JP3637949B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機あるいはレーザプリンタ等の画像形成装置に係り、特に、感光体ドラム上に形成された未定着トナー像を中間転写体を介して記録媒体上に転写する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置には、感光体ドラム等の像担持体の表面に形成された未定着トナー像をベルト状の中間転写体へ一次転写し、この未定着トナー像を中間転写体から記録媒体上へ二次転写する方式のものと、感光体ドラム上に形成された未定着トナー像を記録媒体上へ直接転写する方式のものとが知られている。
【０００３】
ここで、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の各色に対応した現像器を備え、各色の未定着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、中間転写体を備えていない画像形成装置では、記録媒体に対して各色の未定着トナー像を直接多重転写していた。
【０００４】
これに対して、中間転写体を備えた画像形成装置では、例えば特公昭４９−２０９号公報または特開昭６２−２０６５６７号公報等に記載されるように、感光体ドラムの一回転毎に形成した各色の未定着トナー像を中間転写体上で重ね合わせ、この合成像を記録媒体上へ一括して二次転写するように構成されている。
【０００５】
二次転写部では、転写ロールなどの接触型の転写手段が中間転写体に当接されており、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、中間転写体上のトナー像が用紙に一次転写される。
【０００６】
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中間転写体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、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。
【０００７】
このような問題点を解決するために、例えば特開平５−３１３５２５号公報または特開平５−２１０３１６号公報等では、転写ロール上のトナーが通常の転写時とは逆に中間転写体側へ転写されるように、転写ロールに二次転写時とは逆の高電圧を印加する逆転写シーケンスを実行して転写ロールの表面を清掃する技術が開示される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記した構成の画像形成装置では、用紙の搬送中に紙詰まりが発生すると、転写体ベルト上のトナー像が転写ロールに直接転写されてしまうため、転写ロール表面には多量のトナーが付着することになる。そして、このよう多量のトナーが付着してしまうと、上記した逆転写シーケンスだけでは十分に清掃することができないため、次の二次転写時に用紙裏面を汚してしまうという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、紙詰まりによって転写ロールの表面に付着した多量のトナーを十分に取り除くことが可能な画像形成装置を提供することにある。
【００１０】
【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、二次転写時に転写ロールが回転すると、その表面に当接された接触型クリーナによって転写ロール表面が清掃されるように構成された画像形成装置において、二次転写時以外に、少なくとも転写ロールを回転させてその表面を清掃する転写ロール清掃シーケンスを実行することを特徴とする。
【００１１】
上記した構成によれば、二次転写時以外にも転写ロールの表面が接触型クリーナによって清掃されるので、転写ロールのトナー汚染が防止され、記録紙の裏面に生じ得るトナー汚れを防止できるようになる。
【００１２】
【実施例】
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。本実施形態のフルカラープリンタは、感光体ドラム１上に形成された未定着トナー像を中間転写体２へ一次転写し、この未定着トナー像を改めて中間転写体２から搬送路７上の記録用紙へ二次転写するよう構成されている。感光体ドラム１および中間転写体２の回転制御ならびに一次転写および二次転写時の制御を含めて、当該カラープリンタの動作はプリンタコントローラ３０によって制御される。
【００１３】
感光体ドラム１は矢印Ａ方向へ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、レーザ装置１６により露光されて静電潜像が形成される。この静電潜像は回転式の多色現像器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。
【００１４】
感光体ドラム１に形成された未定着トナー像は、複数のロールに張架されて矢線Ｂ方向へ回動するベルト状の中間転写体２の表面に、感光体ドラム１と中間転写体２とが接する一次転写位置で中間転写体２の表面に転写される。この一次転写位置では、中間転写体２の裏面側に一次転写ロール９が配設されており、一次転写ロール９にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することで、感光体ドラム１上の未定着トナー像は中間転写体２に静電吸引されて転写される。
【００１５】
中間転写体２は、アクリル系、塩化ビニル系、ポリエステル系やポリカーボネートあるいはポリイミド等の各種の樹脂またはゴムにカーボンブラック等の帯電防止剤を配合させた、０．０５〜０．１５ｍｍ厚の半導電性フィルムによって構成され、その体積抵抗率は１０6 〜１０14Ω・ｃｍ、表面抵抗率は１０6 〜１０14Ω／口に調整されている。
【００１６】
単色画像を形成する場合、中間転写体２に一次転写された未定着トナー像は直ちに記録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て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２への一次転写が色数分だけ繰り返される。
【００１７】
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、シアンおよ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、その都度、中間転写体２に一次転写される。
【００１８】
中間転写体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２上には、一回転毎にマゼンタ、シアンおよ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。
【００１９】
このようにして中間転写体２に一次転写された未定着トナー像は、その回動に伴って搬送路７に面した二次転写位置ヘ搬送される。二次転写位置では、二次転写ロール８が中間転写体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、レジストローラ１２を経て二次転写ロール８と中間転写体ベルト２との間に挟み込まれる。前記二次転写ロール８は、ウレタンあるいはシリコン発泡ゴムにカーボンブラックを分散させて形成した導電性ロールの表面を半導電性の薄層フィルムで被覆して構成され、薄層フィルムは厚さが１０〜２００μｍであり、体積抵抗値は１０5 〜１０11Ω・ｃｍに調整されている。
【００２０】
二次転写位置では、二次転写ロール８と対向する位置にバックアップロール４が配設されている。前記バックアップロール４は、発泡ゴム製の絶縁ロールの表面をカーボンブラックが分散させた半導電性の薄層チューブで被覆して構成され、その表面抵抗率は１０7 〜１０11Ω／口に調整されている。バックアップロール４には、これと接触して回動する金属製導電ロール１０が配設されている。金属製導電ロール１０にトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加すると、中間転写体２に担持されていた４色分の未定着トナー像が記録媒体に静電転写される。
【００２１】
４色分の未定着トナー像が転写された記録媒体は除電器６によって除電された後、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、ヒートロール２１の発生する熱によって記録媒体に定着される。一方、未定着トナー像を二次転写し終えた中間転写体２はクリーナ１５によって表面の残留トナーを除去される。二次転写ロール８の表面は、接触型の清掃用ブレード１８によって清掃される。
【００２２】
図２、３は、前記二次転写部およびその周辺の構成を模式的に表現した図であり、図２は、転写ロール８が中間転写体２から離間されている状態を表し、図３は、二次転写を実行するために転写ロール８が中間転写体２に当接されている状態を表している。前記清掃用ブレード１８は、支点５２において揺動自在に軸支された清掃アーム５３の一端に、二次転写ロール８と対向するように取り付けられている。清掃アーム５３の他端には、当該他端を偏心カム５７に押圧付勢するバネ５６の一端が連結されている。
【００２３】
このような構成において、転写ロール８が中間転写体２から離間されると、これに連動して偏心カム５７が図２に示した位置まで回動され、偏心カム５７が凸部５７ａで清掃アーム５３と接するので、二次転写ロール８と清掃用ブレード１８とは離間状態を保持する。
【００２４】
一方、二次転写時に転写ロール８が中間転写体２に当接されると、これに連動して偏心カム５７が図３に示した位置まで回動され、偏心カム５７の凹部５７ｂが清掃アーム５３と対向するので、清掃用ブレード１８がバネ５６のバネ力によって二次転写ロール８に押し付けられる。この結果、中間転写体２上のトナー像８０が記録用紙３の表面に二次転写されると共に、二次転写ロール８に転写された汚染トナー８１は清掃用ブレード１８によって除去される。
【００２５】
さらに、本実施形態では上記した清掃動作とは別に、図４に示したように、二次転写時以外に、トナー像の形成されていない中間転写体２に予定のタイミングで転写ロール８を当接させ、記録用紙を二次転写位置まで搬送させることなく中間転写体２を回転させる転写ロール清掃シーケンスを実行する。
【００２６】
このとき、前記図３に関して説明した二次転写時と同様に、偏心カム５７の凹部５７ｂが清掃アーム５３と対向するので、清掃用ブレード１８がバネ５６のバネ力によって二次転写ロール８に押しつけられる。したがって、転写ロール８の表面が清掃用ブレード１８によって清掃されることになる。なお、当該転写ロール清掃シーケンスでは、通常の二次転写時には印加される二次転写電圧が印加されない。
【００２７】
図５は、本発明の第１実施形態である転写ロール清掃シーケンスの動作タイミングを示したタイムチャートであり、前記プリンタコントローラ３０による制御される。本実施形態では、紙詰まり等の異常事態からの復帰シーケンス中に、前記図４に関して説明した転写ロール清掃シーケンスが実行されるようにした点に特徴がある。
【００２８】
本実施形態では、時刻ｔ１において紙詰まりが検知され、時刻ｔ２においてオペレータが装置本体のパネルを開いて詰まった紙を取り除き、その後パネルを閉じると、時刻ｔ３において復帰シーケンスが開始される。この復帰シーケンスでは、現像器５をホームポジションに戻したり、定着器１１の温度を基準温度まで上昇させる温度制御等が実行される。復帰シーケンスが開始されると、その後、時刻ｔ４において本発明の転写ロール清掃シーケンスが起動される。このため、本実施形態では、転写ロール清掃シーケンスが復帰シーケンスと並列的に実行されることになる。
【００２９】
本実施形態によれば、二次転写時以外にも転写ロールの表面が接触型クリーナによって清掃されるので、転写ロールの表面を常にクリーンな状態に保つことができる。さらに、本実施形態では、転写ロール清掃シーケンスが紙詰まりからの復帰シーケンスと平行して行われるので、転写ロール清掃シーケンスのための遅延時間が生じないか、あるいは生じたとしても最小限に抑えることができる。
【００３０】
図６は、本発明の第２実施形態である転写ロール清掃シーケンスの動作タイミングを示したタイムチャートである。本実施形態では、上記した復帰シーケンスの実行後に画像形成を指示した際に実行される検査シーケンス中に、前記転写ロール清掃シーケンスが実行されるようにした点に特徴がある。
【００３１】
本実施形態では、時刻ｔ１において復帰シーケンスが終了し、時刻ｔ２においてオペレータがスタートスイッチをオン操作して画像形成を指示すると、時刻ｔ３では検査シーケンスが開始され、初めに濃度制御プロセスが起動される。
【００３２】
この濃度制御プロセスでは、初めに感光体１の表面に濃度検出用パターン（トナーパッチ画像）が形成される。次いで、このトナーパッチ画像の濃度が濃度検出センサ等によって検出され、この濃度検出結果に基づいて現像器に供給するトナー量等が制御される。時刻ｔ４において、トナーパッチ画像の濃度検出が終了すると、感光体１に対して清掃シーケンスが実行され、トナーパッチ画像が除去される。
【００３３】
一方、本実施形態では、前記時刻ｔ４においてトナーパッチ画像の濃度検出が終了すると、本発明の転写ロール清掃シーケンスが起動され、前記感光体１に対する清掃シーケンスと並列的に転写ロールに対する転写ロール清掃シーケンスが実行される。
【００３４】
このように、本実施形態では転写ロールに対する清掃シーケンスと感光体に対する清掃シーケンスとが並列的に行われるようにしたので、転写ロール清掃シーケンスを追加することによる遅延時間が生じないか、あるいは生じたとしても最小限に抑えることができる。
【００３５】
その後、感光体１に対する清掃シーケンスが完了して前記濃度制御プロセスが終了すると、時刻ｔ５では、二次転写抵抗検知プロセスが実行される。この二次転写抵抗検知プロセスでは、金属製導電ロール１０と転写ロール８との間の抵抗値が検知され、検知結果に基づいて最適な二次転写電圧が決定される。このため、転写ロール８の表面にトナーが付着していると、検知結果が不正確なものとなってしまう。これに対して、本実施形態では、二次転写抵抗検知プロセスが起動される前に転写ロール清掃シーケンスが実行されるので、二次転写抵抗を正確に検知することができ、検知結果に基づいて二次転写電圧を適正に制御できるようになる。
【００３６】
本実施形態によれば、転写ロール清掃シーケンスが検査シーケンスと平行して行われるので、転写ロール清掃シーケンスによる遅延時間が生じないか、あるいは生じたとしても、これを最小限に抑えることができる。さらに、本実施形態では、二次転写抵抗検知プロセスの前に転写ロール清掃シーケンスが実行されるので、二次転写電圧を適正に制御できるようになる。
【００３７】
なお、上記した各実施形態では、本発明の転写ロール清掃シーケンスが紙詰まり後の復帰シーケンス内、あるいは復帰シーケンス後の起動時に起動される検査シーケンス内で実行されるものとして説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、紙詰まりの有無とは無関係に、画像形成が行われる前には常に無条件で実行されるようにしても良い。
【００３８】
また、上記した各実施形態では、本発明をカラープリンタに適用して説明したが、本発明はこれのみに限定されず、カラー複写機やカラーファクシミリ装置等の他の画像形成装置にも同様に適用することができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果が達成される。
(1) 二次転写時以外に転写ロール清掃シーケンスが実行されて転写ロールの表面が清掃されるので、転写ロールのトナー汚染が防止され、記録紙の裏面に生じ得るトナー汚れを防止できるようになる。
(2) 転写ロール清掃シーケンスが復帰シーケンス中あるいは検査シーケンス中に実行されるようにしたので、転写ロール清掃シーケンスを追加することによる遅延時間が生じないか、あるいは生じたとしても、これを最小限に抑えることができる。
(3) 転写ロール清掃シーケンスが、検査シーケンス中の二次転写抵抗検知プロセスの前に実行されるようにしたので、二次転写抵抗を正確に検知することができ、検知結果に基づいて二次転写電圧を適正に制御できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 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。
【図２】 二次転写部の二次転写時以外における状態を示した図である。
【図３】 二次転写部の二次転写時における状態を示した図である。
【図４】 転写ロール清掃シーケンスの実行時における二次転写部の状態を示した図である。
【図５】 本発明の第１実施形態の動作を示したタイムチャートである。
【図６】 本発明の第２実施形態の動作を示したタイムチャートである。
【符号の説明】
１…感光体ドラム、２…中間転写体、４…バックアップロール、５…多色現像器、６…除電器、７…、搬送路、８…二次転写ロール、９…一次転写ロール、１１…定着装置

Claims (3)

1. 像担持体の表面で現像された未定着トナー像を中間転写体へ一次転写した後、前記中間転写体と転写ロールとの間に搬送された記録媒体上へ二次転写し、二次転写時に転写ロールが回転すると、その表面に当接された接触型クリーナによって転写ロール表面が清掃される画像形成装置において、
   前記二次転写の時間帯以外に、少なくとも前記転写ロールを回転させて、その表面を清掃する転写ロール清掃シーケンスを実行した後に、二次転写部の抵抗を検知して画像形成条件を決定する二次転写抵抗検知プロセスを行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 像担持体の表面で現像された未定着トナー像を中間転写体へ一次転写した後、前記中間転写体と転写ロールとの間に搬送された記録媒体上へ二次転写し、二次転写時に転写ロールが回転すると、その表面に当接された接触型クリーナによって転写ロール表面が清掃される画像形成装置において、
   像担持体の表面に予定のトナー像を形成し、その濃度を検知して画像形成条件を決定し、前記予定のトナー像を除去する濃度制御プロセスを含む検査シーケンスと、
   少なくとも前記転写ロールを回転させて、その表面を清掃する転写ロール清掃シーケンスと、
   二次転写部の抵抗を検知して画像形成条件を決定する二次転写抵抗検知プロセスとを含み、
   前記二次転写の時間帯以外に、前記転写ロール清掃シーケンスを、前記検査シーケンスの濃度検知が終了した後に起動して前記検査シーケンスと並列的に実行した後に、前記二次転写抵抗検知プロセスを行うことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記転写ロール清掃シーケンスでは、二次転写部への二次転写電圧の印加を停止することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。

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