図面 (/)

技術 画像形成装置

出願人 キヤノン株式会社
発明者 佐藤慶明福沢大三一瀬公孝船谷和弘倉田宗人
出願日 2008年9月17日 (12年11ヶ月経過) 出願番号 2008-238567
公開日 2010年4月2日 (11年4ヶ月経過) 公開番号 2010-072248
状態 未査定
技術分野 電子写真におけるクリーニング・その他 電子写真における帯電・転写・分離
主要キーワード 当接回数 スクレイパ 磨耗状況 各濃度センサ 発泡セル内 性能確保 画像ドット数 対向極
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2010年4月2日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (18)

課題

保持手段からトナーを除去するタイミングを最適化することができる画像形成装置を提供する。

解決手段

画像形成装置Aは、像担持体1上に形成されるトナー像のトナー量に係る情報を認識する第1及び第2の認識手段を有し、第1の認識手段と第2の認識手段とは、それぞれ像担持体1の移動方向に直交する方向における異なる位置に形成されるトナー像のトナー量に係る情報を認識し、第1及び第2の認識手段のうち、より多くのトナー量に係る情報を認識した方の認識結果に基づいて、保持手段101から転写材担持体21へトナーを転移させるタイミングを制御する構成とする。

概要

背景

近年、電子写真方式画像形成装置において、カラー画像形成装置モノクロ画像形成装置に置き換わる形で普及してきている。そして、カラー画像形成装置にもモノクロ画像形成装置並みの画像形成速度が要求される。

電子写真方式のカラー画像形成装置の高速化を実現する構成として、タンデム型と呼ばれる構成が提案され、又実現化されている。タンデム型の画像形成装置は、中間転写方式のものと直接転写方式のものに大別される。

直接転写方式を採用したタンデム型の画像形成装置では、複数色のトナーとして、例えば、イエローマゼンタシアンブラックの各色のトナーによるトナー像が、像担持体としての複数の電子写真感光体感光体)上にそれぞれ形成される。各像担持体上に形成された各色のトナー像は、給送部材により搬送されて転写材担持体上に担持された転写材上に、転写手段により順次重ね合わせて転写される。最後に、転写材上に転写されたトナー像は、熱、圧力などによって転写材上に定着されて、カラー画像が形成される。感光体としては、一般的に、ドラム状の感光体、即ち、感光ドラムが用いられる。又、転写材担持体としては、一般的に、無端ベルト状の転写材担持体、即ち、搬送ベルト静電搬送ベルト)が用いられる。

転写材担持体上に付着したトナーや汚れは、転写材担持体のクリーニング手段により除去され、回収される。

通常の画像は転写材担持体に担持された転写材上に転写されるように形成されるため、転写材担持体は汚れないはずであるが、以下のような理由で転写材担持体上にトナーや汚れが付着し、転写材担持体のクリーニングの必要性が生じる。

つまり、画像濃度調整や各色の画像位置合わせ色ずれ補正)用の試験画像試験パターン)を、連続画像形成中の画像と画像との間(以下「紙間」ともいう。)や前回転(画像形成動作開始前準備動作)中に、直接転写担持体上に形成することがある。又、紙間や前回転中にカブリトナー(感光体上の本来トナーが付着すべきでない非画像部に付着したトナー)や現像装置から感光体上に排出されたトナー(吐き出しトナー)が転写材担持体に転写されることがある。又、ジャム(画像形成装置内の転写材搬送経路中で転写材が詰まること)の発生時や画像と転写材のサイズとが不一致である時に転写材担持体が汚れることがある。又、感光体上に転写材のサイズよりも若干大きなサイズの画像を形成し、この画像を転写材担持体上の転写材に転写することで、転写材の全面に画像が形成された、所謂、縁無し画像を形成する場合にも、転写材からはみ出た部分が転写材担持体上に転写される。

転写材担持体のクリーニング手段としては、次のようなものが知られている。即ち、転写材担持体上に接触するように、保持手段として導電性ブラシローラや導電性の発泡性弾性ローラを配置し、転写材担持体上に付着したトナーを、それらブラシローラや発泡性弾性ローラに静電的に回収し、一時的に保持させる。

又、特許文献1、特許文献2では、次のような構成の画像形成装置が提案されている。即ち、保持手段に一時的に保持されたトナーを、非画像形成時に、再度、転写材担持体に転移させ(以下「吐き出し」という。)、更にこのトナーを感光体に転移させ(以下「2次回収」という。)、感光体のクリーニング手段により回収する。上記非画像形成時としては、例えば、一連の画像形成動作の開始前又は終了後、或いは複数の画像を形成する場合には画像形成とこれに続く画像形成との間の期間がある。

又、特許文献3では、更に、上述のブラシローラや発泡性弾性ローラに対し回収手段を当接させ、ブラシローラや発泡性弾性ローラに保持されたトナーを静電的に回収手段に転移させる(以下「剥ぎ取り」という。)構成が提案されている。一般に、回収手段を用いる場合には、回収手段に付着したトナーを除去するための除去手段として、例えば、可撓性のシート部材弾性ゴムブレードを配置する。除去手段により除去されたトナーは、回収容器に回収される。
特開平11−202642号公報
特開平11−7202号公報
特開2000−122497号公報

概要

保持手段からトナーを除去するタイミングを最適化することができる画像形成装置を提供する。画像形成装置Aは、像担持体1上に形成されるトナー像のトナー量に係る情報を認識する第1及び第2の認識手段を有し、第1の認識手段と第2の認識手段とは、それぞれ像担持体1の移動方向に直交する方向における異なる位置に形成されるトナー像のトナー量に係る情報を認識し、第1及び第2の認識手段のうち、より多くのトナー量に係る情報を認識した方の認識結果に基づいて、保持手段101から転写材担持体21へトナーを転移させるタイミングを制御する構成とする。

目的

従って、本発明の目的は、保持手段からトナーを除去するタイミングを最適化することができる画像形成装置を提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

トナー像担持する移動可能な像担持体と、転写材を担持する移動可能な転写材担持体と、前記像担持体上のトナー像を前記転写材担持体上又は前記転写材担持体に担持された転写材上に転写させる転写手段と、前記転写材担持体上のトナーを前記転写材担持体から静電的に転移させて静電的に保持する保持手段と、を有し、前記保持手段は保持したトナーを前記転写材担持体へ静電的に転移させることが可能な画像形成装置において、前記像担持体上に形成されるトナー像のトナー量に係る情報を認識する第1及び第2の認識手段を有し、前記第1の認識手段と前記第2の認識手段とは、それぞれ前記像担持体の移動方向に直交する方向における異なる位置に形成されるトナー像のトナー量に係る情報を認識し、前記第1及び第2の認識手段のうち、より多くのトナー量に係る情報を認識した方の認識結果に基づいて、前記保持手段から前記転写材担持体へトナーを転移させるタイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。

請求項2

前記第1及び第2の認識手段は、それぞれ前記像担持体の移動方向に直交する方向における異なる位置毎に形成される画像の情報を積算する積算手段と、前記像担持体の移動方向に直交する方向における異なる位置毎に前記積算された情報を記憶する記憶手段と、で構成されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。

請求項3

トナー像を担持する移動可能な像担持体と、転写材を担持する移動可能な転写材担持体と、前記像担持体上のトナー像を前記転写材担持体上又は前記転写材担持体に担持された転写材上に転写させる転写手段と、前記転写材担持体上のトナーを前記転写材担持体から静電的に転移させて静電的に保持する保持手段と、を有し、前記保持手段は保持したトナーを前記転写材担持体へ静電的に転移させることが可能な画像形成装置において、前記転写材担持体の移動方向において前記転写手段の下流且つ前記保持手段の上流における前記転写材担持体上のトナー量に係る情報を認識する第1及び第2の認識手段を有し、前記第1の認識手段と前記第2の認識手段とは、それぞれ前記転写材担持体の移動方向に直交する方向における異なる位置におけるトナー量に係る情報を認識し、前記第1及び第2の認識手段のうち、より多くのトナー量に係る情報を認識した方の認識結果に基づいて、前記保持手段から前記転写材担持体へトナーを転移させるタイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。

請求項4

前記第1及び第2の認識手段は、それぞれ前記転写材担持体の移動方向に直交する方向における異なる位置毎のトナー量に応じた信号を出力するトナー量検知センサで構成されることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。

請求項5

トナー像を担持する移動可能な像担持体と、転写材を担持する移動可能な転写材担持体と、前記像担持体上のトナー像を前記転写材担持体上又は前記転写材担持体に担持された転写材上に転写させる転写手段と、前記転写材担持体上のトナーを前記転写材担持体から静電的に転移させて静電的に保持する保持手段と、を有し、前記保持手段は保持したトナーを前記転写材担持体へ静電的に転移させることが可能な画像形成装置において、前記保持手段が保持したトナー量に係る情報を認識する第1及び第2の認識手段を有し、前記第1の認識手段と前記第2の認識手段とは、それぞれ前記転写材担持体の移動方向に直交する方向における異なる位置に対応する位置の前記保持手段に保持したトナー量に係る情報を認識し、前記第1及び第2の認識手段のうち、より多くのトナー量に係る情報を認識した方の認識結果に基づいて、前記保持手段から前記転写材担持体へトナーを転移させるタイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。

請求項6

前記第1及び第2の認識手段は、それぞれ前記転写材担持体の移動方向に直交する方向における異なる位置に対応する位置毎の前記保持手段に流れる電流値を検知する電流検知手段で構成されることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。

請求項7

トナー像を担持する移動可能な像担持体と、転写材を担持する移動可能な転写材担持体と、前記像担持体上のトナー像を前記転写材担持体上又は前記転写材担持体に担持された転写材上に転写させる転写手段と、前記転写材担持体上のトナーを前記転写材担持体から静電的に転移させて静電的に保持する保持手段と、前記保持手段が保持したトナーを前記保持手段から回収可能な回収手段と、を有する画像形成装置において、前記像担持体上に形成されるトナー像のトナー量に係る情報を認識する第1及び第2の認識手段を有し、前記第1の認識手段と前記第2の認識手段とは、それぞれ前記像担持体の移動方向に直交する方向における異なる位置に形成されるトナー像のトナー量に係る情報を認識し、前記第1及び第2の認識手段のうち、より多くのトナー量に係る情報を認識した方の認識結果に基づいて、前記回収手段に前記保持手段からトナーを回収させるタイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。

請求項8

前記第1及び第2の認識手段は、それぞれ前記像担持体の移動方向に直交する方向における異なる位置毎に形成される画像の情報を積算する積算手段と、前記像担持体の移動方向に直交する方向における異なる位置毎に前記積算された情報を記憶する記憶手段と、で構成されることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。

請求項9

トナー像を担持する移動可能な像担持体と、転写材を担持する移動可能な転写材担持体と、前記像担持体上のトナー像を前記転写材担持体上又は前記転写材担持体に担持された転写材上に転写させる転写手段と、前記転写材担持体上のトナーを前記転写材担持体から静電的に転移させて静電的に保持する保持手段と、前記保持手段が保持したトナーを前記保持手段から回収可能な回収手段と、を有する画像形成装置において、前記転写材担持体の移動方向において前記転写手段の下流且つ前記保持手段の上流における前記転写材担持体上のトナー量に係る情報を認識する第1及び第2の認識手段を有し、前記第1の認識手段と前記第2の認識手段とは、それぞれ前記転写材担持体の移動方向に直交する方向における異なる位置におけるトナー量に係る情報を認識し、前記第1及び第2の認識手段のうち、より多くのトナー量に係る情報を認識した方の認識結果に基づいて、前記回収手段に前記保持手段からトナーを回収させるタイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。

請求項10

前記第1及び第2の認識手段は、それぞれ前記転写材担持体の移動方向に直交する方向における異なる位置毎のトナー量に応じた信号を出力するトナー量検知センサで構成されることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。

請求項11

トナー像を担持する移動可能な像担持体と、転写材を担持する移動可能な転写材担持体と、前記像担持体上のトナー像を前記転写材担持体上又は前記転写材担持体に担持された転写材上に転写させる転写手段と、前記転写材担持体上のトナーを前記転写材担持体から静電的に転移させて静電的に保持する保持手段と、前記保持手段が保持したトナーを前記保持手段から回収可能な回収手段と、を有する画像形成装置において、前記保持手段が保持したトナー量に係る情報を認識する第1及び第2の認識手段を有し、前記第1の認識手段と前記第2の認識手段とは、それぞれ前記転写材担持体の移動方向に直交する方向における異なる位置に対応する位置の前記保持手段に保持したトナー量に係る情報を認識し、前記第1及び第2の認識手段のうち、より多くのトナー量に係る情報を認識した方の認識結果に基づいて、前記回収手段に前記保持手段からトナーを回収させるタイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。

請求項12

前記第1及び第2の認識手段は、それぞれ前記転写材担持体の移動方向に直交する方向における異なる位置に対応する位置毎の前記保持手段に流れる電流値を検知する電流検知手段で構成されることを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。

技術分野

0001

本発明は、レーザープリンタ複写機ファクシミリなどの電子写真方式を用いた画像形成装置に関するものである。

背景技術

0002

近年、電子写真方式の画像形成装置において、カラー画像形成装置モノクロ画像形成装置に置き換わる形で普及してきている。そして、カラー画像形成装置にもモノクロ画像形成装置並みの画像形成速度が要求される。

0003

電子写真方式のカラー画像形成装置の高速化を実現する構成として、タンデム型と呼ばれる構成が提案され、又実現化されている。タンデム型の画像形成装置は、中間転写方式のものと直接転写方式のものに大別される。

0004

直接転写方式を採用したタンデム型の画像形成装置では、複数色のトナーとして、例えば、イエローマゼンタシアンブラックの各色のトナーによるトナー像が、像担持体としての複数の電子写真感光体感光体)上にそれぞれ形成される。各像担持体上に形成された各色のトナー像は、給送部材により搬送されて転写材担持体上に担持された転写材上に、転写手段により順次重ね合わせて転写される。最後に、転写材上に転写されたトナー像は、熱、圧力などによって転写材上に定着されて、カラー画像が形成される。感光体としては、一般的に、ドラム状の感光体、即ち、感光ドラムが用いられる。又、転写材担持体としては、一般的に、無端ベルト状の転写材担持体、即ち、搬送ベルト静電搬送ベルト)が用いられる。

0005

転写材担持体上に付着したトナーや汚れは、転写材担持体のクリーニング手段により除去され、回収される。

0006

通常の画像は転写材担持体に担持された転写材上に転写されるように形成されるため、転写材担持体は汚れないはずであるが、以下のような理由で転写材担持体上にトナーや汚れが付着し、転写材担持体のクリーニングの必要性が生じる。

0007

つまり、画像濃度調整や各色の画像位置合わせ色ずれ補正)用の試験画像試験パターン)を、連続画像形成中の画像と画像との間(以下「紙間」ともいう。)や前回転(画像形成動作開始前準備動作)中に、直接転写担持体上に形成することがある。又、紙間や前回転中にカブリトナー(感光体上の本来トナーが付着すべきでない非画像部に付着したトナー)や現像装置から感光体上に排出されたトナー(吐き出しトナー)が転写材担持体に転写されることがある。又、ジャム(画像形成装置内の転写材搬送経路中で転写材が詰まること)の発生時や画像と転写材のサイズとが不一致である時に転写材担持体が汚れることがある。又、感光体上に転写材のサイズよりも若干大きなサイズの画像を形成し、この画像を転写材担持体上の転写材に転写することで、転写材の全面に画像が形成された、所謂、縁無し画像を形成する場合にも、転写材からはみ出た部分が転写材担持体上に転写される。

0008

転写材担持体のクリーニング手段としては、次のようなものが知られている。即ち、転写材担持体上に接触するように、保持手段として導電性ブラシローラや導電性の発泡性弾性ローラを配置し、転写材担持体上に付着したトナーを、それらブラシローラや発泡性弾性ローラに静電的に回収し、一時的に保持させる。

0009

又、特許文献1、特許文献2では、次のような構成の画像形成装置が提案されている。即ち、保持手段に一時的に保持されたトナーを、非画像形成時に、再度、転写材担持体に転移させ(以下「吐き出し」という。)、更にこのトナーを感光体に転移させ(以下「2次回収」という。)、感光体のクリーニング手段により回収する。上記非画像形成時としては、例えば、一連の画像形成動作の開始前又は終了後、或いは複数の画像を形成する場合には画像形成とこれに続く画像形成との間の期間がある。

0010

又、特許文献3では、更に、上述のブラシローラや発泡性弾性ローラに対し回収手段を当接させ、ブラシローラや発泡性弾性ローラに保持されたトナーを静電的に回収手段に転移させる(以下「剥ぎ取り」という。)構成が提案されている。一般に、回収手段を用いる場合には、回収手段に付着したトナーを除去するための除去手段として、例えば、可撓性のシート部材弾性ゴムブレードを配置する。除去手段により除去されたトナーは、回収容器に回収される。
特開平11−202642号公報
特開平11−7202号公報
特開2000−122497号公報

発明が解決しようとする課題

0011

しかしながら、ブラシローラや発泡性弾性ローラに一時的に回収され、保持されたトナーの処理方法として、「吐き出し」及び「2次回収」を行う方式を採用する場合、次のような課題がある。

0012

即ち、トナーがブラシの隙間や発泡セル内に回収されるため、ブラシローラや発泡性弾性ローラが一時的に保持するトナーの量(保持量)には限界がある。保持手段によるトナーの保持量が限界を超えた場合には、転写材担持体からのトナーの回収不良が発生し、転写材担持体上のトナーを十分に回収することができなくなることがある。そして、回収されずに転写材担持体上に残ったトナーが転写材の裏面に付着し、転写材を汚してしまうことがある。又、転写材担持体上のトナーや汚れが、転写材担持体上に転写材を静電的に吸着させるための吸着ローラなどの吸着部材に回り込み、付着することで、転写材の画像面側にも汚れが発生し、画像不良として現れることがある。

0013

そこで、保持手段によるトナーの保持量が限界を超える前に、吐き出し動作を行う必要がある。そのために、予め定められた一定の画像形成枚数毎に保持手段からのトナーの吐き出し動作を行う方式が考えられる。

0014

しかしながら、転写材担持体の汚れの原因となる、カブリトナーや現像装置から感光体上に排出されるトナーの量は、周囲環境や現像装置の耐久状況により変動する。そのため、一概に画像形成枚数と保持手段によるトナーの保持量とが比例するわけではない。

0015

又、転写材担持体の汚れは、転写材担持体の移動方向と直交する方向(以下「長手方向」ともいう。)に均一に発生するわけでもない。

0016

例えば、転写材担持体の長手方向の幅の狭い転写材の場合は、それだけ、同方向において転写材より外側の領域の転写材担持体上にカブリトナーが転写され、転写材担持体が汚れる。そのため、保持手段によるトナーの保持量についても、転写材担持体の長手方向においてばらつきが生じる。

0017

又、縁無し画像形成時には、特に、転写材担持体の長手方向において転写材の縁の外側に相当する領域の保持手段によるトナーの保持量が増す傾向がある。

0018

更に、画像濃度調整や色ずれ補正用の試験パターンは、転写材担持体の長手方向の所定位置に形成するのが通常であり、この点からも、保持手段によるトナーの保持量の転写材担持体の長手方向におけるばらつきが生じる。

0019

従って、保持手段によるトナーの全体の保持量が少なかったとしても、転写材担持体の長手方向における局所領域に保持するトナーが集中すると、やはり転写材担持体からのトナーの回収不良が発生してしまう。

0020

以上のことから、保持手段からのトナーの吐き出し動作を予め定められた一定間隔ごとに行う構成では、保持手段によるトナーの局所的な保持量が限界を超えてしまうことがある。他方、そのような構成では、保持手段によるトナーの保持量が少ない場合には、過剰に吐き出し動作を行ってしまい、画像形成装置としての生産性スループット)の低下を招くことがある。

0021

一方、ブラシローラや発泡性弾性ローラに一時的に回収され、保持されたトナーの処理方法として、「剥ぎ取り」を行う方式を採用する場合、次のような課題がある。

0022

即ち、通常、転写材担持体からのトナーを保持する保持手段と、保持手段からトナーを剥ぎ取る回収手段との間に周速度差を設けることが望ましい。そのため、回収手段を保持手段に当接させている時間が長くなると、両者の摺擦によって保持手段が磨耗し易い。従って、保持手段の磨耗を防ぐためには、回収手段を保持手段に当接させる時間を減らすことが望まれる。

0023

従って、本発明の目的は、保持手段からトナーを除去するタイミングを最適化することができる画像形成装置を提供することである。

0024

又、本発明の他の目的は、保持手段からのトナーの吐き出し動作の頻度の増加を抑制しつつ、保持手段の回収保持許容量を超えてトナーが保持手段に回収されることを抑制することのできる画像形成装置を提供することである。

0025

又、本発明の他の目的は、保持手段の耐久劣化を抑制することのできる画像形成装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0026

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、トナー像を担持する移動可能な像担持体と、転写材を担持する移動可能な転写材担持体と、前記像担持体上のトナー像を前記転写材担持体上又は前記転写材担持体に担持された転写材上に転写させる転写手段と、前記転写材担持体上のトナーを前記転写材担持体から静電的に転移させて静電的に保持する保持手段と、を有し、前記保持手段は保持したトナーを前記転写材担持体へ静電的に転移させることが可能な画像形成装置において、前記像担持体上に形成されるトナー像のトナー量に係る情報を認識する第1及び第2の認識手段を有し、前記第1の認識手段と前記第2の認識手段とは、それぞれ前記像担持体の移動方向に直交する方向における異なる位置に形成されるトナー像のトナー量に係る情報を認識し、前記第1及び第2の認識手段のうち、より多くのトナー量に係る情報を認識した方の認識結果に基づいて、前記保持手段から前記転写材担持体へトナーを転移させるタイミングを制御することを特徴とする画像形成装置である。

0027

本発明の他の態様によると、トナー像を担持する移動可能な像担持体と、転写材を担持する移動可能な転写材担持体と、前記像担持体上のトナー像を前記転写材担持体上又は前記転写材担持体に担持された転写材上に転写させる転写手段と、前記転写材担持体上のトナーを前記転写材担持体から静電的に転移させて静電的に保持する保持手段と、を有し、前記保持手段は保持したトナーを前記転写材担持体へ静電的に転移させることが可能な画像形成装置において、前記転写材担持体の移動方向において前記転写手段の下流且つ前記保持手段の上流における前記転写材担持体上のトナー量に係る情報を認識する第1及び第2の認識手段を有し、前記第1の認識手段と前記第2の認識手段とは、それぞれ前記転写材担持体の移動方向に直交する方向における異なる位置におけるトナー量に係る情報を認識し、前記第1及び第2の認識手段のうち、より多くのトナー量に係る情報を認識した方の認識結果に基づいて、前記保持手段から前記転写材担持体へトナーを転移させるタイミングを制御することを特徴とする画像形成装置が提供される。

0028

本発明の他の態様によると、トナー像を担持する移動可能な像担持体と、転写材を担持する移動可能な転写材担持体と、前記像担持体上のトナー像を前記転写材担持体上又は前記転写材担持体に担持された転写材上に転写させる転写手段と、前記転写材担持体上のトナーを前記転写材担持体から静電的に転移させて静電的に保持する保持手段と、を有し、前記保持手段は保持したトナーを前記転写材担持体へ静電的に転移させることが可能な画像形成装置において、前記保持手段が保持したトナー量に係る情報を認識する第1及び第2の認識手段を有し、前記第1の認識手段と前記第2の認識手段とは、それぞれ前記転写材担持体の移動方向に直交する方向における異なる位置に対応する位置の前記保持手段に保持したトナー量に係る情報を認識し、前記第1及び第2の認識手段のうち、より多くのトナー量に係る情報を認識した方の認識結果に基づいて、前記保持手段から前記転写材担持体へトナーを転移させるタイミングを制御することを特徴とする画像形成装置が提供される。

0029

本発明の他の態様によると、トナー像を担持する移動可能な像担持体と、転写材を担持する移動可能な転写材担持体と、前記像担持体上のトナー像を前記転写材担持体上又は前記転写材担持体に担持された転写材上に転写させる転写手段と、前記転写材担持体上のトナーを前記転写材担持体から静電的に転移させて静電的に保持する保持手段と、前記保持手段が保持したトナーを前記保持手段から回収可能な回収手段と、を有する画像形成装置において、前記像担持体上に形成されるトナー像のトナー量に係る情報を認識する第1及び第2の認識手段を有し、前記第1の認識手段と前記第2の認識手段とは、それぞれ前記像担持体の移動方向に直交する方向における異なる位置に形成されるトナー像のトナー量に係る情報を認識し、前記第1及び第2の認識手段のうち、より多くのトナー量に係る情報を認識した方の認識結果に基づいて、前記回収手段に前記保持手段からトナーを回収させるタイミングを制御することを特徴とする画像形成装置が提供される。

0030

本発明の他の態様によると、トナー像を担持する移動可能な像担持体と、転写材を担持する移動可能な転写材担持体と、前記像担持体上のトナー像を前記転写材担持体上又は前記転写材担持体に担持された転写材上に転写させる転写手段と、前記転写材担持体上のトナーを前記転写材担持体から静電的に転移させて静電的に保持する保持手段と、前記保持手段が保持したトナーを前記保持手段から回収可能な回収手段と、を有する画像形成装置において、前記転写材担持体の移動方向において前記転写手段の下流且つ前記保持手段の上流における前記転写材担持体上のトナー量に係る情報を認識する第1及び第2の認識手段を有し、前記第1の認識手段と前記第2の認識手段とは、それぞれ前記転写材担持体の移動方向に直交する方向における異なる位置におけるトナー量に係る情報を認識し、前記第1及び第2の認識手段のうち、より多くのトナー量に係る情報を認識した方の認識結果に基づいて、前記回収手段に前記保持手段からトナーを回収させるタイミングを制御することを特徴とする画像形成装置が提供される。

0031

本発明の他の態様によると、トナー像を担持する移動可能な像担持体と、転写材を担持する移動可能な転写材担持体と、前記像担持体上のトナー像を前記転写材担持体上又は前記転写材担持体に担持された転写材上に転写させる転写手段と、前記転写材担持体上のトナーを前記転写材担持体から静電的に転移させて静電的に保持する保持手段と、前記保持手段が保持したトナーを前記保持手段から回収可能な回収手段と、を有する画像形成装置において、前記保持手段が保持したトナー量に係る情報を認識する第1及び第2の認識手段を有し、前記第1の認識手段と前記第2の認識手段とは、それぞれ前記転写材担持体の移動方向に直交する方向における異なる位置に対応する位置の前記保持手段に保持したトナー量に係る情報を認識し、前記第1及び第2の認識手段のうち、より多くのトナー量に係る情報を認識した方の認識結果に基づいて、前記回収手段に前記保持手段からトナーを回収させるタイミングを制御することを特徴とする画像形成装置が提供される。

発明の効果

0032

本発明によれば、保持手段からトナーを除去するタイミングを最適化することができる。又、本発明によれば、保持手段からのトナーの吐き出し動作の頻度の増加を抑制しつつ、保持手段の回収保持許容量を超えてトナーが保持手段に回収されることを抑制することができる。又、保持手段の耐久劣化を抑制することができる。

発明を実施するための最良の形態

0033

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

0034

実施例1
1.画像形成装置の全体構成
図1は、本発明に係る画像形成装置の一実施例の全体構成を示す。本実施例の画像形成装置Aは、フルカラー画像の形成が可能な電子写真方式のレーザービームプリンタである。特に、本実施例の画像形成装置Aは、直接転写方式を採用したタンデム型の画像形成装置である。

0035

本実施例の画像形成装置Aは、複数の画像形成部として、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成するための第1、第2、第3、第4の画像形成部(ステーション)Sa、Sb、Sc、Sdを有する。本実施例では4個の画像形成部Sa〜Sdは、略水平方向に並設されている。

0036

本実施例では、各画像形成部の構成及び動作は共通する部分が多いため、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの画像形成部に関連する要素であることを示すために図中符号に与えた添え字a、b、c、dは省略して総括的に説明する。

0037

画像形成部Sは、像担持体としてのドラム型の感光体、即ち、感光ドラム1を備えている。この感光ドラム1は、駆動手段(図示せず)によって、図1の矢印R1方向(反時計回り)に回転駆動される。感光ドラム1の周囲には、感光ドラム1の表面の移動方向(回転方向)に従って順に、次の各手段が設けられている。先ず、感光ドラム1の表面を均一に帯電する帯電手段としての帯電装置2である。次に、画像情報に基づいてレーザービーム照射して感光ドラム1上に静電潜像静電像)を形成する露光手段としてのスキャナ部3である。次に、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像手段としての現像装置4である。次に、感光ドラム1上のトナー像を後述の転写材担持体(搬送体)上の転写材Pに転写させる転写手段としての、ローラ状の接触帯電部材で構成された転写部材22である。次に、転写後の感光ドラム1の表面に残ったトナー(転写残トナー)を除去する像担持体クリーニング手段としての感光体クリーニング装置9である。

0038

又、第1〜第4の画像形成部Sa〜Sdの各感光ドラム1a〜1dに対向して、図1の矢印R2方向(時計方向)に回転(周回移動)する、移動可能な無端ベルト状の転写材担持体である搬送ベルト21が設けられている。搬送ベルト21は、転写材Pを吸着して担持して搬送する。転写部材22は、搬送ベルト21の内周面側において、第1〜第4の画像形成部Sa〜Sdの各感光ドラム1a〜1dのそれぞれに対向して設けられている。又、搬送ベルト21の外周面側には、搬送ベルト21に吸着するのに必要な電荷を転写材Pに付与する吸着手段としての回転可能な吸着部材である吸着ローラ20が配置されている。更に、詳しくは後述するように、搬送ベルト21の外周面側には、搬送ベルト21の表面に付着したトナーを除去するための、転写材担持体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置10が配設されている。搬送ベルト21の表面に付着するトナーとしては、カブリトナー、現像装置4から感光ドラム1上に排出されたトナー、試験画像のトナーなどがある。ベルトクリーニング装置10は、保持手段としての回収ローラ101などを有する。

0039

本実施例では、ベルトクリーニング装置10は、搬送ベルト21の表面の移動方向(回転方向)において第4の画像形成部Sdの下流側、且つ、吸着ローラ20の上流側に配置されている。このように、本実施例では、ベルトクリーニング装置10を、搬送ベルト21の移動方向において、吸着ローラ20、即ち、転写材Pと搬送ベルト21との最初の接触部(吸着部)の上流側(つまり、転写材Pの通過しない部分)に設ける。これにより、搬送ベルト21上の汚れを、転写材Pが搬送ベルト21に接触する前に、ベルトクリーニング装置10により回収しておくことができる。従って、搬送ベルト21の汚れに起因する画像不良や転写材Pの裏面の汚れを防止することができる。

0040

又、画像形成装置Aには、転写材Pに転写されたトナー像を転写材Pに定着させる定着手段としての定着装置8、転写材Pを収納するためのカセット11、転写材Pを給送、搬送するための給送ローラ12、搬送ローラ対13などが設けられている。

0041

尚、本実施例では、感光ドラム1と、感光ドラム1に作用するプロセス手段としての帯電装置2、現像装置4及び感光体クリーニング装置9とは、一体的にカートリッジ化され、画像形成装置Aの本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジBを形成している。

0042

感光ドラム1は、本実施例では、直径30mmのアルミニウム製のシリンダの外周面に、有機光導電体層(OPC感光体)を塗布して構成されている。感光ドラム1は、その長手方向(回転軸線方向)の両端部が支持部材によって回転自在に支持されており、一方の端部に駆動モータ(図示せず)からの駆動力が伝達されることにより、図1の矢印R1方向(反時計回り)に回転駆動される。

0043

帯電装置2は、本実施例では、ローラ状に形成された導電性ローラ帯電ローラ)である。帯電装置2は、このローラを感光ドラム1の表面に当接させると共に、このローラに1次帯電電圧印加手段としての1次帯電電源(図示せず)によって帯電バイアスが印加されることにより、感光ドラム1の表面を一様に帯電させる。本実施例では、感光ドラム1は、負極性に帯電させられる。

0044

スキャナ部3は、レーザー光ユニットである。スキャナ部3は、駆動回路(図示せず)によって画像信号に応じたレーザー光Lの点灯が制御され、帯電済みの感光ドラム1の表面をそのレーザー光Lで選択的に露光し、感光ドラム1上に静電潜像を形成する。

0045

現像装置4は、現像剤を収容する現像容器現像容器内のトナーを感光ドラム1に供給する現像剤担持体としての現像ローラ41などを有する。本実施例では、現像装置4は、現像剤として、トナーである非磁性成分現像剤を用いる。第1、第2、第3、第4の画像形成部Sa、Sb、Sc、Sdの各現像装置4a、4b、4c、4dは、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナーを収納している。又、本実施例では、トナーの正規帯電極性は負極性であり、そのほとんどが負極性に帯電している。感光ドラム1上の静電潜像の現像時には、現像電圧印加手段としての現像電源(図示せず)から現像装置4の現像ローラ41に電圧を供給することによって、現像ローラ41と、静電潜像が形成された感光ドラム1と、の間に現像バイアスを印加する。これにより、静電潜像は、トナーが付着させられて、トナー像として現像される。本実施例では、感光ドラム1上の静電潜像を反転現像方式にて現像する。つまり、一様に帯電させた後に露光によって電荷を減衰させた感光ドラム1上の露光部に、感光ドラム1の帯電極性(本実施例では負極性)と同極性に帯電したトナーを付着させることで、感光ドラム1上の静電潜像を現像する。

0046

転写部材22は、本実施例では、ローラ状に形成された導電性ローラ(転写ローラ)である。本実施例では、転写部材22は、ステンレス鋼(SUS)などの金属からなる外径6mmのシャフトの周囲に、外径12mmとなるように発泡性弾性ローラが形成されたものである。この発泡性弾性ローラは、106〜109Ωの電気抵抗を有する。転写部材22は、搬送ベルト21を挟んで感光ドラム1に加圧され、搬送ベルト21と感光ドラム1とが接触する転写部(転写ニップ)Nを形成する。転写時には、転写部材22には、転写電圧印加手段としての転写電源16(図4)より、トナーの正規の帯電極性とは逆極性(本実施例では正極性)の転写バイアスが印加される。これにより、感光ドラム1上のトナー像は、搬送ベルト21上の転写材Pに転写される。

0047

搬送ベルト21は、本実施例では、107〜1014Ω・cmの体積固有抵抗率を持たせた、厚さ50〜150μm程度の無端のフィルム状部材で構成されている。

0048

尚、上記体積抵抗率は、JIS法K6911に準拠した測定プローブを用い、ADVANTEST社製高抵抗計R8340にて、温度は25℃、相対湿度は50%として、50〜100Vを印加して得た値である。

0049

搬送ベルト21は、複数の支持部材としての駆動ローラ61及び従動ローラテンションローラ)63に張架されている。駆動ローラ61は、搬送ベルト21を図1の矢印R2方向(時計回り)に回転(周回移動)させる。従動ローラ63は、搬送ベルト21の回転に伴って従動して回転すると共に、搬送ベルト21の搬送性の安定のために、搬送ベルト21に適度なテンションを加える。又、従動ローラ63は、ベルトクリーニング装置10の回収ローラ101及び吸着ローラ20の対向部材対向極対向ローラ)としての機能を有している。

0050

吸着ローラ20は、ローラ状に形成された導電性ローラである。転写材Pを搬送ベルト21に吸着させる時には、吸着ローラ20に、吸着電圧印加手段としての吸着電源(図示せず)によって、吸着バイアスが印加される。これにより、吸着ローラ20と搬送ベルト21との接触部(吸着ニップ)Qを通過中の転写材Pを搬送ベルト21に静電的に吸着させることができる。

0051

感光体クリーニング装置9は、本実施例では、クリーニング部材として、弾性体であるゴム材料で形成された板状の部材、即ち、クリーニングブレードを有する。クリーニングブレードは、感光ドラム1の表面に当接している。感光体クリーニング装置9は、このクリーニングブレードによって感光ドラム1の表面に付着した余分なトナーを感光ドラム1の表面から除去する。感光ドラム1の表面から除去されたトナーは、感光体クリーニング装置9の容器に回収される。又、後述するように、感光体クリーニング装置9は、搬送ベルト21から感光ドラム1へと逆転写されたトナーを回収することができる。

0052

ベルトクリーニング装置10は、搬送ベルト21の表面に付着したトナーを一時的に回収し、保持するためのものである。ベルトクリーニング装置10の詳細は後述する。

0053

画像形成時には、感光ドラム1の表面は帯電装置2によって一様に帯電処理される。帯電処理された感光ドラム1は、スキャナ部3からのレーザー光Lによって走査露光されて、その表面に静電潜像が形成される。次いで、感光ドラム1の表面に形成された静電潜像に応じて、現像装置4からトナーが感光ドラム1上に転移させられ、感光ドラム1には静電潜像がトナーで現像されたトナー像が形成される。感光ドラム1の表面に形成されたトナー像は、転写部Nにおいて、搬送ベルト21上に担持された転写材P上に転写される。

0054

例えば、フルカラー画像の形成時には、上述のような帯電、露光、現像、転写の各工程が、第1〜第4の画像形成部Sa〜Sdにおいて行われる。そして、搬送ベルト21に担持されて搬送される転写材Pには、各転写部Na〜Ndにおいて各色のトナー像が順次に重ね合わせて転写された多重トナー像が形成される。

0055

ここで、転写材Pは、画像形成装置Aの本体の下部に装着されたカセット11に収納されている。この転写材Pが、給送ローラ12によって1枚ずつ分離給送されると共に、搬送ローラ対13により吸着ローラ20と搬送ベルト21とのニップ部(吸着ニップ)Qへと搬送される。そして、感光ドラム1上に形成された各トナー像は、各転写部Na〜Ndにおいて、転写部材22a〜22dの作用により、順次、転写材Pに転写される。

0056

トナー像が転写された転写材Pは、加熱ローラ81及び加圧ローラ82のローラ対を有する定着装置8へと搬送される。転写材Pは、定着装置8を通過することで、その上にトナー像が熱定着される。その後、転写材Pは、排出ローラ対14によって画像形成装置Aの上部に排出される。

0057

2.ベルトクリーニング装置
次に、ベルトクリーニング装置10の構成について説明する。

0058

本実施例では、搬送ベルト21上のトナーのクリーニング工程の概略は、次の通りである。先ず、回収ローラ101が搬送ベルト21上のトナーを回収し、一時的に保持した状態を維持する。そして、概して、回収ローラ101内のトナー量が後述する回収保持許容量(最大回収可能量,飽和容量)に達する時点で、トナーを回収ローラ101から搬送ベルト21に吐き出す。その後、搬送ベルト21に吐き出されたトナーを、いずれかの画像形成部S、本実施例では、搬送ベルト21の移動方向において最上流の画像形成部Saの感光ドラム1aに逆転写させ(2次回収)、その画像形成部Saの感光体クリーニング装置9aにて回収する。

0059

図2は、ベルトクリーニング装置10の概略構成を示す。

0060

ベルトクリーニング装置10は、搬送ベルト21の表面に付着したトナーを一時的に回収し、保持するための保持手段としての、回転可能な保持部材である回収ローラ101を有する。回収ローラ101は、搬送ベルト21から静電的に転移されたトナーを静電的に保持可能である。

0061

回収ローラ101には、クリーニング電圧印加手段としてのクリーニング電源15により、正極性、負極性のいずれのバイアス切り替えて印加できるようになっている。即ち、本実施例では、クリーニング電源15は、トナーの正規の帯電極性とは逆極性である正極性の電圧を出力する第1の電圧出力部151と、トナーの正規の帯電極性と同極性である負極性の電圧を出力する第2の電圧出力部152と、を有している。クリーニング電源15から回収ローラ101に印加するバイアスの極性などは、画像形成装置Aに設けられた制御部18の制御により切り替えられる。

0062

又、第1〜第4の画像形成部Sa〜Sdのうち少なくとも1つ、本実施例では少なくとも第1の画像形成部Saにおいて、転写部材22には、転写電源16(図4)より、正極性、負極性のいずれのバイアスも切り替えて印加できるようになっている。即ち、当該転写電源16は、トナーの正規の帯電極性とは逆極性である正極性の電圧を出力する第1の電圧出力部161と、トナーの正規の帯電極性と同極性である負極性の電圧を出力する第2の電圧出力部162と、を有している。転写電源16の出力するバイアスの極性などは、画像形成装置Aに設けられた制御部18の制御により切り替えられる。

0063

制御部18は、制御部18に内蔵されるか又は制御部18に接続された記憶手段としての記憶装置19に記憶されたプログラム、データに従い、各種の制御を行う。本実施例に関連して、制御部18は、特に、電源15、16の電圧出力のON/OFF又は出力電圧の極性や値の切り替えなどを制御する。本実施例では、電源15、16などの制御手段は、画像形成装置Aの全体の動作を統括制御する制御部18が兼ねるが、これらのうちいずれか又は幾つかを制御する別個の制御手段が設けられていてもよい。記憶装置19としては、電子的なメモリなど利用可能な任意のものを用いることができる。

0064

本実施例では、回収ローラ101に印加するバイアスの条件、即ち、正極性のバイアス、負極性のバイアスのいずれを印加するかなどは、トナーを回収し、保持する動作(回収動作)と、吐き出し動作とのいずれを実行するかにより切り替えられる。

0065

図3は、搬送ベルト21上のトナーTを回収ローラ101で回収し、保持する動作(回収動作)を示す。

0066

本実施例では、搬送ベルト21上のトナーは主に負極性に帯電している。そのため、図3に示すように、搬送ベルト21上のトナーを回収ローラ101に回収する時には、回収ローラ101にトナーの極性とは逆極性である正極性のバイアスを印加する。これにより、搬送ベルト21上のトナーを静電的に回収ローラ101に回収し、保持することができる。この時、回収ローラ101と搬送ベルト21との間には、正規の帯電極性に帯電したトナーを搬送ベルト21から回収ローラ101に向けて移動させる方向の電界が形成される。この場合の適切なバイアス値は、回収ローラ101に使用されている材料、画像形成装置Aが使用される環境(温度・湿度)などによって異なるが、+500〜+3000V程度が好ましい。

0067

上記工程(回収動作)は、概して、回収ローラ101中に回収され、保持されるトナー量が回収保持許容量に達するまで続けられる。回収保持許容量については後述する。

0068

図4は、回収ローラ101から搬送ベルト21上にトナーTを吐き出す場合の動作(吐き出し動作)を示す。

0069

図4に示すように、回収ローラ101に回収され、保持されたトナーを搬送ベルト21上に転写させる吐き出し動作時には、トナーと同極性である負極性のバイアスを回収ローラ101に印加する。これにより、回収ローラ101から搬送ベルト21へ静電的にトナーを吐き出させる。この時、回収ローラ101と搬送ベルト21との間には、正規の帯電極性に帯電したトナーを回収ローラ101から搬送ベルト21に向けて移動させる方向の電界が形成される。この場合の適切なバイアス値は、回収ローラ101に使用されている材料、画像形成装置Aが使用される環境(温度、湿度)などによって異なるが、−500V〜−3000V程度が好ましい。

0070

搬送ベルト21上に吐き出されたトナーは、搬送ベルト21の回転に伴い、第1〜第4の画像形成部Sa〜Sdの任意の転写部Na〜Nd、特に、本実施例では、第1の画像形成部Saの転写部Naへと搬送される。そして、搬送ベルト21上のトナーが当該転写部Naを通過する直前に、当該転写部Naにおける転写部材22aには、転写電源16によりトナーと同極性である負極性のバイアスが印加される。これにより、搬送ベルト21上の負極性に帯電しているトナーは、感光ドラム1aに転移(2次回収)される。この時、感光ドラム1aと搬送ベルト21との間の転写部Naには、正規の帯電極性に帯電したトナーを搬送ベルト21から感光ドラム1aに向けて移動させる方向の電界が形成される。この場合に転写部材22aに印加する適切なバイアス値は、転写部材22aに使用されている材料、画像形成装置Aが使用される環境(温度・湿度)などによって異なるが、−500〜−3000V程度が好ましい。感光ドラム1a上に転移されたトナーは、感光体クリーニング装置9aにより回収される。こうして、搬送ベルト21上のトナーのクリーニング工程の終了となる。

0071

尚、2次回収性能を向上させるために、感光ドラム1a〜1dの回転速度(周速度)と搬送ベルト21の移動速度(周速度)とに0〜100%程度の速度差を設けてもよい。

0072

又、本実施例では、図4に示すように、搬送ベルト21の移動方向において最上流の画像形成部Saの感光体クリーニング装置9aに最終的にトナーが回収される。しかし、上述したように、回収ローラ101から搬送ベルト21に吐き出されたトナーを最終的に回収させるために、任意の画像形成部Sを選択することができる。

0073

回収ローラ101は、本実施例では、金属の芯金発泡弾性体で覆った発泡性弾性ローラで構成される。特に、本実施例では、回収ローラ101は、芯金上に、105〜1010Ωに電気抵抗値が調整され、発泡径が50〜300μmの発泡セルを有する発泡弾性体であるシリコーンゴム系或いはウレタンゴム系の材料から成る発泡弾性層を有する発泡性弾性ローラである。発泡弾性体の発泡径の大きさは、選択する材料、画像形成装置Aの画像形成速度などに応じて最適なものを選択すれば良い。

0074

回収ローラ101は、本実施例では、発泡弾性体を搬送ベルト21に対し0.25〜1.5mm侵入させた状態で配設される。回収ローラ101は、搬送ベルト21を挟んで従動ローラ63に加圧されている。又、回収ローラ101は、駆動回転させても、搬送ベルト21に対して従動回転させてもよい。回収ローラ101を駆動回転させる場合は、対向部にて搬送ベルト21の移動方向に対して順方向及び逆方向のどちらに移動するように駆動回転させてもよい。但し、回収ローラ101の耐摩耗性などを考慮すると、回収ローラ101は、対向部にて搬送ベルト21の移動方向に対して順方向に移動するように駆動回転させるのが好ましい。本実施例では、回収ローラ101は、対向部にて搬送ベルト21の移動方向に対して順方向に移動するように駆動回転させた。又、回収ローラ101の回転速度(周速度)は、搬送ベルト21の移動速度(周速度)に対して周速度差が0%〜100%になるように制御することができる。

0075

尚、回収ローラ101の長手方向(回転軸線方向)の長さは、搬送ベルト21の移動方向と略直交する方向の長さと同等である。

0076

上述のように、回収ローラ101によるトナーの回収動作時、吐き出し動作時には、それぞれ回収ローラ101の芯金に500V〜3kV(絶対値)のバイアスを印加するのが好ましい。但し、回収ローラ101に印加されるバイアス値は、回収ローラ101に使用されている材料、或いは画像形成装置Aが使用される環境(温度、湿度)などによって異なる。

0077

3.回収保持許容量
図5は、画像形成装置Aの使用状況に伴う回収ローラ101の状態を示す。同図の横軸は、画像形成装置Aの使用状況に応じて回収ローラ101に送られてくるトナーの総量を示す。又、同図の縦軸は、回収ローラ101の状態、即ち、回収ローラ内に回収されたトナーの量を示す。

0078

図5に示すように、回収ローラ101の状態は、その初期はトナーの無い状態(状態1)から始まる。そして、回収ローラ101の使用に伴ってトナーが回収され、保持される状態(状態2)が続く。この状態2は、回収ローラ101に送られてくるトナーを実質的に全て回収し、保持している状態である。

0079

その後、状態2から、ある時点を境に、搬送ベルト21上から回収し、保持すべきトナーを全ては回収できなくなる状態(状態3)となる。この状態3となる理由は、回収ローラ101に回収し、保持しているトナーが、その発泡性弾性ローラの発泡セル中に詰まっていき、追加のトナーの回収が困難になるためである。

0080

ここで、上記のある時点、即ち、回収ローラ101が回収すべきトナーを実質的に全て回収することができる期間の最終時点において回収ローラ101中に保持されているトナーの量が、回収保持許容量である。

0081

回収保持許容量を越えてトナーを回収ローラ101に回収させようとすると、搬送ベルト21からのトナーの回収不足が発生するため、回収保持許容量を超えてトナーを回収ローラ101に回収させるのは困難である。そのため、回収ローラ101中のトナー量が、回収保持許容量に達した時点でトナーの吐き出し動作を実施することが望まれる。

0082

4.吐き出し動作のタイミング
本実施例の目的は、回収ローラ101からトナーを除去するタイミングを最適化することである。本実施例のより詳細な目的は、回収ローラ101の回収保持許容量を超えて回収ローラ101にトナーを回収することによるクリーニング不良の発生と必要以上の吐き出し動作の頻度の増加による画像形成装置Aとしての生産性の低下とを同時に抑制することである。

0083

本実施例では、制御部18は、記憶手段としての記憶装置19に、感光ドラム1上に形成される画像の画像ドット数のうち、転写材Pに対応する位置以外の位置に形成される画像の画像ドット数を、画素単位で積算し、記録する。つまり、感光ドラム1上に形成される画像の画像ドット数のうち、転写材Pを担持していない搬送ベルト21上に対応する位置に形成される画像の画像ドット数が、画素単位で積算され、記録される。又、本実施例では、この記録は、画像形成部S毎、即ち、色毎に行うと共に、各画像形成部Sにおいては、感光ドラム1の移動方向(回転方向)に直交する方向(長手方向)に分割された複数の領域毎に行う。

0084

本実施例では、図6に示すように、感光ドラム1をその長手方向にD個(Dは2以上の自然数)に分割した領域1〜領域Dを設定する。特に、本実施例では、感光ドラム1を長手方向に5個(D=5)の領域に分ける(5等分)。

0085

又、積算手段としての制御部18は、上述のようにして記録された画像ドット数から、感光ドラム1の長手方向の5個の領域毎に、形成した色分、又出力したページ累計した、画像ドット積算値(以下「積算画像ドット数」という。)を求める。

0086

そして、本実施例では、上記5個の領域のうちいずれか1つの領域における積算画像ドット数が、回収ローラ101の全体の回収保持許容量を上記分割された領域の数で除した値に対応する所定値に達した時点で、搬送ベルト21へのトナーの吐き出し動作を行う。即ち、回収ローラ101における該当箇所におけるトナーの保持量が当該箇所に対する回収保持許容量に達した時点で、吐き出し動作を行う。本実施例では、特に、上記5個の領域のうちいずれか1つの領域における積算画像ドット数が、回収ローラ101の全体の回収保持許容量の5分の1に対応する所定値に達した時点で、回収ローラ101から搬送ベルト21へのトナーの吐き出し動作を行う。

0087

感光ドラム1上に形成される画像の画像ドットのうち、転写材Pに対応する位置以外の位置、つまり、転写材Pを担持していない搬送ベルト21上に対応する位置に形成される画像としては、例えば、次のものが挙げられる。即ち、定期的に紙間で形成する画像濃度補正のための試験画像、階調性補正のための試験画像、色ずれ補正用の試験画像、画像書き出し位置検知用のタイミング用画像などが挙げられる。更に、当該画像としては、転写材P上に縁無し画像を形成する場合に、転写材Pからはみ出る部分の画像が含まれる。

0088

更に説明すると、搬送ベルト21の長手方向に一様に転写される画像に対応する静電潜像を感光ドラム1の長手方向に一様に形成した場合を考える。この場合に、回収ローラ101に供給されるトナー量が、回収ローラ101の全体の回収保持許容量となる時の、当該画像の全体の積算画像ドット数をXとする。この時、感光ドラム1の長手方向をD個の領域に分割する場合には、感光ドラム1の長手方向におけるいずれかの領域についての積算画像ドット数が以下の式で表される値Yに到達した時点で、回収ローラ101からのトナーの吐き出し動作を行う。
Y=X/D

0089

吐き出し動作を行う際には、クリーニング電源15の出力電圧を切り替え、トナーと同極性である負極性のバイアスを回収ローラ101に印加する。これにより、回収ローラ101から搬送ベルト21へトナーを静電的に吐き出させる。

0090

縁無し画像形成時においては、縁部に画像がない場合や、あってもその画像比率印字率)が極低い場合には、積算画像ドット数は比較的少なくなる。一方、写真のような色重ね画像を中心とした高画像比率のものである場合や、縁取りをした画像を形成する場合などには、積算画像ドット数は比較的多くなる。そのため、画像形成枚数のみに依存して決定されたタイミングで吐き出し動作を行うのではなく、積算画像ドット数を記録し、積算画像ドット数に基づいて吐き出し動作を行うことによって、回収ローラ101の回収保持能力最大限まで利用することが可能となる。

0091

斯かる構成により、搬送ベルト21からのトナーの回収不良の発生を抑制できる。又、それと同時に、回収ローラ101中のトナー量が回収保持許容量に達する前に不必要に吐き出し動作が行われることで画像形成動作が中断されることによる、画像形成装置Aとしての生産性の低下を抑制することが可能となる。

0092

図7は、感光ドラム1を長手方向に5分割(D=5)した場合における、画像形成ページ数と各領域(領域1〜領域5)の積算画像ドット数との相関を示す。

0093

このように、画像ドット数を積算する領域を感光ドラム1の長手方向で分割することによって、例えば画像が局所領域に形成された場合においても、クリーニング不良を発生させることなく、最適なタイミングで吐き出し動作を行うことが可能となる。

0094

尚、搬送ベルト21の汚れはカブリトナーによっても発生する。そのため、上述のように意図して搬送ベルト21上に形成される画像の積算画像ドット数から見積もった回収ローラ101によるトナーの保持量に、予想されカブリトナー分の保持量を加算して用いても良い。又、カブリトナーの量は、例えば、現像装置4の耐久状況(使用量)や環境によって変動する。そのため、上記カブリトナー分の保持量の加算値を、それらの条件に基づいて補正しても良い。

0095

又、現像装置4内の劣化したトナーの低減などを目的として紙間において現像装置4から感光ドラム1上にトナーを排出する動作を行う場合がある。この場合には、現像装置4から感光ドラム1上に排出されたトナーの一部が搬送ベルト21上に転移することがある。従って、現像装置4から感光ドラム1へ排出するトナーの量に応じて搬送ベルト21に転移する量に相当する分を、回収ローラ101によるトナーの保持量に加算して用いても良い。

0096

このように、本実施例では、画像形成装置Aは、感光ドラム1上に形成されるトナー像のトナー量に係る情報を認識する手段としての第1及び第2の認識手段を有する。この第1の認識手段と第2の認識手段とは、それぞれ感光ドラム1の移動方向に直交する方向における異なる位置に形成されるトナー像のトナー量に係る情報を認識する。本実施例では、トナー像のトナー量は、潜像情報から認識する。そして、この第1及び第2の認識手段のうち、より多くのトナー量を認識した方の認識結果に基づいて、回収ローラ101から搬送ベルト21へトナーを転移させるタイミングを設定(制御)する。本実施例では、第1及び第2の認識手段は、感光ドラム1の異なる位置毎に形成される画像の情報を積算する積算手段としての制御部18と、該異なる位置毎に積算された情報を記録する記憶装置19と、で構成される。本実施例では、第1及び第2の認識手段を構成する積算手段及び記憶手段はそれぞれ一体とされており、記憶装置19には、上記異なる位置毎のトナー像のトナー量に係る情報を記憶する記憶領域が設けられている。しかし、これら第1及び第2の認識手段をそれぞれ構成する積算手段、記憶手段は、別個に設けることも可能である。

0097

尚、本実施例では、画像データは、感光ドラム1の長手方向に5分割したときの画像ドット数を積算しているが、分割数が増えるほど、検知精度が向上する。

0098

以上説明したように、本実施例では、感光ドラム1上に形成され、転写材Pに転写されずに搬送ベルト21上に転写される画像の画像ドット数から、そのトナー量を検知して、回収ローラ101中に回収され、保持されるトナーの量を見積もる。これにより、回収ローラ101中のトナー量が回収保持許容量に達した後に回収動作を行うことを抑制して、搬送ベルト21のクリーニングを確実に実施することが可能となる。

0099

又、本実施例によれば、感光ドラム1の長手方向における異なる5個の領域の積算画像ドット数を記録することにより、回収ローラ101中のトナー量の偏りを把握し、より的確なタイミングで吐き出し動作を行うことが可能となる。

0100

又、本実施例によれば、回収ローラ101の回収保持能力を最大限まで利用することが可能となる。そのため、搬送ベルト21からのトナーの回収不良の発生を防ぐことができる。又、それと同時に、回収ローラ101中のトナー量が回収保持許容量に達する前に吐き出し動作が行われることによる画像形成動作の中断といった、画像形成装置Aとしての生産性の低下を抑制することが可能となる。つまり、文字などの低画像比率の画像が形成された場合や、濃度の薄い画像が形成された場合のように、回収ローラ101に送られるトナーの量が比較的少ない場合に、必要以上に吐き出し動作が行われることを抑制することができる。

0101

このように、本実施例によれば、回収ローラ101中のトナー量を認知することにより、最適なタイミングで吐き出し動作を行うことが可能となる。そのため、回収ローラ101の回収保持許容量を超えて回収ローラ101にトナーを回収することによるクリーニング不良の発生と、必要以上の吐き出し動作の頻度の増加による画像形成装置Aとしての生産性の低下とを同時に抑制することができる。つまり、本実施例によれば、保持手段からトナーを除去するタイミングを最適化することができる。

0102

実施例2
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例1のものと同じである。従って、実施例1の画像形成装置のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。

0103

本実施例では、実施例1と同様の目的を達成するべく、概略、搬送ベルト21上のトナーの量を検知することにより、回収ローラ101からのトナーの吐き出し動作のタイミングを決定する。以下、更に詳しく説明する。

0104

図8は、本実施例の画像形成装置Aの全体構成を示す。又、図9は、本実施例の画像形成装置Aにおける駆動ローラ61の近傍を拡大して示す。

0105

本実施例では、図8に示すように、画像形成装置Aは、搬送ベルト21上のトナーを認識する手段として濃度センサ200を有する。濃度センサ200は、搬送ベルト21の移動方向において、転写手段の下流、即ち、本実施例では、最下流の画像形成部Sdの転写部材22dの下流、且つ、回収ローラ101の上流の位置に配置される。より詳細には、濃度センサ200は、搬送ベルト21の移動方向において、搬送ベルト21からの転写材Pの分離位置の下流、且つ、回収ローラ101の上流の位置に配置される。特に、本実施例では、トナー量検知センサとしてのこの濃度センサ200は、搬送ベルト21を介して駆動ローラ62に対向する位置に設けられている。又、本実施例では、図9に示すように、この濃度センサ200は、搬送ベルト21の移動方向(回転方向)に直交する方向(長手方向)において異なる位置に複数個(D個:Dは2以上の自然数)配置されている。特に、本実施例では、濃度センサ200は5個(D=5)配置されている(等間隔)。

0106

濃度センサ200としては、斯界にて一般的な反射型光学センサを好適に用いることができる。本実施例では、濃度センサ200として、発光素子としてのLED(発光ダイオード)と、受光素子としてのPD(フォトダイオード)と、を有し、発光素子から搬送ベルト21上に照射した光の反射光量を受光素子で検出する反射型の光学センサを用いた。濃度センサ200が検出した反射光量に応じて出力する信号は、濃度センサ200の検出結果として制御部18に入力される。制御部18は、予め求められて記憶装置19に記憶されている、濃度センサ200の検出結果と搬送ベルト21上のトナー量との関係を示す情報から、搬送ベルト21上のトナー量を求めることができる。本実施例では、制御部18は、D個の濃度センサ200のそれぞれの検出結果に応じて、搬送ベルト21の長手方向の各領域におけるトナー量を求めることができる。

0107

本実施例では、上記搬送ベルト21の長手方向にD個に分割された領域1〜領域D毎にそれぞれ配列されたD個の濃度センサ200の発光素子は、搬送ベルト21の移動中は常時点灯する。制御部18は、D個の濃度センサ200のそれぞれの検出結果から、搬送ベルト21の長手方向の領域毎に、例えば10msecのサンプリング周期で逐次にトナー量を積算していく。

0108

そして、本実施例では、濃度センサ200による搬送ベルト21上のトナー量の検知結果に基づいて、回収ローラ101中に回収され、保持されているトナー量を算出し、吐き出し動作のタイミングを決定する。

0109

ここで、搬送ベルト21の長手方向に一様に画像を形成した場合に回収ローラ101に供給されるトナー量が、回収ローラ101の全体の回収保持許容量となる時の、全ての濃度センサ200で検知される搬送ベルト21上のトナー量の積算値の合計をX2とする。この時、搬送ベルト21の長手方向の領域をD個に分割する場合には、各濃度センサ200で検知される各領域におけるトナー量の積算値の最大値Y2は、以下の式で表される。
Y2=X2/D

0110

図10は、一例として画像形成ページ数と各濃度センサ200によって検知された各領域(領域1〜領域5)のトナー量の積算値(以下、「積算トナー量」という。)との関係を示す。

0111

搬送ベルト21上のトナーは、種々の試験画像、使用する転写材Pの幅毎に搬送ベルト21への付着領域が変化するカブリトナー(転写材Pに対応する位置ではカブリトナーが転写材Pに転写されるため)、縁無し画像形成時のはみ出しトナーなどに起因する。そのため、搬送ベルト21上のトナーは、搬送ベルト21の長手方向に一様ではなく、濃度の濃い部分、薄い部分が混在する。従って、それぞれの濃度センサ200の検知結果より得られる積算トナー量は異なる。

0112

本実施例では、濃度センサ200を搬送ベルト21の長手方向の異なる位置に5個配置することで、それぞれの位置でのトナー量の違いを検知できる。

0113

ここで、回収ローラ101の状態が図5中の状態2である限り、回収ローラ101は搬送ベルト21上のトナーを実質的に全て回収し、保持することが可能である。そのため、図10の縦軸に示す積算トナー量は、回収ローラ101中に回収され、保持されているトナー量と考えて差し支えない。

0114

従って、本実施例では、搬送ベルト21の長手方向の各領域のうち、いずれか1つの濃度センサ200の検知結果が、図10に示したY2の値に達した時点で、クリーニング電源15の出力電圧を切り替え、吐き出し動作を行う。即ち、回収ローラ101における該当箇所におけるトナーの保持量が当該箇所に対する回収保持許容量に達した時点で、吐き出し動作を行う。吐き出し動作を行う際には、トナーと同極性である負極性のバイアスを回収ローラ101に印加する。これにより、回収ローラ101から搬送ベルト21へトナーを静電的に吐き出させる。

0115

このように、本実施例では、搬送ベルト21の移動方向において最下流の転写部材22dの下流且つ回収ローラ101の上流で搬送ベルト21上のトナー量に係る情報を認識する手段としての第1及び第2の認識手段を有する。この第1の認識手段と第2の認識手段とは、それぞれ搬送ベルト21の移動方向に直交する方向における異なる位置のトナー量に係る情報を認識する。そして、この第1及び第2の認識手段のうち、より多くのトナー量を認識した方の認識結果に基づいて、回収ローラ101から搬送ベルト21へトナーを転移させるタイミングを設定(制御)する。本実施例では、第1の認識手段及び第2の認識手段は、搬送ベルト21の異なる位置毎のトナー量に応じた信号を出力する濃度センサ200によって構成される。

0116

尚、本実施例では、濃度センサ200は、搬送ベルト21の長手方向に5個配置したが、搬送ベルト21の長手方向における領域の分割数が増えるほど、検知精度が向上する。

0117

以上説明したように、本実施例では、搬送ベルト21上のトナー量を検知し、回収ローラ101中に回収され、保持されるトナーの量を見積もる。これにより、回収ローラ101中のトナー量が回収保持許容量に達した後に回収動作を行うことを抑制して、搬送ベルト21のクリーニングを確実に実施することが可能となる。

0118

又、本実施例によれば、搬送ベルト21の長手方向における異なる位置にある複数個の濃度センサ200により検知を行うことにより、回収ローラ101中のトナー量の偏りを把握し、より的確なタイミングで吐き出し動作を行うことが可能となる。

0119

又、本実施例によれば、回収ローラ101の回収保持能力を最大限まで利用することが可能となる。そのため、搬送ベルト21からのトナーの回収不良の発生を防ぐことができる。又、それと同時に、回収ローラ101中のトナー量が回収保持許容量に達する前に吐き出し動作が行われることによる画像形成動作の中断といった、画像形成装置Aとしての生産性の低下を抑制することが可能となる。つまり、文字などの低画像比率の画像が形成された場合や、濃度の薄い画像が形成された場合のように、回収ローラ101に送られるトナーの量が比較的少ない場合に、必要以上に吐き出し動作が行われることを抑制することができる。

0120

実施例3
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例1のものと同じである。従って、実施例1の画像形成装置のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。

0121

本実施例では、実施例1と同様の目的を達成するべく、概略、回収ローラ101によって保持されたトナーの量を検知することにより、回収ローラ101からのトナーの吐き出し動作のタイミングを決定する。以下更に詳しく説明する。

0122

図11は、本実施例の画像形成装置Aが有する、回収ローラ101の対向ローラ(従動ローラ)63を示す。

0123

本実施例では、回収ローラ101の対向ローラ63を、搬送ベルト21の移動方向に直交する方向(長手方向)において複数の領域に分ける。即ち、図11に示すように、対向ローラ63をその長手方向にD個(Dは2以上の自然数)に分割した領域1〜領域Dを設定する。特に、本実施例では、5個(D=5)の領域に分ける(等間隔)。そして、この搬送ベルト21の長手方向において分けられた、対向ローラ63のそれぞれの領域(以下「検知領域」という。)302に、電気抵抗検知手段としての電流検知手段300を接続する。

0124

本実施例では、対向ローラ63の長手方向の各検知領域302を分けるため、導電性材料で形成された対向ローラ63の各検知領域302の間には、電気絶縁性材料で形成された絶縁領域301が設けられている。更に、絶縁領域301によって隔てられた検知領域302のそれぞれに、電流検知手段300が設けられている。これにより、各検知領域302に対応して、回収ローラ101、搬送ベルト21及び対向ローラ63に流れる電流値を検知できる構成となっている。

0125

このように、本実施例では、対向ローラ63の長手方向の各領域に対応して電流値を検知するD個の電流検知手段(電流計)300が設けられている。各電流検知手段300が検知した電流値に応じた信号は、検出結果として制御部18に入力される。制御部18は、後述するように、予め求められて記憶装置19に記憶されている、電流検知手段300の検出結果と回収ローラ101の保持トナー量との関係を示す情報から、回収ローラ101の保持トナー量を求めることができる。本実施例では、制御部18は、D個の電流検知手段300のそれぞれの検出結果に応じて、対向ローラ63の長手方向の各領域に対応する回収ローラ101の長手方向の各領域におけるトナー量を求めることができる。

0126

そして、本実施例では、それぞれの電流検知手段300が検知する電流値に基づいて回収ローラ101中に回収され、保持されているトナー量を算出し、吐き出し動作を行うタイミングを決定する。

0127

図12は、回収ローラ101中のトナー量と、回収ローラ101の電気抵抗値との関係を示す。

0128

図12に示されるように、回収ローラ101により回収され、保持されるトナーの量が増加するにつれ、発泡性弾性ローラで形成された回収ローラ101中の発泡セル中にトナーが詰まることにより、電気抵抗値が大きくなる。その結果、回収動作中に、回収ローラ101中に回収され、保持されるトナーの量が増加して行くにつれ、検知される電流量は減少する。

0129

ここで、搬送ベルト21の長手方向に一様に画像を形成した場合に回収ローラ101に供給されるトナー量が、回収ローラ101の全体の回収保持許容量となる時の、対向ローラ63に流れる電流値の最小値をX3とする。この時、対向ローラ63の長手方向の領域をD個に分割する場合には、各電流検知手段300で検知される各領域における電流値の最小値Y3は、以下の式で表される。
Y3=X3/D

0130

図13は、一例として、対向ローラ63を5分割した場合における、回収動作中の、画像形成ページ数と各電流検知手段300による各領域(領域1〜領域5)における検知結果との関係を示している。

0131

ここで、各電流検知手段300の検知する電流値は、搬送ベルト21の長手方向における対向ローラ63の各領域に対応して、回収ローラ101、搬送ベルト、対向ローラ63の直列回路を流れる電流値である。しかし、回収ローラ101の電気抵抗値に対し、搬送ベルト21、対向ローラ63の電気抵抗値は十分小さく、検知される電流値は、回収ローラ101にのみ依存すると近似できる。

0132

それぞれの電流検知手段300で、検知結果より得られる電流量は異なる。搬送ベルト21上のトナーは、搬送ベルト21の長手方向に一様ではなく、濃度の濃い部分、薄い部分が混在するためである。従って、回収ローラ101に回収され、保持されるトナー量も、搬送ベルト21の長手方向に一様ではなく、図13に示すように、それぞれの電流検知手段300によって検知結果は異なる。

0133

本実施例では、対向ローラ63を、搬送ベルト21の長手方向の異なる位置に対応して5個の領域に分け、それぞれの領域に電流検知手段300を配置することで、それぞれの領域での電流値の違いを検知できる。

0134

従って、本実施例では、回収動作中、電流検知手段300によるサンプリング実施中に、いずれか1つの検知結果がY3の値まで減少した時点で、クリーニング電源15の出力電圧を切り替え、吐き出し動作を行う。即ち、回収ローラ101における該当箇所におけるトナーの保持量が当該箇所に対する回収保持許容量に達した時点で、吐き出し動作を行う。吐き出し動作を行う際には、トナーと同極性であるバイアスを回収ローラ101に印加する。これにより、回収ローラ101から搬送ベルト21へトナーを静電的に吐き出させる。

0135

このように、本実施例では、画像形成装置Aは、回収ローラ101が保持したトナー量に係る情報を認識する手段としての第1及び第2の認識手段を有する。この第1の認識手段と第2の認識手段とは、搬送ベルト21の移動方向に直交する方向における異なる位置に対応する位置の回収ローラ101に保持したトナー量に係る情報を認識する。そして、この第1及び第2の認識手段のうち、より多くのトナー量を認識した方の認識結果に基づいて、回収ローラ101から搬送ベルト21へトナーを転移させるタイミングを設定(制御)する。本実施例では、第1の認識手段及び第2の認識手段は、回収ローラ101の対向ローラ63の異なる位置毎に流れる電流値を検知する電流検知手段300によって構成される。

0136

尚、本実施例では、電流検知手段300は、対向ローラ63の長手方向に5分割された各検知領域302に対応して5個配置したが、搬送ベルト21の長手方向における領域の分割数が増えるほど、検知精度が向上する。

0137

以上説明したように、本実施例では、回収ローラ101の長手方向の各領域を流れる電流値を検知し、回収ローラ101中に回収され、保持されるトナーの量を検知する。これにより、回収ローラ101中のトナー量が回収保持許容量に達した後に回収動作を行うことを抑制して、搬送ベルト21のクリーニングを確実に実施することが可能となる。

0138

又、本実施例によれば、対向ローラ63を搬送ベルト21の長手方向の異なる位置に対応して複数の領域に分け、それぞれの領域で電流検知手段300により電流値を検知する。これにより、回収ローラ101中のトナー量の偏りを把握し、より的確なタイミングで吐き出し動作を行うことが可能となる。

0139

又、本実施例によれば、回収ローラ101の回収保持能力を最大限まで利用することが可能となる。そのため、搬送ベルト21からのトナーの回収ローラ101中のトナー量が回収保持許容量に達する前に吐き出し動作が行われることによる画像形成動作の中断といった、画像形成装置Aとしての生産性の低下を抑制することが可能となる。つまり、文字などの低画像比率の画像が形成された場合や、濃度の薄い画像が形成された場合のように、回収ローラ101に送られるトナーの量が比較的少ない場合に、必要以上に吐き出し動作が行われることを抑制することができる。

0140

実施例4
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例1のものと同じである。従って、実施例1の画像形成装置のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。

0141

図14は、本実施例の画像形成装置Aの全体構成を示す。本実施例では、ベルトクリーニング装置10の構成が、実施例1〜3と異なる。図15は、本実施例の画像形成装置Aが有するベルトクリーニング装置10の概略構成を示す。

0142

本実施例では、ベルトクリーニング装置10は、搬送ベルト21の表面に付着したトナーを一時的に回収し、保持するための保持手段としての回転可能な保持部材である回収ローラ101を有する。回収ローラ101は、搬送ベルト21から静電的に転移されたトナーを静電的に保持可能である。又、ベルトクリーニング装置10は、回収ローラ101に保持されたトナーを剥ぎ取るための回収手段としての回転可能な回収部材である剥ぎ取りローラ102を有する。剥ぎ取りローラ102は、本実施例では、回収ローラ101から静電的にトナーを回収可能である。更に、ベルトクリーニング装置10は、剥ぎ取りローラ102からトナーを除去するための除去手段としてのスクレイパ103を有する。

0143

回収ローラ101は、本実施例では、金属ローラを弾性体で覆った弾性ローラで構成される。特に、本実施例では、回収ローラ101は、金属ローラを、105〜1010Ωに電気抵抗値が調整され、発泡径が50〜300μmの発泡セルを有する発泡弾性体であるシリコーン系或いはウレタン系のゴム材料で覆った発泡性弾性ローラである。発泡弾性体の発泡径の大きさは、選択する材料、画像形成装置Aの画像形成速度などに応じて最適なものを選択すれば良い。

0144

回収ローラ101は、本実施例では、発泡弾性体を搬送ベルト21に対し0.25〜1.5mm侵入させた状態で配設される。回収ローラ101は、搬送ベルト21を挟んで従動ローラ63に加圧されている。又、回収ローラ101は、駆動回転させても、搬送ベルト21に対して従動回転させてもよい。回収ローラ101を駆動回転させる場合は、対向部にて搬送ベルト21の移動方向に対して順方向及び逆方向のどちらに移動するように駆動回転させてもよい。但し、回収ローラ101の耐摩耗性などを考慮すると、回収ローラ101は、対向部にて搬送ベルト21の移動方向に対して順方向に移動するように駆動回転させるのが好ましい。本実施例では、回収ローラ101は、対向部にて搬送ベルト21の移動方向に対して順方向に移動するように駆動回転させた。又、搬送ベルト21の移動速度(周速度)と回収ローラ101の回転速度(周速度)とに0〜100%程度の速度差を設けてもよい。

0145

剥ぎ取りローラ102は、本実施例では、表面粗さRz(JIS十点平均粗さ)が0.5〜5.0μmに調整された、SUSなどの金属で作製された金属ローラで構成される。表層均一化、すべり性能確保を目的として、フッ素コーティング等を行っても良い。

0146

剥ぎ取りローラ102は、回収ローラ101に対して当接状態離間状態を切り替えられるように、即ち、回収ローラ101に対し接離可能に構成されている。本実施例では、剥ぎ取りローラ102は、長手方向(回転軸線方向)の両端部が軸受け(図示せず)によって支持されている。そして、切り替え手段としての当接離間機構を構成するカム105の動き連動して、剥ぎ取りローラ102の軸受けが回収ローラ101に対して近接又は離間する方向(図15中上下方向)に移動する。これにより、回収ローラ101に対する剥ぎ取りローラ102の当接・離間状態が切り替わる。カム105の作動による回収ローラ101に対する剥ぎ取りローラ102の当接・離間状態の切り替えは、画像形成装置Aに設けられた制御手段としての制御部18によって制御される。

0147

剥ぎ取りローラ102が回収ローラ101に当接した際には、剥ぎ取りローラ102に対して、回収ローラ101の発泡弾性体が0.25〜1.5mm侵入する。剥ぎ取りローラ102は、駆動回転させても、回収ローラ101に対して従動回転させてもよい。剥ぎ取りローラ102を駆動回転させる場合は、対向部にて回収ローラ101の移動方向に対して順方向及び逆方向のどちらに移動するように駆動回転させてもよい。但し、回収ローラ101の耐摩耗性などを考慮すると、剥ぎ取りローラ102は、対向部にて回収ローラ101の移動方向に対して順方向に移動するように駆動回転させるのが好ましい。又、回収ローラ101の回転速度(周速度)と剥ぎ取りローラ102の回転速度(周速度)とに0〜100%程度の速度差を設けてもよい。本実施例では、機構的に簡易であることから、剥ぎ取りローラ102は、回収ローラ101の回転に伴って従動回転する構成とした。

0148

スクレイパ103は、本実施例では、可撓性シート部材である。特に、本実施例では、スクレイパ103は、厚さ200〜300μmのルミラー(登録商標シート(東レ(株)製)で構成し、自由長を4mm程度とした。スクレイパ103は、剥ぎ取りローラ102が回収ローラ101に当接した状態において、その自由端のエッジ部が、2mm程度剥ぎ取りローラ102に侵入する位置に配置した。

0149

回収ローラ101には、第1のクリーニング電圧印加手段としての第1のクリーニング電源15より、正極性、負極性のいずれかのバイアスを切り替えて印加できるようになっている。即ち、本実施例では、第1のクリーニング電源15は、トナーの正規の帯電極性とは逆極性である正極性の電圧を出力する第1の電圧出力部151と、トナーの正規の帯電極性と同極性である負極性の電圧を出力する第2の電圧出力部152と、を有している。第1のクリーニング電源15から回収ローラ101に印加するバイアスの極性などは、画像形成装置Aに設けられた制御部18の制御により切り替えられる。

0150

又、剥ぎ取りローラ102には、第2のクリーニング電圧印加手段としての第2のクリーニング電源17より、正極性のバイアスを印加できるようになっている。即ち、本実施例では、第2のクリーニング電源17は、トナーの正規の帯電極性とは逆極性である正極性の電圧を出力する電圧出力部171を有する。

0151

又、本実施例では、制御部18は、制御部18に内蔵されるか又は制御部18に接続された記憶手段に記憶されたプログラム、データに従い、各種の制御を行う。本実施例に関連して、制御部18は、特に、カム105の作動、電源15、17の電圧出力のON/OFF若しくは出力電圧の極性や値の切り替えなどを制御する。本実施例では、カム105や電源15、17などの制御手段は、画像形成装置Aの全体の動作を統括制御する制御部18が兼ねるが、これらカム105や各種電源15、17などのうちのいずれか又は幾つかを制御する個別の制御手段が設けられていてもよい。

0152

尚、回収ローラ101、剥ぎ取りローラ102、スクレイパ部材103の長手方向の長さはそれぞれ、搬送ベルト21の移動方向と略直交する方向の長さと同等である。

0153

次に、本実施例における回収ローラ101による搬送ベルト21上トナーの回収、及び剥ぎ取りローラ102による回収ローラ101からのトナーの剥ぎ取り動作について説明する。

0154

本実施例では、ベルトクリーニング装置10が、回収ローラ101からのトナーの除去を剥ぎ取りローラ102により行う方式を採用する。そして、その場合において、実施例1と同様に、積算画像ドット数を求め、その結果に応じて剥ぎ取りローラ102を回収ローラ101に当接させるタイミングを制御することを特徴とする。

0155

本実施例では、搬送ベルト21上のトナーのクリーニング工程の概略は、次の通りである。先ず、回収ローラ101が搬送ベルト21上のトナーを回収し、一時的に保持した状態を維持する。そして、概略、回収ローラ101内のトナー量が回収保持許容量に達した時点で、剥ぎ取りローラ102による回収ローラ101からのトナーの剥ぎ取り動作を行う。剥ぎ取りローラ102により剥ぎ取られたトナーは、スクレイパ103で剥ぎ取りローラ102から掻き取られ、回収容器104(図14)に回収される。

0156

図16は、搬送ベルト21上のトナーTを回収ローラ101で回収し、保持している動作形態(回収動作)を示したものである。

0157

本実施例の画像形成装置Aの場合、搬送ベルト21上に付着しているトナーは、そのほとんどが、正規の帯電極性である負極性に帯電したトナーである。従って、回収ローラ101にトナーと逆極性である正極性のバイアスを印加することで、搬送ベルト21上のトナーを回収ローラ101に回収することが可能となる。この時、回収ローラ101と搬送ベルト21との間には、正規の帯電極性に帯電したトナーを搬送ベルト21から回収ローラ101に向けて移動させる方向の電界が形成される。この場合の適切なバイアス値は、回収ローラ101に使用されている材料、画像形成装置Aが使用される環境(温度・湿度)などによって異なるが、+500〜+3000V程度が好ましい。この状態では、剥ぎ取りローラ102と回収ローラ101とは離間させられている。

0158

図17は、回収ローラ101に付着したトナーを剥ぎ取りローラ102に転移させる動作形態(剥ぎ取り動作)を示したものである。

0159

剥ぎ取りローラ102を回収ローラ101に当接させ、回収ローラ101にトナーと逆極性である正極性のバイアスを印加したままで、剥ぎ取りローラ102にもトナーと逆極性である正極性のバイアスを印加する。この際、剥ぎ取りローラ102には、回収ローラ101に印加するバイアスよりも絶対値で250V〜750V高いバイアス(トナーと逆極性側に高いバイアス)を印加する。これにより、回収ローラ101に付着した負極性のトナーは、搬送ベルト21に吐き出されることなく、剥ぎ取りローラ102に転移させることが可能となる。この時、回収ローラ101と搬送ベルト21との間には、正規の帯電極性に帯電したトナーを搬送ベルト21から回収ローラ101に向けて移動させる方向の電界が形成される。又、この時、回収ローラ101と剥ぎ取りローラ102との間には、正規の帯電極性に帯電したトナーを回収ローラ101から剥ぎ取りローラ102に向けて移動させる方向の電界が形成される。

0160

剥ぎ取りローラ102に転移したトナーは、剥ぎ取りローラ102とスクレイパ103との接触部を通過する際に、剥ぎ取りローラ102の表面から掻き落とされ、自由落下する。そして、掻き落とされたトナーは、回収容器104(図14)に回収される。

0161

次に、ベルトクリーニング装置10の動作形態の切り替えについて説明する。

0162

従来、回収ローラ101からのトナーの除去を剥ぎ取りローラ102で行う方式では、剥ぎ取りローラ102は回収ローラ101に対して常時当接した状態となっている。そのため、回収ローラ101と剥ぎ取りローラ102との間で摺擦が発生し、発泡性弾性ローラである回収ローラ101は磨耗し易く、ベルトクリーニング装置10の高寿命化は困難であった。

0163

本実施例の目的は、保持手段からトナーを除去するタイミングを最適化することである。本実施例の目的は、より詳細には、不必要に剥ぎ取りローラ102が回収ローラ101に当接することを抑制し、回収ローラ101の磨耗を抑制することである。

0164

そこで、本実施例では、実施例1と同様に、制御部18は、記憶手段としての記憶装置19に、感光ドラム1上に形成される画像ドット数うち、転写材Pに対応する位置以外の位置に形成される画像の画像ドット数を、画素単位で積算し、記録する。つまり、本実施例では、感光ドラム1上に形成される画像の画像ドット数のうち、転写材Pを担持していない搬送ベルト21上に対応する位置に形成される画像の画像ドット数が、画素単位で積算され、記録される。又、本実施例では、この記録は、画像形成部S毎、即ち、色毎に行うと共に、各画像形成部Sにおいては、感光ドラム1の移動方向(回転方向)に直交する方向(長手方向)に分割された複数の領域毎に行う。

0165

本実施例では、感光ドラム1の長手方向にD個(Dは2以上の自然数)に分割した領域1〜領域Dを設定する。特に、本実施例では、感光ドラム1を長手方向に5個の領域に分ける(5等分)。

0166

又、実施例1と同様に、積算手段としての制御部18は、上述のようにして記録された画像ドット数から、感光ドラム1の長手方向の領域毎に、形成した色分、又出力したページ分累計した、画像ドットの積算値(積算画像ドット数)を求める。

0167

そして、本実施例では、各領域のうちいずれか1つの領域における積算画像ドット数が、回収ローラ101の全体の回収保持許容量を上記分割された領域の数で除した値に対応する所定値に達した時点で、回収ローラ101からのトナーの剥ぎ取り動作を行う。即ち、回収ローラ101における該当箇所におけるトナーの保持量が当該箇所に対する回収保持許容量に達した時点で、剥ぎ取りローラ102を回収ローラ101に当接させて、剥ぎ取り動作を行う。

0168

感光ドラム1上に形成される画像の画像ドットのうち、転写材Pに対応する位置以外の位置、つまり、転写材Pを担持していない搬送ベルト21上に対応する位置に形成される画像としては、例えば、次のものが挙げられる。即ち、定期的に紙間で形成する画像濃度補正のための試験画像、階調性補正のための試験画像、色ずれ補正用の試験画像、画像書き出し位置検知用のタイミング用画像などが挙げられる。更に、当該画像としては、転写材P上に縁無し画像を形成する場合に、転写材Pからはみ出る部分の画像ドット数が含まれる。

0169

更に説明すると、搬送ベルト21の長手方向に一様に転写される画像に対応する静電潜像を感光ドラム1の長手方向に一様に形成した場合を考える。この場合に、回収ローラ101に供給されるトナー量が、回収ローラ101の全体の回収保持許容量となる時の、当該画像の全体の積算画像ドット数をX4とする。この時、感光ドラム1の長手方向をD個の領域に分割する場合には、感光ドラム1の長手方向におけるいずれかの領域についての積算画像ドット数が以下の式で表される値Y4に到達した時点で、剥ぎ取りローラ102を回収ローラ101に当接させる。
Y4=X4/D

0170

これにより、回収ローラ101に蓄積されたトナーを剥ぎ取り、回収容器104に回収することができる。

0171

縁無し画像形成時においては、縁部に画像がない場合や、あってもその画像比率(印字率)が極低い場合には、積算画像ドット数は比較的少なくなる。一方、写真のような色重ね画像を中心とした高画像比率のものである場合や、縁取りをした画像を形成する場合などには、積算画像ドット数は比較的多くなる。そのため、積算画像ドット数を記録し、当該積算画像ドット数に基づいて剥ぎ取り動作を行うことによって、回収ローラ101の蓄積状況予測し、剥ぎ取りローラ102を当接させるタイミングを最適化することが可能となる。

0172

感光ドラム1上の領域を長手方向に5分割(D=5)した時における、画像形成ページ数と各領域の積算画像ドット数との相関は、図7と同様に示すことができる。

0173

このように、本実施例では、画像ドット数をカウントする感光ドラム1上の領域を長手方向で分割する。これによって、例えば画像が局所領域に形成された場合においても、クリーニング不良を発生させることなく、最適なタイミングで剥ぎ取りローラ102による回収ローラ101からのトナーの剥ぎ取り動作を行うことが可能となる。

0174

下記表1は、本実施例と従来例における、剥ぎ取りローラ102が当接するページ数(当接した状態で出力される画像の枚数)、及びベルトクリーニング装置10の耐久試験時の回収ローラ101の磨耗状況を示したものである。

0175

従来例では、剥ぎ取りローラ102は回収ローラ101に対して常時当接しているため、耐久試験において50,000ページ(50Kページ)程度画像を出力した時点から回収ローラ101の磨耗が発生した。

0176

これに対して、本実施例では、形成する画像などによって状況は異なるが、当該試験時には、平均して100ページ目の画像を出力する時から剥ぎ取りローラ102当接するようになった。そのため、本実施例では、剥ぎ取りローラ102を回収ローラ101に対して不必要に当接させることを抑制でき、回収ローラ101の磨耗はベルトクリーニング装置10の寿命である100,000ページ(100Kページ)まで発生しなかった。

0177

0178

ここで、本実施例では、感光ドラム1の長手方向に5分割したときの画像データの画像ドット数を記録しているが、分割する個数が増えるほど、回収ローラ101の回収保持許容量に対する検知精度が向上する。

0179

以上説明したように、本実施例によれば、搬送ベルト21から回収ローラ101へのトナーの回収不良の発生を抑制しつつ、回収ローラ101への剥ぎ取りローラ102の当接回数(時間)を最低限に抑えて、回収ローラ101の磨耗を最小限に抑えることができる。

0180

このように、本実施例によれば、回収ローラ101中のトナー量を認知することにより、最適なタイミングで回収ローラ101への剥ぎ取りローラ102の当接を行うことが可能となる。そのため、不必要に剥ぎ取りローラ102が回収ローラ101に当接することを抑制することができ、回収ローラ101の磨耗を抑制することができる。つまり、本実施例によれば、保持手段からトナーを除去するタイミングを最適化することができる。

0181

尚、本実施例では、回収ローラ101からのトナーの除去のために剥ぎ取りローラ102を用いる構成において、実施例1と同様の手法を採用して、剥ぎ取りローラ102による回収ローラ101からのトナーの剥ぎ取り動作のタイミングを制御した。同様に、回収ローラ101からのトナーの除去のために剥ぎ取りローラ102を用いる構成において、実施例2又は3と同様の手法を採用して、剥ぎ取りローラ102による回収ローラ101からのトナーの剥ぎ取り動作のタイミングを制御することができる。

0182

即ち、実施例2と同様に、濃度センサ200による搬送ベルト21上のトナー量の検知結果に基づいて回収ローラ101中に回収され、保持されているトナー量を算出し、それに基づいて剥ぎ取り動作のタイミングを決定することができる。又、実施例3と同様に、電流検知手段300が検知する電流値に基づいて回収ローラ101中に回収され、保持されているトナー量を算出し、それに基づいて剥ぎ取り動作のタイミングを決定することができる。これらの構成によっても、搬送ベルト21から回収ローラ101へのトナーの回収不良の発生を抑制しつつ、回収ローラ101への剥ぎ取りローラ102の当接回数(時間)を最低限に抑えて、回収ローラ101の磨耗を最小限に抑えることができる。

0183

以上、本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。例えば、上記各実施例では、画像形成装置Aとして、水平方向に複数の感光体を並設した方式(インライン方式)を例として説明したが、これに限定されるものではない。本発明は、1つの感光体に対して、1色ずつ順次に形成したトナー像を、搬送ベルト、転写ドラムなどの転写材担持体に吸着した転写材上に順次に転写する方式(4パス方式)の画像形成装置に適用することも可能である。

図面の簡単な説明

0184

本発明の第1の実施例に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図である。
本発明の第1の実施例に係るベルトクリーニング装置の概略構成図である。
本発明に従うベルトクリーニング装置の回収動作を説明するための説明図である。
本発明に従うベルトクリーニング装置の吐き出し動作を説明するための説明図である。
ベルトクリーニング装置の使用に伴う回収ローラ中のトナー量の推移概念を説明するためのグラフ図である。
画像ドット数の累積の概念を説明するための説明図である。
画像形成ページ数と積算画像ドット数との関係の一例を示すグラフ図である。
本発明の第2の実施例に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図である。
本発明の第2の実施例に係る画像形成装置における濃度センサの配置を説明するための説明図である。
画像形成ページ数と積算トナー量との関係の一例を示すグラフ図である。
本発明の第3の実施例に係る画像形成装置における電流検知手段及び対向ローラの概略構成図である。
回収ローラ内のトナー量と回収ローラの電気抵抗値との関係を説明するためのグラフ図である。
画像形成ページ数と検知電流との関係の一例を示すグラフ図である。
本発明の第4の実施例に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図である。
本発明の第4の実施例に係るベルトクリーニング装置の概略構成図である。
本発明に従うベルトクリーニング装置の回収動作を説明するための説明図である。
本発明に従うベルトクリーニング装置の剥ぎ取り動作を説明するための説明図である。

符号の説明

0185

1感光ドラム(像担持体)
9感光体クリーニング装置
10ベルトクリーニング装置
15クリーニング電源、第1のクリーニング電源
16転写電源
17 第2のクリーニング電源
18 制御部
20吸着ローラ(吸着手段)
21搬送ベルト
22転写部材
101回収ローラ(保持手段)
102剥ぎ取りローラ(回収手段)
103スクレイパ(除去手段)
104 回収容器

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ