JPH11231672A

JPH11231672A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH11231672A
Application number: JP10029869A
Authority: JP
Inventors: Tetsuyoshi Kuwabara; 哲修桑原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-02-12
Filing date: 1998-02-12
Publication date: 1999-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】転写ベルトの汚れ状態を検知して、転写ベルト
の汚れ状態、寿命、メンテナンス時期などを表示するこ
とのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体ドラム１上に保持されたトナー像を
転写ベルト７を用いて用紙上に転写する方式のデジタル
複写機などの画像形成装置において、転写ベルト７の表
面状態を光学的に検知する反射形センサ１６を設け、こ
の反射形センサ１６の出力を用紙の搬送タイミングに応
じて取込むことにより、転写ベルト７の表面の汚れ状態
を判定し、この判定結果に応じて転写ベルト７の汚れ状
態、寿命、メンテナンス時期などを操作パネルの表示部
に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば、感光体
ドラム上に保持されたトナー像を転写ベルトを用いて用
紙上に転写する方式のデジタル複写機などの画像形成装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、デジタル複写機などの画像形成装
置においては、複合化、高性能化、高速化が進んでいる
が、その一方で消耗品の寿命を伸ばす工夫やメンテナン
スの時期を知らせる診断機能なども重要な課題となって
いる。

【０００３】一般に、デジタル複写機などの画像形成装
置においては、像担持体である感光体ドラム上に保持さ
れたトナー像を転写材である用紙上に転写する転写装置
が備えられている。

【０００４】従来、このような転写装置として、コロナ
放電による転写チャージャが多用されているが、最近、
オゾン発生の恐れのないよう、転写ベルトが用いられる
傾向にある。

【０００５】すなわち、転写ベルトの上面に用紙が静電
吸着作用により保持されて搬送され、転写部においてト
ナー像が形成される感光体ドラムの表面に用紙が転接す
る。この感光体ドラムと対向する部位で、かつ、転写ベ
ルトの背面側には、所定のバイアス電圧が印加された転
写ベルト給電軸が転接されている。これにより、転写ベ
ルトを介して感光体ドラムと転写ベルト給電軸との間に
用紙が介在した位置で、感光体ドラム上のトナー像が用
紙上へ転写される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような転写ベルトを用いたデジタル複写機などの画像
形成装置では、以下に説明するような問題点を有してい
た。（１）転写ベルトの表面には転写ベルトクリーニングブ
レードが接触しているが、このクリーニングブレードは
転写ベルトの表面のトナーを除去することが本来の作用
である。ところが、近年、画像形成装置は複合化、高性
能化、高速化が進み、上記クリーニングブレードのエッ
ジは転写ベルトの表面のコーティング層と過酷な画像形
成・転写の繰り返しを強いられ、摩耗して行く。

【０００７】その結果、転写ベルトの表面のトナーを除
去する本来の作用が著しく低下し、転写ベルトの表面に
トナーによる汚れが発生する。転写ベルトの表面の汚れ
が用紙の裏側を汚すことにつながる。また、クリーニン
グブレードのエッジ摩耗は、クリーニングブレード自身
の振動を誘発し、この振動が用紙や感光体ドラムに伝達
し、転写および潜像形成に悪影響を与え、画像品質を低
下させる。

【０００８】（２）転写ベルトは、用紙を静電的に吸着
して搬送する機能を有するため、用紙から発生する紙粉
も同様に静電的に吸着し、転写ベルトクリーニングブレ
ードに送り込むことになる。上記紙粉が転写ベルトと転
写ベルトクリーニングブレードとの間に挟まった場合
は、転写ベルトクリーニングブレードのエッジが摩耗し
ていない状態であっても、転写ベルトの表面のトナーを
除去する本来の作用が著しく低下し、転写ベルトの表面
にトナーによる汚れが発生する。このような転写ベルト
の表面の汚れは、用紙の裏側を汚すという問題がある。

【０００９】（３）転写ベルトは、用紙を静電的に吸着
して搬送するとき、および、用紙がその剛性により転写
ベルトから剥離されるとき、用紙が受ける搬送ガイド抵
抗の影響で用紙との間に摩擦力を受けることになる。近
年、画像形成装置は複合化、高性能化、高速化が進んで
いるが、転写ベルトの表面のコーティング層は過酷な画
像形成・転写の繰り返しを強いられ、上記摩擦力を繰り
返し受けるため、コーティング層が剥がれを引き起こす
こともある。このような現象によって、転写ベルトの表
面に汚れが発生し、用紙の裏側を汚すこともある。

【００１０】（４）転写ベルトは半導電性ベルトで、固
有抵抗が１０⁸ 〜１０¹³Ω・ｃｍのものを使用してい
る。走行の安定性を得るために、転写ベルトの材料とし
て弾性を有するウレタンゴムなどを使用する。転写ベル
トの厚さは０．３〜０．５ｍｍで、ベルト表面にベルト
の厚さの１／１０以下のフッ素樹脂などのコーティング
層を設け、ベルト表面に汚れが発生し難い構造としてい
る。

【００１１】しかし、前記のような構成の弾性を有する
ゴムには、製造上、新品の転写ベルトであっても、複数
のピンホールを有する場合が多い。このピンホールは、
過酷な画像形成・転写の繰り返しを強いられることによ
り、転写ベルトの表面にその直径を１ｍｍ程度に拡大し
ながら現われてくる。上記ピンホールにトナーが固着す
ると、転写ベルトクリーニングブレードで除去できない
汚れが発生し、用紙の裏側を汚すという問題がある。

【００１２】（５）転写ベルトの表面は、用紙に含まれ
る炭酸カルシウムなどの成分が付着し、白濁状に汚れる
場合がある。そのまま転写を継続すれば、白濁状の汚れ
にトナーが固着し、用紙の裏側を汚すという問題があ
る。

【００１３】（６）転写ベルトの表面に汚れが発生する
と、直接的に用紙の裏側を汚す、上記のような現象とは
別に、感光体ドラムの周辺の冷却目的の気流や、転写ベ
ルトの回転による機体内の気流によって、転写ベルトの
表面のトナー飛散が発生し、転写ベルトよりも排紙側に
設けられた定着装置を汚してしまう結果となり、最終的
には用紙の表裏を問わず汚すという問題がある。

【００１４】そこで、本発明は、転写ベルトの汚れ状態
を検知して、転写ベルトの汚れ状態、寿命、メンテナン
ス時期などを表示することのできる画像形成装置を提供
することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、表面に潜像を保持する像担持体と、この像担持体の
表面に保持された潜像を現像剤で現像することにより現
像剤像化する現像手段と、前記像担持体上の現像剤像を
転写材に転写する転写部へ転写材を搬送する搬送手段
と、前記転写部において、前記搬送手段で搬送されてき
た転写材を静電的に吸着して搬送しながら、その転写材
上に前記像担持体上の現像剤像を転写する転写ベルト
と、この転写ベルトの表面に近接して設けられ、前記転
写ベルトの表面の状態を光学的に検知する検知手段と、
この検知手段の検知結果を前記転写材の搬送タイミング
に応じて取込むことにより、前記転写ベルトの表面の汚
れ状態を判定する判定手段と、この判定手段の判定結果
に応じて前記転写ベルトの少なくとも表面の汚れ状態を
表示する表示手段とを具備している。

【００１６】また、本発明の画像形成装置は、判定手段
は、搬送される転写材の先端が検知手段の位置を通過す
る前のタイミング、あるいは、搬送される転写材の後端
が検知手段の位置を通過した後のタイミングで検知手段
の検知結果を取込むことにより、転写ベルトの表面の汚
れ状態を判定することを特徴とする。

【００１７】また、本発明の画像形成装置は、判定手段
は、搬送手段が転写材の搬送を開始したタイミングか
ら、その転写材のサイズに応じた所定のタイミングで検
知手段の検知結果を取込むことにより、転写ベルトの表
面の汚れ状態を判定することを特徴とする。

【００１８】また、本発明の画像形成装置は、判定手段
は、複数回連続的に画像形成を行なう連続画像形成モー
ド時、搬送手段が転写材の搬送を開始したタイミングか
ら、先頭の転写材の後端が検知手段の位置を通過して、
後続の転写材の先端が検知手段に到達するまでの間隔に
応じた所定のタイミングで検知手段の検知結果を取込む
ことにより、転写ベルトの表面の汚れ状態を判定するこ
とを特徴とする。さらに、本発明の画像形成装置は、表
示手段は、さらに転写ベルトの寿命やメンテナンス時期
を表示することを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係
る画像形成装置（たとえば、デジタル複写機）の構成を
模式的に示すものである。図１において、１は像担持体
としての感光体ドラムで、図示矢印方向に回転され、そ
の表面は、帯電用帯電器２によって所定の負電位に一様
に帯電される。感光体ドラム１の上方には、露光手段と
してのレーザスキャナ３が設けられていて、このレーザ
スキャナ３によって感光体ドラム１の表面がレーザ光で
走査露光されることにより、感光体ドラム１の表面に記
録画像に対応した静電潜像が形成される。

【００２０】感光体ドラム１上に形成された静電潜像
は、現像器４によってトナーとキャリアとからなる２成
分現像剤で現像されることによりトナー像化される。こ
のときのトナーの帯電極性は、感光体ドラム１の帯電極
性と同様な負の電位である。

【００２１】転写材としての用紙は、給紙カセット５か
ら１枚ずつ供給され、搬送手段としてのレジストローラ
対６に送られる。レジストローラ対６は、供給された用
紙を、感光体ドラム１上にトナー像を形成するのとタイ
ミングを合わせて、感光体ドラム１下方の転写部へ送
る。

【００２２】感光体ドラム１の下方部位には、感光体ド
ラム１上のトナー像を用紙上に転写するための転写ベル
ト７が設けられている。転写ベルト７は、たとえば、半
導電性の特性を有し、固有抵抗が１０⁸ 〜１０¹³Ω・
ｃｍのものを使用している。また、転写ベルト７は、走
行の安定性を得るために、弾性を有するクロロプレンゴ
ムやウレタンゴムなどを使用している。また、転写ベル
ト７の厚さは、０．３〜０．５ｍｍで、その表面にベル
トの厚さの１／１０以下のフッ素樹脂などのコーティン
グ層を設け、ベルト表面に汚れが発生し難い構造として
いる。

【００２３】転写ベルト７は、転写ベルト駆動軸８、転
写ベルト従動軸９、および、転写ベルト剥離補助軸１０
によって張力を与えられ、転写ベルト駆動軸８により駆
動力を伝達されて駆動される。

【００２４】感光体ドラム１の下方部位には、転写ベル
ト７を介して感光体ドラム１の表面に転接する転写ベル
ト給電軸１１が設けられている。転写ベルト給電軸１１
には、図示しないバイアス電源から、トナーの帯電極性
とは逆の正極性の所定のバイアス電圧が印加されてい
る。転写ベルト給電軸１１は、転写ベルト７を帯電させ
る帯電器でもある。

【００２５】転写ベルト７上の転写ベルト駆動軸８近傍
には、転写ベルトクリーニングブレード１２が設けられ
ている。転写ベルトクリーニングブレード１２は、転写
ベルト７の表面上に摺接して、転写ベルト７上に付着し
たトナーなどを掻き取り除去するものである。

【００２６】さて、レジストローラ対６で供給された用
紙が転写ベルト７に達すると、転写ベルト７の静電吸着
搬送により転写部に送られ、転写部において感光体ドラ
ム１上のトナー像が用紙上に転写される。トナー像が転
写された用紙は、搬送ガイド１３および定着器前ガイド
１４に案内されて定着器１５に送られ、定着器１５によ
り加熱定着されて、外部の排紙トレイ（図示しない）上
に排出される。

【００２７】なお、トナー像の転写が終了した感光体ド
ラム１は、さらに回転することにより、ドラム清掃器１
７によって表面の残留トナーが除去され、初期状態に戻
るようになっている。

【００２８】転写ベルト７の搬出端近傍で、その上方部
位には、転写ベルト７の表面色（表面状態）を検知する
検知手段としてのフォトカプラなどの反射形センサ１７
が設けられている。反射形センサ１７は、転写ベルト７
の表面に光を照射する発光素子と、転写ベルト７の表面
からの反射光を受光して電気信号に変換する受光素子と
から構成されていて、種々の用紙サイズに対応するた
め、用紙搬送路（転写ベルト７）のほぼ中央に配設され
ている。

【００２９】図２は、制御部の要部を概略的に示してい
る。すなわち、前記反射形センサ１７の発光素子１７ａ
は、抵抗２１を介して直流電源ＶＤＤに接続されるとと
もに、受光素子１７ｂは、抵抗２２を介して直流電源Ｖ
ＤＤに接続される。そして、受光素子１７ｂから得られ
る出力信号は、Ａ／Ｄ変換器２３でデジタル信号化され
た後、制御手段としてのＣＰＵ２４に送られる。

【００３０】ＣＰＵ２４は、後で詳細を説明するタイミ
ングで受光素子１７ｂの出力信号を取込むことにより、
転写ベルト７の表面の汚れ状態を判定し、その判定結果
に応じて転写ベルト７の汚れ状態、寿命、メンテナンス
時期などを、図示しない操作パネルなどに設けられた表
示手段としての表示部２５に表示する。

【００３１】ここで、たとえば、連続して先頭の用紙Ｐ
１および後続の用紙Ｐ２（図１参照）が搬送される連続
画像形成モード時について考えると、用紙Ｐ１の後端が
転写ベルト７の表面色を検知する反射形センサ１７の検
知位置を通過して、用紙Ｐ２の先端が上記検知位置に到
達するまでには、通常、一定の距離およびその時間が設
けられており、この距離のことを紙間隔と呼ぶ。

【００３２】いま、たとえば、転写ベルト７の用紙搬送
速度が４２０ｍｍ／ｓｅｃであり、紙間隔を８４ｍｍと
したとき、紙間隔が前記検知位置を通過するときに必要
とする時間は、８４ｍｍ÷４２０ｍｍ／ｓｅｃ＝０．２
ｓｅｃで与えられる。この０．２ｓｅｃの間に反射形セ
ンサ１７の出力電圧を図２に示すＡ／Ｄ変換器２３を介
してＣＰＵ２４に取込む。

【００３３】反射形センサ１７の出力電圧を認識する一
例として、図２に示す抵抗２１の抵抗値をＲ１＝１８０
ＫΩ、抵抗２２の抵抗値をＲ２＝４．７ＫΩとして、反
射形センサ１７の感度を設定しておく。こうすることに
より、反射形センサ１７の出力電圧は、白色の用紙のよ
うに、白色を検知した場合は４ボルト（以下、単にＶと
略記する）〜５Ｖを示し、転写ベルト７のように、オレ
ンジ色から茶色の場合は２Ｖ〜３Ｖを示し、転写ベルト
７がトナーの黒色に汚れた場合は０Ｖ〜１．５Ｖを示
す。

【００３４】まず、画像形成中に転写ベルト７の表面の
汚れを検知する場合を説明する。たとえば、レジストロ
ーラ対６から反射形センサ１７の検知位置までの距離を
２５２ｍｍとすると、レジストローラ対６の回転開始か
ら検知位置までの用紙到達時間は、２５２ｍｍ÷４２０
ｍｍ／ｓｅｃ＝０．６ｓｅｃである。

【００３５】したがって、ＣＰＵ２４は、反射形センサ
１７の出力電圧をレジストローラ対６の回転開始から
０．４ｓｅｃ〜０．６ｓｅｃの間に取込むことで、紙間
隔における転写ベルト７の表面状態を判定できるもので
ある。実際には、ＣＰＵ２４は、０．４ｓｅｃ〜０．６
ｓｅｃの中間値として、レジストローラ対６の回転開始
から０．５ｓｅｃ後に反射形センサ１７の出力電圧を取
込むことにより、転写ベルト７の表面が汚れているかど
うかを前述のように電圧値にて判定する。

【００３６】すなわち、ＣＰＵ２４は、取込んだ反射形
センサ１７の出力電圧が０Ｖ〜１．５Ｖであれば、転写
ベルト７の表面がトナーの色である黒色に汚れていると
判定し、画像形成中であっても、その内容およびメンテ
ナンス時期である情報などを操作パネルの表示部２５に
表示するような制御を行なう。

【００３７】また、ＣＰＵ２４は、前述のタイミングで
反射形センサ１７の出力電圧を取込み、その出力電圧が
４Ｖ〜５Ｖであれば、転写ベルト７の表面が用紙に含ま
れる炭酸カルシウムなどの成分で白濁状に汚れていると
判定し、その内容およびメンテナンス時期である情報な
どを操作パネルの表示部２５に表示するような制御を行
なう。

【００３８】さらに、非画像形成中に転写ベルト７の表
面の汚れを検知する場合、ＣＰＵ２４は、画像形成動作
の待機中に任意のタイミングにて反射形センサ１７の出
力電圧を取込むことにより、転写ベルト７が汚れている
かどうかを前述のように電圧値にて判定する。もし、転
写ベルト７が汚れていると判定した場合は、その内容お
よびメンテナンス時期である情報などを操作パネルの表
示部２５に表示する制御を行なう。

【００３９】なお、近年、画像形成装置のメンテナンス
時期などの情報をコンピュータのネットワークを用い
て、画像形成装置本体から遠く離れた場所に設置された
別のコンピュータで知ることができるようになっている
が、本発明の任意の情報を伝達する応用例としてそのよ
うなことも可能である。

【００４０】以上説明したように上記実施の形態によれ
ば、以下のような作用効果が期待できる。（１）転写ベルトの表面に対向して配置した反射形セン
サの出力値を電圧で検知する転写ベルト表面の色変化検
知手段は、転写ベルトクリーニングブレードのエッジ摩
耗による前述の諸問題をエッジ摩耗初期の段階で検知で
きる。その結果、トナーを除去する本来の作用が著しく
低下し、転写ベルトの表面に汚れが著しく発生する現象
も、転写ベルトの表面の汚れが用紙の裏側を汚すことも
未然に防止できる。また、転写ベルトクリーニングブレ
ードの振動が用紙や感光体ドラムに伝達し、転写および
潜像形成に悪影響を与え、画像品質を低下させることも
未然に防止できる。

【００４１】（２）転写ベルトは用紙を静電的に吸着
し、搬送する機能を有するため、用紙から発生する紙粉
も同様に静電的に吸着し、転写ベルトクリーニングブレ
ードに送り込むことになる。上記紙粉が転写ベルトと転
写ベルトクリーニングブレードの間に挟まった場合は、
転写ベルトクリーニングブレードのエッジが摩耗してい
ない状態であっても、転写ベルトの表面のトナーを除去
する本来の作用が著しく低下し、転写ベルトの表面にト
ナーによる汚れが発生するなどの問題も早期発見でき
る。

【００４２】（３）従来の問題点で記載したような過程
で転写ベルトの表面のコーティング層剥がれが発生し、
転写ベルトの表面の汚れが用紙の裏側を汚すことも早期
発見できる。

【００４３】（４）従来の問題点で記載したような過程
で転写ベルトの表面にピンホールがその直径を１ｍｍ程
度に拡大しながら現われてくる。上記ピンホールにトナ
ーが固着すると、転写ベルトクリーニングブレードで除
去できない汚れが発生し、用紙の裏側を汚すという問題
がある。このような汚れの発生も画像形成中に発見し、
操作パネルなどに表示する機能を備えることにより、サ
ービスマンに転写ベルトの異常やメンテナンス時期を知
らせることができる。また、そのような情報を画像形成
装置本体とは別のコンピュータに伝達すれば、サービス
マンは遠隔地でその情報を得ることができる。

【００４４】（５）転写ベルトの表面が用紙に含まれる
炭酸カルシウムなどの成分で白濁状に汚れる場合があ
る。そのまま転写を継続すれば、いずれ白濁状の汚れに
トナーが固着し、用紙の裏側を汚すこともある。転写ベ
ルトの表面に対向して配設した光反射形センサの出力値
を電圧で検知する転写ベルト表面の色変化検知手段は、
上記白濁状の汚れ発生の段階で出力値を新品の転写ベル
トに比べて電圧が高いと検知できるため、その状態を認
識し、一連の問題も早期防止できる。

【００４５】（６）直接的に用紙の裏側を汚す上記のよ
うな現象とは別に、転写ベルトの表面に汚れが発生する
と、感光体ドラムの周辺の冷却目的の気流や転写ベルト
の回転による機体内の気流によって、トナー飛散が発生
し、転写ベルトよりも排紙側に設けられた定着装置を汚
してしまう結果となり、最終的には用紙の表裏を問わず
汚すこととなるが、このような一連の問題も早期防止で
きる。

【００４６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の画像形成装
置によれば、転写ベルトの汚れ状態を検知して、転写ベ
ルトの汚れ状態、寿命、メンテナンス時期などを表示す
ることができる。したがって、画像形成中かどうかにか
かわらず、転写ベルトの汚れを容易に早期発見すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成
を模式的に示す構成図。

【図２】制御部の要部を概略的に示すブロック図。

【符号の説明】

１……感光体ドラム（像担持体）、２……帯電用帯電
器、３……レーザスキャナ（露光手段）、４……現像
器、５……給紙カセット、６……レジストローラ対（搬
送手段）、７……転写ベルト、８……転写ベルト駆動
軸、９……転写ベルト従動軸、１０……転写ベルト剥離
補助軸、１１……転写ベルト給電軸、１２……転写ベル
トクリーニングブレード、１３……搬送ガイド、１４…
…定着器前ガイド、１５……定着器、１６……反射形セ
ンサ（検知手段）、１７……ドラム清掃器、Ｐ１……先
頭の用紙、Ｐ２……後続の用紙、２３……Ａ／Ｄ変換
器、２４……ＣＰＵ、２５……表示部（表示手段）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に潜像を保持する像担持体と、この像担持体の表面に保持された潜像を現像剤で現像す
ることにより現像剤像化する現像手段と、前記像担持体上の現像剤像を転写材に転写する転写部へ
転写材を搬送する搬送手段と、前記転写部において、前記搬送手段で搬送されてきた転
写材を静電的に吸着して搬送しながら、その転写材上に
前記像担持体上の現像剤像を転写する転写ベルトと、この転写ベルトの表面に近接して設けられ、前記転写ベ
ルトの表面の状態を光学的に検知する検知手段と、この検知手段の検知結果を前記転写材の搬送タイミング
に応じて取込むことにより、前記転写ベルトの表面の汚
れ状態を判定する判定手段と、この判定手段の判定結果に応じて前記転写ベルトの少な
くとも表面の汚れ状態を表示する表示手段と、を具備したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記判定手段は、前記搬送される転写材
の先端が前記検知手段の位置を通過する前のタイミン
グ、あるいは、前記搬送される転写材の後端が前記検知
手段の位置を通過した後のタイミングで前記検知手段の
検知結果を取込むことにより、前記転写ベルトの表面の
汚れ状態を判定することを特徴とする請求項１記載の画
像形成装置。
【請求項３】前記判定手段は、前記搬送手段が転写材
の搬送を開始したタイミングから、その転写材のサイズ
に応じた所定のタイミングで前記検知手段の検知結果を
取込むことにより、前記転写ベルトの表面の汚れ状態を
判定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装
置。
【請求項４】前記判定手段は、複数回連続的に画像形
成を行なう連続画像形成モード時、前記搬送手段が転写
材の搬送を開始したタイミングから、先頭の転写材の後
端が前記検知手段の位置を通過して、後続の転写材の先
端が前記検知手段に到達するまでの間隔に応じた所定の
タイミングで前記検知手段の検知結果を取込むことによ
り、前記転写ベルトの表面の汚れ状態を判定することを
特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】前記表示手段は、さらに前記転写ベルト
の寿命やメンテナンス時期を表示することを特徴とする
請求項１記載の画像形成装置。