JPH10207263A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 用紙裏面にトナー汚れが生じる場合のみ、転
写ロールの清掃シーケンスが実行されるようにすること
で、無駄な清掃シーケンスの実行を防止する。 【解決手段】 汚れ検出部４ａは、用紙の裏面を搬送方
向に沿って相対的に等速度で走査する光学センサから出
力される反射信号Ｖ_R に基づいて、用紙裏面の現在の走
査位置が汚れているか否かを判断する。認定部４ｂは、
汚れの検出周期Δｔを転写ロールの回転周期Ｔと比較
し、両者が略一致していれば、当該汚れを転写ロール８
によるものと認定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電潜像にトナー
を付着させて形成したトナー像を記録用紙に転写して可
視化する電子写真方式のプリンタ、複写機、ファクシミ
リ装置等の画像形成装置に係り、特に、トナー像を記録
用紙に転写する転写ロールに付着したトナーの汚れを正
確かつ確実に検出できるようにした画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置では、像担
持体としての感光体ドラム上に形成した静電潜像上にト
ナーを付着させてトナー像を形成し、この未定着トナー
像を転写部において用紙へ転写する。転写部では転写ロ
ールなどの接触型の転写手段が、像担持体としての感光
体ドラムや転写体ベルトに当接されており、用紙は当接
部に挟み込まれる。この時、転写ロールにはトナーと逆
極性の転写バイアス電圧が印加され、感光体ドラム側の
トナー像が用紙に転写される。

【０００３】ところが、このような構成の画像形成装置
では、用紙のサイズよりも大きいトナー像が感光体ドラ
ム等の上に形成されていると、転写ロールの表面にトナ
ー像が直接接触してしまい、当該接触部分のトナーが転
写バイアス電圧のために転写ロールの表面に付着してし
まう。そして、この転写ロールの表面に付着したトナー
は用紙の裏面に付着されるので用紙の裏面が汚れるとい
う問題があった。

【０００４】このような問題点を解決するために、例え
ば特開昭６３−５６６７４公報または特開平７−３１９
３６１号公報では、動作の開始または終了時、あるいは
定期的に清掃シーケンスを実行する装置が提案されてい
る。清掃シーケンスが実行されると、転写ロールに通常
の転写時とは逆極性の電圧が印加され、転写ロールに付
着したトナーを感光体ドラム側に吹き飛ばし、感光体ド
ラムに付着したトナーは感光体用の清掃装置で除去する
ようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術で
は、いずれも転写ロールの実際の汚染程度が検出され
ず、汚れているといないとにかかわらず清掃シーケンス
が実行され、感光体ドラムや転写装置等が駆動されるこ
とになる。しかしながら、用紙の裏面を汚すほどに転写
ロールにトナーが付着することは稀であるため、多くの
場合、清掃シーケンスは、その必要がないにもかかわら
ず実行されることになる。したがって、この不必要な清
掃シーケンスの実行によって感光体ドラムや転写ロール
の劣化が進み、その寿命が短くなってしまうという問題
があった、本発明の目的は、上記した従来技術の問題点
を解決し、用紙裏面にトナー汚れが生じるほどに転写ロ
ールが汚れている場合のみ清掃シーケンスが実行される
ようにすることで無駄な清掃シーケンスの実行を防止
し、ハードウエアの寿命延長を可能にした画像形成装置
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では、像担持体の表面にトナー像を形成
する現像部と、像担持体と転写ロールとの間に搬送され
た用紙の表面に前記トナー像を転写する転写部とを備え
た画像形成装置において、以下のような手段を講じた点
に特徴がある。 (1) 転写ロールが汚れているか否かを判定する転写ロー
ル汚れ判定手段と、転写ロールが汚れていると判定され
ると予定の清掃シーケンスを実行する清掃手段とを設け
た。

【０００７】このような手段を備えたことにより、転写
ロールが汚れている場合のみ、その清掃が行われるの
で、不必要な清掃シーケンスの実行が防止されて清掃に
よる装置の劣化を最小限に抑えられるという作用効果が
得られる。 (2) 前記転写ロール汚れ判定手段は、転写部を通過した
用紙の裏面に付着した汚れに基づいて転写ロールが汚れ
ている否かを判定するようにした。

【０００８】これにより、用紙裏面に汚れが付着するほ
ど転写ロールが汚れている場合のみ、その清掃が行われ
るので、実質的に不必要な清掃シーケンスの実行が防止
されて清掃による装置の劣化を最小限に抑えられるとい
う作用効果が得られる。 (3) 前記転写ロール汚れ判定手段は、転写部を通過した
用紙の裏面に付着した汚れの位置に基づいて転写ロール
が汚れている否かを判定するようにした。

【０００９】これにより、転写ロールによって付着され
た汚れとそれ以外の汚れ等とを区別できるので、実質的
に不必要な清掃シーケンスの実行が防止されて清掃によ
る装置の劣化を最小限に抑えられるという作用効果が得
られる。 (4) 前記(3) の転写ロール汚れ判定手段を、用紙の裏面
を搬送方向に沿って相対的に等速度で走査する光学セン
サと、前記光学センサの出力信号に基づいて汚れを検出
する汚れ検出部と、汚れの検出周期を転写ロールの回転
周期と比較して両者が略一致すれば当該汚れを転写ロー
ルによるものと認定する認定部とによって構成するよう
にした。

【００１０】このような手段を備えたことにより、転写
ロールによって付着された汚れとそれ以外の汚れ等とを
簡単な構成で区別できるという作用効果が得られる。 (5) 前記(1) の転写ロール汚れ判定手段を、転写ロール
と像担持体との間に電圧を印加した際に両者間に流れる
電流を代表する信号を計測する計測手段と、計測結果に
基づいて転写ロールの汚れを検出する汚れ検出部とによ
って構成するようにした。

【００１１】このような手段を備えたことにより、転写
ロールに汚れが付着しているか否かを直接検知でき、転
写ロールが汚れている場合のみ、その清掃が行われるの
で、不必要な清掃シーケンスの実行が防止されて清掃に
よる装置の劣化を最小限に抑えられるという作用効果が
得られる。 (6) 前記(5) の構成に加えて、前記汚れ検出部による汚
れの検出周期を転写ロールの回転周期と比較して両者が
略一致すれば当該汚れを転写ロールによるものと認定す
る認定部をさらに設けた。

【００１２】このような手段を備えたことにより、転写
ロールの汚れとそれ以外とを簡単な構成で区別できると
いう作用効果が得られる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。図１は、本発明を適用したフルカラープ
リンタの主要部の構成を示した図である。本実施形態の
カラープリンタは、感光体ドラム１上に形成された未定
着トナー像をベルト状の中間転写体２に一次転写し、こ
の未定着トナー像を改めて中間転写体ベルト２から搬送
路９上の記録用紙へ二次転写するよう構成されている。

【００１４】感光体ドラム１は、メインモータにより一
定速度で回転駆動され、帯電器１７で表面を一様に帯電
された後、画像露光装置１８で露光されて静電潜像が形
成される。この静電潜像は多色現像器５によって現像さ
れる。多色現像器５は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各色に対
応した４つの現像器５ａ〜５ｄを備え、感光体ドラム１
上に形成された静電潜像がイエローの画情報に対応した
ものであれば、この静電潜像はイエロー（Ｙ）のトナー
を内包する現像器５ａで現像され、感光体ドラム１上に
はイエローのトナー像が形成される。感光体ドラム１に
形成されたイエローの未定着トナー像は、感光体ドラム
１と中間転写体ベルト２とが接する一次転写位置３１に
おいて中間転写体ベルト２の表面に転写される。

【００１５】単色画像を形成する場合は、中間転写体ベ
ルト２に一次転写された未定着トナー像が直ちに用紙に
二次転写されるが、複数色のトナー像を重ね合わせるフ
ルカラー画像を形成する場合には、感光体ドラム１上へ
のトナー像の形成および当該トナー像の中間転写体ベル
ト２への一次転写が色数分だけ繰り返される。本実施形
態のように、４色のトナー像を重ね合わせてフルカラー
画像を形成する場合、感光体ドラム１上には、その一回
転毎にイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの未定
着トナー像が形成され、これらの未定着トナー像は順次
中間転写体ベルト２に一次転写される。

【００１６】一方、中間転写体ベルト２は、最初に一次
転写されたイエローの未定着トナー像を保持したまま感
光体ドラム１と同一周期で回動するので、中間転写体ベ
ルト２上には、一回転毎にマゼンタ、シアン及びブラッ
クの未定着トナー像がイエローの未定着トナー像に重ね
て転写される。

【００１７】このようにして中間転写体ベルト２に一次
転写された未定着トナー像は、ベルト２の回動に伴っ
て、搬送経路９に面した二次転写位置３２ヘ搬送され
る。二次転写位置３２では、二次転写ロール８が中間転
写体ベルト２に接しており、フィードローラ１３によっ
て所定のタイミングで用紙トレイ１４から搬出された用
紙３は、この二次転写ロール８と中間転写体ベルト２と
の間に挟み込まれる。二次転写ロール８には、スイッチ
７を介して転写用電源１５および清掃用電源１６が接続
され、転写期間中は転写用電源１５によって高電圧が印
加される。

【００１８】この二次転写位置３２では、転写ロール８
と対向する位置にバックアップロール１２が配設されて
おり、転写ロール８と中間転写体ベルト２との間に、ト
ナーの帯電極性と逆極性の電圧を転写用電源１５によっ
て印加すると、中間転写体ベルト２に担持されていた４
色分の未定着トナー像が用紙に静電転写される。４色分
のトナー像が形成された用紙は定着装置１１まで搬送さ
れてヒートロール２１と加圧ロール２２との間に挟み込
まれ、トナー像はヒートロール２１の発生する熱によっ
て用紙に定着される。

【００１９】一方、定着装置１１の後段には、搬送経路
９上を等速度で搬送される用紙裏面からの反射光を検出
して電気信号に変換する光学センサ６が設置されてお
り、その出力信号は判定回路４へ入力される。本実施形
態では、この光学センサ６は用紙排出センサを兼ねてい
る。判定回路４は、光学センサ６の出力信号に基づい
て、二次転写位置３２を通過した用紙３の裏面に付着し
た汚れの検出し、この検出結果に基づいて、当該汚れが
転写ロール８によるものか否かを判定する。そして、前
記汚れが転写ロール８によるものと判定するとクリーニ
ング要求信号Ｓ１をコンピュータ１００へ出力する。コ
ンピュータ１００は、クリーニング要求信号Ｓ１が入力
されると適宜のタイミングで清掃シーケンスを実行す
る。清掃シーケンスが起動されると、スイッチ７が清掃
用電源１６側に切り替えられ、転写期間中とは逆の高電
圧が転写ロール８に印加される。

【００２０】図２は、前記判定回路４の一実施形態のブ
ロック図であり、光学センサ６から出力される反射信号
Ｖ_R に基づいて、用紙裏面の現在の走査位置が汚れてい
るか否かを判断する汚れ検出部４ａと、汚れの検出周期
Δｔを転写ロールの回転周期Ｔと比較し、両者が略一致
していれば、当該汚れを転写ロール８によるものと認定
する認定部４ｂとによって構成されている。

【００２１】このような構成において、前記センサ６に
よって検出された反射信号Ｖ_R はコンパレータ５１の一
方の入力端子に入力され、その他方の入力端子には基準
電圧Ｖ_ref が入力される。コンパレータ５１の出力信号
Ｐ１はフリップ／フロップ（Ｆ／Ｆ）５２のデータ端子
Ｄに入力され、Ｆ／Ｆ５２のクロック端子ＣＫには、前
記コンピュータ１００から基準クロックＣＬＫが供給さ
れる。Ｆ／Ｆ５２のＱ出力はシフトレジスタ５３のデー
タ端子Ｄおよび２入力ＮＡＮＤゲート回路５４の一方の
入力端子に入力される。ＮＡＮＤゲート回路５４の他方
の入力端子にはシフトレジスタ５３のＱ_n 出力が入力さ
れる。ＮＡＮＤゲート回路５４の出力信号（負論理）
は、クリーニング要求信号Ｓ１としてコンピュータ１０
０へ入力される。

【００２２】図３は、上記した判定回路４の各部の信号
波形を示したタイミングチャートである。通常、用紙３
の搬送方向に沿った長さＬ₀ は転写ロール８の円周長Ｌ
よりも長いので、用紙裏面の汚れが転写ロール８によっ
て付着したものであると、その汚れは転写ロール８の円
周長Ｌのピッチで複数箇所Ａ１、Ａ２に付着するはずで
ある。そこで、本実施形態では汚れの検出周期Δｔを転
写ロールの回転周期Ｔと比較し、両者が略一致していれ
ば、当該汚れを転写ロール８によるものと判定するよう
にしている。

【００２３】図３において、用紙裏面の最初の汚れ領域
Ａ１がセンサ６に到達し、時刻ｔ₁において反射信号Ｖ
_R が基準電圧Ｖ_ref を下回ると、コンパレータ５１の出
力信号Ｐ１が“Ｈ”レベルとなる。ここで基準クロック
ＣＬＫが立下がると、Ｆ／Ｆ５２のＱ出力が“Ｈ”レベ
ルとなり、時刻ｔ₂ で反射信号Ｖ_R が基準電圧Ｖ_refを
上回ってコンパレータ５１の出力信号Ｐ１が再び“Ｌ”
レベルとなると、次に基準クロックＣＬＫが立下がった
時点でＦ／Ｆ５２のＱ出力も“Ｌ”レベルになる。ま
た、シフトレジスタ５３では、基準クロックＣＬＫが立
ち下がるごとにＦ／Ｆ５２のＱ出力がシフトされる。

【００２４】その後、次の汚れ領域Ａ２がセンサ６に到
達し、時刻ｔ₃ において反射信号Ｖ_R が基準電圧Ｖ_ref
を下回ると、コンパレータ５１の出力信号Ｐ１が“Ｈ”
レベルとなる。ここで基準クロックＣＬＫが立下がる
と、Ｆ／Ｆ５２のＱ出力が“Ｈ”レベルとなり、時刻ｔ
₄ で反射信号Ｖ_R が基準電圧Ｖ_ref を上回ってコンパレ
ータ５１の出力信号Ｐ１が再び“Ｌ”レベルとなると、
次に基準クロックＣＬＫが立下がった時点でＦ／Ｆ５２
のＱ出力も“Ｌ”レベルになる。

【００２５】ここで、本実施形態では、２入力ＮＡＮＤ
ゲート回路５４の他方の入力端子と接続されるシフトレ
ジスタ５３のＱ_n 出力は、Ｆ／Ｆ５２のＱ出力を基準ク
ロックＣＬＫに基づいて転写ロール８の回転周期Ｔだけ
遅延して出力するように選択されている。さらに具体的
に言えば、Ｆ／Ｆ５２のＱ出力がシフトレジスタ５３の
Ｑ_n 出力となるまでのシフト回数Ｎは、転写ロール８の
円周長をＬ（ｍｍ）、用紙搬送速度をｖ（ｍｍ／ｓ）、
基準クロックＣＬＫの周期をＳ（ｓ）とすれば次式(1)
で決定される。 シフト回数Ｎ＝円周長Ｌ／搬送速度ｖ／周期Ｓ … (1) このため、用紙裏面の汚れ領域Ａ１、Ａ２が共に転写ロ
ール上の同一位置のトナー汚れに起因したものであれ
ば、図３に示したように、汚れ領域Ａ１に基づくシフト
レジスタ５３のＱ_n 出力と、汚れ領域Ａ２に基づくＦ／
Ｆ５２のＱ出力とは同じタイミングで“Ｈ”レベルとな
り、２入力ＮＡＮＤゲート回路５４の出力は“Ｌ”レベ
ルに遷移する。

【００２６】一方、図４に示したように、汚れ領域Ａ
１、Ａ３が転写ロール８上の異なった位置のトナー汚れ
に起因したものであれば、シフトレジスタ５３のＱ_n 出
力とＦ／Ｆ５２のＱ出力とは異なったタイミングで
“Ｈ”レベルとなるので、２入力ＮＡＮＤゲート回路５
４の出力は“Ｈ”レベルのままである。したがって、Ｎ
ＡＮＤゲート回路５４の出力を監視すれば、用紙裏面に
転写されてしまうようなトナー汚れが転写ロール８の表
面に生じているか否かを認識できるようになる。

【００２７】本実施形態によれば、用紙裏面に汚れが付
着するほど転写ロール８が汚れている場合のみ、その清
掃が行われるので、実質的に不必要な清掃シーケンスの
実行が防止されて清掃による装置の劣化を最小限に抑え
られるようになる。

【００２８】さらに、本実施形態によれば、用紙裏面に
付着している汚れを、転写ロール８によって付着された
汚れとそれ以外の汚れ等とに区別できるので、転写ロー
ル８によって付着された汚れ以外の汚れが検出されても
清掃シーケンスは実行されない。

【００２９】なお、上記した実施形態では、用紙裏面に
汚れが付着しているか否かを検出し、用紙裏面が汚れて
いれば転写ロール８が汚れているものと見做して清掃シ
ーケンスが実行されるものとして説明したが、このよう
な間接的な検出方法ではなく、転写ロール８を直接監視
して汚れの有無を判定するようにしても良い。

【００３０】図５は、本発明の他の実施形態であるフル
カラープリンタの主要部の構成を示した図であり、前記
と同一の符号は同一または同等部分を表している。本実
施形態では、転写ロール８とスイッチ７との間に電流計
６１を設け、転写ロール８と転写体ベルト２との間に電
圧が印加された際に両者間を流れる電流を計測し、この
計測結果に基づいて、転写ロール８が汚れているか否か
を判定するようにしている。

【００３１】すなわち、転写ロール８の表面にトナーが
付着していると、当該部分が転写体ベルト２と接触して
いるときは、トナーが付着していない他の部分が接触し
ている場合よりも抵抗値が上昇するので両者間を流れる
電流が変化する。そこで、本実施形態では電流計６１に
よって計測された電流値を判定回路４４が監視し、大き
な電流値変化が検出されると転写ロール８にトナーが付
着しているものと判定するようにした。

【００３２】なお、転写ロール８と転写体ベルト２との
間に流れる電流は微小であるためにノイズ等の影響を受
けやすく、トナーが付着していないにもかかわらず大き
な電流変化が計測されてしまう場合がある。したがっ
て、前記した第１実施形態と同様に、大きな電流変化が
検出される周期を転写ロール８の回転周期Ｔと比較し、
両者が一致した場合のみ転写ロール８が汚れていると判
定するようにしても良い。

【００３３】また、本実施形態では電流値の変化に基づ
いてトナー汚れの有無を識別するものとして説明した
が、電圧の変化に基づいて認識するようにしても良い。
さらに、識別確度を向上させるために、上記した各実施
形態の構成を組み合わせ、用紙裏面の汚れに基づいた認
定結果と電流値に基づいた認定結果のいずれもが、転写
ロール８に汚れが付着していることを示唆している場合
のみ、清掃シーケンスが実行されるようにしても良い。

【００３４】さらに、前記判定手段４、４４によって汚
れが認識できなくても、その認識の閾値以下のレベルで
汚れている場合もあるので、たとえ汚れが検出できなく
ても定期的に清掃シーケンスを実行するようにすれば、
プリント品質を常に優れた状態に維持できるようにな
る。なお、この場合の周期は従来技術よりも長く設定で
きるので、実質上、当該定期的な清掃シーケンスによる
劣化は無視できる。

【００３５】さらに、上記した各実施形態ではフルカラ
ープリンタを例にして本発明を説明したが、単色のプリ
ンタにも同様に適用することができる。

【００３６】

【発明の効果】上記したように、本発明によれば以下の
ような効果が達成される。 (1) 請求項１の発明によれば、転写ロールが汚れている
場合のみ、その清掃が行われるので、不必要な清掃シー
ケンスの実行が防止されて清掃による装置の劣化を最小
限に抑えられるようになる。 (2) 請求項２の発明によれば、用紙裏面に汚れが付着す
るほど転写ロールが汚れている場合のみ、その清掃が行
われるので、実質的に不必要な清掃シーケンスの実行が
防止されて清掃による装置の劣化を最小限に抑えられる
ようになる。 (3) 請求項３の発明によれば、転写ロールによって付着
された汚れとそれ以外の汚れ等とを区別できるので、実
質的に不必要な清掃シーケンスの実行が防止されて清掃
による装置の劣化を最小限に抑えられるようになる。 (4) 請求項４の発明によれば、転写ロールによって付着
された汚れとそれ以外の汚れ等とを簡単な構成で区別で
きるようになる。 (5) 請求項５の発明によれば、転写ロールに汚れが付着
しているか否かを直接検知でき、転写ロールが汚れてい
る場合のみ、その清掃が行われるので、不必要な清掃シ
ーケンスの実行が防止されて清掃による装置の劣化を最
小限に抑えられるようになる。 (6) 請求項６の発明によれば、転写ロールの汚れとそれ
以外とを簡単な構成で区別できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態の主要部の構成を示し
た図である。

【図２】 判定回路の構成を示したブロック図である。

【図３】 判定回路のタイミングチャートである。

【図４】 判定回路のタイミングチャートである。

【図５】 本発明の第２実施形態の主要部の構成を示し
た図である。

【符号の説明】 １…感光体ドラム、２…中間転写体ベルト、４、４４…
判定回路、４ａ…汚れ検出部、４ｂ…認定部、５…多色
現像器、８…転写ロール、１１…定着装置、１５…転写
用電源、１６…清掃用電源、１８…画像露光装置、３１
…一次転写位置、３２…二次転写位置、１００…コンピ
ュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金田 浩 埼玉県岩槻市府内３丁目７番１号 富士ゼ ロックス株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体の表面にトナー像を形成する現
   像部と、像担持体と転写ロールとの間に搬送された用紙
   の表面に前記トナー像を転写する転写部とを備えた画像
   形成装置において、 転写ロールが汚れているか否かを判定する転写ロール汚
   れ判定手段と、 転写ロールが汚れていると判定されると予定の清掃シー
   ケンスを実行する清掃手段とを具備したことを特徴とす
   る画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記転写ロール汚れ判定手段は、転写部
   を通過した用紙の裏面に付着した汚れに基づいて転写ロ
   ールが汚れている否かを判定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. 【請求項３】 前記転写ロール汚れ判定手段は、転写部
   を通過した用紙の裏面に付着した汚れの位置に基づいて
   転写ロールが汚れている否かを判定することを特徴とす
   る請求項１に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記転写ロール汚れ判定手段は、 用紙の裏面を搬送方向に沿って相対的に等速度で走査す
   る光学センサと、 前記光学センサの出力信号に基づいて汚れを検出する汚
   れ検出部と、 汚れの検出周期を転写ロールの回転周期と比較し、両者
   が略一致すれば当該汚れを転写ロールによるものと認定
   する認定部とによって構成されたことを特徴とする請求
   項３に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記転写ロール汚れ判定手段は、 転写ロールと像担持体との間に電圧を印加し、両者間に
   流れる電流を代表する信号を計測する計測手段と、 前記計測結果に基づいて転写ロールの汚れを検出する汚
   れ検出部とによって構成されたことを特徴とする請求項
   １に記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記汚れ検出部による汚れの検出周期を
   転写ロールの回転周期と比較し、両者が略一致すれば当
   該汚れを転写ロールによるものと認定する認定部をさら
   に具備したことを特徴とする請求項５に記載の画像形成
   装置。