JP2015040867A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2015040867A
JP2015040867A JP2013170146A JP2013170146A JP2015040867A JP 2015040867 A JP2015040867 A JP 2015040867A JP 2013170146 A JP2013170146 A JP 2013170146A JP 2013170146 A JP2013170146 A JP 2013170146A JP 2015040867 A JP2015040867 A JP 2015040867A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
recording medium
image
forming apparatus
transfer member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013170146A
Other languages
English (en)
Inventor
成一 小暮
Seiichi Kogure
成一 小暮
純平 藤田
Junpei Fujita
純平 藤田
潤一 市川
Junichi Ichikawa
潤一 市川
一樹 與五澤
Kazuki Yogosawa
一樹 與五澤
杉浦 健治
Kenji Sugiura
健治 杉浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2013170146A priority Critical patent/JP2015040867A/ja
Publication of JP2015040867A publication Critical patent/JP2015040867A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)

Abstract

【課題】記録媒体が転写部材に巻き付いてジャムが発生したとき、それを速やかに検知できるようにすることを、コンパクトに且つ安価に実現する。
【解決手段】トナー像を担持する中間転写ベルト8との間で転写ニップを形成し、中間転写ベルト8に担持されたトナー像をその転写ニップで記録媒体Pに転写する二次転写ベルト20と、その二次転写ベルト20上に転写されたトナー像を光学的に検知する光学センサユニット28とを備えている。そして、所定のタイミングで中間転写ベルト8上にトナーパターンを形成し、それを二次転写ベルト20上へ転写し、光学センサユニット28によって、そのトナーパターンを光学的に検知する。また、中間転写ベルト8上に担持されたトナー像を転写ニップで記録媒体Pに転写する場合には、二次転写ベルト20上での記録媒体のジャムを光学センサユニット28によって検知する。
【選択図】 図1

Description

この発明は、像担持体と転写部材との間で転写ニップを形成し、像担持体に担持されたトナー像をその転写ニップで記録媒体に転写する画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置として、感光体上に形成した複数色のトナー像を中間転写体上に順次重ねて転写し、そのカラートナー画像を用紙やフィルム、シート等の記録媒体に一括転写する、中間転写方式の画像形成装置が知られている。その中間転写体としては、一般に中間転写ドラム又は中間転写ベルトが使用されている。
また、感光体上に形成した複数色のトナー像を、無端状の記録媒体搬送ベルトによって記録媒体を搬送しながら、その記録媒体上に順次重ねて転写してカラートナー画像を形成する、直接転写方式の画像形成装置も知られている。
中間転写方式の画像形成装置では、記録媒体への対応力向上の観点から、中間転写体にはその表面側に弾性層を有するものが使用されることが多い。
トナー像を転写する転写ニップを形成する表面側に弾性層を有する中間転写体を用いることによって、記録媒体の表面の凹凸に対するトナー像の転写追従性が向上し、様々な記録媒体に対して良好なトナー転写を行うことができる。
このような弾性層を有する中間転写体を備えた画像形成装置において、例えば特許文献1に記載されているように、中間転写体上にトナーパターンを形成し、それを光学センサによって検出し、その検出結果に応じて画像形成条件を制御することが知られている。それによって、画像濃度を調整したり画像の位置ずれを補正することができる。
しかし、表面が弾性層で構成された中間転写体は、一般的に表面の光沢度が低いため、中間転写体上に形成したトナーパターンの濃度を光学センサで検出する際に、十分な濃度検出精度が得られないという問題がある。
そこで、例えば特許文献2に記載されているように、中間転写体上に形成したトナーパターンを二次転写体に転写し、その二次転写体上でトナー濃度を検出する方式も知られている。
さらに、例えば特許文献3には、ベルト状の感光体と、ドラム状の中間転写体と、ベルト状の二次転写体とを備えた画像形成装置において、像担持体である中間転写体に記録紙が巻き付いた場合に、それを検知するセンサを設けることが開示されている。そのセンサとして、中間転写体の周辺に備えられたトナー濃度センサなどの複数のセンサの1個を兼用することも記載されている。
特許文献2に記載された画像形成装置では、表面側に弾性層を有し、表面の光沢度が低い中間転写体を使用する場合でも、二次転写体に転写したトナーパターンを光学センサで検出することによって、その濃度を精度よく検出できる。それによって、良好な画像調整を行うことができる。しかし、記録媒体が二次転写体から分離せずに巻き付いたような場合にそれを検知する手段に関しては、何も開示されていない。
特許文献3に記載された画像形成装置によれば、記録媒体が像担持体である中間転写体に巻き付いた場合には、それを検知することができる。しかし、その光学センサで、中間転写体上に形成したトナー像の濃度も検知しようとすると、中間転写体の表面が弾性層で構成されている場合、その表面の光沢度が低いため、トナー像の濃度を精度よく検出できないという問題がある。
また、トナー像が二次転写された記録媒体が、転写部材である二次転写ベルトに巻き付いた場合には、それを検知することができないという問題がある。
二次転写部材の周辺には、用紙の挙動を安定化させるガイドや分離バイアスを付与する除電針、二次転写部材をクリーニングするためのクリーニング部材、摩擦抵抗を安定化させるための潤滑剤塗布機構などが必要であり、機構が複雑であり充分なスペースがない。
そのため、二次転写部材に記録媒体が巻き付くジャムが発生すると、その記録媒体が二次転写部材のクリーニング部材等に入り込んで、視認できなくなる場合がある。すると、ジャムになった記録媒体を除去しにくくなり、除去の過程でクリーニング部材を破損させてしまう恐れもある。したがって、二次転写部材への記録媒体の巻き付きジャムは、発生後速やかに検知して、記録媒体の搬送をすべて停止させる必要がある。
この発明はこのような背景に鑑みてなされたものであり、像担持体との間で転写ニップを形成し、その像担持体に担持されたトナー像をその転写ニップで記録媒体に転写する転写部材を備えた画像形成装置において、次のようにすることを目的とする。
記録媒体が転写部材に巻き付いてジャムが発生したとき、それを速やかに検知できるようにすることを、コンパクトに且つ安価に実現する。
この発明は上記の目的を達成するため、トナー像を担持する像担持体と、その像担持体との間で転写ニップを形成し、上記像担持体に担持されたトナー像を転写ニップで記録媒体に転写する転写部材と、その転写部材上に転写されたトナー像を光学的に検知するトナー像検知手段とを備え、所定のタイミングで上記像担持体上にトナーパターンを形成し、そのトナーパターンを上記転写部材上へ転写し、上記トナー像検知手段によりその転写部材上のトナーパターンを光学的に検知する画像形成装置において、上記像担持体に担持されたトナー像を上記転写ニップで記録媒体に転写する場合には、その記録媒体のジャムを上記トナー像検知手段にて検知することを特徴とする。
この発明によれば、像担持体との間で転写ニップを形成する転写部材を備えた画像形成装置において、記録媒体が転写部材に巻き付いてジャムが発生したとき、それを速やかに検知でき、しかもそれをコンパクトに且つ安価に実現できる。
この発明による画像形成装置の第1の実施形態を示す機構部の概略構成図である。 図1における二次転写ベルト20に各色の階調パターンを形成した下面を下側から見て、光学センサユニット28内の各光学センサと共に示す斜視図である。 色ずれ検出用のシェブロンパッチの例を示す説明図である。 図1に示した画像形成装置における制御系のこの発明に係わる部分の構成を示すブロック図である。 トナーの形状係数SF−1及びSF−2を説明するためにトナーの形状を模式的に表わした図である。 トナーの他の形状を模式的に示す図である。 この発明による画像形成装置の第2の実施形態を示す機構部の概略構成図である。
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔第1の実施形態の構成〕
この発明による画像形成装置の第1の実施形態について。図1〜図4によって説明する。図1は、その画像形成装置の機構部の概略構成図である。
この第1の実施形態の画像形成装置は、いわゆるタンデム型中間転写方式の画像形成装置であり、例えばカラープリンタとして使用される。
まず、その基本的な構成について説明する。この画像形成装置は、図1に示すように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のトナー像を生成するための4個のプロセスユニット6Y,6M,6C,6Kを、水平方向に等間隔に備えている。その4個の各プロセスユニット6Y,6M,6C,6Kは、それぞれドラム状の感光体1Y,1M,1C,1Kを有している。その各感光体1Y,1M,1C,1Kの周囲には、それぞれ帯電装置2Y,2M,2C,2K、現像装置5Y,5C,5M,5K、およびドラムクリーニング装置4Y,4M,4C,4Kと、図示を省略した除電装置等が設けられている。
各プロセスユニット6Y,6M,6C,6Kは、その各現像装置5Y,5C,5M,5Kが、互いに異なる色Y,M,C,Kのトナーを用いること以外は、同様の構成になっている。そのプロセスユニット6Y,6M,6C,6Kの上方には、各感光体1Y、1M、1C、1Kの帯電された表面に対して、レーザ光LY,LM,LC,LKを照射して静電潜像を書き込むための、図示しない光書込ユニットが配置されている。
また、このプロセスユニット6Y,6M,6C,6Kの下方には、ベルト状の中間転写体である無端状の中間転写ベルト8を具備する中間ベルト装置としての中間転写ユニット7が配置されている。その中間転写ベルト8は、回転軸が互いに平行な駆動ローラ10と3本の従動ローラ11,12,16等によって張り渡されている。
中間転写ベルト8のループの内側下部に配置された従動ローラ12は二次転写対向ローラである。中間転写ベルト8のループの外側に配置さた従動ローラ16は、中間転写ベルト8に張力(テンション)を付与するためのテンションローラである。
以下の説明では、従動ローラ12を二次転写対向ローラ12、従動ローラ16をテンションローラ16とも称す。
そして、駆動ローラ10が、図示していないベルト駆動モータによって矢示A方向へ回転駆動されると、その駆動ローラ10の回転によって、中間転写ベルト8が矢示B方向に周回移動(回動という)する。各従動ローラ11,12,16は、その中間転写ベルト8の回動に連れ回りして従動回転する。例えば、二次転写対向ローラ12は、矢示C方向に従動回転する。
この中間転写ベルト8の略水平方向に延びる上部の内側には、各感光体1Y、1M、1C、1Kとの間に中間転写ベルト8を挟むように、4個の一次転写ローラ9Y,9M,9C,9Kが配置されている。それによって、各感光体1Y、1M、1C、1Kの外周面と中間転写ベルト8の外側の面との間に、それぞれ一次転写ニップを形成している。その一次転写ローラ9Y,9M,9C,9Kには、それぞれ図示しない電源によってトナーの帯電極性とは逆極性の一次転写バイアスが印加される。
また、二次転写対向ローラ12とテンションローラ16との間には、中間転写ベルト8の外側にベルトクリーニング装置100が、内側には3本のクリーニング対向ローラ13,14,15が、それぞれ配置されている。
テンションローラ16と従動ローラ11との間には、中間転写ベルト8の外側に潤滑剤塗布装置19が、内側には塗布ブラシ対向ローラ17が配置されている。これらのクリーニング対向ローラ13〜15及び塗布ブラシ対向ローラ17も、外周面の一部が中間転写ベルト8の内側の面に接触して、中間転写ベルト8を張り渡す機能も有しており、中間転写ベルト8に回動に伴って従動回転する。
ベルトクリーニング装置100と潤滑剤塗布装置19の詳細については後述する。
中間転写ベルト8を挟んで二次転写対向ローラ12と対向する位置に、二次転写ローラ18が配置されている。そして、その二次転写ローラ18と、分離ローラ21、光学センサユニット対向ローラ22、およびクリーニング対向ローラ23によって、無端状の二次転写部材である二次転写ベルト20を、一定の張力を持たせて張り渡している。二次転写対向ローラ12と二次転写ローラ18及び上記各ローラ21〜23は、その回転軸が互いに平行に配置されている。
そして、二次転写対向ローラ12と二次転写ローラ18との間に、中間転写ベルト8と二次転写ベルト20とを挟み込んでいる。これにより,中間転写ベルト8の表面と二次転写ベルト20の外側の面とが接触する二次転写ニップが形成されている。なお、二次転写対向ローラ12には、図示しない電源によってトナーの帯電極性とは同極性の二次転写バイアスが印加される。
また、二次転写ベルト20に代えて、記録媒体を搬送する記録媒体搬送ベルトとしてもよい。
二次転写ローラ18は図示しない駆動源により駆動されて図1で反時計方向に回転し、二次転写ベルト20を矢示D方向に周回移動(回転という)させる。二次転写ベルト20を中間転写ベルト8の回動力に従動して回動させるようにすることも可能である。しかし、印刷時に記録媒体が通過する際には中間転写ベルト8からの駆動力が伝わりにくくなるため、速度変動が生じやすいので好ましくはない。
分離ローラ21、光学センサユニット対向ローラ22、およびクリーニング対向ローラ23は、二次転写ベルト20の回動に連れ回りする従動ローラである。
二次転写ベルト20のループ外側には、光学センサユニット対向ローラ22の対向する位置に光学センサユニット28が設けられている。また、クリーニング対向ローラ23に対向する位置にベルト清掃ブラシローラ24と、ベルトクリーニングブレード25と、潤滑剤26が圧接された潤滑剤塗布ブラシローラ27とが、それぞれ設けられている。
光学センサユニット28は、二次転写ベルト20の外側の面に対して所定の間隙を置いて対向するように配置されている。この光学センサユニット28は、図2に示すように、二次転写ベルト20の幅方向に間隔を置いて、各色用の4個の光学センサ28Y,28M,28C,28Kを備えている。光学センサ28Yはイエロー用光学センサ、光学センサ28Cはシアン用光学センサ、光学センサ28Mはマゼンタ用光学センサ、光学センサ28Kはブラック用光学センサである。
これらの各光学センサ28Y,28M,28C,28Kは、何れも発光素子と受光素子を有する反射型フォトセンサである。そして、発光素子から発した光を、二次転写ベルト20の表面あるいはその表面に転写されたトナー像等によって反射させ、その反射光量を受光素子によって検知する。
光学センサユニット28の各光学センサ28Y,28M,28C,28Kからの各反射光量に応じた検出電圧を、後述する制御部に入力させる。それによって、その制御部が、二次転写ベルト20上のトナー像を検知したり,その画像濃度(単位面積あたりのトナー付着量)を検知したりして、各種の制御を行うが、その詳細については後述する。
図1に戻って、光学センサユニット28と二次転写ベルト20との間には、ガイド部材29が、二次転写ベルト20の幅方向である主走査方向の複数箇所に設けられている。そのガイド部材29を、光学センサユニット28の図2に示した各光学センサ28Y,28M,28C,28Kの間隔部分に入り込むように設けるとよい。
また、光学センサユニット28と二次転写ベルト20との間には、各光学センサ28Y,28M,28C,28Kの非検知時にトナー等がその検知面に付着するのを防ぐために、トナー付着防止手段として図示していないシャッタが設けられている。そのシャッタとしては、例えばモータやソレノイド等によって駆動されて、各光学センサ28Y,28M,28C,28Kの検知面をカバーする位置と開放する位置とに変位する機械的シャッタを使用することができる。しかし、空気流によってトナー等の付着を防止するエアシャッタや、機械的シャッタとエアシャッタの組合せなどにしてもよい。
潤滑剤26には、直鎖状の炭化水素構造を持つ脂肪酸金属塩を用いる。脂肪酸金属塩としては、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、オレイン酸から選択される少なくとも1種以上の脂肪酸を含有し、亜鉛、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、リチウムから選択される少なくとも1種以上の金属を含有するものがよい。その中でも特に、ステアリン酸亜鉛は、工業的規模で生産され、かつ多方面での使用実績があることから、コストと品質安定性と信頼性において、最も好ましい材料である。
これらの潤滑剤は微量ずつ粉体の形態で供給されるのであるが、この実施形態のおいては、潤滑剤塗布ブラシローラ27によって、ブロック状に固形成形された潤滑剤26を少しずつ削り取って、二次転写ベルト20の表面に塗布する。潤滑剤26を潤滑剤塗布ブラシローラ27で削り取るために、スプリングのような弾性体による潤滑剤加圧手段により、潤滑剤26を潤滑剤塗布ブラシローラ27に対して常に押圧するのが望ましい。
中間転写ベルト8の外側に配置されたベルトクリーニング装置100は、中間転写ベルト8の内側に配置された3本のクリーニング対向ローラ13,14,15と対向する位置に、クリーニングブラシローラ101,104,107が設けられている。そして、クリーニング対向ローラ13,14,15とクリーニングブラシローラ101,104,107の間に、中間転写ベルト8を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト8の外側の面と各クリーニングブラシローラ101,104,107とが接触するクリーニングニップが形成されている。
各クリーニングブラシローラ101,104,107は、何れも導電性繊維により形成されており、図示しない駆動手段により回転される。クリーニングブラシローラ101は、中間転写ベルト8上のトナーのうち正規帯電極性である負極性トナーをクリーニングするために正極性の電圧が印加される。クリーニングブラシローラ104は、クリーニングブラシローラ101でクリーニングできなかった残トナーのうち正極性トナーをクリーニングするものであり、負極性の電圧が印加される。さらに、クリーニングブラシローラ107は、クリーニングブラシローラ101でクリーニングできなかった負極性トナーをクリーニングするものであり、正極性の電圧が印加される。
クリーニング対向ローラ13〜15も導電性であり、それぞれクリーニングブラシローラ101,104,107との間にクリーニング電界を形成するために接地されている。
なお、この例ではクリーニング部材として導電性のクリーニングブラシローラを用いたが、これに限るのではなく、クリーニング部材として導電性樹脂ローラ等を用いてもよい。
また、各クリーニングブラシローラ101,104,107に付着したトナーを回収するための回収ローラ102,105,108を備えている。さらに、その回収ローラ102,105,108の表面に当接して、そこに回収されたトナーを掻き取る回収ブレード103,106,109を備えている。
そして、各回収ローラ102,105,108、各回収ブレード103,106,109により回収したトナーを、画像形成装置本体に備えられた廃トナータンク(不図示)に搬送するための搬送手段として、トナー排出コイル110を備えている。
このベルトクリーニング装置100は静電クリーニング装置である。この静電クリーニング装置は、弾性部材からなるクリーニングブレードを中間転写ベルトの表面に押し当てて残トナーをを掻き落として除去するブレードクリーニング方式に比べ、後述するように小粒径化及び球形化が進んだトナーを良好に除去できる。
また、二次転写性能向上のために、中間転写ベルトが弾性層を有する場合、ブレードクリーニング方式を採用すると、弾性体同士を当接させることになるため、当接状態が不安定になりクリーニング不良が発生し易くなる。そのため、中間転写ベルトクリーニング装置として適している静電クリーニング方式のベルトクリーニング装置100を採用した。
このベルトクリーニング装置100は、中間転写ベルト8と一体的に交換可能になっている。しかし、ベルトクリーニング装置100と中間転写ベルト8とで寿命設定が異なる場合には、ベルトクリーニング装置100と中間転写ベルト8とを、独立して画像形成装置本体に対して着脱可能に構成してもよい。
中間転写ベルト8のテンションローラ16と従動ローラ11との間の外側に配置された潤滑剤塗布装置19は、中間転写ベルト8の表面を保護するために潤滑剤を塗布する装置である。その潤滑剤塗布装置19は、ステアリン酸亜鉛塊などの固形潤滑剤19aと、その固形潤滑剤19aの先端面に接触し、回転によって固形潤滑剤から掻き取った潤滑剤粉末を中間転写ベルト8の表面に塗布する塗布ブラシローラ19bとを備えている。
この実施形態では潤滑剤塗布装置19を備えているが、使用するトナーの種類、中間転写ベルトの材質や表面摩擦係数等によっては、必要としない場合もある。
図1において、中間転写ベルト8と二次転写ベルト20による二次転写ニップの右方に、記録媒体Pを所定のタイミングで二次転写ニップへ送り込む、位置決めローラ対30が設けられている。
また、二次転写ベルト20の左方には、二次転写ニップでトナー像が転写された記録媒体を搬送する搬送ベルト装置31、およびその記録媒体上のトナー像を定着させるための定着装置32が設けられている。その定着装置32は定着ローラ32aと加圧ローラ32bとによって定着ニップを形成している。
この実施形態の画像形成装置はさらに、用紙等のシート状の記録紙Pを収容する給紙カセットや給紙ローラなどを有する図示しない給紙部、およびその給紙部から給紙される記録媒体を位置決めローラ対30に向けて搬送する図示しない搬送路も備えている。
近年,記録媒体として広く用いられてきた普通紙に加え、デザインとして表面に凹凸を有する特殊紙やアイロンプリントなどの熱転写に用いる特殊な記録紙が用いられることが増えている。このような特殊紙を用いると、カラートナーを重ね合わせた中間転写ベルト8上のトナー像を記録媒体に二次転写する際に、従来の普通紙の場合よりも転写不良が発生し易くなる。
そこで、この画像形成装置では、中間転写ベルト8の転写ニップを形成する表面側に硬度の低い弾性層を設け、二次転写ニップ部でトナー層や平滑性の悪い記録媒体に対して変形できるようにしている。
このように、中間転写ベルト8に硬度の低い弾性層を設けて弾性をもたせることにより、中間転写ベルト8の表面が局部的な凸凹に追従して変形できる。それにより,トナー層に対して過度に転写圧を高めることなく、良好な密着性が得られ、文字等の転写中抜けがなくなる。また,平滑性の悪い用紙等に対しても、転写ムラのない均一性に優れた転写画像を得ることができる。
この画像形成装置における中間転写ベルト8は、好ましくは基層、弾性層、および表面のコート層から構成される。
中間転写ベルト8の弾性層に用いられる材料としては、弾性材ゴム、エラストマー等の弾性部材が挙げられる。
具体的には、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、ブタジエンゴム、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、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、熱可塑性エラストマー等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。
弾性層の厚さは,硬度及び層構成にもよるが、0.07〜0.5[mm]の範囲が好ましい。さらに好ましくは0.25〜0.5[mm]の範囲がよい。また、中間転写ベルト8の弾性層の厚さが0.07[mm]以下と薄いと、二次転写ニップ部で中間転写ベルト8上のトナーに対する圧力が高くなり、転写中抜けが発生しやすくなる。また、トナーの転写率も低下する。
弾性層の硬度は、10°≦HS≦65°(JIS−A)であることが好ましい。中間転写ベルト8の層厚によって最適な硬度は異なるが、硬度が10°(JIS−A)より低いと転写中抜けが生じやすい。逆に硬度が65°(JIS−A)より高いと、ローラヘの掛け渡しが困難になるとともに、長期の張り渡しによって延伸するために耐久性が低くなり、早期の交換が必要になる。
中間転写ベルト8の基層は、伸びの少ない樹脂で構成している。具体的に基層に用いられる材料としては、ポリカーボネート、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、スチレン−酢酸ビニル共重合体等の各種共重合体、フッ素樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等の各種樹脂等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。
また、伸びの大きなゴム材料などからなる弾性層の伸びを防止するために、基層と弾性層との間に帆布などの材料で構成された芯体層を設けてもよい。
芯体層に用いられる伸びを防止する材料としては、例えば、綿、絹などの天然繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維などの合成繊維を使用することができる。また、上記合成繊維と、炭素繊維、ガラス繊維等の無機繊維、鉄繊維、銅繊維等の金属繊維からなる群より選ばれる1種あるいは2種以上を用いることができる。それらの糸状あるいは織布状のものを使用することができる。
中間転写ベルト8の表面のコート層は、弾性層の表面をコーティングするためのものであり、平滑性のよい層からなる。
そのコート層に用いられる材料としては、特に制限はないが、一般的に中間転写ベルト8の表面へのトナーの付着力を小さくして、二次転写性を高める材料が用いられる。例えば、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂等の1種類あるいは2種類以上を使用する。あるいは、表面エネルギーを小さくし潤滑性を高める材料、たとえば、フッ素材脂、フッ素化合物、フッ化炭素、酸化チタン、シリコンカーバイド等の粒子を1種類あるいは2種類以上使用してもよい。必要に応じて粒径を変えたものを分散させて使用することもできる。また、フッ素系ゴム材料のように、熱処理を行うことによって表面にフッ素層を形成させ、表面エネルギーを小さくさせたものを使用することもできる。
また、基層、弾性層又はコート層には、必要に応じて抵抗を調整する目的で、金属粉末や導電性金属酸化物等を混入することができる。
金属粉末としては、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が使用される。導電性金属酸化物としては、例えば酸化錫、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)、酸化インジウム−酸化錫複合酸化物(ITO)等を用いることができる。
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。
〔第1の実施形態の動作〕
次に、このように構成したこの実施形態の画像形成装置の動作について説明する。
パーソナルコンピュータ等のホスト装置からこの画像形成装置に画像情報が送られてくると、後述する制御部が、中間転写ユニット7の駆動ローラ10を矢示A方向へ回転駆動させ、中間転写ベルト8を矢示B方向へ一定速度で回動させる。駆動ローラ10以外の中間転写ベルト8を張り渡している各ローラは、中間転写ベルト8の回動に伴って従動回転する。
また、図示していないメインモータを駆動して、各プロセスユニット6Y,6M,6C,6Kの感光体1Y,1M,1C,1Kを矢示方向で一定速度で回転駆動させる。
そして、各感光体1Y,1M,1C,1Kの表面を各帯電装置2Y,2M,2C,2Kによって一様に帯電させる。その各感光体1Y,1M,1C,1Kの帯電後の表面に対して、光書込ユニットからの各色の画像情報に応じたレーザ光LY,LM,LC,LKの照射によって、それぞれ静電潜像を形成する。
その各感光体1Y,1M,1C,1Kの表面に形成した静電潜像を現像装置5Y,5M,5C,5Kによって各色のトナーによって現像して、Y,M,C,Kのトナー像を得る。そのY,M,C,Kのトナー像は、前述したY,M,C,K用の各一次転写ニップにおいて中間転写ベルト8の外側の面に順次重ね合わせて一次転写される。それにより、中間転写ベルト8の表面に4色重ね合わせたフルカラーのトナー像が形成される。
一方、図示していない給紙部では、給紙ローラによって給紙カセットから用紙等の記録媒体Pを1枚ずつ送り出し、それを搬送部によって位置決めローラ対30にその先端部が挟み込まれるまで搬送する。そして、中間転写ベルト8上のフルカラーのトナー像に同期させ得るタイミングで、位置決めローラ対30が回転駆動して、その記録媒体Pを矢示aで示すように二次転写ニップに送り込む。記録媒体Pがその二次転写ニップを通過する際に、中間転写ベルト8上のフルカラーのトナー像が記録媒体Pに一括して二次転写される。
これにより、記録媒体Pの表面にフルカラー画像を形成する。フルカラー画像形成後の記録媒体Pは、静電吸着力によって二次転写ベルト20に貼り付いて、その回動方向に搬送される。そして、分離ローラ21の曲率分離によって二次転写ベルト20から剥離されて、矢示bで示すように搬送ベルト装置31へ送られ、搬送ベルト装置31によって定着装置32へ搬送される。その定着装置32でトナー像が定着処理された記録媒体は、矢示e方向へ送出され、図示していない排出ローラ対等によって、機外の排紙トレイ上へ排出される。
Y,M,C,Kのトナー像をそれぞれ中間転写ベルト8に一次転写した後の感光体1Y,1M,1C,1Kの表面は、ドラムクリーニング装置4Y,4M,4C,4Kによって転写残トナーのクリーニング処理が施される。その後、図示しない除電ランプで除電された後、再び帯電装置2Y,2M,2C,2Kで一様に帯電され、次の画像形成に備える。
また、フルカラーのトナー像を記録媒体Pに二次転写した後の中間転写ベルト8の表面は、ベルトクリーニング装置100によって転写残トナーのクリーニング処理がなされた後、潤滑剤塗布装置19によって潤滑剤が塗布される。
この画像形成装置においては、電源投入時あるいは所定枚数の画像形成(プリント、印刷)を行う度に、各色の画像濃度を適正化するための画像濃度制御を実行する。
画像濃度制御は、印刷画像を形成しない所定のタイミングで、図2に示すように各色の階調パターンSy,Sm,Sc,Skを、二次転写ベルト20上における各光学センサ28Y,28M,28C,28Kと対向し得る位置に自動形成する。各色の階調パターンは、それぞれ面積が2[cm]×2[cm]で画像濃度が異なる10個のトナーパッチからなるトナーパターンを形成する。
図2は、図1における二次転写ベルト20に各色の階調パターンを形成した下面を下側から見て、光学センサユニット28内の各光学センサと共に示す斜視図である。
各色の階調パターンSy,Sm,Sc,Skを作成するときの感光体1Y,1M,1C,1Kの帯電電位は、印刷プロセスにおける一様な感光体帯電電位とは異なり、帯電電位の値を徐々に大きくする。そして,レーザ光の走査によって階調パターン像を形成するための複数のパッチ静電潜像を、感光体1Y,1M,1C,1Kの表面にそれぞれ形成しながら、それらをY,M,C,K用の各現像装置5Y,5M,5C,5Kによって現像する。その現像の際,Y,M,C,K用の各現像装置5Y,5M,5C,5Kの各現像ローラに印加する現像バイアスの電圧値を徐々に大きくしていく。
このような現像により、感光体1Y,1M,1C,1Kの表面にY,M,C,Kの階調パターンSy,Sm,Sc,Skが形成される。
これらは、中間転写ベルト8の幅方向である主走査方向に所定の間隔で並ぶように一次転写される。このときには記録媒体Pを給送しないので、中間転写ベルト8上の各色の階調パターンSy,Sm,Sc,Skは、二次転写ニップで二次転写ベルト20上にそのままの間隔で二次転写される。このときの各色の階調パターンにおけるトナーパッチのトナー付着量は、最小で0.1[mg/cm2]、最大で0.55[mg/cm2]程度である。また、トナーQ/d分布を測定すると、ほぼ正規帯電極性に揃っている。
二次転写ベルト20上に形成され各階調パターンSy,Sm,Sc,Skは、二次転写ベルト20の図1に示す矢示D方向への回動に伴って、光学センサユニット28と対向する位置を通過する。その際、光学センサユニット28の図2に示した各光学センサ28Y,28M,28C,28Kが、各階調パターンSy,Sm,Sc,Skのトナーパッチに対する単位面積当たりのトナー付着量に応じた光量の反射光を受光する。
そして、各色トナーパッチを検知したときの各光学センサ28Y,28M,28C,28Kの出力電圧とトナー付着量変換アルゴリズムとから、各色の階調パターンの各トナーパッチにおけるトナー付着量を算出し、算出した付着量に基づいて作像条件を調整する。
具体的には、各トナーパッチにおけるトナー付着量を検知した結果と、各トナーパッチを作像したときの現像ポテンシャルとに基づいて、その直線グラフを示す関数(y=ax+b)を回帰分析によって計算する。そして、この関数に画像濃度の目標値を代入することによって、適切な現像バイアス値を演算し、Y,M,C,K用の現像バイアス値を特定する。
後述する制御部のメモリ内には、数十通りの現像バイアス値と、それぞれに個別に対応する適切な感光体帯電電位とが、予め関連付けられた作像条件データテーブルが格納されている。各プロセスユニット6Y,6M,6C,6Kについて、それぞれこの作像条件テーブルの中から、特定した現像バイアス値に最も近い現像バイアス値を選び出し、それに関連付けられた感光体帯電電位を特定する。
また、この画像形成装置は、電源投入時あるいは所定枚数のプリントを行う度に、色ずれ量補正処理も実施する。この色ずれ量補正処理を実施する際には、二次転写ベルト20の幅方向の一端部と他端部とにそれぞれ、シェブロンパッチPVと呼ばれるY,M,C,Kの各色のトナー像からなる色ずれ検知用画像を形成する。
シェブロンパッチPVは、図3に示すように、Y,M,C,Kの各色のトナー像を、ベルト移動方向に直交する主走査方向から約45°傾けた姿勢で、副走査方向であるベルト移動方向に所定ピッチで並べたラインパターン群である。このシェブロンパッチPVのトナー付着量は0.3[mg/cm2]程度である。
二次転写ベルト20の幅方向の両端部にそれぞれ形成したシェブロンパッチPV内の各色のトナー像を、図2に示した光学センサ28Yと28Kによって検知する。それにより、各色のトナー像における主走査方向の位置、副走査方向の位置、主走査方向の倍率誤差、主走査方向からのスキューをそれぞれ検出する。
ここで言う主走査方向とは、図示しない光書込ユニット内のポリゴンミラーでの反射に伴ってレーザ光が感光体1Y,1M,1C,1Kの表面を走査する方向、すなわち感光体の軸線方向である。それは、中間転写ベルト8及び二次転写ベルト20の幅方向になる。
副走査方向は感光体1Y,1M,1C,1Kの回転方向であり、中間転写ベルト8及び二次転写ベルト20の移動方向になる。
このシェブロンパッチPVもトナーパターンであり、前述した画像濃度制御用のトナーパターンと同様に、印刷画像を形成しない所定のタイミングで形成する。その場合も、各感光体1Y,1M,1C,1Kの表面に各色のトナーパターンを形成し、それを中間転写ベルト8上に一次転写し、そのトナーパターンを二次転写ベルト上に二次転写する。
このようなシェブロンパッチPV内のY,M,Cトナー像について、Kトナー像との検知時間差を光学センサユニット28の図2に示した光学センサ28Yと28Kで読み取っていく。
図3では上下方向が主走査方向に相当し、左から順に,Y,M,C,Kトナー像が並んだ後、これらとは姿勢が90°異なっているK,C,M,Yトナー像が更に並んでいる。
後述する制御部が、基準色となるKとの検出時間差tky,tkm,tkcについての実測値と理論値との差に基づいて、各色トナー像の副走査方向(ベルト移動方向)のズレ量、すなわちレジストずれ量を求める。そして、そのレジストずれ量に基づいて,図示していない光書込ユニットのポリゴンミラーの1面おき、すなわち1走査ラインピッチを1単位として、感光体1Y,1M,1Cに対する光書込開始タイミングを補正して、各色トナー像のレジストずれを低減する。
また、ベルト両側端部間での副走査方向のずれ量の差に基づいて、各色トナー像の主走査方向からの傾き(スキュー)を求める。そして、その結果に基づいて、光学系反射ミラーの面倒れ補正を実施して、各色トナー像のスキューずれを低減する。
以上のように、シェブロンパッチPV内における各トナー像を検知したタイミングに基づいて、光書込開始タイミングや光学系反射ミラーの面倒れを補正して、レジストずれやスキューずれを低減する処理が、色ずれ補正処理である。
このような色ずれ補正処理を実施することにより、温度変化などで、各色トナー像の中間転写ベルト8に対する形成位置が、経時的にずれていくことに起因する画像の色ずれの発生を抑えることができる。
また,低画像面積の画像形成動作が続くと、現像装置5Y,5C,5M,5K内に長時間留まり続ける古いトナーが増えてくるため、トナー帯電特性が劣化して現像能力及び転写性が低下し、画像品質が悪くなる。
そのため、このような古いトナーが現像装置5Y,5C,5M,5K内に滞留しないように、一定のタイミングで感光体1Y,1M,1C,1Kの非画像領域に吐き出させる。そして、吐き出し後にトナー濃度が低下した現像装置5Y,5C,5M,5Kに新しいトナーを補給して、現像装置内をリフレッシュするのが望ましい。この処理を行うモードをリフレッシュモードと称する。
〔記録媒体のジャム検知動作〕
この画像形成装置はさらに、二次転写部材である二次転写ベルトからの用紙等の記録媒体の分離ジャムを検知するために、前述した画像濃度補正や色ずれ補正用のトナーパターンを光学的に検知するための光学センサユニット28を兼用する。
図1に示した位置決めローラ対30によって送り出された記録媒体は、中間転写ベルト8と二次転写ベルト20とによる二次転写ニップでフルカラーのトナー像を転写され、回動する二次転写ベルト20に静電吸着されて、矢印線bで示すように搬送される。
分離ローラ21は、静電吸着力により二次転写ベルト20に貼り付いて搬送されてくる記録媒体Pを曲率分離により剥離させて下流の搬送ベルト装置31に受け渡す。
しかしながら、記録媒体Pがカールしている場合や、薄紙であったり、表面にコーティングが施されたコート紙などの場合に、分離ローラ21で正常な分離が行えないことがある。その場合は、記録媒体が搬送ベルト装置31に受け渡足されずに、図1に破線で示すように二次転写ベルト20に吸着されたまま巻き付き、分離ジャムが発生してしまうことになる。
そのため、光学センサユニット28の検知範囲に記録媒体が搬送されてきた場合は、光学センサユニット28の図2に示した各光学センサ28Y,28M,28C,28Kの少なくともいずれかがそれを検知する。
その検知信号が後述する制御部に入力することによって分離ジャムが検知され、制御部によって画像形成動作が直ちに中止され、二次転写ベルト20の回動を含む装置全体の記録媒体の紙搬送が停止される。
その停止状態は、そのジャムや剥離ミスの原因となった記録媒体の取り除き作業の終了が確認されるまで維持される。
その記録媒体にはトナー像が形成されているが、その取り除き作業時には、記録媒体がガイド部材29によってガイドされながら破線矢示d方向に取り除かれるため、未定着トナーが光学センサユニット28に付着しにくい。
また、光学センサユニット28には、検知動作が不要なときにトナーが付着しないよう、トナー付着防止手段としてシャッタを設けるとよい。この実施形態では、ジャム除去作業中もシャッタが機能するようにした。そうすることによって、光学センサユニット28へのトナーの付着をさらに少なくすることが可能になる。
ジャム検知は、搬送ベルト装置31の記録媒体搬送面に対向して、光学センサを配置することによっても可能である。しかし、その場合には、新たにジャム検知用の光学センサを設ける必要があるばかりか、位置決めローラ対30によって記録媒体の搬送を開始した後、規定時間経過しても光学センサがその記録媒体を検知しないときに、初めてジャム発生と判断することになる。
これに対して、光学センサユニット28は画像濃度などの画像品質を調整するために形成されるトナーパターン検知用のものを兼用できる。しかも、光学センサユニット28は分離ローラ21に近く、且つ通常の用紙搬送経路とは異なる位置にあるので、記録媒体の巻き付きを直接且つ早期に検知可能である。それによって、記録媒体が二次転写ベルト20に巻き付いたときには、それを直ちに検知して、速やかにその搬送を停止させることが可能である。
したがって、その記録媒体がベルト清掃ブラシローラ24やベルトクリーニングブレード25等に入り込む前に、その搬送を停止させることができる。そのため、ジャムになった記録媒体の視認性や除去性が損なわれず、それを容易に除去して、短持間で復旧可能になる。
なお、光学センサユニット28によってジャム検知を行うのは、各色の階調パターンやシェブロンパッチなどのトナーパターンが二次転写ベルト20上にないときのみである。
具体的には、各色の階調パターン又はシェブロンパッチが二次転写ベルト20上で光学センサユニット28の検知範囲にあるときは,ジャム検知機能をマスクすることにより、記録媒体を監視しない。これにより、二次転写ベルト20上の各色の階調パターンやシェブロンパッチを記録媒体と誤検知する恐れがなくなり、信頼性を高めることができる。
上述した第1の実施形態の画像形成装置では、中間転写ベルト8が、トナー像を担持する像担持体であり、感光体1Y,1M,1C,1Kに形成された複数のトナー像が順次重ね合わされて転写される中間転写体である。そして、二次転写ベルト20が二次転写部材であり、像担持体である中間転写ベルト8との間で転写ニップを形成し、像担持体である中間転写ベルト8に担持されたトナー像を、転写ニップで記録媒体Pに転写するベルト状転写部材である。
なお、中間転写体は中間転写ドラムであってもよい。二次転写部材は二次転写ローラでもよい。
また光学センサユニット28の各光学センサが、転写部材である二次転写ベルト20上に転写されたトナー像を光学的に検知するトナー像検知手段である。
この画像形成装置は、所定のタイミングで像担持体である中間転写ベルト8上にトナーパターンを形成し、そのトナーパターンを転写部材である二次転写ベルト20上へ転写する。そして、トナー像検知手段である光学センサユニット28により、その二次転写ベルト20上のトナーパターンを光学的に検知する。
その像担持体である中間転写ベルト8に担持されたトナー像を上記転写ニップで記録媒体に転写する場合には、その記録媒体のジャムをトナー像検知手段である光学センサユニット28によって検知する。
像担持体である中間転写ベルト8は、少なくとも二次転写ベルト20との間に転写ニップを形成する表面側に弾性層を有する。
そして、トナー像検知手段である光学センサユニット28によって検知する記録媒体のジャムは、転写部材である二次転写ベルト20への巻き付きジャムである。
上記トナーパターンは画像濃度調整や色ずれ補正などの画像品質を調整するために形成される。また、トナー像検知手段である光学センサユニット28によって記録媒体のジャムを検知するのは、上記トナーパターンが、転写部材である二次転写ベルト20上の光学センサユニット28による検知領域にないタイミングのみである。
図4に示す制御部40は、トナー像検知手段である光学センサユニット28の各光学センサによって記録媒体のジャムが検知されたときには、その記録媒体の搬送を直ちに停止させる制御手段の役目を果す。
トナー像検知手段である光学センサユニット28は、転写部材である二次転写ベルト20の表面に沿い、且つその表面の移動方向に直交する主走査方向に間隔を置いて、2個以上の光学センサを設置している。そして、少なくとも隣接する2個のトナー像検知手段同士である光学センサ同士の間には、記録媒体をガイドするガイド部材29が設置されている。
〔画像形成装置の制御系〕
ここで、この実施形態の画像形成装置における制御系について図4によって説明する。
図4はその制御系のこの発明に係わる部分の構成を示すブロック図であり、図1と対応する部分には同一の符号を付している。
図4において、制御部40は、図1に示した第1の実施形態の画像形成装置全体を制御するコントローラであり、CPU及びROM、RAM、入出力回路等からなるマイクロコンピュータを備えている。
この制御部40は、図1に示した各部を駆動制御して、前述した印刷時における記録媒体への画像形成(プリント、印刷)処理を実行する。また、電源投入時あるいは所定枚数の画像形成ごとに、画像濃度調整及び色ずれ補正などの画像品質を調整するための処理、及び記録媒体の分離ジャム検知処理も実行する。さらに、前述した現像装置に関するリフレッシュモードの処理も行う。
光学センサユニット28の図2に示した4個の各光学センサ28Y,28M,28C,28Kの検出信号(反射光量に応じた電圧信号)を制御部40に入力する。
そして、画像濃度調整を行う場合は、前述したように二次転写ベルト20上に各色の各階調パターンを形成する。そして、光学センサユニット28の各光学センサ28Y,28M,28C,28Kが、各階調パターンのトナーパッチに対する単位面積当たりのトナー付着量に応じた光量の反射光を受光して、その受光量に応じた検知信号を出力する。
制御部40のマイクロコンピュータが、その各光学センサの検出信号の電圧とトナー付着量変換アルゴリズムとから、各色の階調パターンの各トナーパッチにおけるトナー付着量を算出し、算出した付着量に基づいて作像条件を調整する。
具体的には、前述したように適切な現像バイアス値を演算し、現像バイアス回路41を制御して、Y,M,C,K用の現像装置5Y,5M,5C,5Kの各現像ローラに印加する現像バイアス電圧を調整する。
また、制御部40のメモリ(例えばROM)内には、数十通りの現像バイアス値と、それぞれに個別に対応する適切な感光体帯電電位とが、予め関連付けられた作像条件データテーブルが格納されている。そして、図1に示した各プロセスユニット6Y,6M,6C,6Kについて、それぞれこの作像条件テーブルの中から、特定した現像バイアス値に最も近い現像バイアス値を選び出し、それに関連付けられた感光体帯電電位を特定する。
そして、図4におけるその他の被制御部に含まれる図1に示した帯電装置2Y,2M,2C,2Kに印加する電圧を制御して、感光体1Y,1M,1C,1Kの帯電電位を調整する。
これらの制御によって、画像濃度を適切に調整あるいは補正することができる。
色ずれ補正を行う場合は、二次転写ベルト20の幅方向の両端部に図3に示したようなシェブロンパッチPVを形成する。そして、そのシェブロンパッチPV内の各色のトナー像を光学センサユニット28によって検知する。その検知信号を制御部40に入力することにより、各色のトナー像における主走査方向の位置、副走査方向の位置、主走査方向の倍率誤差、主走査方向からのスキューをそれぞれ検出することができる。
そして、制御部40のマイクロコンピュータは、各色トナー像の副走査方向(ベルト移動方向)のズレ量、すなわちレジストずれ(位置ずれ)量を求め、その他の被制御部45に含まれる光書込ユニットを制御する。それによって、図1における各感光体1Y,1M,1Cに対する光書込開始タイミングを補正して、各色トナー像のレジストずれを低減する。
また、制御部40は、二次転写ベルト20の両側端部間での副走査方向のシェブロンパッチPVのずれ量の差に基づいて、各色トナー像の主走査方向からの傾き(スキュー)を求める。そして、その結果に基づいて、光学系反射ミラーの面倒れ補正を実施して、各色トナー像のスキューずれを低減する。
このように、シェブロンパッチPV内における各トナー像を検知したタイミングに基づいて、光書込開始タイミングや光学系反射ミラーの面倒れを補正して、レジストずれやスキューずれを低減する色ずれ補正処理を実行する。
パーソナルコンピュータ等のホスト装置から送られて来た画像情報によって記録媒体に画像を形成する際には、制御部40は通常の画像形成処理を実行するとともに、二次転写ベルト20への記録媒体の巻き付きによるジャムの発生を監視する。
光学センサユニット28の検知範囲に記録媒体が搬送されてくると、光学センサユニット28がそれを検知して、その検知信号を制御部40へ入力する。
制御部40は、その検知信号の入力によって分離ジャムの発生を検知し、ベルト駆動回路42を制御して、中間転写ベルト8および二次転写ベルト20の駆動源となるモータ43を停止させる。それによって、二次転写ベルト20の回動を含む装置全体の記録媒体の搬送を全て停止する。モータ43は1個とは限らず、複数個使用している場合は、その全てのモータを停止させる。また、その他の被制御部45も制御して、画像形成動作も直ちに中止させる。その停止状態は、そのジャムになった記録媒体の取り除き作業の終了が確認されるまで維持する。
このとき、制御部40は操作パネルの表示部46に、二次転写部で記録媒体の分離ジャムが発生したことを、メッセージやイラスト等で表示する。それによって、ユーザはジャムが発生したこととその発生位置を容易に知ることができ、そのジャムになった記録媒体の除去作業を迅速に行うことができる。
光学センサユニット28には、検知動作が不要なときにトナーが付着しないよう、トナー付着防止手段としてシャッタ44が設けられている。制御部40はそのシャッタ44を制御して、光学センサユニット28による検知動作が必要なタイミング又は期間中は、そのシャッタ部材を、各光学センサ28Y,28M,28C,28Kの検知面を開放する位置に退避させる。また、光学センサユニット28による検知動作が不要なタイミング又は期間中は、そのシャッタ部材を、各光学センサ28Y,28M,28C,28Kの検知面をカバーする位置に移動させる。ジャム除去作業中も、シャッタ44のシャッタ部材が、各光学センサ28Y,28M,28C,28Kの検知面をカバーするように制御する。
そうすることによって、光学センサユニット28へのトナーの付着をさらに少なくすることが可能になる。
また、光学センサユニット28と二次転写ベルト20との間には、各光学センサ28Y,28M,28C,28Kの非検知時にトナー等がその検知面に付着するのを防ぐために、トナー付着防止手段として図示していないシャッタが設けられている。そのシャッタとしては、例えばモータやソレノイド等によって駆動されて、各光学センサ28Y,28M,28C,28Kの検知面をカバーする位置と開放する位置とに変位する機械的シャッタを使用することができる。しかし、空気流によってトナー等の付着を防止するエアシャッタや、機械的シャッタとエアシャッタの組合せなどにしてもよい
〔好適に使用されるトナーについて〕
次に、この実施形態の画像形成装置に好適に使用されるトナーについて説明する。
そのトナーは,600dpi以上の微少ドットを再現するために、トナーの体積平均粒径が3〜6[μm]のものが好ましい。また,体積平均粒径Dvと個数平均粒径Dnとの比Dv/Dnが、1.00〜1.40の範囲にあるトナーが好ましい。
Dv/Dnが1.00に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布が狭いトナーは、帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができる。また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
トナーの形状係数SF−1は100〜180、形状係数SF−2は100〜180の範囲にあることが好ましい。図5(a)は形状係数SF−1を説明するためにトナーの形状を模式的に表わした図である。
形状係数SF−1はトナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式(1)で表わされる。すなわち、トナーを二次元平面に投影してできる形状の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−1={(MXLNG)/AREA}×(100π/4)・・・式(1)
SF−1の値が100の場合はトナーの形状が真球となり、SF−1の値が大きくなるほど不定形になる。
また,図5(b)は、形状係数SF−2を説明するためにトナーの形状を模式的に表わした図である。形状係数SF−2はトナー形状の凹凸の割合を示すものであり,下記式(2)で表わされる。すなわち、トナーを二次元平面に投影してできる図形の周長PERIの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−2={(PERI)/AREA}×(100π/4)・・・式(2)
SF−2の値が100の場合トナー表面に凹凸が存在せず、SF−2の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
形状係数の測定は、具体的には走査型電子顕微鏡(例えば、S−800:日立製作所製)でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置(例えば、LUSEX3:ニレコ社製)に導入して解析して計算する。トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなる。したがって、流動性が高くなり、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率が高くなる。形状係数SF−1とSF−2のいずれかが180を超えると、転写率が低下するため好ましくない。
また、カラープリンタに好適に使用されるトナーは、少なくとも窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマーと、ポリエステルと、着色剤と、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び/又は伸長反応させて得られる。
この実施形態の画像形成装置に好適に使用されるトナーは、前述したように小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーである。そのトナーの形状は略球形状であり、以下の形状規定によって表わすことができる。
図6(a),(b),(c)はトナーの形状を模式的に示す図である。図6(a),(b),(c)において、略球形状のトナーを、長軸:r1、短軸:r2、厚さ:r3(但し,r1≧r2≧r3とする。)で規定する。
その場合、図6(b)に示す長軸と短軸との比r2/r1が0.5〜1.0で、図6(c)に示す厚さと短軸との比r3/r2が0.7〜1.0の範囲にあるトナーが好ましい。
長軸と短軸との比r2/r1が0.5未満になると、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比r3/r2が0.7未満になると、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。厚さと短軸との比r3/r2が1.0の場合は、長軸を回転軸とする回転体となり,トナーの流動性を向上させることができる。
なお、r1,r2,r3は、走査型電子顕微鏡(SEM)で、視野の角度を変えて写真
を撮り、それを観察しながら測定する。
〔第2の実施形態〕
次にこの発明による画像形成装置の第2の実施形態を図7によって説明する。図7はその第2の実施形態の画像形成装置を示す機構部の概略構成図であり、図1と対応する部分には同一の符号を付してあり、それらの説明は省略する。
この画像形成装置は、いわゆるタンデム型直接転写方式の画像形成装置であり、第1の実施形態と同様にカラープリンタとして使用される。
この図7に示す画像形成装置では、図1に示した画像形成装置における中間転写ユニット7に代えて、記録媒体搬送ユニット50を設けた点が相異している。
記録媒体搬送ユニット50は、記録媒体搬送ベルト51が、駆動ローラ52と従動ローラ53,54等によって張力を持って張り渡たされている。そして、駆動ローラが駆動源であるモータによって矢示A方向に回転駆動されると、記録媒体搬送ベルト51が矢示B方向へ周回移動(回動)され、従動ローラ53,54はそれによって従動回転する。従動ローラ54は、記録媒体搬送ベルト51にテンションを与えるテンションローラの役目を果す。
その記録媒体搬送ベルト51の略水平な上部に外側の面が、4個のプロセスユニット6Y,6M,6C,6Kの各感光体1Y,1M,1C,1Kの外周面の下部にそれぞれ接触して、Y,M,C,K用の転写ニップを形成している。その記録媒体搬送ベルト51の内側には各感光体1Y,1M,1C,1Kとの間に記録媒体搬送ベルト51を挟み込むように、各転写ローラ59Y,59M,59C,59Kが配置されている。
従動ローラ54と53の間には、記録媒体搬送ベルト51の内側にクリーニング対向ローラ13,14,15が、外側にベルトクリーニング装置100が配置されている。
さらに、図7において、感光体1Yと記録媒体搬送ベルト51による転写ニップより左方に位置決めローラ対30が配置され、感光体1Kと記録媒体搬送ベルト51による転写ニップより右方に、図示していない定着装置が配置されている。
駆動ローラ52の下側には、記録媒体搬送ベルト51と対向するように、光学センサユニット28が設けられ、その光学センサユニット28と記録媒体搬送ベルト51の間にはガイド部材29が設けられている。
その光学センサユニット28は、記録媒体搬送ベルト51上に転写されたトナー像を光学的に検知するトナー像検知手段であるとともに、記録媒体搬送ベルト51に破線で示すように巻き付いた記録媒体のジャムを検知する手段を兼ねている。
光学センサユニット28は、前述したように複数の光学センサを備えており、その各光学センサの検知面へのトナーの付着を防止するためのトナー付着防止手段として、検知動作をしないときには検知面をカバーするシャッタ等が設けられている。
この画像形成装置によって、用紙等の記録媒体に画像情報による画像を形成する際には、前述した第1の実施形態の画像形成装置と同様に、各プロセスユニット6Y,6M,6C,6Kの感光体1Y,1M,1C,1Kの表面に、各色のトナー像を形成する。
一方、図示していない給紙部から給送される用紙等の記録媒体Pを、位置決めローラ対30によって、所定のタイミングで記録媒体搬送ベルト51上へ送り込む。
記録媒体搬送ベルト51は図示していない帯電手段によって帯電されており、送り込まれた記録媒体Pを静電吸着して、その回動によって矢示B方向へ搬送し、感光体1Y,1M,1C,1Kとの各転写ニップを順次通過させる。その際に、感光体1Y,1M,1C,1Kの表面に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー像が、その記録媒体P上に順次重ねて転写され、記録媒体P上にフルカラーのトナー像が形成される。
この画像形成装置では、記録媒体搬送ユニット50の駆動ローラ52が分離ローラを兼ねている。そして、記録媒体搬送ベルト51と感光体1Kとの転写ニップを通過した記録媒体Pを、駆動ローラ52による曲率分離で記録媒体搬送ベルト51から分離させ、矢示g方向へ直進させる。その記録媒体を、図示していない定着装置へ搬送して、転写されたトナー増を定着させた後、機外へ排出する。
記録媒体搬送ベルト51と感光体1Kとの転写ニップを通過した記録媒体Pが、駆動ローラ52によって分離されずに、記録媒体搬送ベルト51に吸着されたまま、破線で示すように巻き付くことがある。その場合には、それを光学センサユニット28の光学センサによって速やかに検知することができる。
それによって、図4によって説明した制御部40と同様な制御部が、その検知信号の入力によって分離ジャムの発生を検知し、記録媒体搬送ベルト51の駆動源となるモータを停止させるとともに、装置全体の記録媒体の紙搬送を全て停止する。また、画像形成動作も直ちに中止させる。その停止状態は、そのジャムになった記録媒体の取り除き作業の終了が確認されるまで維持する。
このとき、制御部は操作パネルの表示部に、記録媒体搬送ユニット50の分離部で記録媒体の分離ジャムが発生したことを、メッセージやイラスト等で表示する。
それによって、ユーザはジャムが発生したこととその発生位置を知ることができ、図7に破線矢示hで示すように、そのジャムになった記録媒体をガイド部材に沿って引き抜いて、容易に除去することができる。
電源投入時あるいは所定枚数の画像形成を行ったときなど、所定のタイミングで、各色の画像濃度を調整したり色ずれを補正したりする場合は、記録媒体搬送ベルト51上に、階調パターンやシェブロンパッチのような所定のトナーパターンを形成する。
そして、そのトナーパターンを光学センサユニット28の光学センサによって検知し、その検知信号を制御部に入力する。それによって、制御部が前述の実施形態の場合と同様に、画像濃度の調整や色ずれの補正など、画像品質を調整するための処理を実行する。
そして、光学センサユニット28による検知領域を通過した記録媒体搬送ベルト51の表面は、ベルトクリーニング装置100を通過する際に、その表面に形成されたトナーパターンが完全に除去される。その後、図示していない潤滑剤塗布装置によって、そのクリーニング処理された表面に潤滑剤を塗布するようにしてもよい。
この第2の実施形態の画像形成装置では、感光体1Y,1M,1C,1Kが、トナー像を担持する像担持体であり、記録媒体を搬送して感光体1Y,1M,1C,1に担持されたトナー像をその記録媒体に転写する記録媒体搬送ベルト51が、転写部材である。
その他については、前述した第1の実施形態の場合と同様である。
以上、この発明の実施形態について説明してきたが、この発明はこれに限るものではない。この発明による画像形成装置は、タンデム型に限るものではなく、レボルビング型の画像形成装置でもよい。感光体はドラム状に限らずベルト状の感光体でもよい。中間転写体には、中間転写ベルトに代えて中間転写ドラムを使用してもよい。転写部材又は二次転写部材は、ベルト状転写部材に限らず、ドラム状又はローラ状の転写部材でもよい。
また、この発明を適用する画像形成装置としては、プリンタに限らず、印刷装置、複写装置、ファクシミリ装置、それらの複数の機能を備えた複合機などでもよい。
なお、前述した各実施形態の構成及び機能等は、適宜追加、変更、一部の省略等を行うことができ、また、相互に矛盾しない限り任意に組み合わせて実施可能であることは勿論である。
1Y,1M,1C,1K:感光体 2Y,2M,2C,2K:帯電装置
4Y,4M,4C,4K:ドラムクリーニング装置
5Y,5C,5M,5K:現像装置 6Y,6M,6C,6K:プロセスユニット
7:中間転写ユニット 8:中間転写ベルト
9Y,9M,9C,9K:一次転写ローラ 10:駆動ローラ
11:従動ローラ 12:二次転写対向ローラ(従動ローラ)
13,14,15:クリーニング対向ローラ 16:テンションローラ(従動ローラ)
17:塗布ブラシ対向ローラ 18:二次転写ローラ 19:潤滑剤塗布装置
20:二次転写ベルト 21:分離ローラ
22:光学センサユニット対向ローラ 23:クリーニング対向ローラ
24:ベルト清掃ブラシローラ 25:ベルトクリーニングブレード
26:潤滑剤 27:潤滑剤塗布ブラシローラ 28:光学センサユニット
28Y,28M,28C,28K:光学センサ 29:ガイド部材
30:位置決めローラ対 31:搬送ベルト装置 32:定着装置
40:制御部 41:現像バイアス回路 42:ベルト駆動回路
43:モータ 44:シャッタ 45:その他の被制御部 46:表示部
50:記録媒体搬送ユニット 51:記録媒体搬送ベルト 52:駆動ローラ
53,54:従動ローラ 59Y,59M,59C,59K:転写ローラ
100:ベルトクリーニング装置
101,104,107:クリーニングブラシローラ
102,105,108:回収ローラ 103,106,109:回収ブレード
110:トナー排出コイル
特開2010−44098号公報 特開2012−118120号公報 特開平09−319269号公報

Claims (12)

  1. トナー像を担持する像担持体と、
    該像担持体との間で転写ニップを形成し、前記像担持体に担持されたトナー像を転写ニップで記録媒体に転写する転写部材と、
    該転写部材上に転写されたトナー像を光学的に検知するトナー像検知手段とを備え、
    所定のタイミングで前記像担持体上にトナーパターンを形成し、該トナーパターンを前記転写部材上へ転写し、前記トナー像検知手段により前記転写部材上のトナーパターンを光学的に検知する画像形成装置において、
    前記像担持体に担持されたトナー像を前記転写ニップで記録媒体に転写する場合には、該記録媒体のジャムを前記トナー像検知手段によって検知することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記像担持体が、少なくとも前記転写ニップを形成する表面側に弾性層を有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記トナー像検知手段によって検知する記録媒体のジャムが前記転写部材への巻き付きジャムであることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
  4. 前記像担持体が、感光体に形成された複数のトナー像が順次重ね合わされて転写される中間転写体であり、
    前記転写部材が、前記中間転写体に担持されたトナー像を前記転写ニップで記録媒体に転写する二次転写部材であることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 前記転写部材がベルト状転写部材であり、前記トナー像検知手段によって検知する記録媒体のジャムが前記ベルト状転写部材への巻き付きジャムであることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
  6. 前記中間転写体が中間転写ベルトであり、前記二次転写部材が二次転写ベルトであることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
  7. 前記像担持体が感光体であり、前記転写部材が、記録媒体を搬送して前記感光体に担持されたトナー像を該記録媒体に転写する記録媒体搬送ベルトであることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
  8. 前記トナー像検知手段によって記録媒体のジャムが検知されたときには、該記録媒体の搬送を直ちに停止させる制御手段を設けたことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  9. 前記トナーパターンは画像品質を調整するために形成され、
    前記トナー像検知手段によって記録媒体のジャムを検知するのは、前記トナーパターンが前記転写部材上の前記トナー像検知手段による検知領域にないタイミングのみであることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  10. 前記トナー像検知手段は、前記転写部材の表面に沿い且つ該表面の移動方向に直交する主走査方向に間隔を置いて2個以上設置されており、少なくとも隣接する2個の前記トナー像検知手段同士の間には記録媒体をガイドするガイド部材が設置されていることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  11. 前記トナー像検知手段には、その検知面へのトナーの付着を防止するためのトナー付着防止手段が設けられていることを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  12. 前記トナー付着防止手段が、前記検知面をカバーするシャッタを有することを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。
JP2013170146A 2013-08-20 2013-08-20 画像形成装置 Pending JP2015040867A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013170146A JP2015040867A (ja) 2013-08-20 2013-08-20 画像形成装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013170146A JP2015040867A (ja) 2013-08-20 2013-08-20 画像形成装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015040867A true JP2015040867A (ja) 2015-03-02

Family

ID=52695091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013170146A Pending JP2015040867A (ja) 2013-08-20 2013-08-20 画像形成装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015040867A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017021114A (ja) * 2015-07-08 2017-01-26 株式会社リコー 画像形成装置
JP2021067457A (ja) * 2019-10-17 2021-04-30 コニカミノルタ株式会社 用紙物性検出装置、用紙情報判別システム、および画像形成システム
CN114200800A (zh) * 2020-09-02 2022-03-18 株式会社理光 图像形成装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05322760A (ja) * 1992-05-19 1993-12-07 Sharp Corp 画像濃度検出装置
JP2005266237A (ja) * 2004-03-18 2005-09-29 Canon Inc 画像形成装置
JP4724288B2 (ja) * 2000-10-30 2011-07-13 キヤノン株式会社 画像形成装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05322760A (ja) * 1992-05-19 1993-12-07 Sharp Corp 画像濃度検出装置
JP4724288B2 (ja) * 2000-10-30 2011-07-13 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP2005266237A (ja) * 2004-03-18 2005-09-29 Canon Inc 画像形成装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017021114A (ja) * 2015-07-08 2017-01-26 株式会社リコー 画像形成装置
JP2021067457A (ja) * 2019-10-17 2021-04-30 コニカミノルタ株式会社 用紙物性検出装置、用紙情報判別システム、および画像形成システム
JP7331615B2 (ja) 2019-10-17 2023-08-23 コニカミノルタ株式会社 用紙物性検出装置、用紙情報判別システム、および画像形成システム
CN114200800A (zh) * 2020-09-02 2022-03-18 株式会社理光 图像形成装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5124098B2 (ja) 転写ベルトユニット、及び画像形成装置
JP2016191829A (ja) 画像形成装置
US7751752B2 (en) Image forming apparatus
JP6394016B2 (ja) 画像形成装置
JP2006235391A (ja) 画像形成装置
JP2015040867A (ja) 画像形成装置
JP2011081122A (ja) 画像形成装置
JP2009217229A (ja) 画像形成装置
US9836013B2 (en) Image forming apparatus, image forming system and lubricant amount adjusting method
JP2010117636A (ja) 画像形成装置
US20210373454A1 (en) Image forming apparatus
US9383712B2 (en) Image forming apparatus
JP2009014956A (ja) 画像形成装置
JP2004118114A (ja) 画像形成装置
JP6335664B2 (ja) 画像形成装置
JP2006106667A (ja) 転写装置及び画像形成装置
JP2010091797A (ja) 画像形成装置
JP6836182B2 (ja) 画像形成装置
JP6961375B2 (ja) 画像形成装置
JP6376432B2 (ja) 画像形成装置
JP4949752B2 (ja) 画像形成装置
JP4538044B2 (ja) 現像装置及び画像形成装置
JP2006091814A (ja) 画像形成装置
JP6465396B2 (ja) クリーニング装置および画像形成装置
US8208841B2 (en) Developing device and image forming apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160722

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170419

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170425

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170626

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171003

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20180327