JPH11184277A

JPH11184277A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH11184277A
Application number: JP9364914A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Wada; 研一和田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1997-12-19
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 1999-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】カブリトナーが転写フィルムに転写されて記
録紙の裏面に転写される裏汚れを防止するとともに画像
形成動作開始前の転写フィルム等の不要な清掃動作を省
略して不要な待ち時間を無くし、清掃部材の寿命を延ば
す。【解決手段】転写フィルム１５を清掃する清掃装置２
６と、感光体９上にカブリにより付着したトナー量を検
出する検出装置２００と、検出装置２００の検出結果に
基づいて転写フィルム１５の汚れ度合いを演算する演算
手段と、該演算結果が所定の閾値以上になると前記清掃
装置２６を動作させる制御手段と、を有する画像形成装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の画
像形成装置に関する。詳しくは、転写材（記録紙等）を
担持する転写フィルムや、感光体上から転写されたトナ
ー像を転写材に転写するために用いられる中間転写体の
清掃に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置として、感
光体上に形成したトナー像を転写フィルムに担持された
転写材上に転写する方式や、感光体上に形成したトナー
像を中間転写体上に転写した後に転写材上に転写する方
式の装置が提供されている。

【０００３】転写フィルムに担持した記録紙上にトナー
像を転写する方式では、感光体上のトナー像の周囲（非
画像部）にカブリトナーが付着していると、該カブリト
ナーが転写フィルム上に転写されてしまい、次回に今回
より大サイズの記録紙に対する転写が行われる場合に、
その裏面を汚す（以下「裏汚れ」と記す）という問題が
生ずる。このため、転写フィルムの清掃が必要になり、
例えば、（１）各画像形成プロセスの終了時、（２）所
定枚数の画像形成プロセスの終了時、（３）連続画像形
成に於ける最終の画像形成プロセスの終了時等に、転写
フィルムの清掃動作が実行されている。同様の問題は、
感光体上のトナー像を中間転写体を介して記録紙上に転
写する方式でも生ずる（以下「表汚れ」と記す）ため、
上記（１）（２）（３）と同様のタイミングで、中間転
写体の清掃動作が実行されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記（１）のように各
画像形成動作の終了毎に転写フィルムや中間転写体の清
掃動作を実行すると、カブリトナーが付着していない場
合にも清掃動作が無駄に実行されて、次の画像形成動作
の開始が不要な清掃動作のために遅れたり、清掃用部材
の寿命が不要な清掃動作のために短くなるいう問題が生
ずる。さらに、清掃動作時に感光体も回転される機構の
装置では、感光体や感光体のクリーニングブレードの寿
命も短くなる。前記（２）や（３）のように複数回の画
像形成動作の終了毎に転写フィルムや中間転写体の清掃
動作を実行すると、カブリトナーの付着量が多いため清
掃する必要がある場合でも清掃動作が実行されないこと
もあり、その場合には、裏汚れや表汚れが発生してしま
う。

【０００５】上記不具合を無くすため、転写フィルムや
中間転写体の汚れを検出して、その検出結果に応じて清
掃動作を実行／省略する構成も在るが、そのような構成
の場合には、転写フィルムや中間転写体の耐久劣化に起
因する誤検出や、検出部位が適切でないことに起因する
誤検出が生じ、その結果、清掃過剰／清掃不良という上
記と同様の不具合が生ずる。また、転写フィルムや中間
転写体の汚れを検出する部材によるコストアップも生ず
る。

【０００６】本発明は、電子写真方式の画像形成装置に
於いて、転写フィルムや中間転写体の汚れを検出するた
めの部材を設けることなく、カブリトナーによる裏汚れ
や表汚れを確実に防止するとともに、次回の画像形成動
作の開始前に不要な清掃動作が行われないようにするこ
とを目的とする。また、これにより、不要な待ち時間を
無くすとともに清掃部材の寿命を延ばすことを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、感光体上のト
ナー像を転写フィルムに担持された転写材上に転写する
電子写真方式の画像形成装置であって、前記転写フィル
ムを清掃するための清掃手段と、前記感光体上にカブリ
により付着したトナー量を検出する検出手段と、前記検
出手段の検出結果に基づいて前記転写フィルムの汚れ度
合いに対応する物理量を演算する演算手段と、前記演算
手段の演算結果を所定の閾値と比較して該所定の閾値以
上になると前記清掃手段を動作させる制御手段と、を有
する画像形成装置である。本発明は、感光体上のトナー
像を中間転写体上に転写した後に転写材上に転写する電
子写真方式の画像形成装置であって、前記中間転写体を
清掃するための清掃手段と、前記感光体上にカブリによ
り付着したトナー量を検出する検出手段と、前記検出手
段の検出結果に基づいて前記中間転写体の汚れ度合いに
対応する物理量を演算する演算手段と、前記演算手段の
演算結果を所定の閾値と比較して該所定の閾値以上にな
ると前記清掃手段を動作させる制御手段と、を有する画
像形成装置である。

【０００８】本発明は、上記何れかの構成に於いて、前
記検出手段が、前記感光体の清掃前の非画像部からの反
射光量を検出し、該検出結果に基づいて単位面積当りの
カブリトナーの付着量を求める、画像形成装置である。
又は、本発明は、上記何れかの構成に於いて、前記検出
手段が、前記感光体上に検査用に形成したトナー画像か
らの反射光量を検出し、該検出結果と該トナー画像形成
時の設定条件に基づいて単位質量当りのトナー帯電量を
求め、該トナー帯電量に基づいて単位面積当りのカブリ
トナーの付着量を求める、画像形成装置である。

【０００９】本発明は、上記何れかの構成に於いて、前
記演算手段が、前記汚れ度合いに対応する物理量とし
て、前記清掃手段の前回の動作時からの前記検出結果の
積算値を演算する、画像形成装置である。

【００１０】本発明は、単位質量当りのトナー帯電量に
基づいてカブリトナーの付着量を求める前述の構成に於
いて、さらに、画像形成装置内の温度及び／又は湿度を
検出する手段を有し、前記検出手段が前記温度及び／又
は湿度の検出結果を加味して前記カブリトナーの付着量
を求める、画像形成装置である。本発明は、単位質量当
りのトナー帯電量に基づいてカブリトナーの付着量を求
める前述の何れかの構成に於いて、さらに、当該現像装
置の動作回数を計数するカウンタを有し、前記検出手段
が前記カウンタのカウント値を加味して前記カブリトナ
ーの付着量を求める、画像形成装置である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、電子写真方式のディジタル
フルカラー複写機の転写フィルム（転写材の担持体）の
清掃動作を扱う場合に即して本発明を説明するが、本発
明は、デジタル方式／カラー／複写機／転写フィルムの
清掃に限定されない。即ち、アナログ方式／単色又は非
フルカラーの限定カラー／プリンタ／ファクシミリ／中
間転写体（中間転写ベルト）の清掃動作等、電子写真方
式の画像形成装置であって、転写材を転写フィルムによ
り担持する装置や、中間転写体を介してトナー画像を転
写材に転写する装置について同様に適用できる。

【００１２】図１は上記複写機の構成を模式的に示す説
明図である。図示の複写機では、原稿台ガラス２の上面
に被複写面を下向きに載置された原稿が、矢印Ａ方向に
移動される走査光学装置５により読み取られ、得られた
画像信号が画像信号処理部６へ入力され、該画像信号処
理部６にて公知の処理を施されて画像データが生成され
て記憶され、イエロー・マゼンタ・シアン・ブラックの
順に読み出されて順にレーザ露光部７へ送られ、該レー
ザ装置７から上記の画像データで変調されたレーザ光Ｌ
が出力されて感光体ドラム９の帯電表面を露光する。

【００１３】感光体ドラム９の周囲には、帯電装置１
０、イエロー現像装置１１、マゼンタ現像装置１２、シ
アン現像装置１３、ブラック現像装置１４、トナー付着
量検出器２００、クリーニング装置１６、除電装置１７
が設けられている。なお、トナー付着量検出器２００
は、その内部に検出結果を演算する手段を備えていても
よいが、感光体ドラム９の表面からの反射光量を検出す
るセンサ素子のみを感光体ドラム９の周囲に設け、該セ
ンサ素子の検出信号を制御部１００（図４）へ送って、
該制御部１００にてトナー付着量を求めるように構成さ
れていてもよい。つまり、トナー付着量を測定するとい
うトナー付着量検出器２００の機能を実現する構成が本
複写機の何れかの部分に設けられていればよく、その構
成が一体であるか複数箇所に分割されているかは問わな
い。

【００１４】帯電装置１０により一様に帯電された感光
体ドラム９の表面が前記の如くレーザ光Ｌで露光される
ことにより、前記の画像データに対応する静電潜像が形
成される。即ち、イエロー・マゼンタ・シアン・ブラッ
クの各色に対応する静電潜像が順に形成される。形成さ
れた静電潜像は、それぞれ対応する色のトナーが収納さ
れている現像装置によって現像されて可視化される。ま
た、本複写機では、感光体ドラム９の表面の非画像領域
に付着しているトナー（カブリトナー）からの反射光量
が、前記トナー付着量検出器２００により検出され、該
検出結果に基づいて単位面積当りのカブリトナーの付着
量が測定される。なお、感光体ドラム９表面からの反射
光量に基づいてトナー付着量を求める方法や、その際に
使用され得るルックアップテーブルは公知であるため、
ここでの説明は省略する。

【００１５】感光体ドラム９の表面で現像されて可視化
されたトナー像は、転写装置１９の外周面を構成する転
写フィルム１５に担持された記録紙上に順に転写されて
位置ズレ無く重ねられる。この動作を可能にするため、
転写装置１９には、感光体ドラム９と対向する位置のフ
ィルム内側の空間に転写チャージャ２２が設けられてい
るとともに、外側には記録紙の先端をチャッキングする
ためのチャッキング装置２１が設けられている。さら
に、転写チャージャ２２の下流側位置の内側や外側に
は、第１除電装置２３、シート分離装置２４、第２除電
装置２５、及び転写フィルム１５の清掃用のクリーニン
グ装置２６が設けられている。なお、上記のトナー像の
転写後に感光体ドラム９の表面に残留しているトナーは
前記クリーニング装置１６により除去される。換言すれ
ば、次回の画像形成動作時に前記トナー付着量検出器２
００により測定されるカブリトナーの付着量は、当該次
回の画像形成動作時に付着した分のみである。また、感
光体ドラム９の残留電荷は、前記除電装置１７によって
除去される。

【００１６】記録紙Ｐは、収納カセット２８，２９、又
は手差しトレイ３０の何れかから給紙され、チャッキン
グ装置２１により転写装置１９の外周面を構成する転写
フィルム１５に巻付けられて、該転写フィルム１５によ
り担持される。記録紙上への４色分のトナー画像の転写
が全て終了すると、記録紙は転写装置１９の転写フィル
ムから分離され、定着装置３２にて熱圧着による定着処
理を施された後、機外の排紙トレイ３３へ排出される。
また、記録紙の分離後に転写フィルム１５の外周面に付
着しているトナー（カブリトナー）は、後述のタイミン
グで動作されるクリーニング装置２６によって除去され
る。

【００１７】なお、本複写機では、画像形成動作時に非
画像領域のトナー付着量（カブリトナーの付着量）をト
ナー付着量検出器２００により検出しているが、感光体
ドラム９の表面からの反射光量を検出するセンサ素子の
感度が低いためにカブリトナーの付着量を検出できない
場合等には、画像形成対象の画像（原稿画像）とは別に
検査用の２つのトナー画像を感光体ドラム９の表面に各
々異なる現像電圧で形成して各トナー付着量を各々検出
し、それらの検出結果に基づいて現像効率ηを求め、該
現像効率ηから単位質量当りのトナー帯電量ｑを求め、
該トナー帯電量ｑからカブリトナーの付着量を推定する
ように構成してもよい。また、検査用のトナー画像とし
て、次回の画像形成条件の最適化（画像安定化制御）用
に用いられるトナー画像を兼用してもよい。

【００１８】ここで、検査用の２つのトナー画像の付着
量に基づいて、カブリトナーの付着量を推定する原理に
ついて説明する。まず、現像電圧をΔＶ₁，ΔＶ₂に設
定して、２つの検査用トナー画像を各々形成する。な
お、現像電圧ΔＶとは、電荷潜像の電位（減衰電位）Ｖ
_Iと現像バイアス電位Ｖ_Bの差であり、検査用のトナー
画像を形成する際に設定される画像形成条件（パラメー
タ：感光体ドラム９の帯電電位，露光光量，現像バイア
ス電位）を調整することにより調整可能である。次に、
上記２つのトナー画像のトナー付着量ｍ₁，ｍ₂を、ト
ナー付着量検出器２００により各々測定する。現像効率
ηは、現像電圧ΔＶ₁，ΔＶ₂と、トナー付着量ｍ₁，
ｍ₂とによって〔数１〕として記述される。また、現像
電圧がΔＶ₁，ΔＶ₂のときの潜像電荷Ｑ₁，Ｑ₂は、
感光体ドラム９の静電容量をＣ_PCとすると〔数２〕によ
って記述される。これら〔数１〕〔数２〕より〔数３〕
が導出され、この〔数３〕より、単位質量当りのトナー
帯電量ｑが〔数４〕のように求められる。なお、〔数
１〕〜〔数４〕は、明細書の最後に示す。こうして得ら
れる単位質量当りのトナー帯電量ｑに基づいて、カブリ
トナーの付着量の推定値が演算される。したがって、単
位質量当りのトナー帯電量ｑとカブリトナーの付着量を
対応付けるテーブルを予め実測データに基づいて作成
し、該テーブルを制御部１００が参照可能なように画像
形成装置に搭載しておくことにより、上述のように求め
た単位質量当りのトナー帯電量に基づいて、カブリトナ
ーの付着量を求めることができる。また、環境（湿度及
び／又は温度，絶対湿度）や当該現像装置の動作回数が
帯電分布に影響を与え、帯電量がマクロ的に同一の場合
でもカブリに寄与するトナーの帯電量が異なる場合があ
り、その場合には、上述のように求めた単位質量当りの
トナー帯電量ｑのみではカブリトナーの付着量を正確に
推定できなくなることに鑑み、上述のテーブルに代え
て、単位質量当りのトナー帯電量ｑ及び環境（湿度及び
／又は温度，絶対湿度）データ及び／又は当該現像装置
の動作回数をカブリトナーの付着量に対応付けるテーブ
ルを予め実測データに基づいて作成しておき、これを用
いるようにすると、さらに適切な制御が可能になる。

【００１９】次に、本複写機に於いて前記転写フィルム
１５の汚れ度合いを推定して、その結果に基づいて前記
クリーニング装置２６を動作させる制御手順を、図２の
フロ−チャ−トを参照して説明する。

【００２０】画像形成動作（Ｓ１１）後、画像安定化制
御（Ｓ１２）が行われる。画像安定化制御とは、検査用
のトナー画像を形成して、そのトナー付着量に基づいて
制御用データを最適化し、次回の画像形成動作に供する
制御である。例えば、所望の濃度の画像を得るのに必要
な帯電装置１０の出力と現像バイアス印加用電圧の出力
とを求めて、次回の画像形成動作に供する制御である。
なお、この画像安定化制御は公知であるため詳しい説明
は省略する。

【００２１】ステップＳ１４では、今回の画像形成動作
による単位面積当りのカブリトナーの付着量（Ｄ値）
が、トナー付着量検出器２００により検出される。即
ち、画像形成動作に伴って付着するカブリトナーは、そ
の都度クリーニング装置１６によって除去されているた
め、ここで測定される付着量は、今回の画像形成動作に
よって付着したもののみである。

【００２２】ステップ１５では、ステップＳ１４での検
出結果（Ｄ値）が、前回の転写フィルム１５の清掃時以
後〜直前回までの各検出結果（Ｄ値）の和に加算され
る。これは、転写フィルム１５に転写されるカブリトナ
ーの総量が、前回の転写フィルム１５の清掃時からのＤ
値の積算値と略等しくなるため、転写フィルム１５の汚
れの度合いに対応する物理量として、ステップＳ１４で
の検出結果（Ｄ値）の積算値を採用するようにしたもの
である。

【００２３】上記積算値（積算Ｄ値）が、所定の閾値
（本例では０．０２ｍｇ／ｃｍ²）を越えるまで上述の
処理が繰り返され（Ｓ１６：ＮＯ→Ｓ１１）、上記積算
値（積算Ｄ値）が所定の閾値を越えると（Ｓ１６：ＹＥ
Ｓ）、クリーニング装置２６が動作されて（Ｓ１７）、
転写フィルム１５が清掃される。また、その後、積算Ｄ
値がリセットされて（Ｓ１８）、前記ステップＳ１１に
戻る。

【００２４】なお、上記の閾値０．０２ｍｇ／ｃｍ²は
例示であり、各部材の特性等に応じて適宜に変更してよ
いことは勿論である。また、上記『越える』はステップ
Ｓ１６での場合分けを一義的に行い得るようにするため
の便宜的な記述であり、『越える』に代えて『以上』を
用いるとともに、その変更に適合する閾値を採用して良
いことは勿論である。

【００２５】また、図２の制御では、カブリトナーの付
着量（Ｄ値）をトナー付着量検出器２００により測定し
ているが、感光体ドラム９の表面からの反射光量を検出
するセンサ素子の感度が低いためにカブリトナーの付着
量（Ｄ値）を検出できない場合等には、前述のように検
査用のトナー画像を形成して、その検出結果に基づいて
単位質量当りのトナー帯電量ｑを推定し（Ｓ１３，図
３）、該トナー帯電量ｑから単位面積当りのカブリトナ
ー付着量（Ｄ値）を推定し（Ｓ１４ａ）、該推定Ｄ値に
基づいて図２と同様の手順で（Ｓ１５〜Ｓ１８）制御し
てもよい。なお、カブリトナー付着量の推定には、前述
のように実測データに基づいて作成したテーブルを用い
る。

【００２６】

【発明の効果】本発明では、感光体上にカブリにより付
着したトナー量を検出又は推定し、該検出結果又は推定
結果に基づいて転写フィルム又は中間転写体の汚れ度合
いを求め、汚れ度合いが所定の閾値を越える（又は閾値
以上になる）と、転写フィルム又は中間転写体の清掃手
段を動作させるため、カブリトナーによる裏汚れや表汚
れを確実に防止できる。また、次回の画像形成動作の開
始前に不要な清掃動作が行われることを防止でき、これ
により、清掃部材の寿命を延長できる。また、転写フィ
ルムや中間転写体の汚れを検出するための部材を設けて
いないため、転写フィルムや中間転写体の耐久劣化によ
る誤検出や、該誤検出に基づく過剰清掃又は清掃不良の
恐れもない。また、カブリトナーの付着量を単位質量当
りのトナー帯電量に基づいて推定する発明では、トナー
付着量を検出するセンサの感度が低い場合でも、上述の
制御を行うことができる。

【００２７】

【数１】

【数２】

【数３】

【数４】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態の複写機の機構を示す模式図。

【図２】図１の複写機での画像形成手順の一例を示すフ
ロ−チャ−ト。

【図３】図１の複写機での画像形成手順の別の例を示す
フロ−チャ−ト。

【図４】図１の複写機の制御回路の構成を示すブロック
図。

【符号の説明】

９感光体ドラム１０帯電装置１９転写装置２００トナー付着量検出器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体上のトナー像を転写フィルムに担
持された転写材上に転写する電子写真方式の画像形成装
置であって、前記転写フィルムを清掃するための清掃手段と、前記感光体上にカブリにより付着したトナー量を検出す
る検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて前記転写フィルムの
汚れ度合いに対応する物理量を演算する演算手段と、前記演算手段の演算結果を所定の閾値と比較して該所定
の閾値以上になると前記清掃手段を動作させる制御手段
と、を有する画像形成装置。
【請求項２】感光体上のトナー像を中間転写体上に転
写した後に転写材上に転写する電子写真方式の画像形成
装置であって、前記中間転写体を清掃するための清掃手段と、前記感光体上にカブリにより付着したトナー量を検出す
る検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて前記中間転写体の汚
れ度合いに対応する物理量を演算する演算手段と、前記演算手段の演算結果を所定の閾値と比較して該所定
の閾値以上になると前記清掃手段を動作させる制御手段
と、を有する画像形成装置。
【請求項３】請求項１、又は請求項２に於いて、前記検出手段は、前記感光体の清掃前の非画像部からの
反射光量を検出し、該検出結果に基づいて単位面積当り
のカブリトナーの付着量を求める、画像形成装置。
【請求項４】請求項１、又は請求項２に於いて、前記検出手段は、前記感光体上に検査用に形成したトナ
ー画像からの反射光量を検出し、該検出結果と該トナー
画像形成時の設定条件に基づいて単位質量当りのトナー
帯電量を求め、該トナー帯電量に基づいて単位面積当り
のカブリトナーの付着量を求める、画像形成装置。
【請求項５】請求項１〜請求項４の何れかに於いて、前記演算手段は、前記汚れ度合いに対応する物理量とし
て、前記清掃手段の前回の動作時からの前記検出結果の
積算値を演算する、画像形成装置。
【請求項６】請求項４に於いて、さらに、画像形成装置内の温度及び／又は湿度を検出す
る手段を有し、前記検出手段は、前記温度及び／又は湿度の検出結果を
加味して前記カブリトナーの付着量を求める、画像形成装置。
【請求項７】請求項４、又は請求項６に於いて、さらに、当該現像装置の動作回数を計数するカウンタを
有し、前記検出手段は、前記カウンタのカウント値を加味して
前記カブリトナーの付着量を求める、画像形成装置。