JPH11338271A

JPH11338271A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH11338271A
Application number: JP10141911A
Authority: JP
Inventors: Masuaki Saito; 益朗斎藤; Yoichiro Maehashi; 洋一郎前橋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-05-22
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 1999-12-10

Abstract

(57)【要約】【課題】中間転写ベルトの寿命を精度よく検知すると
ともに、中間転写ベルトに印加する転写バイアスを適宜
に制御して良好な転写を行なう。【解決手段】中間転写ベルト６ａの回転数をカウント
するカウンター１０と、中間転写ベルト６ａに印加され
るバイアスの印加時間及び強度を係数化する係数化手段
１２を設ける。また、中間転写装置６内に記憶手段９を
設け、カウンター１０がカウントする回転数と係数化手
段１２が係数化する係数とに基づいて算出された補正回
転数を記憶する。この補正回転数に応じて、中間転写装
置の寿命に関する警告を行ない、また、中間転写ベルト
６ａに印加するバイアスを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中間転写ベルトを
使用した複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に、従来の４色フルカラーの画像形
成装置の一例を示す。同図に示す画像形成装置は、像担
持体としてドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラ
ム」という。）１を備えている。感光ドラム１は、アル
ミシリンダーの外周面に有機感光体（ＯＰＣ）又はＡ−
Ｓｉ、Ｃｄｓ、Ｓｅ等からなる光導電体を塗布して構成
されている。感光ドラム１は、駆動手段（不図示）によ
って矢印Ｒ１方向に回転駆動される。

【０００３】感光ドラム１は、帯電ローラ（帯電手段）
２によって帯電される。帯電ローラ２は、感光ドラム１
表面に接触配置されており、感光ドラム１の矢印Ｒ１方
向に回転に伴って矢印Ｒ２方向に従動回転する。帯電ロ
ーラ２は、帯電バイアス印加電源（不図示）によって帯
電バイアスが印加され、これにより、感光ドラム１表面
を所定の極性、所定の電位に均一に帯電する。

【０００４】帯電後の感光ドラム１表面には、露光手段
３によって静電潜像が形成される。露光手段３は、レー
ザー等の光源３ａ、ラスタースキャナを行うためのポリ
ゴンミラー３ｂ、結像のためのレンズ３ｃ、折り返しミ
ラー３ｄ等によって構成されている。露光手段３は、イ
エローの画像情報に基づく信号によってレーザー光を発
光して、感光ドラム１表面を走査する。これにより、感
光ドラム１表面の光照射部分の帯電電荷を除去して静電
潜像を形成する。

【０００５】感光ドラム１上の静電潜像は、現像装置４
によって現像される。現像装置４は、回転可能なロータ
リ５とこれに搭載された４個の現像器、すなわち、イエ
ロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーをそ
れぞれ収納した現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを備えて
いる。現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄのうちの現像に供
される現像器が、ロータリ５の矢印Ｒ５方向の回転によ
って感光ドラム１表面に対向する現像位置に配置され
る。図４では、イエローの現像器４ａが現像位置に配置
されており、感光ドラム１上の静電潜像にイエローのト
ナーを付着させてイエローのトナー像として現像する。

【０００６】感光ドラム１上のイエローのトナー像は、
中間転写装置６の中間転写ベルト（中間転写体）６ａに
転写される。中間転写ベルト６ａは、ＥＰＤＭ、ＮＢ
Ｒ、ウレタン、シリコーンゴム等のゴムによって構成さ
れている。転写ベルト６ａは、駆動ローラ６ｂ、二次転
写対向ローラ６ｃ、圧縮ばね６ｄによって付勢されたテ
ンションローラ６ｅに掛け渡されており、駆動ローラ６
ｂの矢印方向に回転に伴って矢印Ｒ６方向に回転する。
中間転写ベルト６ａの内側には、これを感光ドラム１表
面に押圧するように、一次転写ローラ６ｆが配設されて
いる。一次転写ローラ６ｆは、軸上に導電性スポンジ層
を設けて構成されている。一次転写ローラ６ｆには、電
源（不図示）によって一次転写バイアスが印加され、こ
れにより、感光ドラム１上のイエローのトナー像が、中
間転写ベルト６ａ上に一次転写される。

【０００７】一次転写時に中間転写ベルト６ａに転写さ
れないで感光ドラム１表面に残ったトナー（以下「一次
転写残トナー」という。）は、感光ドラムクリーニング
装置７によって除去される。これにより、感光ドラム１
は、次の画像形成に供される。

【０００８】以上の、帯電、露光、現像、一次転写、ク
リーニングの一連の画像形成プロセスを、残りの３色、
すなわち、マゼンタ、シアン、ブラックについても繰り
返すことで、中間転写ベルト６ａには、４色のトナー像
が重ねられてカラー画像が形成される。

【０００９】中間転写ベルト６ａ上のカラー画像は、転
写材Ｐに転写される。上述の二次転写対向ローラ６ｃの
下方には、矢印Ｋ６方向に移動して中間転写ベルト６ａ
に接離可能な二次転写ローラ６ｇが配設されている。二
次転写ローラ６ｇは、上述の一次転写ローラ６ｆと同様
に構成されている。この二次転写ローラ６ｇを中間転写
ベルト６ａに接触させ、電源（不図示）から二次転写バ
イアスを印加し、さらに、中間転写ベルト６ａ上のカラ
ー画像に同期させて転写材Ｐを供給する。これにより、
転写材Ｐ表面に４色のトナー像（カラー画像）が一括し
て二次転写される。

【００１０】カラー画像が転写された転写材Ｐは、定着
装置８に搬送され、ここで加熱、加圧されて表面にカラ
ー画像が溶融固着されて定着される。

【００１１】一方、カラー画像転写後の中間転写ベルト
６ａは、転写材Ｐに転写されないで表面に残ったトナー
（以下「二次転写残トナー」という。）がファーブラ
シ、ウエブ等の中間転写ベルトクリーニング装置６ｈに
よって除去された後、次の画像形成に供される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例によると、画像形成装置の寿命がくる前に、耐
久によって中間転写ベルト６ａの厚みや周長が変化し、
また電気抵抗が変化するため、中間転写体を交換する必
要が生じるが、従来、寿命検知を精度よく行なうことが
困難であるいう問題があった。

【００１３】また、中間転写ベルト６ａは、使用時の印
加電圧の履歴や耐久枚数等の条件によって電気抵抗が変
化する。電気抵抗が変化すると、一定のバイアスを印加
していても流れる電流量が変わってしまい、トナー像を
中間転写ベルト６ａから転写材Ｐ上に転写する際の転写
効率が下がってしまったり、異常放電による画像の乱れ
が生じたりするという問題があった。

【００１４】なお、上述の問題は、中間転写ベルトに限
らず中間転写ドラムについても同様である。

【００１５】そこで、本発明は、中間転写体の寿命を精
度よく検知するとともに、中間転写体に印加する転写バ
イアスを適宜に制御して、良好な転写を行なうようにし
た画像形成装置を提供することを目的とするものであ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１に係る発明は、中間転写体を有し、像担持
体から前記中間転写体に一次転写されたトナー像を、前
記中間転写体から転写材に二次転写する中間転写装置を
備えた画像形成装置において、前記中間転写体の回転数
をカウントするカウンターと、前記中間転写体に印加さ
れるバイアスの印加時間及び強度を係数化する係数化手
段と、前記中間転写装置内に配置されて、前記カウンタ
ーがカウントする回転数と前記係数化手段が係数化する
係数とに基づいて算出された補正回転数を記憶する記憶
手段と、を備え、該記憶手段が記憶している前記補正回
転数に応じて、中間転写装置の寿命に関する警告を行な
う、ことを特徴とする。

【００１７】請求項２に係る発明は、中間転写体を有
し、像担持体から前記中間転写体に一次転写されたトナ
ー像を、前記中間転写体から転写材に二次転写する中間
転写装置を備えた画像形成装置において、前記中間転写
体の回転数をカウントするカウンターと、前記中間転写
体に印加されるバイアスの印加時間及び強度を係数化す
る係数化手段と、前記中間転写装置内に配置されて、前
記カウンターがカウントする回転数と前記係数化手段が
係数化する係数とに基づいて算出された補正回転数を記
憶する記憶手段と、を備え、該記憶手段が記憶している
前記補正回転数に応じて、中間転写体に印加するバイア
スを制御する、ことを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。

【００１９】〈実施の形態１〉図１に、本発明に係る画
像形成装置の一例として、電子写真方式の４色フルカラ
ーの画像形成装置の概略構成を示す。なお、図１におい
て、図４に示す前述の画像形成装置と同じ構成の部材等
については、同じ符号を付して説明は省略するものとす
る。

【００２０】図１に示す画像形成装置において、中間転
写ベルト６ａとして、周長４００mm、厚さ１mmのウレタ
ンゴムで形成されたものを使用した。また、圧縮ばね６
ｄによりテンションローラ６ｅに５kg重のテンションを
かけた。同図中の右上の１０は、印字枚数をカウントす
るカウンター（回転数カウンター）である。また、本実
施の形態の中間転写装置６内には本発明の特徴である記
憶手段９が設けられている。記憶手段９としては、情報
を記憶保持することができるものであれば特に制限はな
いが、例えばＲＡＭや、書き換え可能なＲＯＭ等の電気
的な記憶手段、磁気記録媒体や磁気バブルメモリ、光磁
気メモリ等の磁気的記憶手段、又は検知コマなどの機械
的手段を使用することができる。本実施の形態において
は取り扱いやすさやコストの点からＮＶ（Non Volatil
e）ＲＡＭを使用した。

【００２１】本実施の形態では中間転写ベルトクリーニ
ング装置６ｈとして、帯電ローラを用いた。ここで、帯
電ローラを用いた中間転写ベルト６ａのクリーニング動
作について説明する。

【００２２】図１において、二次転写後に中間転写ベル
ト６ａ表面に残った二次転写残トナーは、中間転写ベル
トクリーニング装置６ｈである離間可能な接触型の帯電
ローラ（以下「帯電ローラ６ｈ」という。）にバイアス
電源６ｉから直流成分に交流成分を重畳したバイアスを
印加することによって、逆極性の電荷が付与され、中間
転写ベルト６ａと感光ドラム１との接触ニップ近傍にて
前者から後者へ逆転写される。

【００２３】帯電ローラ６ｈによる中間転写ベルト６ａ
のクリーニングは二次転写後の不均一に帯電したトナー
を一様に逆極性に帯電させることにより、感光ドラム１
へ高い効率で逆転写することが可能である。このため、
中間転写ベルトクリーニングのために特別に廃トナー受
けを用意する必要がなく、画像形成装置全体の小型化、
低コスト化が可能である。また、二次転写後の中間転写
ベルト６ａを均一に帯電することで、２枚目以降のトナ
ー像の一次転写を同条件で行うことを可能にするという
利点も有する。

【００２４】ところで、上述したように中間転写ベルト
６ａには、バイアスを印加しながら当接して回転するロ
ーラが複数備わっているが、これらのローラは接触によ
るストレスとともに、高圧の電圧によるストレスも中間
転写ベルト６ａに与えてしまう。これらのストレスの程
度によって中間転写ベルト６ａの寿命が変わってくるた
め、正確な寿命の検知を行うためには、画像形成装置の
置かれた環境や耐久の進み具合によって変化するバイア
ス印加時間や強度による補正を加える必要がある。

【００２５】そこで本発明は、中間転写ベルト６ａの回
転数カウンター１０と、中間転写ベルト６ａに印加する
バイアスの印加時間及びバイアス強度を係数化する係数
化手段（プリンタコントローラ）１２とを設け、カウン
トされた回転数とバイアスによる係数により算出した値
を中間転写ベルト６ａに設けた記憶手段９に記憶し、そ
の記憶情報に基づき、ユーザに対して正確な中間転写ベ
ルト６ａの寿命の警告を行うことを特徴とする。

【００２６】図２は、中間転写ベルト６ａを空回転さ
せ、適時、画像形成装置本体に搭載し画像チェックを行
うことで寿命を計測した結果である。寿命の判断は中間
転写ベルト６ａの劣化により、絶縁破壊が起き、画像上
にリーク模様が現れた時点とした。同図によると、一次
転写バイアスと二次転写バイアスのみを印加した状態
（Ｔ_r1＋Ｔ_r2）で空回転した場合と、これにさらにクリ
ーニングバイアスを印加した場合（Ｔ_r1＋Ｔ_r2＋２ｋＶ
_PP）、（Ｔ_r1＋Ｔ_r2＋２．５ｋＶ_PP）では寿命枚数が異
なり、その関係は以下の式に表すことができる。

【００２７】ｙ＝｛（ａ/6）＋（5/4 ）×（ｂ/6）＋
（5/2 ）×（ｃ/6）｝≦50000 ただし、ｙ：標準化回転数ａ：一次転写バイアスと二次転写バイアスのみを印加し
た時（Ｔ_r1＋Ｔ_r2）の回転数ｂ：ａに加え２ｋＶ_PPのクリーニングバイアスを印加し
た時（Ｔ_r1＋Ｔ_r2＋２ｋＶ_PP）の回転数ｃ：ａに加え２．５ｋＶ_PPのクリーニングバイアスを印
加した時（Ｔ_r1＋Ｔ_r2＋２．５ｋＶ_PP）の回転数なお、本実施の形態で１枚の画像を出力するのに、中間
転写ベルト６ａはａの状態で前回転を１回、４色分の画
像を出力するのに後回転も含めて５回転するものとし、
環境検知手段（不図示）により常温常湿から高温高湿環
境を検知した場合はｂ、低温低湿の環境を検知した場合
はｃの状態で回転する。また、連続して画像を出力する
場合は、２枚目からは前回転を除いた５回転で１枚の画
像を出力する。

【００２８】この式によれば、例えば、常温常湿環境下
で、連続して１０枚ずつ画像を出力した場合、中間転写
ベルト６ａの耐久枚数ｘは以下のように計算することが
できる。

【００２９】ｘ＝１０×ａ ∴ａ＝ｘ／１０ｂ＝１０×５×ａ ∴ｂ＝５ｘｃ＝０より、ｙ＝ｘ／６０＋｛（５／４）×（５ｘ／６）｝ｘ＝１２０ｙ／１２７ｘ＝１２０×５００００／１２７＝４７２４０（枚）上述の例は単一の環境下で単一のモードで使用した場合
であるが、本実施の形態では環境やモードの異なる状態
で画像出力を行うごとに、使用枚数を標準回転数に変換
して中間転写ベルト６ａに設けた記憶手段９に記憶させ
ておき、この記憶情報に基づき、あるマージンを持たせ
た標準回転数に達した時点で寿命の警告を行う構成とし
た。

【００３０】以上述べてきたように、本実施の形態の構
成によれば、精度よく中間転写ベルト６ａの劣化度合い
を計測し、寿命の警告を行うことが可能になる。

【００３１】なお、本実施の形態では、主にクリーニン
グバイアスについて影響を補正する構成としたが、他の
バイアスや離間可能な当接部材等に対しても本実施の形
態が有効であるのは言うまでもない。

【００３２】〈実施の形態２〉図３を参照して、本実施
の形態を説明する。なお、上述の実施の形態１と同様な
構成、同様な作用の部材等については、同一の番号を付
し説明は省略する。

【００３３】本実施の形態は、実施の形態１と同様に中
間転写ベルト６ａの回転数をカウントするカウンター１
０と、中間転写装置６内に記憶手段９を設け、その記憶
情報に基づき、転写ベルト６ａに印加する転写バイアス
を制御することにより、転写ベルト６ａの電気抵抗の変
化による画像の変化を抑えることを特徴とするものであ
る。

【００３４】図３は、耐久前の中間転写装置６を用い
て、感光ドラム１から転写ベルト６ａ上にトナー像を転
写するときの、印加電圧に対する転写効率の変化量を示
した図である。

【００３５】同図から明らかなように、印加電圧が５０
０Ｖ付近で転写効率は最大となり、それ以上でもそれ以
下でも転写効率は低下する。また、転写効率が最大とな
る電圧から加電圧が大きくずれると、その電位差により
異常放電が発生し、画像上に濃度ムラとなって現れてし
まう。

【００３６】ところが、実施の形態１で述べたように耐
久により転写ベルト６ａは徐々に劣化していき、それに
伴って転写ベルト６ａの抵抗値が低くなっていく。

【００３７】ここで、実施の形態１で述べたように、中
間転写ベルト６ａに印加するバイアスの影響を補正し
た、標準化回転数に対する最適な印加電圧Ｅを式に表す
と以下のようになる。

【００３８】Ｅ＝Ｅ₀ （１−ｐ・log ｙ）ただし、Ｅ₀ ：印字枚数１枚目における最適な印加電圧ｙ：標準化回転数ｐ：中間転写ベルト回転数抵抗変化係数ここで、Ｅ₀ を５００、ｐを０．０１としたときの、印
加電圧Ｅは以下のようになる。

【００３９】Ｅ＝５００×（１−０．０１log ｙ）（Ｖ）この関係式を、プリンタコントローラ１２内に持ち、記
憶手段９に記憶されている標準化回転数から所望の印加
電圧Ｅを求め、制御することにより常に正確な電圧を印
加することが可能になる。

【００４０】以上、感光ドラム１から中間転写ベルト６
ａに転写するバイアスについて述べたが、中間転写ベル
ト６ａから転写材Ｐ上に転写するバイアスや、中間転写
ベルト６ａ上の二次転写残トナーをクリーニングすると
きに用いるバイアスについても適用してよい。

【００４１】また、中間転写体として、中間転写ベルト
６ａを用いる場合を述べたが、これに限らずドラム状の
中間転写ドラムを用いてもよいことは言うまでもない。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
中間転写装置内に配置されている記憶手段が記憶してい
る中間転写体の補正回転数に応じて、中間転写装置の寿
命に関する警告を行なうので、精度のよい寿命の警告を
行なうことができる。

【００４３】また、同様に、中間転写装置内に配置され
ている記憶手段が記憶している中間転写体の補正回転数
に応じて、中間転写体に印加するバイアスを制御するの
で、中間転写体の耐久による抵抗値の変化に起因する画
像濃度の変化や異常放電画像の発生を有効に防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す
図。

【図２】バイアス条件に対する寿命枚数の変化を示す
図。

【図３】印加電圧に対する転写効率の変化を示す図。

【図４】従来の画像形成装置の概略構成を示す図。

【符号の説明】

１像担持体（感光ドラム）２帯電ローラ３露光手段４現像装置６中間転写装置６ａ中間転写体（中間転写ベルト）６ｈ中間転写ベルトクリーニング装置（帯電ロ
ーラ）７感光ドラムクリーニング装置９記憶手段１０カウンター（回転数カウンター）１２係数化手段（プリンタコントローラ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中間転写体を有し、像担持体から前記中
間転写体に一次転写されたトナー像を、前記中間転写体
から転写材に二次転写する中間転写装置を備えた画像形
成装置において、前記中間転写体の回転数をカウントするカウンターと、前記中間転写体に印加されるバイアスの印加時間及び強
度を係数化する係数化手段と、前記中間転写装置内に配置されて、前記カウンターがカ
ウントする回転数と前記係数化手段が係数化する係数と
に基づいて算出された補正回転数を記憶する記憶手段
と、を備え、該記憶手段が記憶している前記補正回転数に応じて、中
間転写装置の寿命に関する警告を行なう、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】中間転写体を有し、像担持体から前記中
間転写体に一次転写されたトナー像を、前記中間転写体
から転写材に二次転写する中間転写装置を備えた画像形
成装置において、前記中間転写体の回転数をカウントするカウンターと、前記中間転写体に印加されるバイアスの印加時間及び強
度を係数化する係数化手段と、前記中間転写装置内に配置されて、前記カウンターがカ
ウントする回転数と前記係数化手段が係数化する係数と
に基づいて算出された補正回転数を記憶する記憶手段
と、を備え、該記憶手段が記憶している前記補正回転数に応じて、中
間転写体に印加するバイアスを制御する、ことを特徴とする画像形成装置。