JP4037508B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、像担持体上に形成した静電潜像に現像剤を供給して現像し、この現像剤像を被転写媒体上に転写して画像を出力する画像形成装置に係り、特に、無端走行する転写ベルト上に被転写媒体を保持させて現像剤像へ供給する画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、画像形成装置として、所定の電位に帯電された感光体ドラムの周面を、デジタル変換された画像信号に応じて付勢されたレーザーによって露光し、ドラム周面上に静電潜像を形成し、この静電潜像に現像剤を供給して現像し、この現像剤像を被転写媒体としての用紙上に転写して画像を出力するデジタル複写機が知られている。現像剤像が転写される用紙は、例えば、感光体ドラムの周面に転接した状態で無端走行される転写ベルト上に静電的に吸着保持されて搬送され、ドラム周面との間の転写領域へ供給される。
【0003】
この場合、転写ベルトの用紙搬送面上には、用紙を搬送した際に生じる紙粉などの異物を掻き落とすためのクリーニングブレードが当接配置されている。クリーニングブレードは、ウレタンゴムなどのゴム材料を板状にして形成されており、その一端部が転写ベルトの搬送面に対して所定圧力で押付けられている。しかして、転写ベルトの搬送面上に付着された紙粉がクリーニングブレードとの間を通過されるとき、紙粉がクリーニングブレードによって掻き落とされ、転写ベルトの搬送面がクリーニングされる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このように、転写ベルトに押付けられたクリーニングブレードによって紙粉を掻き落とす場合、転写ベルトの搬送面上に付着された紙粉がクリーニングブレードの端部との間を通過する際に、両者の間に紙粉が引っ掛かって転写ベルトの搬送面が傷つけられてしまう。紙粉の中には炭酸カルシウムなどの比較的硬い粒子も含まれているため、搬送枚数が増大するにつれて搬送面の傷はひどくなる。
【0005】
転写ベルトの搬送面に傷を生じると、その部分に残留トナーが入り込んでクリーニング性能が低下され、用紙の裏汚れや両面印字の際の印字面の汚れなどを生じてしまう。さらに、搬送面の傷がひどくなって、転写ベルトの搬送面を被覆したコート層を傷つけてしまうと、コート層の下のゴム層が露出してしまい、クリーニングブレードとの間の摩擦係数が大きくなり、最終的にブレードめくれなどの重大な問題を生じてしまう。
【0006】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、転写ベルトの痛み具合に応じた良好なクリーニング性能を達成でき、長期に亘ってブレードめくれや紙の裏汚れなどを防止でき、転写ベルトの使用寿命を延長できる画像形成装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明のうち請求項1記載の画像形成装置は、回転自在に設けられた感光体ドラムの表面上に現像剤による像を形成する像形成手段と、上記像形成手段にてドラム表面上に形成された現像剤像を転写するための用紙を給紙する給紙手段と、上記感光体ドラムの軸方向と略直交する方向に上記ドラム表面に沿って無端走行されるベルトを有し、このベルトが上記ドラム表面に対向される搬送面上に上記給紙手段を介して給紙される用紙を保持し、上記像形成手段にて上記ドラム表面上に形成された現像剤像へ該用紙を搬送する搬送手段と、上記搬送手段にて上記ベルトの搬送面上に保持されて搬送された用紙上に上記像形成手段にて上記ドラム表面上に形成された現像剤像を転写する転写手段と、上記軸方向に延設されて上記搬送面に当接して配置され、上記搬送面上に不所望に付着された現像剤や紙粉を掻き落として上記搬送面を清掃するクリーニングブレードと、画像形成動作を実行していない所定のタイミングで、上記クリーニングブレードにて清掃される前の上記搬送面上に、トナーを供給するトナー供給手段と、上記給紙手段にて搬送面上に給紙される用紙の枚数の増加に応じて、上記トナー供給手段によって上記搬送面上に供給するトナーの供給量を徐々に減らすようにトナーの供給量を調節する調節手段とを備え、上記ベルトは、画像形成装置本体に対して交換可能に装着されるベルトユニット内に取り付けられており、このベルトユニットが装置本体に装着されたときから上記給紙手段による給紙枚数の計数が開始されることを特徴とする。
【0008】
また、この発明のうち請求項2に記載の画像形成装置は、回転自在に設けられた感光体ドラムの表面上に現像剤による像を形成する像形成手段と、上記像形成手段にてドラム表面上に形成された現像剤像を転写するための用紙を給紙する給紙手段と、上記給紙手段を介して給紙される用紙のサイズ、および各サイズ毎の給紙枚数を検出する用紙検出手段と、上記感光体ドラムの軸方向と略直交する方向に上記ドラム表面に沿って無端走行されるベルトを有し、このベルトが上記ドラム表面に対向される搬送面上に上記給紙手段を介して給紙される用紙を保持し、上記像形成手段にて上記ドラム表面上に形成された現像剤像へ該用紙を搬送する搬送手段と、上記搬送手段にて上記ベルトの搬送面上に保持されて搬送された用紙上に上記像形成手段にて上記ドラム表面上に形成された現像剤像を転写する転写手段と、上記軸方向に延設されて上記搬送面に当接して配置され、上記搬送面上に不所望に付着された現像剤や紙粉を掻き落として上記搬送面を清掃するクリーニングブレードと、画像形成動作を実行していない所定のタイミングで、上記クリーニングブレードにて清掃される前の上記搬送面上に、上記軸方向に延びた帯状のトナーを供給するトナー供給手段と、上記用紙検出手段によって検出された用紙の各サイズごとの給紙枚数に応じて、上記トナー供給手段によって上記搬送面上に供給するトナーの供給量を上記軸方向に沿って変化させ、上記搬送面上の用紙が保持される回数が多い部分に対するトナーの供給量を少なく調節する調節手段とを備え、上記ベルトは、画像形成装置本体に対して交換可能に装着されるベルトユニット内に取り付けられており、このベルトユニットが装置本体に装着されたときから上記用紙検出手段による用紙のサイズ毎の給紙枚数の計数が開始されることを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1には、この発明の画像形成装置として、デジタル複写機(以下、単に複写機と称する)1の概略構成を示してある。複写機1は、図中矢印a方向に回転自在に配置された像担持体としての感光体ドラム2を有している。
【0015】
感光体ドラム2の周囲には、ドラム表面を所定の電位(ここでは、-500〜-800V のマイナス電位)に帯電させる帯電チャージャ3、所定の電位に帯電されたドラム表面を露光してドラム表面上に静電潜像を形成する露光装置4、マイナスに帯電されたトナー(現像剤)を現像ローラを介してドラム表面上の静電潜像に供給して静電潜像を現像する現像装置5、後述する用紙カセットから給紙される用紙Pにドラム表面上に形成されたトナー像(現像剤像)を転写すべく、高圧電源10を介して+300〜+5KVの転写バイアスが印加される給電ローラ6、用紙P上に転写されずにドラム表面に残留したトナーを清掃するクリーニング装置7、および、ドラム表面に残った電荷を除去する除電ランプ8が、感光体ドラム2の回転方向に沿って順に配設されている。
【0016】
感光体ドラム2の下端には、転写ローラ6との間に規定された転写領域を通して被転写媒体としての用紙Pを搬送すべく無端走行される転写ベルト12が転接されている。転写ベルト12は、複数のローラに巻回されて張設され、図中左端に位置した駆動ローラ11を図示しないモータによって駆動することにより、図中矢印b方向に所定速度、即ち感光体ドラム2の周速と同じ速度で走行される。尚、給電ローラ6は、無端走行される転写ベルト12の内側に配置され、転写ベルト12を介してドラム表面に転接され、転写ベルト12の内側から上記転写バイアスを印加する。
【0017】
転写ベルト12は、体積抵抗が108 〜1012Ω・cmの弾性ベルトにより形成されており、給電ローラ6は、体積抵抗が102 〜108 Ω・cmの導電性弾性ローラにより形成されている。
【0018】
駆動ローラ11より用紙Pの搬送方向下流側、すなわち駆動ローラ11の図中左側には、搬送ガイド13を介して、定着装置14が配設されている。定着装置14は、用紙Pを所定の温度に加熱するためのヒートローラ14aおよびこのヒートローラ14aに所定圧力で押圧配置され、ヒートローラ14aとの間で用紙Pを挟持搬送するプレスローラ14bを有している。用紙Pが各ローラ14a、14b間を搬送されると、用紙P上のトナー像が所定温度に加熱されて溶融され、溶融されたトナー像が用紙P上に定着される。
【0019】
また、駆動ローラ11に巻回された転写ベルト12の表面(搬送面)の部位、すなわち駆動ローラ11の下端には、転写ベルト12の搬送面上に不所望に付着されたトナーや紙粉などを掻き落とすためのクリーニングブレード19(清掃手段)が所定圧力で押圧された状態で所定角度で当接配置されている。搬送面に不所望に付着されるトナーとしては、紙詰まり時や特殊な紙サイズを使用した際に生じるものや、通常の印字動作時に生じるカブリトナーなどが考えられる。また、クリーニングブレード19は、弾性を有するゴムブレードなどにより形成されている。
【0020】
転写ベルト12より下方には、複写機本体から引き出し可能な複数の用紙カセット15、16が積層状態で配設されている。ここでは、異なるサイズの複数枚の用紙をそれぞれ収容した2つの用紙カセットを例示した。各用紙カセット15、16は、複写機1本体にセットされたとき、複写機本体側に設けられた図示しない周知のカセットセンサによって検知され、複写機1にセットされた用紙Pのサイズが複写機1側で取得されるようになっている。
【0021】
各用紙カセット15、16の右側端部に近接した位置には、カセット内に収容された用紙Pを最上のものから1枚ずつ取出すためのピックアップローラ17、18が配設されている。また、各カセットと感光体ドラム2との間には、各ピックアップローラ17、18により取出された用紙Pを感光体ドラム2に向けて案内する搬送路20が形成されている。この搬送路20は、さらに、感光体ドラム2と給電ローラ6との間に規定された転写領域および定着装置14を通って延出されている。この搬送路20上には、各用紙カセット15、16から取出された用紙Pを搬送するための複数対の給紙ローラ24が配設されている。各用紙カセットから用紙が取出されると、その用紙サイズとともにサイズ毎の給紙枚数が検出され、これら給紙した用紙のサイズおよび各サイズ毎の給紙枚数が複写機側で取得されるようになっている。
【0022】
上記のように構成された複写機1は、以下のように動作される。
動作に先立って、転写ベルト12が感光体ドラム2のドラム表面から離間した状態で、転写ベルト12および感光体ドラム2がそれぞれ駆動され、両者が同じ速度に達した時点で転写ベルト12がドラム表面に転接される。
【0023】
そして、所望するサイズの用紙Pを収容した用紙カセット15(或いは16)から取出された用紙Pが搬送路20を介して搬送され、転写領域へ導かれる。同時に、給電ローラ6を介して転写バイアスが印加され、ドラム表面に所定の電子写真プロセスによって形成された(ここでは詳細な説明を省略する)トナー像が、転写領域へ搬送された用紙P上に転写される。
【0024】
トナー像が転写された用紙Pは、さらに転写ベルト12によって搬送され、駆動ローラ11の曲率および用紙Pのこしによって転写ベルト12から剥離され、定着装置14のヒートローラ14aおよびプレスローラ14b間を通過され、用紙P上にトナー像が定着されて画像が出力される。
【0025】
用紙Pが剥離された後の転写ベルト12の搬送面に付着されたトナーや紙粉は、搬送方向下流側に当接配置されたクリーニングブレード19によって掻き落とされる。転写ベルト12は、その搬送面にフッ素系の樹脂を塗布して形成され、所定の張力が与えられた状態で感光体ドラム2のドラム表面に接触されている。また、転写ベルト12には、クリーニングブレード19が常に摺接され続けている。
【0026】
転写ベルト12の搬送面上に付着される紙粉の量は、用紙Pの搬送量に応じて増大される。このため、転写ベルト12の搬送面上に付着された紙粉がクリーニングブレード19の先端と転写ベルト12との間に引っ掛かり、転写ベルト12の搬送面が傷付けられる。従って、新しい転写ベルト12を使用した場合には、クリーニングブレード19によって搬送面を良好にクリーニングできるが、数100 キロ枚の用紙Pを通紙した後では、搬送面上に無数の傷が生じており、この傷にトナーが入り込むため、クリーニングブレード19による搬送面の十分なクリーニングができなくなる。
【0027】
このような搬送面の傷によるクリーニング不良を解消するためには、転写ベルト12の痛みの度合いに応じてクリーニングブレード19の当接条件を変更する方法が考えられる。具体的には、搬送面の傷の度合い、すなわちベルトの痛みが進むにつれて、クリーニングブレード19の当接角度を大きくし、またはクリーニングブレード19の当接圧力を大きくすることにより、搬送面の痛みの度合いに拘わらず、常に良好なクリーニング性能を達成できる。
【0028】
図2には、クリーニングブレード19の当接条件、すなわち当接角度および当接圧力を種々変更したときの、クリーニング不良発生の有無を、用紙Pの通紙枚数(ベルトライフ)毎に調べた表を示してある。尚、クリーニング不良の有無は、転写ベルト12の搬送面上の用紙Pを保持するであろう領域、すなわち通紙部と、搬送面上の用紙Pが保持されない領域、すなわち非通紙部と、でそれぞれ調べた。
【0029】
ここでは、硬度68度、ヤング率59kg/cm 2 のウレタン製のクリーニングブレードを使用し、用紙Pを通紙する前、100 キロ枚通紙後、200 キロ枚通紙後、および400 キロ枚通紙後のそれぞれの状態の転写ベルト12の搬送面上に、低温低湿環境下で所定の大きさのベタ画像を形成しつつ、A4サイズの用紙Pを約100 枚連続して通紙し、100 枚分のテスト印字を行なった。そして、各場合において、クリーニングブレード19の当接条件を変更して、クリーニング不良が発生したか否かを調べた。尚、クリーニング不良は、それぞれの場合において、転写ベルト12の搬送面にテープを貼って、テープを剥がしたときにテープに付着したトナーの量を見て判断した。また、テスト用のベタ画像は、A4サイズの用紙Pの長手方向の幅、およびこの長手方向と直交する方向の1/4の長さを有する矩形の画像とした。当然のことながら、用紙Pを通紙する前の取り替えたばかりの新しい(初期の)転写ベルトでは、通紙部および非通紙部の違いはなかった。
【0030】
図2によると、初期の転写ベルトでは、クリーニングブレード19の当接条件のマージンが広く、14°程度の当接角度および1.8 〜2.2kg/mm程度の当接圧力であっても良好なクリーニングがなされていることが分かる。しかし、通紙枚数が増加するにつれて当接角度および当接圧力のマージンが狭くなり、例えば400 キロ枚の用紙Pを通紙した後では、特に転写ベルト12の通紙部で、クリーニングブレード19の当接角度を18°に設定し、当接圧力を3.2 〜3.5kg/mmに設定した場合でしか転写ベルトの搬送面をクリーニングできなくなってしまっている。
【0031】
つまり、通紙枚数の増加に伴い転写ベルト12の痛みが進むと、クリーニングブレード19の当接角度を大きくして当接圧力を高くしないと良好なクリーニング結果が得られなくなる。また、転写ベルト12の痛みは、非通紙部に比べて通紙部の方がひどくなるため、当接条件のマージンは通紙部の方が狭くなる。
【0032】
その反面、通紙枚数の増加に伴ってクリーニングブレード19の当接角度を大きくすると、ブレードめくれを生じ易くなることが知られている。
図3には、高温多湿環境下で、転写ベルト12の搬送面上にトナーを転写させることなく、クリーニングブレード19を搬送面に当接させた状態で、転写ベルト12を10分間回転させたときのブレードめくれ発生の有無を表にして示してある。尚、ここでは、用紙Pの通紙枚数(ベルトライフ)、クリーニングブレード19の当接角度、および当接圧力をパラメータとし、各場合において、転写ベルトの通紙部および非通紙部のそれぞれでブレードめくれの有無を判断した。
【0033】
これによると、例えば400 キロ枚の用紙Pを通紙した転写ベルトの通紙部では、クリーニングブレード19の当接角度を18°に設定しても全ての当接圧力においてブレードめくれを生じていないことが分かる。一方、初期の転写ベルトでは、ブレードの当接角度を16°にしてもブレードめくれが発生してしまっている。つまり、初期のベルトでは、クリーニングブレード19を14°程度の小さい当接角度にしなければベルトめくれを生じてしまう。
【0034】
以上のように、数100 キロ枚の用紙Pを通紙した後の痛んだ転写ベルトの特に通紙部では搬送面の痛みが進んでいるため、クリーニングブレード19の当接角度を大きくしないと良好なクリーニングを行なうことができず、その一方では、初期の転写ベルトではベルトの痛みが全くないため、クリーニングブレード19の当接角度を小さくしないとブレードめくれを生じてしまう。つまり、初期設定でクリーニングブレード19の当接角度を大きくすると、初期の状態でブレードめくれを生じ、初期設定で当接角度を小さくすると、数100 キロ枚通紙した後に搬送面のクリーニング不良を生じてしまう。
【0035】
そこで、上述した不具合を解消する方法として、初期設定でクリーニングブレード19の当接角度を大きくして数100 キロ枚通紙後の搬送面のクリーニング不良を防止し、その上で、初期のベルトにおけるブレードめくれを防止するため、転写ベルト12の搬送面上に潤滑剤を供給する方法が考えられる。尚、本実施の形態では、転写ベルト12の搬送面上に供給する潤滑剤として、トナーを用いた。
【0036】
しかし、この方法では、初期の状態では潤滑のためのトナーをベルト上に供給することが有効であるが、数100 キロ枚通紙後に痛んだベルト上にトナーを積極的に供給すると良好なクリーニングができなくなってしまう。また、この方法では、潤滑のためのトナーを転写ベルト上に転写した後、クリーニングブレード19によって転写したトナーを掻き落とすため、廃トナーの量が多くなりトナー消費量が多くなってしまう。
【0037】
従って、本実施の形態では、クリーニングブレード19の転写ベルト12に対する当接角度を比較的大きく設定し、初期のベルトでベルトめくれを生じることのないように転写ベルト12の搬送面上に所定のタイミングで潤滑剤としてのトナーを転写し、用紙Pの通紙枚数の増加に伴い、すなわち搬送面上の傷の進み具合に応じて、搬送面上に転写するトナーの量を徐々に減らすようにトナーの供給量を調節するようにした。
【0038】
具体的には、クリーニングブレード19の当接条件を、400 キロ枚通紙後のベルトの通紙部を良好にクリーニングできる程度(即ち、図2において、当接角度18°および当接圧力3.2 〜3.5kg/mm)に設定し、転写ベルト12の搬送面上であって紙間の領域に、所定のタイミングで転写ベルト12の搬送方向を横切る駆動ローラ11の軸方向に沿ったトナーによる帯状の線画像を形成するようにした。
【0039】
図4には、転写ベルト12の搬送面上に線画像として転写するトナーの量、およびベルトライフをパラメータとしたときの、ブレードめくれの有無を通紙部および非通紙部のそれぞれで調べた結果を表にして示してある。
【0040】
これによると、初期の転写ベルトでは1キロ枚通紙する毎に約1.0gのトナーをベルト上に転写しないとブレードめくれを生じてしまうが、100 キロ枚通紙後の転写ベルトの非通紙部では0.75g 、通紙部では0.5gのトナーをベルト上に転写すればベルトめくれを生じないことがわかった。また、400 キロ枚通紙後のベルトの非通紙部では0.25g のトナーをベルト上に転写すれば良く、通紙部に至ってはベルト上に潤滑のためのトナーを転写しなくてもブレードめくれを生じることはなかった。
【0041】
従って、本実施の形態では、図5に示す構成の複写機1’を用いて、図6に示すフローチャートに従って、所定のタイミングでベルトライフに応じた量のトナーによる線画像を転写ベルト12の搬送面上に形成するようにした。尚、図5に示した複写機1’は、線画像を形成するための露光装置40を露光装置4と現像装置5との間に備えている以外は図1の複写機1と同じ構成を有しているため、同一の部分については詳細な説明を省略する。また、ここでは、線画像を形成するための露光装置40を設けたが、通常の画像形成に用いられる露光装置4を兼用しても良い。以下、上記複写機1’による画像形成動作を説明する。
【0042】
図6に示すように、複写機1’に対してコピースタート信号が与えられると(ステップ1)、複写機1’にセットされた転写ベルト12が新しいか否かが判断される(ステップ2)。つまり、複写機1’側では、新しい転写ベルト12がセットされた時点(ステップ2;YES)で、それまで積算していた通紙枚数をリセットし(ステップ3)、通紙枚数のカウントを開始する(ステップ4)。
【0043】
そして、複写機1’のイニシャライズ動作時および所定枚数通紙時の紙間のタイミングで、転写ベルト12上に線画像が形成される。この線画像は、算出した供給トナー量に基づいて露光装置40を介してドラム表面に静電潜像を形成し(ステップ5、6)、この静電潜像を通常の画像を形成するための静電潜像とともに現像装置5を介して現像し、現像した可視像を転写ベルト12の搬送面上に転写することにより形成される(ステップ7)。
【0044】
このとき、転写ベルト12上に線画像として出力されるトナーの量T1 (g/キロ枚)が、以下の式に基づいて算出される。
T1 =1−通紙枚数(キロ枚)×2/1000
ただし、T1 >0.25(g/キロ枚)
つまり、初期のベルト(通紙枚数0枚)では、線画像として形成するトナー量は1g/キロ枚となり、例えば、375キロ枚超の用紙Pを通紙した後の転写ベルトでは、トナー量は0.25g/キロ枚で一定となる。
【0045】
そして、連続印字しないことが判断された時点(ステップ8;NO)で画像形成動作が終了される(ステップ9)。
以上のように、クリーニングブレード19の当接角度および当接圧力を大きくして、通紙枚数の増加に伴い、転写ベルト12上に供給するトナーの量を徐々に減少させるように調節することにより、初期の転写ベルト12において良好なクリーニング性能を達成できるとともに、例えば、400 キロ枚通紙後の転写ベルトにおいてもブレードめくれを生じることなく良好なクリーニング性能を達成できる。
【0046】
尚、上述した実施の形態では、用紙Pの通紙枚数をカウントしてベルトライフを判断したが、転写ベルト12の回転数からベルトライフを判断してトナーの供給量を調節するようにしても良い。また、トナーの供給量を調節する代りに、トナーの供給回数を調節するようにしても良い。
【0047】
次に、転写ベルト12の搬送面の痛み具合を用紙Pが保持される通紙部と非通紙部とでそれぞれ判断し、痛みの度合いが大きい通紙部に対するトナーの供給量を少なくするように調節する第2の実施の形態について説明する。例えば、図4に示した例では、通紙部においては200 キロ枚を超えて通紙した場合にはトナーを供給しなくてもブレードめくれを生じておらず、100 キロ枚通紙したベルトでも0.5 g/ キロ枚のトナーを供給すれば良い。このように、通紙部と非通紙部でトナーの供給量を異ならせることにより、上述した第1の実施の形態と比較してより細かくトナーの供給量を調節できるため、転写ベルト12の搬送面上に供給する無駄なトナーの消費量を低く抑えることができるとともに、転写ベルト12のクリーニング不良を発生する確率をより低くすることができる。
【0048】
具体的には、転写ベルト12上に給紙される用紙Pのサイズが検出され、このサイズ毎の通紙枚数がカウントされる。つまり、図示しないカセットセンサの出力から複写機1にセットされている用紙Pのサイズが取得されているため、各用紙カセットから取出される用紙Pをカウントすることにより、サイズ毎の枚数がカウントされる。また、このとき、給紙される用紙Pの向き(縦方向或いは横方向)も同時に検出される。尚、用紙Pが図示しない手差し給紙部を介して給紙されるような場合には、装置のスペックの最小サイズとしてカウントされる。
【0049】
ここでは、A3、A4、A4Rの3種類の用紙Pをランダムに給紙した場合について説明する。尚、A3サイズの用紙はその長手方向に沿って給紙され、A4サイズの用紙はその長手方向と直交する方向に沿って給紙され、A4Rサイズの用紙はその長手方向に沿って給紙される。従って、各サイズの用紙の給紙方向に沿った長さは、A3:A4:A4R=2:1:1.4となり、給紙方向と直交する幅は、A3:A4:A4R=1.4:1.4:1となる。
【0050】
この場合、転写ベルト12の痛みの度合いは、その搬送方向と直交する幅方向に沿って以下の3つの領域に分類できる。つまり、上記3つのサイズのうち最も幅の小さいA4Rサイズの用紙が転写ベルト12上に保持される第1の領域、この第1の領域の幅方向の外側でA3サイズおよびA4サイズの用紙が保持される第2の領域、およびこの第2の領域の幅方向の外側で現像幅以内の第3の領域に分類される。このうち、いかなるサイズの用紙も通紙されることのない第3の領域は、上述した第1の実施の形態と同様にトナー量が調節される。
【0051】
一方、上記領域のうち第1の領域は、手差し給紙される用紙を含む全てのサイズの用紙が必ず通過される。また、第2の領域は、A3サイズおよびA4サイズの用紙のみが通過される。つまり、転写ベルト12の第1の領域が最も痛み易く、次に第2の領域が痛み易い。従って、第1および第2の領域を通過する用紙の枚数を別々にカウントして各領域に供給するトナーの量を異ならせるようにした。このとき、各サイズの用紙において、搬送方向の長さが異なるため、A3サイズの用紙を2枚分、A4サイズの用紙を1枚分、A4Rサイズの用紙を1.4枚分として換算した。
【0052】
次に、図7のフローチャートを参照して、各サイズ毎の通紙枚数のカウント方法およびトナー供給量の算出方法について説明する。尚、ここでは、ステップ4およびステップ5の動作以外は、図6に示したフローチャートと略同じであるため、他のステップについては詳細な説明を省略する。
【0053】
通紙枚数は、上述した第1および第2の領域のそれぞれでカウントされる。例えば、A4サイズの用紙が通紙された場合、第1および第2の領域を1枚分の長さで通過されるため、第1の領域を通過する枚数はK2 +1となり、第2の領域を通過する枚数はK1 +1となる。また、A3サイズの用紙の場合、K2 +2、K1 +2となり、A4Rサイズの場合、第1の領域しか通過しないため、通紙枚数はK2 +1.4となる。尚、手差し給紙される用紙の通紙枚数は、K2 +1となる。
【0054】
従って、各領域に供給するトナーの量Ta 〜Tc (g/キロ枚)は、以下の式に基づいて算出される。尚、第1の領域に供給するトナー量をTc 、第2の領域に供給するトナー量をTb 、第3の領域に供給するトナー量をTa とした。
【0055】
Ta =1−K2 ×2/1000×(現像幅−A4幅)/現像幅
Tb =1−K1 ×5/1000×(A4幅−A4R幅)/現像幅
Tc =1−K2 ×5/1000×A4R幅/現像幅
以上のように、サイズ毎の通紙枚数に応じて、トナー供給量をベルトの幅方向に沿って異ならせることにより、上述した第1の実施の形態よりさらに細かい調節が可能となる。本実施の形態においても、400 キロ枚通紙後のベルトにおいて、ベルトめくれを生じることなく、良好なクリーニング性能を達成できた。
【0056】
ところで、上述した第1および第2の実施の形態において、複写機のイニシャライズ動作中および所定枚数通紙時の紙間のタイミングで、転写ベルト12の搬送面上に供給量を調節したトナーによる線画像を形成するため、転写ベルト12上に用紙Pが保持されていない状態で転写バイアスが印加される。転写ベルト12上に用紙Pが保持されていない状態で転写バイアスを印加すると、ドラム表面の電位が転写バイアスの影響を受け易く、使用する環境によっては転写メモリが発生し易くなる。このような転写メモリを防止するため、転写ベルト12に線画像を形成する際には転写バイアスを通常より小さくするようにした。
【0057】
図8には、上述した転写メモリを防止しつつ線画像を形成する動作を説明するためのフローチャートを示してある。
まず、コピースタート信号が与えられると(ステップ1)、転写ベルト12が新しいか否かが判断される(ステップ2)。新しい転写ベルト12がセットされていれば(ステップ2;YES)、ベルトライフをカウントするためのカウンタがリセットされる(ステップ3)。このとき、ベルトが交換されていない場合(ステップ2;NO)には、複写枚数のカウンタのみがリセットされる(ステップ4)。
【0058】
そして、通紙枚数のカウントが開始され(ステップ5)、複写枚数が100 枚の整数倍になったか否かが判断される(ステップ6)。つまり、100 枚複写毎に、トナー供給量が算出され(ステップ7)、算出されたトナー量に基づく線画像が露光される(ステップ8)。
【0059】
そして、感光体ドラム2が1回転分空回りされた後(ステップ9)、複写すべき画像が形成される(ステップ10)。複写動作を続行する場合(ステップ11;YES)、複写枚数をカウントした後(ステップ12)、ステップ5の処理に戻される。
【0060】
一方、連続印字しないことが判断された時点(ステップ11;NO)で画像形成動作が終了される(ステップ13)。
以上のように、100 枚通紙毎に線画像を形成するとともに、感光体ドラム1回転分のブランクを与えることにより、ドラム表面に転写メモリを生じることを防止できる。
【0061】
次に、上述した転写ベルト12を保持するとともに、複写機本体に対して交換可能に装着するベルトユニット50について、図9を参照して説明する。
転写ベルト12を収容したベルトユニット50は、複写機1内の所定位置に装着された状態で、複写機側のソケット51に差し込まれるソケット52を有している。また、ベルトユニット50には、通紙された用紙のサイズ、サイズ毎の通紙枚数、転写ベルト12の回転数などを記憶するメモリ(図示せず)が設けられている。
【0062】
しかして、新しい転写ベルト12を保持したベルトユニット50が複写機1に装着されると、通紙枚数やベルトの回転数がリセットされ、新しいベルトが装着されたことが複写機側で認識されるようになっている。
【0063】
また、ベルトユニット50を複写機1に装着する際にソケット52がソケット51に差し込まれたとき、複写機1側の図示しないスイッチがオン/オフされるようにして、ベルトの履歴を積算する各カウンタをリセットするようにしても良い。
【0064】
次に、通紙枚数の増加に伴い、クリーニングブレード19の転写ベルト12に対する当接条件を変更する、この発明の第3の実施の形態について、図2とともに図10および図11を参照して説明する。
【0065】
図2に示したように、初期の転写ベルトでは、クリーニングブレード19の全ての当接角度および当接圧力において、ブレードめくれを生じることなく良好なクリーニングを実施できる。これに対し、100 キロ枚通紙後の転写ベルトでは、クリーニングブレード19の当接角度を14°にした場合、ブレードの当接圧力を2.4g/mm 以上に設定しなければ良好なクリーニングを実施できない。また、200 キロ枚通紙後の転写ベルトでは、クリーニングブレード19の当接角度を14°にした場合、ブレードの当接圧力を3.2g/mm 以上に設定しなければ良好なクリーニングを実施できない。このとき、クリーニングブレード19の当接角度を16°にすると、当接圧力のマージンが大きくなり、当接圧力を2.4g/mm 以上に設定すれば良くなる。
【0066】
つまり、通紙枚数の増加に応じてクリーニングブレード19の当接角度を大きくしていけば、長期に亘って良好なクリーニングを達成でき、転写ベルト12の使用寿命を延長できる。
【0067】
図10には、クリーニングブレード19の当接角度を調節するための機構を示してある。これによると、アルファバネ61の一端にクリーニングブレード19が取付けられ、アルファバネ61の復元力によってクリーニングブレード19の先端が転写ベルト12の所定位置に押圧されて当接されている。アルファバネ61は、スライダ62を介して、転写ベルト12に対して離接可能にスライド自在に設けられている。しかして、アルファバネ61の支点63を図中上下に移動させることにより、クリーニングブレード19の転写ベルト12に対する当接角度を調節できる。
【0068】
例えば、図2に示した例では、通紙枚数が200 キロ枚を超えた時点で、クリーニングブレード19の支点63を位置A(14°)から位置B(16°)へ下方に移動される。ブレードの移動、すなわち当接角度の調節は、数10キロ枚〜数100 キロ枚通紙毎に行なっても良いが、カム64などを利用して通紙枚数に合せて徐々に移動するようにしても良い。
【0069】
また、ブレードめくれは、図3に示すように、クリーニングブレード19の当接圧力が高い程発生し易いことが知られている。反面、図2によれば、クリーニングブレード19の当接圧力が高い程良好なクリーニングが実施できることがわかる。従って、初期の転写ベルトに対しては、クリーニングブレード19の当接圧力を低く設定し、通紙枚数の増加に伴い当接圧力を高くするように、クリーニングブレード19の当接圧力を調節することによっても、良好なクリーニングを実施できる。
【0070】
図11には、クリーニングブレード19の当接圧力を調節するための機構を示してある。これによると、アルファバネ61の一端にクリーニングブレード19が取付けられ、アルファバネ61の復元力によってクリーニングブレード19の先端が転写ベルト12の所定位置に押圧されて当接されている。アルファバネ61は、スライダ62を介して、転写ベルト12の走行方向に沿ってスライド自在に設けられている。しかして、スライダ62を図中左方向に移動させることにより、クリーニングブレード19の転写ベルト12に対する当接圧力を低くでき、スライダ62を図中右方向に移動させることにより、当接圧力を高くすることができる。
【0071】
尚、この発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、上述した各実施の形態では、ベルトライフを通紙枚数により判断したが、転写ベルトの回転数を見てベルトライフを判断しても良い。
【0072】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の画像形成装置は、上記のような構成および作用を有しているので、転写ベルトの痛み具合に応じた良好なクリーニング性能を達成でき、長期に亘ってブレードめくれや紙の裏汚れなどを防止でき、転写ベルトの使用寿命を延長できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一般的な複写機を概略的に示す図。
【図2】ベルトライフ、ブレードの当接角度、当接圧力を変えたときの通紙部および非通紙部におけるクリーニング状態を示す図。
【図3】ベルトライフ、ブレードの当接角度、当接圧力を変えたときの通紙部および非通紙部におけるブレードめくれの有無を示す図。
【図4】トナー供給量に対するベルトめくれの有無を示す図。
【図5】この発明の複写機を概略的に示す図。
【図6】この発明の第1の実施の形態に係るトナー供給量の調節動作を説明するためのフローチャート。
【図7】この発明の第2の実施の形態に係るトナー供給量の調節動作を説明するためのフローチャート。
【図8】転写メモリを防止するための動作を説明するためのフローチャート。
【図9】複写機の転写ベルトを保持したベルとユニットを示す図。
【図10】転写ベルトに対するクリーニングブレードの当接角度を調節するための機構を概略的に示す図。
【図11】転写ベルトに対するクリーニングブレードの当接圧力を調節するための機構を概略的に示す図。
【符号の説明】
1…デジタル複写機、
2…感光体ドラム、
12…転写ベルト、
19…クリーニングブレード、
40…露光装置、
50…ベルトユニット、
P…用紙。
Claims (2)
- 回転自在に設けられた感光体ドラムの表面上に現像剤による像を形成する像形成手段と、
上記像形成手段にてドラム表面上に形成された現像剤像を転写するための用紙を給紙する給紙手段と、
上記感光体ドラムの軸方向と略直交する方向に上記ドラム表面に沿って無端走行されるベルトを有し、このベルトが上記ドラム表面に対向される搬送面上に上記給紙手段を介して給紙される用紙を保持し、上記像形成手段にて上記ドラム表面上に形成された現像剤像へ該用紙を搬送する搬送手段と、
上記搬送手段にて上記ベルトの搬送面上に保持されて搬送された用紙上に上記像形成手段にて上記ドラム表面上に形成された現像剤像を転写する転写手段と、
上記軸方向に延設されて上記搬送面に当接して配置され、上記搬送面上に不所望に付着された現像剤や紙粉を掻き落として上記搬送面を清掃するクリーニングブレードと、
画像形成動作を実行していない所定のタイミングで、上記クリーニングブレードにて清掃される前の上記搬送面上に、トナーを供給するトナー供給手段と、
上記給紙手段にて搬送面上に給紙される用紙の枚数の増加に応じて、上記トナー供給手段によって上記搬送面上に供給するトナーの供給量を徐々に減らすようにトナーの供給量を調節する調節手段とを備え、
上記ベルトは、画像形成装置本体に対して交換可能に装着されるベルトユニット内に取り付けられており、このベルトユニットが装置本体に装着されたときから上記給紙手段による給紙枚数の計数が開始されることを特徴とする画像形成装置。 - 回転自在に設けられた感光体ドラムの表面上に現像剤による像を形成する像形成手段と、
上記像形成手段にてドラム表面上に形成された現像剤像を転写するための用紙を給紙する給紙手段と、
上記給紙手段を介して給紙される用紙のサイズ、および各サイズ毎の給紙枚数を検出する用紙検出手段と、
上記感光体ドラムの軸方向と略直交する方向に上記ドラム表面に沿って無端走行されるベルトを有し、このベルトが上記ドラム表面に対向される搬送面上に上記給紙手段を介して給紙される用紙を保持し、上記像形成手段にて上記ドラム表面上に形成された現像剤像へ該用紙を搬送する搬送手段と、
上記搬送手段にて上記ベルトの搬送面上に保持されて搬送された用紙上に上記像形成手段にて上記ドラム表面上に形成された現像剤像を転写する転写手段と、
上記軸方向に延設されて上記搬送面に当接して配置され、上記搬送面上に不所望に付着された現像剤や紙粉を掻き落として上記搬送面を清掃するクリーニングブレードと、
画像形成動作を実行していない所定のタイミングで、上記クリーニングブレードにて清掃される前の上記搬送面上に、上記軸方向に延びた帯状のトナーを供給するトナー供給手段と、
上記用紙検出手段によって検出された用紙の各サイズごとの給紙枚数に応じて、上記トナー供給手段によって上記搬送面上に供給するトナーの供給量を上記軸方向に沿って変化させ、上記搬送面上の用紙が保持される回数が多い部分に対するトナーの供給量を少なく調節する調節手段とを備え、
上記ベルトは、画像形成装置本体に対して交換可能に装着されるベルトユニット内に取り付けられており、このベルトユニットが装置本体に装着されたときから上記用紙検出手段による用紙のサイズ毎の給紙枚数の計数が開始されることを特徴とする画像形成装置。
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