JP3268345B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の目的】

【産業上の利用分野】この発明は、静電複写機、同プリ
ンタなど静電転写プロセスを利用する画像形成装置、と
くに転写材に複数のトナー像を重畳形成して多色画像を
得るような画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術と解決すべき課題】像担持体上に形成した可
転写トナー像を紙などの転写材に転写する複数の画像形
成ユニットを、それぞれに異色のトナーを収納して列設
し、無端ベルトなどの転写材搬送部材によって転写材を
前記各ユニットを通過させて各色トナー像を順次重畳転
写した後、このトナー像を定着してカラー画像を得るよ
うな画像形成装置がすでにひろく実用されている。

【０００３】このような画像形成装置は画像出力の高速
化の観点からは好適であるが、近来さらに小型化、イー
ジーメンテナンス、環境に対する配慮などの観点から、
使用済トナーの再利用によるクリーナレス、現像同時ク
リーニング方式を採用した装置が実用化されてきてい
る。

【０００４】このような要請に応える一つの手段とし
て、重合法によって形成された球形トナーを用いるのが
有効である。以下、球形トナーを用いることによってク
リーナレス、現像同時クリーニングによるトナー再利用
が達成できる理由について、像担持体へのトナーの付着
力の側面から、「図１２」によって略述する。

【０００５】現像時にトナーが像担持体に付着する場
合、このトナーに働く力としては鏡映力とファンデルワ
ールス力がある。鏡映力は電荷量と両者間の距離に大き
く依存する。従来の粉砕分級によって形成されたトナー
では、その表面が不整形で凹凸があり、摩擦帯電によっ
てその突部に電荷が集中して帯電される（同図図示左側
参照）。これに対して、重合法によって生成されたトナ
ーはほぼ球状に形成されているので、その表面に均一に
電荷が分布した状態で帯電する（同図図示右側参照）。

【０００６】両者の、像担持体表面に極く近接した領域
をみると、前者ではトナーが不整形であるために像担持
体とはある面積をもって近接しており、後者ではトナー
が球形であるので、像担持体との近接領域はごく小さく
なる。このため、鏡映力に影響する近接領域にある電荷
についてみると、前者の電荷量は後者のそれよりも大き
くなり、鏡映力も前者が大きくなる。

【０００７】ファンデルワールス力は、より近接領域が
影響し、平面で接触している状態では非常に大きくな
る。粉砕トナーの場合には「図１２」の左側に示したよ
うな状態で像担持体に当接しているトナーが多量に存在
し、この場合にはフアンデルワールス力は非常に大きく
なる。一方重合トナーは像担持体とほぼ点接触している
状態であるので、フアンデルワールス力も粉砕トナーよ
りも小さくなる。

【０００８】以上説明したように、重合トナーは像担持
体に対する鏡映力、ファンデルワールス力が小さい、即
ち付着力が小さいので、転写残トナーも少なく、現像同
時クリーニング時のトナー回収効果も大で、クリーナレ
ス、現像同時クリーニングが可能となる。

【０００９】つぎに、現像同時クリーニング方式による
カラー画像形成装置の一例を、「図１３」によって略述
すると、駆動ローラ３２と分離ローラ３０の間には、転
写材を搬送する無端状の搬送ベルト５０が懸架されて白
抜き矢印方向に走行する。該無端ベルト５０の図示上方
には、図示の場合、夫々マゼンタトナー、シアントナ
ー、イエロートナー、ブラックトナーを収納した４個の
画像形成ユニット５Ｍ、５Ｃ、５Ｙ、５Ｋが列設してあ
る。

【００１０】図示右方から、レジストローラローラ２０
を経て転写材１８が搬送ベルト５０に供給され、ついで
前記画像形成ユニット５Ｍ乃至５Ｋのある画像形成部位
を通過すると、各ユニット位置で各色トナーによる画像
が順次重畳形成され、その後転写材は搬送ベルト５０か
ら分離されて定着装置３８に至り、ここで各色トナー像
は融解混合してカラー画像となるとともに、このカラー
トナー像が転写材に定着固定されて機外に排出されるも
のとする。

【００１１】各画像形成ユニットは、収納トナーの色を
異にする以外同様の構成作用を具備しているので、以下
シアントナーを収納したユニット５Ｃについて略述す
る。該ユニット５Ｃには、紙面に垂直方向に延設されて
矢印ｂ方向に回転する円筒状の像担持体１０Ｃが配設さ
れて搬送ベルト５０に当接している。

【００１２】この像担持体表面感光層が帯電ローラ１２
Ｃによって一様に帯電された後、該帯電面にレーザスキ
ャナ１４Ｃから、原稿のシアン成分色に相当する画像信
号が投射されて静電潜像が形成される。像担持体の回転
走行にともなって該潜像が現像器１６Ｃが位置する現像
部位に達すると、この現像器からシアントナーが前記潜
像に供給されてシアントナー像が形成される。

【００１３】さらに、このシアントナー像が、像担持体
１０Ｃに対向して搬送ベルトの反対側に配置された転写
ブレード２５Ｃが位置する転写部位に至ると、これにタ
イミングを合わせて、搬送ベルト５０によって転写材１
８が前記転写部位に搬送され、同時に転写ブレードには
転写バイアスが印加されて像担持体上のシアントナー像
が転写材１８に転写され、この転写材は次の画像ユニッ
ト５Ｙに進行する。

【００１４】一方転写を終えた像担持体はさらに回転
し、前露光ランプ１３Ｃによって残留電荷が除去され、
また像担持体上に残る残留トナーは現像動作中、現像器
位置に到来するとともにこれに回収されて再度の現像に
供されるものとする。

【００１５】各画像形成ユニットがそれぞれ以上のよう
な動作を行うから、搬送ベルト５０に供給された転写材
が画像形成ユニット５Ｍ、５Ｃ、５Ｙ、５Ｋを通過する
につれ、それぞれの転写部位でマゼンタトナー像、シア
ントナー像、イエロートナー像、ブラックトナー像が重
畳転写された後、該転写材は搬送ベルト５０から分離さ
れて定着装置３８に進入して定着後、機外に排出される
ものとする。なお図示符号５１は転写材分離後搬送ベル
ト５０を清掃するクリーナである。

【００１６】この装置では、図から直ちにわかるように
各色トナーごとに画像形成ユニットを有しており、また
各ユニットには像担持体上の残留トナーを除去するクリ
ーナが無く、現像器が残留トナーを回収再利用している
ので、ジャムを発生したような場合、像担持体上の現像
されたトナーが搬送ベルトに転写され、このトナーが作
動再開始とともに走行する搬送ベルトによって、それよ
りも下流側にある転写部位に達し、その位置にある像担
持体に転移、さらに回収されることによって、上流側の
トナーが下流側の現像器に回収されて現像器内でトナー
の混色が生ずると云う欠陥を有していた。

【００１７】本発明はこのような事態に対処すべくなさ
れたものであって、上記のような、搬送ベルトなどの搬
送手段に沿って複数の画像形成ユニットを列設して１枚
の転写材に複数色トナー像を順次重畳転写するととも
に、像担持体上の残留トナーを現像器に回収再使用する
ような画像形成装置において、ジヤム検知手段をそな
え、その検知信号によって像担持体と転写材を担持搬送
する搬送手段とを分離し、さらに該搬送手段をクリーニ
ングする手段を設けることによって、上述のような混色
による画質の劣化を招来することのないような画像形成
装置を提供することを目的とするものである。

【００１８】

【発明の構成】

【課題を解決する技術手段、その作用】上記の目的を達
成するため、本発明は、走行する転写材担持部材に沿っ
て複数個の画像形成ユニットを列設し、各画像形成ユニ
ットで生ずる転写残トナーを対応する現像器に回収する
現像同時クリーニング方式をとる画像形成装置におい
て、ジャム検知手段と、ジャム検知信号に応動して前記
各画像形成ユニットと前記転写材担持体とを離隔する手
段と、離隔後、前記転写材担持体を駆動してこれをクリ
ーニングするクリーニング手段とを具備する画像形成装
置、または、上記のものにおいて、転写材担持体が無端
ベルト、または円筒状転写ドラム、または中間転写体の
いずれかとしたことを特徴とする画像形成装置である。

【００１９】このように構成することによって、複数の
画像形成ユニットを列設して順次重畳して画像形成を行
う場合に、先行する画像形成ユニットによる転写残トナ
ーが後続するユニットに混在することを有効に阻止でき
る。

【００２０】

【実施例の説明】「図１」は本発明の実施例を示すカラ
画像形成装置の概略側面図であって、装置の基本的な構
成、作用は、前記「図１２」に示したものと同様で、対
応する部分には同一の符号を付して示してあり、それら
については必要ない限り説明を省略する。

【００２１】この装置には、転写材搬送用の搬送ベルト
５０適所にカムとカムフオロワを含む、ジヤム発生時に
像担持体と搬送ベルトとを分離するための、後述する搬
送ユニット接離機構３４が配設してある。

【００２２】ここで、「図２」によって、上記の装置の
制御方式について略述する。画像形成装置本体頂部に原
稿を載置する画像形成装置の場合、載置された原稿が原
稿照明用ランプで照射され、その反射光がＣＣＤ７ｒ、
７ｇ、７ｂに入力され、その出力がＡ／Ｄ変換されて、
マイクロプロセッサシステム１０２の制御下で、画像処
理ユニット１００で必要な処理をほどこされ、マゼン
タ、シアン、イエロー、ブラックの記録付勢用の信号に
変換されて、レーザドライバ１０１ｍ、１０１ｃ、１０
１ｙ、１０１ｂｋに入力され、各レーザドライバが半導
体レーザ１４ｍ、１４ｃ、１４ｙ、１４ｂｋを付勢して
原稿の各成分色に相当する出力を投射する。

【００２３】前記マイクロプロセッサ１０２は、中央制
御ユニットＣＰＵ、リードオンメモリーＲＯＭ、ランダ
ムアクセスメモリーＲＡＭ、割り込み制御回路、Ｉ／Ｏ
ポートを具備しており、予めＲＯＭに入力されているプ
ログラムによって、装置本体内の各種センサ、スイッチ
のオン・オフ制御、所定のタイミングでのモータ、ソレ
ノイド、クラッチ、高圧発生装置、ヒータ、各種表示装
置などを制御するものとする。

【００２４】「図３」は前記装置の搬送ベルト部分のみ
を、奥側（操作者がいる側の反対側）からみたところを
示す側面図、「図４」は搬送ベルトの上下位置を制御す
るカム４６近傍を示す斜視図である。この部分は搬送ベ
ルト、これを懸架しているローラ３０、３２、クリーナ
５１などが一体にユニット６０に形成されており、常態
においてはカム４６によって全体が水平になるように支
持されている。

【００２５】前記カム４６は、装置の不動部適所に配し
たレール４７に支持されて図示左右方向に摺動自在とな
っている。また、前記カムの仮面に形成したラックに
は、ステッピングモータ４９の軸に設けたピニオン４８
がかみ合っており、該モータの回転によってカム４６が
移動し、これに係合するカムフォロワ４５がカム４６の
斜面を移動して前記ユニット６０を上下方向に変位させ
る。

【００２６】前記ステッピングモータ４９は、「図２」
に示す電装部によって制御され、そのステッピングモー
タにかかわる部分を「図５」に略示してある。図示のよ
うに、ステッピングモータ４９はステッピングモータド
ライバ１０３に接続してあり、マイクロプロセッサシス
テム１０２がステッピングモータドライバ１０３にオン
・オフ信号と、正／逆信号を送り出している。

【００２７】ステッピングモータドライバは、オン・オ
フ信号のロウレベルでオン、ハイレベルでオフし、正／
逆信号端子はロウレベルで逆転、ハイレベルで正転する
ようになっており、前記ユニット６０は、正転によって
上方に、逆転によって下方に動くものとする。

【００２８】ステッピングモータドラスバ１０３にはオ
シレータＯＳＣがあり、その出力パルスによってステッ
ピングモータを駆動するとともに、このパルスがマイク
ロプロセッサシステム１０２の割り込み回路に逆出され
てＣＰＵに割り込みがかかるようになっている。したが
って、ＣＰＵの割り込みか回数を計数してステッピング
モータ４９のステップ数を設定できる。

【００２９】つぎに、「図６」以下のフローチャートに
よって実際の動作について説明する。「図６」は画像形
成装置制御のメインルーチンを示し、装置の電源をオン
するとマイクロプロセッサシステム１０２にリセットが
かかり、プログラムがスタートする。

【００３０】メインルーチンは、マイクロプロセッサシ
ステム１０２の入出力設定、内部タイマの設定、メモリ
マッピング、割り込み制御の設定などを行いマイクロプ
ロセッサのイニシアライズを行うモード設定ルーチン、
ＲＡＭをクリアするＲＡＭクリアルーチン、メモリの設
定、カウンタの設定、インターフェイスＩＣのモード設
定を行う初期設定ルーチン、ついでウェイトルーチン、
ファーストコピールーチン、コピールーチン、ラストコ
ピールーチンからなっていて装置の主たる動作を行わせ
るものとする。

【００３１】ウェイトルーチンではシステムの立ち上が
り、テンキーの枚数設定のチェックなどを行う。ファー
ストコピールーチンではコピー動作の最初の段階迄を行
う。コピールーチンではコピー動作の主なシーケンスを
行い、ラストコピールーチンでは最終コピーの残りのシ
ーケンス、ウェイトルーチンへ行くときのカウンタ、フ
ラグの設定などを行う。また、メインルーチン実行中に
ジヤムなどの異常が発生したときには異常処理ルーチン
に行き、ランニングのテストなどを行うときには、テス
トモードルーチンを実行する。

【００３２】メインルーチンで装置の作動を制御実行し
ているときに、サブルーチンの一つによって定着部位に
ある排紙センサ４０が転写材を検知すると（「図
７」）、フラグを立て、必ずセンサ４０が転写材１８を
検知していなければならないタイミングでフラグをチェ
ックする（「図８」）。このフラグが立っていない場
合、ジャムが発生していると判断してジャムフラグを立
てて異常処理ルーチンに進む。

【００３３】ジャムフラグが立っていた場合、異常処理
ルーチンではジャム処理ルーチンに進み、その他のフラ
グがオンしていた場合にはそれに対応するサブルーチン
を実行する（「図９」）。

【００３４】次に「図１０」について説明する。ジャム
処理ルーチンでは像担持体、定着ローラ、転写材搬送ベ
ルト等を停止し、ＬＥＤ表示器２０３（「図３」参照、
不図示のコンソールボード等に配設されているものとす
る）にこれを点灯表示する。これとともにステッピング
モータ４９を駆動するべく、ステッピングモータドライ
バ１０３に接続されているオン・オフ信号をロウレベル
にする。また、正／逆信号をロウレベルにして搬送ベル
トを含む前記ユニット６０を下方に動かす。この時点で
マイクロプロセッサはステッピングモータドライバ１０
３に送出しているクロックの計数を開始する。即ち、ク
ロックパルスを計数できるように、割り込みでチェック
する計数介しフラグをオンしてパルスカウンタをクリア
する。このパルスカウンタは「図２」のＲＡＭの所定番
地をひとつずつインクリメントして計数を行う。

【００３５】「図３」に示すように、カム４６の位置ａ
にカムフォロワ４５が係合して搬送ベルトのユニット６
０が水平な作動位置にあるとき、カムフォロワ４５をカ
ムの位置ｂに移動させてユニット６０を下降させる場
合、マイクロプロセッサシステムは、ジャムが発生し、
クロックパルスの計数開始してからＮパルスになるまで
ステッピングモータドライブ１０３のオン・オフ端子を
ロウレベルにしてステッピングモータを駆動し、その後
該モータを停止させるためにハイレベルにする。モータ
が停止したら計数開始フラグをオフする。

【００３６】このとき前記ユニット６０は下降位置とな
って、各画像形成ユニットから離隔するので、ジヤムし
た転写材が像担持体を圧迫して損傷することを防止し、
またそれ以上のベルト５０の汚染を阻止する。ステッピ
ングモータ４９は、ステッピングモータドライブ１０３
に電源が接続されると励磁された状態となってカム４６
はその位置に保持される。また、カム４６の斜面のａ点
とｂ点の間に山なりの上昇部が形成してあるのは、ユニ
ット６０が水平状態にあるとき振動などによってカムフ
ォロワ４５がカム４６の斜面位置に至ることがないよう
にするためであり、モータ４９に駆動がかかったときの
カム４６の移動に差し支えはない。

【００３７】ジャム表示ＬＥＤ（「図５」の２０３）の
点灯によってジヤムの発生わ知ったユーザが装置本体の
前扉を解放すると、その時までにユニット６０が下降し
ているので、ジャムした転写材は容易に除去することが
できる。また、ジャムと同時にユニット６０が解除され
ているので搬送ベルト５０上のトナーが下流側の像担持
体に接触することがなく混色もおこらない。

【００３８】ジャムした転写材を除去した後、ジャムリ
セットスイッチ３００（「図５」）をオンすると、これ
をマイクロプロセッサシステム１０２がＩ／Ｏポートを
通して入力し、搬送ベルト駆動モータをオン、ステッピ
ングモータドライバ１０３の正／逆信号はハイレベル、
オン・オフ信号はロウレベル、また、計数開始フラグは
オンする。

【００３９】これによって搬送ベルト５０が走行し、そ
の表面の汚れはクリーナ５１によってクリーニングされ
る。ステッピングモータ４９は搬送ベルト５０を含むユ
ニット６０を上昇させる方向に回動する。スイッチ３０
０のオンからステッピングモータドライブ１０３あたえ
るパルスの計数を開始し、カムフォロワ４５がカムのａ
点移動するに要するパルス数Ｎに達したらオン・オフ信
号をハイレベルとして搬送ベルト駆動モータをオフし、
計数開始フラグをオフする。

【００４０】これによってユニット６０は水平位置とな
り、ジヤム表示ＬＥＤは消灯し、ジヤムフラグはオフに
する。この後ウェイトルーチンに進み、待機状態とな
る。

【００４１】図示の実施例装置では、ジャム検知は、定
着部位、給紙部位、搬送ベルト上など適宜の位置で行う
ことが可能であり、また、画像形成ユニットと搬送ベル
トとの接離手段を、既述のように全体として接離させる
ほか、各画像形成部位におけるベルトを像担持体方向に
付勢する部材あるいは付勢と転写電荷付与手段を兼ねる
部材などを移動させるようにしてもよい。また作動シー
ケンスも前述のものに限定されることはなく、本発明の
意図を具現化するものであればどのようなものでもよい
ことは云う迄もない。さらに、画像形成装置自体も前述
のような構成のものに限らず、中間転写体、転写ドラム
を用いる装置にも適用できることは勿論である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
転写材搬送ベルトと、これに対向列設した複数の画像形
成ユニットを具備した現像同時クリーニング方式をとる
画像形成装置において、ジャムを検知した場合にその検
知信号によって搬送ベルトと各画像形成ユニットとを離
隔することによって、転写材搬送方向上流側の画像形成
ユニットのトナーが下流側のトナーと混在することを有
効に阻止し、カラー画像形成時におけるトナーの混色、
これに起因する画質の劣化を阻止して、良質の画像を得
るのに資するところが大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用した画像形成装置の概略側面図

【図２】 電装部の構成を示すブロック図

【図３】 転写材搬送ベルトとこれを変位させるカム機
構を示す背面図

【図４】 同上カム駆動機構部の斜視図

【図５】 本発明の主要電装部を示す図

【図６】 画像形成装置のメインルーチンを示すフロー
チャート

【図７】 排紙センサの作動を示すフローチャート

【図８】 ジャムチェックを示すフローチャート

【図９】 異常処理ルーチンわ示すフローチャート

【図１０】 ジャム処理ルーチンを示すフローチャート

【図１１】 割り込みルーチンを示すフローチャート

【図１２】トナーの形状と、鏡映力とファンデルワール
ス力の関係を示す説明図

【図１３】公知の画像形成装置の構成を示す概略側面図

【符号の説明】

５Ｍ、５Ｃ、５Ｙ、５Ｋ 画像形成ユニット １０Ｃ 像担持体 １２Ｃ 帯電ローラ １３Ｃ 前露光ランプ １４Ｃ 露光部 １６Ｃ 現像器 ２５Ｃ 転写ブレード ３４ 搬送ユニット接離機構 ３８ 定着装置 ４０ 排紙センサ ４６ カム ４９ ステッピングモータ ５０ 搬送ベルト ５１ クリーナ ６０ 搬送ユニット １００ 画像処理ユニット １０１ レーザドライバユニット １０２ マイクロプロセッサシステム １０３ ステッピングモータドライバ ２０１ コピースタートスイッチ ２０３ ジャム表示ＬＥＤ ３００ ジャムリセッスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｇ 21/10 Ｇ０３Ｇ 21/00 ３１０ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/16 G03G 21/00 370 - 502 G03G 15/00 526

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行する転写材担持部材に沿って複数個の
   画像形成ユニットを列設し、各画像形成ユニットで生ず
   る転写残トナーを対応する現像器に回収する現像同時ク
   リーニング方式をとる画像形成装置において、 ジャム検知手段と、ジャム検知信号に応動して前記各画
   像形成ユニットと前記転写材担持体とを離隔する手段
   と、離隔後、前記転写材担持体を駆動してこれをクリー
   ニングするクリーニング手段とを具備する画像形成装
   置。
2. 【請求項２】転写材担持体が無端ベルト、または円筒状
   転写ドラム、または中間転写体のいずれかである「請求
   項１」記載の画像形成装置。