゴム,フッ素系ゴム,アクリルゴム,EPDM,NBR,アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム。更には、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンターポリマー、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴム、シンジオタクチック1,2−ポリブタジエン、エピクロロヒドリン系ゴム。更には、リコーンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、水素化ニトリルゴム。更には、熱可塑性エラストマー(例えばポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリウレア,ポリエステル系、フッ素樹脂系)等が挙げられる。そして、これらからなる群より選ばれる1種類あるいは2種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではないことは当然である。
The elastic material (elastic material rubber, elastomer) constituting the
また、表層181cの材料は特に制限は無いが、中間転写ベルト181表面へのトナーの付着力を小さくして2次転写性を高めるものが要求される。例えば、ポリウレタン,ポリエステル,エポキシ樹脂等の1種類の樹脂材料か、弾性材料(弾性材ゴム、エラストマー)、ブチルゴム,フッ素系ゴム,アクリルゴム,EPDM,NBR,アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム天然ゴム、イソプレンゴム。更には、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンターポリマー、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴムの弾性材料が挙げられる。そして、これらのうち、2種類以上を使用し表面エネルギーを小さくし潤滑性を高める材料を1種類あるいは2種類以上または粒径を異ならしたものを分散させ使用することができる。潤滑性を高める材料としては、例えばフッ素樹脂,フッ素化合物,フッ化炭素,2酸化チタン,シリコンカーバイト等の粉体、粒子が挙げられる。また、ブレードクリーニングを行うため、中間転写ベルト181表面は耐磨耗性が要求される。上記材料にフィラーを添加させ、磨耗性が上げたベルトを使用してもよい。
The material of the
樹脂層181aや弾性層181bには、抵抗値調節用導電剤が添加される。この抵抗値調節用導電剤は特に制限はないが、例えば、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウムやニッケル等の金属粉末、酸化錫,酸化チタン,酸化アンチモン,酸化インジウム,チタン酸カリウム,酸化アンチモン−酸化錫複合酸化物(ATO)。更には、酸化インジウム−酸化錫複合酸化物(ITO)等の導電性金属酸化物などが挙げられる。導電性金属酸化物は、硫酸バリウム,ケイ酸マグネシウム,炭酸カルシウム等の絶縁性微粒子を被覆したものでもよい。上記導電剤に限定されるものではない。
A resistance value adjusting conductive agent is added to the
本実施形態での弾性中間転写ベルトは、画像性を保つため3層での表面抵抗率は、例えば、12Log・Ω/□、体積抵抗率9Log・Ω・cmとする。また、表面十点平均粗さは0.1μm以上2.0μm以下を用いることが好ましい。表面十点平均粗さに関しては、ブレードクリーニングを行う際、2.0μmを越える場合、ベルト表面の粗さによる凹凸により、トナーがすり抜けてしまう。また、0.1μm以下であるとクリーニングブレードとベルトとの接触面積が大きくなり、密着性が増し、クリーニングブレードがめくれやすくなる。
In the elastic intermediate transfer belt according to this embodiment, the surface resistivity of the three layers is, for example, 12 Log · Ω / □ and the
弾性中間転写ベルト181の製造方法としては、例えば、回転する円筒形の型に材料を流し込みベルトを形成する遠心成型法、表層の薄い膜を形成させるスプレイ塗工法、円筒形の型を材料の溶液の中に浸けて引き上げるディッピング法などがある。更には、内型,外型の中に注入する注型法、円筒形の型にコンパウンドを巻き付け加硫研磨を行う方法があるがこれに限定されるものではなく複数の製法を組み合わせてベルトを製造することができる。
The elastic
一次転写部で中間転写ベルト181に担持されたカラー画像は、中間転写ベルト181に当接する二次転写部材である二次転写ローラ140で記録材Pにさらに転写される。二次転写ローラは、不図示の転写バイアス用電源に接続されており、転写ローラから正極性の電圧が印加され、この電界により、中間転写181ベルトに接触中の記録材Pに、中間転写ベルト181上の負極性のトナー像が順次転写され、カラー画像が形成される。この転写電界の決定はATVC制御によって決定される。ATVC制御が行われるベルト表面と、実際に記録材が二次転写部に搬送されるベルト表面に大きな隔たりがあると、実際の転写電界が異なり、所望の転写性を得ることができない。そのためベルトの表面性は同じベルト内においてはほぼ均一になっている必要がある。
The color image carried on the
また、この二次転写ローラ140は、弾性中間転写ベルト181に当接する作動状態と、弾性中間転写ベルト181から離間された非作動状態とを選択的に切替え可能に構成されている。本実施形態においては、切替え手段として、弾性中間転写ベルト181に対して選択的に当接及び離間させる接離機構であるソレノイドを使用している(不図示)。
Further, the
また、弾性中間転写ベルト181の表面と対向して、弾性中間転写ベルト181の表面状態を検知する検知手段である光学センサ200を配置している。なお、本実施形態では、後述する図6に示すように、複数の光学センサを並べたラインセンサ200−1を配置している。この光学式センサ200について、図3を用いて説明する。光学センサ200は、発光部200aと受光部200bとを有する。発光部200aから発せられる光が弾性中間転写ベルト181や、ベルト181上に形成された位置検出用パッチ200cに照射されると、その反射光が受光部200bに入り、光電変換される。そして光量に応じた出力電圧が得られる。発光部200a及び受光部200bと、弾性中間転写ベルト181など被検出物との間にはレンズ200dがある。レンズ200dは、発光部200aにおいては光を収束させ、受光部200bにおいては反射光を効率よく受光するために設置している。
In addition, an
上記の光学センサ200は、弾性中間転写ベルト181の表面からの反射光量を受光部200bで受けた時の出力電圧を元に、ある適切な出力電圧となるよう光量調整を行うことができる構成である。光学センサ200は、光量変化などがあるため、光量を変化させて出力電圧が規定値になるよう光量調整を行う。
The
この光量調整は、一般的に弾性中間転写ベルト181上に位置検出用パッチ200cが無い状態、つまり弾性中間転写ベルト181の表面で行う。光量調整後、位置検出用パッチ200cを読み取った時の出力波形(アナログ)200eは図3のようになる。弾性中間転写ベルト表面のセンサ出力電圧は出力波形値から、光量調整後ある規定値(例えば5V)となっている。正反射型のパッチセンサの場合、位置検出用パッチ200cを検出した時の出力電圧は弾性中間転写ベルト表面の出力電圧よりも低くなり、通常デジタル化可能なしきい値255以下になるように、しきい値255と出力電圧を調整してある。
This light amount adjustment is generally performed in a state where the
このデジタル化した出力波形200fの立ち上がり、立下りの重心を取り、位置検出用パッチ200cの位置検出データとして用いる。上記ステーションによりイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの位置検出用パッチ200cを検出した時のセンサ出力(波形200g)は図4のようになる。トナーの反射率はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックそれぞれ異なるため、パッチ検出時の出力電圧は各色異なる。トナーの色や濃度により反射率が変化するためである。
The center of gravity of the rising and falling edges of the digitized
色ずれ補正を行うための位置検出用パッチ200cの濃度を調整するが、その前に、まず、上記光量調整を、弾性中間転写ベルト181の表面を搬送している間に行う。そして、出力電圧が規定値になったら、以後、次の光量調整時まで光量は一定とする。光量調整を行うタイミングは、起動時やある印刷枚数ごとなどでよい。この光学センサ200で任意のトナーパッチを読み取ることで、前述の各色の色ずれを補正するだけでなく、記録材への書き出し位置を検知し、二次転写部での記録材の搬送タイミングを決定したりするのに用いられる。この光量調整を行うベルト上の点と実際にパッチが打たれるベルト上の点が同じになることはほとんどなく、そのためベルトの表面性は同じベルト内において偏りをできるだけ小さくする必要がある。
Before adjusting the density of the
次に、図5を用いて、二次転写後に弾性中間転写ベルト181上に残留する転写残トナーのベルトクリーニング部116について詳細を述べる。ベルトクリーニング装置116は、二次転写ローラ140よりも弾性中間転写ベルト181のトナー像搬送方向下流(回転方向下流)に位置する。そして、ブレード状のクリーニング部材であるクリーニングブレード116aを弾性中間転写ベルト181の表面に当接させて、ベルト181の表面を清掃する。
Next, with reference to FIG. 5, the details of the
このクリーニングブレード116aは、例えば、ゴム硬度77°(JIS A)、反発弾性率45%(23℃)、板厚2mm、自由長8mmで構成され、例えばポリウレタンゴムなどの弾性材料を用いることができる。また、ブレード116aの当接角度θは、ベルト181に当接する方向を正とした場合、0°以上25°以下に構成されている。本実施形態では、揺動角度0°、当接角度25°、転写ベルト181に対しての総圧0.8Kgfで構成されている。
The
また、ベルトクリーニング装置116は、図5(b)に示すように、作動状態と非作動状態とを選択的に切替え可能に構成されている。作動状態とは、ブレード116aを弾性中間転写ベルト181に当接させベルト181の回転駆動に伴ってベルト181表面をクリーニングする状態である。非作動状態とは、弾性中間転写ベルト181から離間され弾性中間転写ベルト181表面のクリーニングを停止する状態である。本実施形態においては、切替え手段として、弾性中間転写ベルト181に対して選択的に当接及び離間させる接離機構であるカム機構を使用している。
Further, as shown in FIG. 5B, the
カム機構は、モータ116iによりギア機構116hを介して回転駆動するカム116bと、カム116と当接して、カム116bの回転により支点116cを中心に揺動する揺動板116dと、揺動板にブレード116aを固定する中間部材116eとを有する。なお、図5(c)に示すように、カム116aは回転軸上に3個並べて配置しているが、この数は任意である。カム116の回転により揺動板116dを図5(b)の矢印方向に揺動させると、同図の実線で示すように、ブレード116aがベルト181に当接する作動状態となる。一方、カム116の回転により揺動板116dが、同図の破線で示す位置まで揺動すると、ブレード116aがベルト181から離間する非作動状態となる。
The cam mechanism includes a
また、クリーニングブレード116aが弾性中間転写ベルト181に当接される先端角部分には、予め潤滑剤が塗布されている。この潤滑剤としては、例えば、球形を有する平均粒径3μm、円形度0.93のシリコーン樹脂粒子と、不定形、具体的には鱗片形状を有する平均粒径2μmのフッ化黒鉛と、を所定の割合で混合したものを用いる。シリコーン樹脂粒子としては、例えば商品名トスパール(東芝シリコーン社製)がある。また、フッ化黒鉛としては、例えば商品名セフボン(セントラル硝子社製)がある。このように潤滑剤を塗布するのは、初期動作時に、ベルトとブレードの間の滑り性をよくし、めくれを発生させないためである。なお、クリーニングブレード116aのエッジ先端からの塗布幅としては、概ね1mmとした。
In addition, a lubricant is applied in advance to a tip corner portion where the
ベルトクリーニング装置116は、クリーニングブレード116aによって除去された残留トナーや紙粉等の付着物を収容する収容部116fを備えている。収容部116fの内部には、残留トナーや紙粉等の付着物を、クリーニング装置116の外部へと搬送する回動スクリュー116gが配置されている。したがって、作動状態でクリーニングしたトナーは、図5(a)に示すように、収容部116fに収容され、回動スクリュー116gにより搬送回収される。
The
[グロス復帰モード]
前述したように、上述の弾性層を有する弾性中間転写ベルト181をブレード方式のベルトクリーニング装置116によりクリーニングすると、ベルト表面のグロス低下が生じ易い。特に、画像のトナー濃度の分布によってベルト表面のグロスの変動は異なるため、弾性中間転写ベルトの表面性に偏り、つまりグロス段差が生じてしまう。本実施形態では、制御部300は、このようなグロス段差を抑えるべく、グロス復帰モードを実行する。このグロス復帰モードについて説明する。
[Gloss recovery mode]
As described above, when the elastic
まず、グロス復帰モードでは、光学センサ200の検知結果から導き出せる弾性中間転写ベルト181の表面のグロスが小さい部分ほど、トナー量が多くなるように、画像形成部にグロス復帰用トナー像を形成させる。即ち、光学センサ200によりベルト181の全面を検知する。そして、制御部300が、光学センサ200により検知した反射光量に基づいて、ベルト181の表面の反射光量が低い部分ほど、トナー量が多くなるように露光装置111などを制御して、感光ドラム101上にグロス復帰用トナー像を形成する。この反射光量の低い部分ほどグロスが低下している。したがって、制御部300は、このグロスが低下している部分に多くのトナーが供給されるように、トナーの供給量及び供給位置を決定する。
First, in the gloss recovery mode, a gloss recovery toner image is formed in the image forming unit so that the toner amount increases as the gloss of the surface of the elastic
このグロス復帰用トナー像は、感光ドラム101から弾性中間転写ベルト181上に転写される。このグロス復帰モードでは、二次転写ローラ140はベルト181から離間している。このため、ベルト181に担持されたグロス復帰用トナー像は、二次転写部を通過して、ベルトクリーニング装置116により清掃される。なお、二次転写ローラ140を離間させずに、グロス復帰用トナー像が二次転写部T2を通過する際に、通常の二次転写バイアスと逆方向のバイアスを印加してもよい。これにより、ベルト181に担持されたトナー像が二次転写ローラ140に転写されずに、ベルトクリーニング装置116に搬送され、清掃される。
This gloss recovery toner image is transferred from the photosensitive drum 101 onto the elastic
また、このようなグロス復帰モードは、次のようなタイミングで実行される。まず、本実施形態では、図7に示すように、光学センサ200により検知した弾性中間転写ベルト181の表面の反射光量の最大値を記憶する記憶手段である記憶部301を有する。制御部300は、記憶部301が記憶した前回のグロス復帰モードの反射光量の最大値に対して、光学センサ200により検知した反射光量が所定の値以上減少する部分が、ベルト181の表面に存在する場合に、グロス復帰モードを実行する。
Further, such a gloss return mode is executed at the following timing. First, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the
以下、このようなグロス復帰モードについて、より具体的に説明する。本実施形態では、複数の光学センサ200を、図6に示すように、ベルト181のトナー像搬送方向(回転方向)に直交する方向(幅方向、長手方向)に並べて配置したラインセンサ200−1を使用している。そして、ラインセンサ200−1により、弾性中間転写ベルト181の表面状態(反射光量値)を幅方向全てでモニタできるようにしている。ラインセンサ200−1は、例えば、光学センサ200を幅方向に60〜70個並べたものである。
Hereinafter, such a gloss return mode will be described more specifically. In the present embodiment, as shown in FIG. 6, a plurality of
このようなラインセンサ200−1は、図2及び図6に示すように、各画像形成部のベルト181の回転方向下流で、二次転写部T2よりも上流に、ベルト181の幅方向全域に亙って対向配置させている。そして、トナー像が担持されていない状態、即ち、非画像形成時でのベルト181の反射光量値を測定する。なお、反射光量値測定は、弾性中間転写ベルトの表面にトナー像がのっていない状態で測るため、弾性中間転写ベルトにベルトクリーニング装置が作動し、且つ現像スリーブが止まっている状態(感光ドラムを弾性中間転写ベルトから離間した状態でもよい)で行う。
As shown in FIGS. 2 and 6, such a line sensor 200-1 is downstream in the rotation direction of the
次に、グロス復帰モードの流れに沿って、図7ないし図9を用いて説明する。図9に示すように、電源ON或いはスリープ状態が終了すると、弾性中間転写ベルト181が新しいか否かを判断する(S1)。そして、初期の弾性中間転写ベルト181が画像形成装置に設置されると、弾性中間転写ベルト181の反射光量測定が行われ、初期値として記憶部301に記憶される(S2)。一方、初期のベルトでない場合には、記憶部301に記憶されている反射光量値を参照する(S3)。
Next, it will be described with reference to FIGS. 7 to 9 along the flow of the gross return mode. As shown in FIG. 9, when the power is turned on or the sleep state ends, it is determined whether or not the elastic
その後、画像形成前後の調整時間や紙間に、弾性中間転写ベルト181上にトナー像が形成されていないタイミング(S4)で、弾性中間転写ベルト181の表面の反射光量値を測定する(S5)。なお、このような測定は、毎回行ってもよいが、例えば、画像形成枚数が所定枚数(例えば1000枚)となったタイミングなどに行うようにしてもよい。その測定値と前述の反射光量初期値との差分をモニタし、所定の値X以上になると、グロス復帰モードを作動させる。本実施形態では、初期の弾性中間転写ベルトの反射光量値を100%としたとき、20%以上減少した反射光量値を幅方向で1箇所以上確認した際に、グロス復帰モードを実行する(S6)。2度目以降は、後述するように、その直前のグロス復帰モードで記憶した反射光量値の最大値(S13)から20%以上減少した反射光量値を幅方向で1箇所以上確認した際に、グロス復帰モードを実行する(S6)。なお、本実施形態では、本発明者が実験などにより検討した結果、所定の値を20%としたが、任意に設定可能である。
Thereafter, the amount of reflected light on the surface of the elastic
反射光量値が初期または記憶値から20%以上減少したことが確認されると、ベルトホームポジション検知センサ201によってベルトの周方向の位置をモニタしながら、ベルト1周分の反射光量値が測定される。そのときの幅方向全てのベルト反射光量値が、ベルトホームポジション検知センサ201から得た周方向の位置と合せて記憶される(S7)。なお、ここで記憶するデータは、S5で測定したデータであっても良い。即ち、S7を省略して、S5で測定したデータを利用するようにしてもよい。何れにしても、その結果とあらかじめ決めておいた反射光量値減少分とそのときのトナー帯量の関係(図8)から、グロス復帰用トナー画像の濃度分布が決定される(S8)。図8のトナー量は単色ベタ画像をFFとして換算される。
When it is confirmed that the reflected light quantity value has decreased by 20% or more from the initial value or the stored value, the reflected light quantity value for one circumference of the belt is measured while the belt home
濃度分布が決定されたグロス復帰用トナー像は弾性中間転写ベルト表面に合せて、ベルト1周分供給される(S9)。即ち、制御部300が、決定された濃度分布に基づいて画像形成部を駆動し、グロス復帰用トナー像を形成する。グロス復帰モードで使用するトナーはどの色でもよいが、本実施形態では補給用トナーの多い色、現像器カウンタが少ない色から使用し、ベルト1周分の長さが長い場合は複数色を使用する方が望ましい。また、本実施形態での単色ベタ画像のFFとは、トナー載り量0.5mg/cm2に相当する。
The gloss recovery toner image whose density distribution has been determined is supplied for one round of the belt in accordance with the surface of the elastic intermediate transfer belt (S9). That is, the
グロス復帰用トナー像供給後、ベルトの反射光量が復帰していれば(S10)、トナー像供給を停止し、通常ジョブ(job)に戻る(S11)。トナー帯供給後もベルト上反射光量値が初期値または記録値から20%減少しているようであれば(S10)、再度ベルト1周分グロス復帰用トナー像を形成し(S12)、通常ジョブに戻る(S11)。その際、S10で測定した反射光量値の最大値が次のグロス復帰モード作動判断のために記憶される(S13)。ジョブが終了すれば、待機或いはスリープ状態となる。 After the gloss return toner image is supplied, if the reflected light amount of the belt has been recovered (S10), the toner image supply is stopped and the process returns to the normal job (job) (S11). If the reflected light amount on the belt is reduced by 20% from the initial value or the recorded value even after the toner band is supplied (S10), a gloss return toner image is formed again for one round of the belt (S12), and the normal job Return to (S11). At that time, the maximum value of the reflected light amount value measured in S10 is stored for the next gloss return mode operation determination (S13). When the job is completed, it enters a standby or sleep state.
グロス復帰モードでは、二次転写ローラ140は弾性中間転写ベルト181から離間され、グロス復帰用トナー像がベルトクリーニング装置116のクリーニングブレード116aにより摺擦されつつクリーニングされる。ベルト181の表面に付着したトナーやトナーの外添剤、紙粉などは、トナーがクリーニングブレード116aによりかきとられる際に、トナーと共に削り取られる。
In the gloss return mode, the
本実施形態によれば、弾性中間転写ベルト181の表面のグロスが小さい部分ほど、グロス復帰用トナー像のトナー量を多くしているため、グロスが小さい部分ほどグロスを回復させられ、グロス段差を低減できる。また、グロスに応じてトナー量を変えるため、グロス段差を低減するためのトナー消費量を抑えられる。即ち、グロスが低下している部分には、トナーやトナーの外添剤、紙粉などが多く付着していると考えられる。このため、このような部分にはトナーを多く供給して、このような付着物を除去し易くすることによりグロスを復帰させ、グロス段差を低減できる。一方、グロスの低下が少ない部分は、付着物が少ないと考えられるため、供給するトナー量を少なくして、トナーの消費量を抑えられる。本実施形態の場合、このようにグロス段差を低減できるため、パッチ検知精度や転写性、特にハーフトーン均一性、転写電界制御であるATVCの制御精度を良好にできる。
According to the present embodiment, the smaller the gloss on the surface of the elastic
<第2の実施形態>
本発明の第2の実施形態について、図10ないし図13を用いて説明する。上述の第1の実施形態では、弾性中間転写ベルトの表面状態を確認するために、弾性中間転写ベルト上の幅方向全ての反射光量値をモニタした。これに対して、本実施形態では、図10に示すように、光学センサ200を弾性中間転写ベルト181の幅方向に複数個(本実施形態では9個)配置し、ベルト181の表面状態(反射光量値)を9点でモニタする。即ち、本実施形態の場合には、光学センサ200が、ベルト181の表面をトナー像搬送方向に直交する幅方向に関して9個に分割した領域毎に1個ずつ配置されている。そして、領域毎に1個所、反射光量値を測定する。
<Second Embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the first embodiment described above, in order to confirm the surface state of the elastic intermediate transfer belt, the reflected light amount values in the width direction on the elastic intermediate transfer belt are monitored. On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 10, a plurality of optical sensors 200 (9 in this embodiment) are arranged in the width direction of the elastic
また、本実施形態の場合、図11に示すように、原稿読み取り装置や外部端末から入力される画像信号に基づいて、積算手段であるビデオカウンタ302がビデオカウント値を積算する。即ち、弾性中間転写ベルト181に担持されたトナー像を記録材に転写する画像形成モードで、入力信号に基づいて、ビデオカウンタ302が画素毎の出力値を積算する。
In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 11, a
また、このような出力値は、第2の記憶手段でもある記憶部301に記憶される。また、記憶部301には、光学センサ200によりベルト181の表面をトナー像搬送方向全体に亙って測定した反射光量を、測定部分に対応する画素のビデオカウンタ302により積算した出力値と関連付けて記憶する。即ち、9個の光学センサ200によりベルト1周分、それぞれの位置の反射光量を測定し、その測定した位置の積算した出力値と対応させて、それぞれの位置の反射光量値を記憶する。この状態で、光学センサ200により測定した測定部分は、全周に亙って、測定した反射光量値と積算した出力値とのデータが対応した状態で存在することになる。
Moreover, such an output value is memorize | stored in the memory |
これに対して、光学センサ200が配置されていない非測定部分は、積算した出力値のデータはあるが、測定値はない。本実施形態では、この被測定部分の反射光量値を、測定部分のデータから予測する。即ち、光学センサ200が配置された9点の部分の積算ビデオカウント値(出力値)から、全弾性中間転写ベルト表面の反射光量値を予測する。そして、グロス復帰モード動作のタイミングとグロス復帰用トナー像の供給量、供給位置を決定する。
On the other hand, in the non-measurement part where the
このために、制御部300は、上述の各領域の非測定部分の反射光量を、同じ領域の記憶部301が記憶した出力値のうち、非測定部分に対応する画素の出力値に近い出力値と関連付けて記憶した反射光量であると想定して、前記グロス復帰モードを実行する。即ち、非測定部分のビデオカウンタ302が積算した出力値と、測定部分の同じく積算した出力値とを比較し、最も出力値が近い測定部分のデータを選択する。そして、非測定部分の反射光量値として、選択した測定部分のデータを利用する。
For this reason, the
以下、より具体的に説明する。まず、光学センサ200の配置は、図10に示すように、(1)〜(9)の位置となる。これは、記録材、特に紙の填料(タルク、炭酸カルシウム、白土など)や紙粉が弾性中間転写ベルト表面に付着することによって、ベルトの表面性に影響を与えるために紙サイズに応じた配置をとっている。例えば、真ん中の(5)のセンサはどのサイズの記録材が通紙されてもその影響を踏まえたベルトの表面状態を知ることができる。逆に(1)のセンサはA3サイズの記録材のみで、A3サイズより小さい記録材を通紙した場合の紙なしの影響を踏まえたベルトの表面状態を知ることができる。上記のように、(1)〜(9)のような配置にすることで、A3、B4、A4R、B5、ハガキサイズの記録材の影響と、弾性中間転写ベルトの幅方向のムラの影響を踏まえたベルトの表面状態を知ることができる。
More specific description will be given below. First, as shown in FIG. 10, the arrangement of the
次に、ベルトの表面性に影響を与えるトナー濃度の影響について述べる。図2の画像形成装置を用いて、図12(A)に示すような幅方向でトナー濃度が異なる画像を連続で印刷した時の弾性中間転写ベルトのグロス値の推移を、図12(B)に示す。このようにトナーの濃度によって、弾性中間転写ベルトの表面への影響は大きく変わってくる。そこで本実施形態では、弾性中間転写ベルト表面にどれだけトナーが形成されたかをビデオカウント方式を用いてモニタしている。 Next, the influence of the toner concentration that affects the surface properties of the belt will be described. Changes in the gloss value of the elastic intermediate transfer belt when images having different toner densities in the width direction as shown in FIG. 12A are continuously printed using the image forming apparatus of FIG. 2 are shown in FIG. Shown in Thus, the influence on the surface of the elastic intermediate transfer belt varies greatly depending on the toner concentration. Therefore, in this embodiment, how much toner is formed on the surface of the elastic intermediate transfer belt is monitored using a video count method.
このビデオカウント方式について、説明する。CCDセンサ(不図示)に結像された原稿画像は、CCDセンサによりアナログ電気信号に変換される。変換された画像情報は、アナログ信号処理部に入力されてサンプル&ホールド、ダークレベルの補正等が行われた後、A/D・SH処理部でアナログ・デジタル変換(A/D変換)され、更に、デジタル化された信号に対してシェーディング補正が行われる。シェーディング補正では、CCDセンサが持つ画素ごとのばらつきに対する補正、及び原稿照明ランプの配光特性に基づく位置による光量のばらつきに対する補正を行う。 This video count method will be described. A document image formed on a CCD sensor (not shown) is converted into an analog electric signal by the CCD sensor. The converted image information is input to an analog signal processing unit, sampled and held, dark level correction, etc., and then analog / digital converted (A / D conversion) by an A / D / SH processing unit. Further, shading correction is performed on the digitized signal. In the shading correction, correction for variation of each pixel of the CCD sensor and correction of variation in light quantity depending on the position based on the light distribution characteristics of the document illumination lamp are performed.
その後、RGBライン間補正部においてRGBライン間補正を行う。ある時点でCCDセンサのRGB各受光部に入力した光は、原稿上ではRGB各受光部の位置関係に応じてずれているために、ここでRGB信号間の同期をとる。 Thereafter, an RGB line correction is performed in the RGB line correction unit. Since the light input to the RGB light receiving portions of the CCD sensor at a certain time is shifted on the original according to the positional relationship of the RGB light receiving portions, the RGB signals are synchronized here.
その後、入力マスキング部で入力マスキング処理を行い、輝度データから濃度データへの変換を行う。CCDセンサから出力されたままのRGB値はCCDセンサに取り付けられた色フィルタの影響を受けているため、その影響を補正して純粋なRGB値に変換する。 Thereafter, an input masking process is performed by the input masking unit to convert luminance data into density data. Since the RGB value as it is output from the CCD sensor is affected by the color filter attached to the CCD sensor, the influence is corrected and converted to a pure RGB value.
その後、画像は変倍部において所望の変倍率で変倍処理され、変倍された画像データは画像メモリ部に送られて、画像蓄積される。蓄積された画像は、まず画像データを画像メモリ部からγ補正部に送られる。γ補正部では、操作部で設定された濃度値に応じた出力にするために、プリンタの特性を考慮したルックアップテーブル(LUT)に基づいて、元の濃度データから所望の出力濃度対応した濃度データに変換する。次に、濃度データは二値化部に送られる。二値化部では、8ビットの多値信号を2値信号に変換される。例えば、この変換方法としてはディザ法、誤差拡散法、誤差拡散の改良したもの等が使われる。二値化されたデータは、ビデオカウント部に送られ、各色画像毎に二値化データのカウントが行われる。 Thereafter, the image is scaled at a desired scaling factor in the scaling unit, and the scaled image data is sent to the image memory unit and stored therein. The stored image is first sent image data from the image memory unit to the γ correction unit. In the γ correction unit, a density corresponding to a desired output density is obtained from the original density data based on a look-up table (LUT) in consideration of the characteristics of the printer in order to obtain an output corresponding to the density value set in the operation unit. Convert to data. Next, the density data is sent to the binarization unit. The binarization unit converts an 8-bit multilevel signal into a binary signal. For example, a dither method, an error diffusion method, an improved error diffusion, or the like is used as this conversion method. The binarized data is sent to the video count unit, and binarized data is counted for each color image.
次にビデオカウンタの詳細を示す。ビデオカウンタでは、各色について出力値をカウントする。二値化部から送られてくる1色分の画像信号は、1画像(画素)分の画像信号を8bit毎にパラレルにそれぞれ29bitカウンタ(各色)によってカウントする。そして、それらの結果を32bit加算器によって加算して1画像分のビデオカウントを32bitデータとして得る。 Next, the details of the video counter are shown. The video counter counts output values for each color. The image signal for one color sent from the binarization unit counts the image signal for one image (pixel) by a 29-bit counter (each color) in parallel every 8 bits. These results are added by a 32-bit adder to obtain a video count for one image as 32-bit data.
つまり、ビデオカウント値は、画像処理部における、リーダ部から読み取られた画像信号処理において、1画像分の画像信号の数をカウントしたものである。又、このビデオカウント値から、画像処理部にて求められた濃度データの二値化データが引き出され、中間転写ベルト181上に形成されたトナー像の画像濃度が求められる。
That is, the video count value is obtained by counting the number of image signals for one image in the image signal processing read from the reader unit in the image processing unit. Also, from this video count value, binarized data of density data obtained by the image processing unit is extracted, and the image density of the toner image formed on the
本実施形態では、先に述べた光学センサ(1)〜(9)の位置に対応するビデオカウント値の積算値を記憶部301に記憶させ、ベルトの反射光量の予測に使用する。次に、グロス復帰モードについて、図13のフローチャートを用いて説明する。なお、本実施形態のフローは、前述の第1の実施形態のフロー(図9)に対し、S7とS8との間に、S71とS72とが入った点が異なる。その他の点は、実質的に図9と同様であるため、S71とS72及びその周辺のフローについて説明する。
In the present embodiment, the integrated value of the video count value corresponding to the positions of the optical sensors (1) to (9) described above is stored in the
S7では、光学センサ200が配置された位置でベルト1周分の反射光量値を測定する。例えば、ベルト1周分を1150等分(約10mm間隔)で光学センサ200により測定する。そして、そのときの幅方向のベルト反射光量値が、ベルトホームポジション検知センサ201から得た周方向の位置と合せて記憶される。即ち、1個のセンサについて1150個の測定データが記憶される。
In S7, the amount of reflected light for one round of the belt is measured at the position where the
本実施形態では、各光学センサ200は、前述したように紙の有無を加味して配置されている。具体的には、(1)の領域はベルト中央から手前128.5〜165mmである。(2)の領域は105〜128.5mmである。(3)の領域は手前91〜105mmである。(4)の領域は手前74〜91mmである。(5)の領域は手前0〜74mmである。(6)の領域は奥に74〜91mmである。(7)の領域は奥に91〜105mmである。(8)の領域は奥に105〜128.5mmである。(9)の領域は奥に128.5〜165mmである。そして、これら各領域に配置された光学センサ200の情報をもとに全ベルトの予想反射光量値を算出する。
In the present embodiment, each
予想反射光量値の算出の仕方は、測定部分と非測定部分とのビデオカウント値を、それぞれ記憶部301から読み込む(S71)。そして、非測定部分のビデオカウント値と近いビデオカウント値の測定部分の反射光量値を、その非測定部分の反射光量値であると予想する(S72)。これにより、ベルト181全域の反射光量値を求めることができるため、この反射光量値に基づいてグロス復帰用トナー像の濃度分布を決定する(S8)。それ以降は、第1の実施形態と同様である。
As a method of calculating the expected reflected light amount value, the video count values of the measurement part and the non-measurement part are respectively read from the storage unit 301 (S71). Then, the reflected light amount value of the measurement portion having a video count value close to the video count value of the non-measurement portion is predicted to be the reflected light amount value of the non-measurement portion (S72). Thus, the reflected light amount value of the
このように構成される本実施形態の場合、光学センサ200の数を第1の実施形態と比べて少なくできるため、低コスト化を図れる。その他の構造及び作用は、第1の実施形態と同様である。
In the case of this embodiment configured as described above, the number of
<第3の実施形態>
本発明の第3の実施形態について、図14ないし図16を用いて説明する。上述の第2の実施形態では、弾性中間転写ベルトの表面状態を確認するために、弾性中間転写ベルト上の幅方向に9個の光学センサでベルトの反射光量値をモニタした。これに対して、本実施形態では、光学センサ200を弾性中間転写ベルト181の幅方向に1点でモニタし、その1点の部分の積算ビデオカウント値と、記録材のサイズ、通紙枚数情報から、グロス復帰用トナー像のトナー供給量及び供給位置を決定する。グロス復帰モードは所定のジョブカウント毎に動作させる。本実施形態においては、例えばジョブカウント200枚毎に行う。
<Third Embodiment>
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the second embodiment described above, in order to confirm the surface state of the elastic intermediate transfer belt, the reflected light amount value of the belt is monitored by nine optical sensors in the width direction on the elastic intermediate transfer belt. On the other hand, in the present embodiment, the
即ち、制御部300は、記録材のサイズと通紙枚数を検知し、センサが配置された領域の非測定部分の反射光量として想定した値を、非測定部分の通紙枚数が同じ領域の前記測定部分の通紙枚数よりも少ないほど、反射光量が小さくなるように補正する。なお、記録材のサイズは、ユーザの選択或いは装置による自動選択により検知でき、通紙枚数は記録材の搬送経路に配置された記録材の通過を検知するセンサの信号を積算するなどして検知可能である。
That is, the
本実施形態では、上述のように、光学センサ200を1点配置して、弾性中間転写ベルト181の表面の反射光量値を測定しているが、この光学センサ200は、図14の(10)の位置に配置されている。これは、記録材、特に紙の填料(タルク、炭酸カルシウム、白土など)や紙粉が弾性中間転写ベルト表面に付着することによって、ベルトの表面性に影響を与えるために紙サイズに応じた配置をとっている。(10)の位置はどのサイズの記録材が通紙されてもその影響を踏まえたベルトの表面状態を知ることができる。
In the present embodiment, as described above, one
また、第2の実施形態と同様に、光学センサ200の位置に対応するビデオカウント値(デジタル画像信号の出力レベルの積算値)を記憶部301に記憶させておく。さらに、弾性中間転写ベルト181の幅方向の表面性を予測するため、図15に示すように、記録材のサイズと通紙枚数を制御部300により取得し、記憶部301に記録させておく。
Similarly to the second embodiment, the video count value (the integrated value of the output level of the digital image signal) corresponding to the position of the
次に、グロス復帰モードについて、図16のフローチャートを用いて説明する。なお、本実施形態のフローのS1〜S3は、前述の第1の実施形態のフロー(図9)と同様である。本実施形態では、初期状態或いは前回のグロス復帰モード作動時から通紙枚数200枚となった時点でグロス復帰モードを作動させる(S104)。グロス復帰モード作動タイミングになると、ベルトホームポジション検知センサ201によってベルトの周方向の位置をモニタしながら、ベルト1周分の反射光量値が測定される。そのときの幅方向のベルト反射光量値が、ベルトホームポジション検知センサ201から得た周方向の位置と合せて記憶される(S105)。次に、第2の実施形態のS71及びS72と同様に、積算ビデオカウント値を用いて、幅方向の予想反射光量値を算出する。本実施形態では光学センサは1つなので、ベルト幅方向全ての範囲を(10)に配置された光学センサ200を用いて算出する(S106、S107)。
Next, the gloss return mode will be described with reference to the flowchart of FIG. In addition, S1-S3 of the flow of this embodiment is the same as the flow (FIG. 9) of the above-mentioned 1st Embodiment. In this embodiment, the gloss return mode is activated when the number of sheets to be passed becomes 200 from the initial state or when the previous gloss return mode was activated (S104). When the gloss return mode operation timing comes, the belt home
次に、記録材のサイズと枚数の情報から上記で算出した予想反射光量値を、下記の式を用いて補正する(S108、S109)。
α=A(光学センサ位置)+{(Ps−Px)/Ps}×25
α:補正後の予想反射光量値
A(光学センサ位置):光学センサ位置の反射光量値
Ps:光学センサ位置の通紙枚数
Px:算出したい位置の通紙枚数
Next, the predicted reflected light amount value calculated above from the information on the size and number of recording materials is corrected using the following formulas (S108, S109).
α = A (optical sensor position) + {(Ps−Px) / Ps} × 25
α: Expected reflected light amount value after correction A (optical sensor position): Reflected light amount value at optical sensor position Ps: Number of sheets passed at optical sensor position Px: Number of sheets passed at position to be calculated
なお、{(Ps−Px)/Ps}は、算出した位置の光学センサ位置に対する通紙枚数の減少割合であるが、これを25倍するのは、紙の有無でベルトの反射光量値が減少割合に対して25倍変化するためである。また、本実施形態の場合、算出した位置は、例えば、ベルト1周分に1150等分し、幅方向に10mm間隔で区切った位置とする。上記で求められた予想反射光量値から、実施の形態1のS8及びS9と同様に、あらかじめ決めておいた反射光量値減少分とそのときのトナー帯量の関係(図8)から、グロス復帰用トナー像の濃度分布を決定する(S110)。濃度分布が決定されたトナー像は弾性中間転写ベルト表面に合せて、ベルト1周分供給される(S111)。トナー像供給後、通常ジョブに戻り(S112)、さらに200枚通紙されるとグロス復帰モードが作動する。 Note that {(Ps−Px) / Ps} is the rate of decrease in the number of sheets that pass through the calculated position of the optical sensor, but this is multiplied by 25 because the reflected light amount of the belt decreases depending on the presence or absence of paper. This is because the ratio changes 25 times. Further, in the case of the present embodiment, the calculated position is, for example, a position that is divided into 1150 equal parts for one round of the belt and divided at intervals of 10 mm in the width direction. From the predicted reflected light amount value obtained above, the gloss return is determined from the relationship between the predetermined decrease in the reflected light amount value and the toner band amount at that time (FIG. 8), as in S8 and S9 of the first embodiment. The density distribution of the toner image is determined (S110). The toner image whose density distribution has been determined is supplied for one round of the belt in accordance with the surface of the elastic intermediate transfer belt (S111). After supplying the toner image, the process returns to the normal job (S112). When 200 sheets are further passed, the gloss return mode is activated.
このように構成される本実施形態の場合、光学センサ200の数を第1及び第2の実施形態と比べて少なくできるため、より低コスト化を図れる。その他の構造及び作用は、第2の実施形態と同様である。
In the case of this embodiment configured as described above, the number of
<他の実施形態>
なお、上述の各実施形態では、タンデム型の構造について説明したが、本発明は、感光ドラムが1個の1ドラム型の構造にも適用可能である。また、上述の各実施形態は、適宜組み合わせて実施可能である。例えば、第3の実施形態で紙の有無を考慮して補正する制御を、第1或いは第2の実施形態にも適用できる。また、第3の実施形態では、グロス復帰モードを200枚通紙毎に行っているが、第1及び第2の実施形態と同様、前回のグロス復帰モードの反射光量値の最大値との関係でモード実行を行うようにしても良い。
<Other embodiments>
In each of the above-described embodiments, the tandem structure has been described. However, the present invention can also be applied to a one-drum structure having one photosensitive drum. Moreover, the above-described embodiments can be implemented in combination as appropriate. For example, the control for correcting in consideration of the presence or absence of paper in the third embodiment can also be applied to the first or second embodiment. In the third embodiment, the gloss return mode is performed every 200 sheets. However, as in the first and second embodiments, the relationship with the maximum reflected light amount value in the previous gloss return mode. The mode execution may be performed with
更に、上述の各実施形態では、ベルト181の表面状態を検知する検知手段として光学センサを使用した構造について説明した。但し、このような検知手段は、光学センサに限定されず、例えば、ベルト181の表面粗さに関する値を検知するものでも良い。例えば、ベルト181にコロを当接させ、このコロのトルクを検知するようにすれば、ベルト181の表面粗さを検知できる。グロスは表面粗さによっても変化するため、この点からグロス復帰用トナー像の濃度分布を導き出すことができる。
Further, in each of the above-described embodiments, the structure using the optical sensor as the detection unit that detects the surface state of the
<実施例>
次に、第1〜第3の実施形態の効果を確認するため、図2に示すような画像形成装置で、上記各実施形態のそれぞれの制御を入れた時と、制御を入れなかった時の、弾性中間転写ベルトの表面状態の観察、及び画像形成装置の動作の確認の実験を行った。この実験は、フルカラーモードで、弾性中間転写ベルト181の移動速度であるプロセススピードを150mm/secに設定し、普通紙100枚連続モードA4R送りで繰り返して通紙試験を行った。画像は、今回のベルトのグロス段差がより生じやすいように図17に示すような幅方向でトナー濃度の異なる画像を使用した。実験環境は、ベルト表面に付着物がつきやすいとされる温度30℃、湿度80RH%の高温高湿環境下で行った。
<Example>
Next, in order to confirm the effects of the first to third embodiments, in the image forming apparatus as shown in FIG. 2, when the respective controls of the above embodiments are turned on and when the controls are not turned on. Experiments were conducted to observe the surface state of the elastic intermediate transfer belt and to confirm the operation of the image forming apparatus. In this experiment, in the full-color mode, a process speed as a moving speed of the elastic
ベルトの表面のグロス値を、日本電色工業株式会社製、HANDY GROSSMETER PG−1を用いて、ベルト幅方向に35ポイント、幅方向に20ポイント測定し、全グロス値の平均値と標準偏差を比較した。測定は、初期、1万枚通紙後、50万枚通紙後、100万枚通紙後で確認した。表1に上記実験の結果を示す。なお、表1で、実施例1が第1の実施形態の構成に、実施例2が第2の実施形態の構成に、実施例3が第3の実施形態の構成に、それぞれ対応する。 The gloss value of the surface of the belt was measured with 35 points in the belt width direction and 20 points in the width direction using a handy GROSSMETER PG-1 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., and the average value and standard deviation of all the gloss values were measured. Compared. The measurement was confirmed initially after passing 10,000 sheets, after passing 500,000 sheets, and after passing 1 million sheets. Table 1 shows the results of the above experiment. In Table 1, Example 1 corresponds to the configuration of the first embodiment, Example 2 corresponds to the configuration of the second embodiment, and Example 3 corresponds to the configuration of the third embodiment.
表1はグロス値の平均と括弧内に標準偏差値を記してある。一般に、グロス値はセンサで読み取るために40以上、転写性確保、ATVC制御精度の確保のために標準偏差10以内であると良好に作動する。表1に示すように、何も制御を入れていないベルトはグロス低下の度合いも大きく、また面内バラツキを表す標準偏差値も16.2とかなり大きくなっている。それに対して、本実施形態の制御を入れたものはどれもグロス低下の度合いも小さく面内バラツキも小さく抑えられていることが確認できた。 Table 1 shows the average value of the gross value and the standard deviation value in parentheses. In general, the gloss value works well when it is 40 or more for reading by a sensor, and within 10 standard deviations for ensuring transferability and ATVC control accuracy. As shown in Table 1, the belt without any control has a large degree of gloss reduction, and the standard deviation value representing in-plane variation is considerably large at 16.2. On the other hand, it was confirmed that any of the devices in which the control of the present embodiment was added had a low degree of gloss reduction and a small in-plane variation.
101a、101b、101c、101d・・・感光ドラム、111a、111b、111c、111d・・・露光装置、116・・・ベルトクリーニング装置、116a・・・クリーニングブレード、122a、122b、122c、122d・・・一次帯電器、123a、123b、123c、123d・・・現像機、181・・・弾性中間転写ベルト(中間転写体)、181b・・・弾性層、140・・・二次転写ローラ(転写手段)、200・・・光学センサ(検知手段)、200−1・・・ラインセンサ(検知手段)、300・・・制御部(制御手段)、301・・・記憶部(記憶手段、第2の記憶手段)、302・・・ビデオカウンタ(積算手段)、Pa、Pb、Pc、Pd・・・画像形成部、P・・・記録材 101a, 101b, 101c, 101d ... photosensitive drum, 111a, 111b, 111c, 111d ... exposure device, 116 ... belt cleaning device, 116a ... cleaning blade, 122a, 122b, 122c, 122d,. Primary charger, 123a, 123b, 123c, 123d ... developer, 181 ... elastic intermediate transfer belt (intermediate transfer member), 181b ... elastic layer, 140 ... secondary transfer roller (transfer means) ), 200 ... Optical sensor (detection means), 200-1 ... Line sensor (detection means), 300 ... Control section (control means), 301 ... Storage section (storage means, second Storage means), 302... Video counter (accumulation means), Pa, Pb, Pc, Pd... Image forming unit, P.
Claims (6)
弾性層を有し、前記画像形成部から転写されたトナー像を担持搬送する中間転写体と、
前記中間転写体に担持されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、を備えた画像形成装置において、
前記転写手段よりも前記中間転写体のトナー像搬送方向下流に位置し、前記中間転写体の表面に当接して前記中間転写体の表面を清掃するクリーニングブレードと、
トナー像が担持されていない状態での前記中間転写体の表面状態を検知する検知手段と、
前記検知手段の検知結果から導き出せる前記中間転写体の表面のグロスが小さい部分ほど、トナー量が多くなるように、前記画像形成部にグロス復帰用トナー像を形成させ、前記中間転写体に担持された前記グロス復帰用トナー像を、記録材に転写せずに、前記クリーニングブレードにより清掃するグロス復帰モードを実行させる制御手段と、を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。 An image forming unit for forming a toner image;
An intermediate transfer member having an elastic layer and carrying and conveying the toner image transferred from the image forming unit;
An image forming apparatus comprising: a transfer unit that transfers a toner image carried on the intermediate transfer member to a recording material;
A cleaning blade that is positioned downstream of the transfer means in the toner image conveyance direction of the intermediate transfer member and contacts the surface of the intermediate transfer member to clean the surface of the intermediate transfer member;
Detecting means for detecting a surface state of the intermediate transfer member in a state where a toner image is not carried;
A gloss recovery toner image is formed in the image forming unit so that the toner amount increases as the gloss of the surface of the intermediate transfer member, which can be derived from the detection result of the detection means, increases and is carried on the intermediate transfer member. Control means for executing a gloss return mode for cleaning the gloss recovery toner image by the cleaning blade without transferring the toner image to the recording material.
An image forming apparatus.
前記制御手段は、前記グロス復帰モードで、前記光学センサが検知した前記中間転写体の表面の反射光量が低い部分ほど、トナー量が多くなるように、前記画像形成部にトナー像を形成させる、
ことを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。 The detection means is an optical sensor that irradiates light onto the surface of the intermediate transfer member and measures the amount of reflected light.
The control unit causes the image forming unit to form a toner image so that the toner amount increases in a portion where the amount of reflected light on the surface of the intermediate transfer member detected by the optical sensor is lower in the gloss return mode.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
前記制御手段は、前記記憶手段が記憶した前回のグロス復帰モードの反射光量の最大値に対して、前記光学センサにより検知した反射光量が所定の値以上減少する部分が、前記中間転写体の表面に存在する場合に、前記グロス復帰モードを実行する、
ことを特徴とする、請求項2に記載の画像形成装置。 Storage means for storing a maximum value of the amount of reflected light on the surface of the intermediate transfer body detected by the optical sensor in the gloss return mode;
The control unit is configured such that a portion where the reflected light amount detected by the optical sensor decreases by a predetermined value or more with respect to the maximum value of the reflected light amount in the previous gloss recovery mode stored by the storage unit is a surface of the intermediate transfer member. Executing the gross return mode if present
The image forming apparatus according to claim 2, wherein:
前記光学センサにより前記中間転写体の表面をトナー像搬送方向全体に亙って測定した反射光量を、測定部分に対応する画素の前記積算手段により積算した出力値と関連付けて記憶する第2の記憶手段と、を有し、
前記光学センサは、前記中間転写体の表面をトナー像搬送方向に直交する幅方向に関して1個又は複数に分割した領域毎に1個ずつ配置され、
前記制御手段は、前記領域の前記光学センサが配置されていない非測定部分の反射光量を、同じ領域の前記第2の記憶手段が記憶した出力値のうち、前記非測定部分に対応する画素の前記積算手段により積算した出力値に近い出力値と関連付けて記憶した反射光量であると想定して、前記グロス復帰モードを実行する、
ことを特徴とする、請求項2又は3に記載の画像形成装置。 Integration means for integrating output values for each pixel in an image forming mode in which the toner image carried on the intermediate transfer member is transferred to a recording material;
Second memory for storing the amount of reflected light measured by the optical sensor over the entire surface of the intermediate transfer member in the toner image conveying direction in association with the output value accumulated by the integrating means of the pixels corresponding to the measurement portion. Means,
The optical sensor is arranged one by one for each region obtained by dividing the surface of the intermediate transfer member into one or a plurality of regions in the width direction orthogonal to the toner image conveying direction,
The control unit is configured to calculate a reflected light amount of a non-measurement portion in which the optical sensor in the region is not disposed, out of output values stored by the second storage unit in the same region, of pixels corresponding to the non-measurement portion. Assuming that the amount of reflected light is stored in association with an output value close to the output value integrated by the integration means, the gloss return mode is executed.
The image forming apparatus according to claim 2, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus.
ことを特徴とする、請求項4に記載の画像形成装置。 The control means detects the size of the recording material and the number of sheets to be passed, and assumes the value assumed as the amount of reflected light of the non-measurement portion of the area, and passes the measurement portion in the area where the number of sheets to be passed of the non-measurement portion is the same. Correct so that the amount of reflected light is smaller as the number is smaller.
The image forming apparatus according to claim 4, wherein:
ことを特徴とする、請求項1ないし5のうちの何れか1項に記載の画像形成装置。 The intermediate transfer member is an endless belt composed of a plurality of layers having different elastic moduli of at least two layers.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus.
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