(57)【要約】  【課題】  像担持体に対する導電性異物の突き刺さりを抑制する。  【解決手段】  画像形成動作の開始前に、プリンタを構成するユニットまたは部品が交換(装着)されたことが検知された場合に、感光体ドラム１２のドラム速度と中間転写ベルト２１のベルト速度との速度差を大きくしたセットアップサイクルを実行する。これによりカーボンファイバ等の導電性異物は、感光体ドラム１２の有機感光層１２ｂに突き刺さることなくドラムクリーナ１６あるいはベルトクリーナに回収される。一方、画像形成動作においては、感光体ドラム１２のドラム速度と中間転写ベルト２１のベルト速度との速度差をセットアップサイクルよりも小さくすることで、バンディングに伴う転写不良を防止する。  【選択図】  図２
2006330022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に配設され、トナー像が担持搬送される像担持体と、
前記像担持体と対向する部位を循環搬送される記録搬送体と、
前記像担持体上のトナー像を、前記記録搬送体または当該記録搬送体に担持搬送される記録材に転写する転写手段と、
画像形成で使用される画像形成部材の装着を検知する装着検知手段と、
前記装着検知手段にて前記画像形成部材の装着が検知された後に、前記像担持体および前記記録搬送体の速度差を、画像形成動作における当該速度差より大きくするセットアップサイクルを実行するセットアップサイクル実行手段と
を含む画像形成装置。
【請求項２】
前記セットアップサイクル実行手段は、前記装着検知手段にて前記画像形成部材の装着が検知された後、次の画像形成動作が開始されるまでの間に前記セットアップサイクルを実行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】
前記像担持体を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段にて帯電された前記像担持体を露光する露光手段と、
前記露光手段にて前記像担持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像手段と
をさらに含み、
前記セットアップサイクル実行手段は、前記セットアップサイクルにおいて、前記帯電手段により前記像担持体を帯電させ、前記露光手段により当該像担持体を露光して静電潜像を形成させ、前記現像手段により当該静電潜像を現像してトナー像を形成させ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】
前記帯電手段は、前記像担持体を接触帯電することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体表面をクリーニングする像担持体クリーナと、
前記記録搬送体表面をクリーニングする記録搬送体クリーナと
をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記転写手段は、前記セットアップサイクルにおいて転写動作を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画像形成部材は、使用履歴情報を格納するためのメモリを備え、
前記装着検知手段は、前記画像形成部材に設けられた前記メモリから読み出された前記使用履歴情報に基づいて当該画像形成部材が装着されたか否かを判断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８】
前記画像形成部材の着脱を検知するセンサをさらに備え、
前記装着検知手段は、前記センサから出力された着脱検知情報に基づいて当該画像形成部材が装着されたか否かを判断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９】
回転可能に配設され、トナー像が担持搬送される像担持体と、
前記像担持体と対向する部位を循環搬送される記録搬送体と、
前記像担持体上のトナー像を、前記記録搬送体または当該記録搬送体に担持搬送される記録材に転写する転写手段と、
前記像担持体および前記記録搬送体を、当該像担持体および当該記録搬送体の速度差が小さい第１の速度モードまたは当該速度差が当該第１の速度モードより大きい第２の速度モードで駆動する駆動手段と
を含む画像形成装置。
【請求項１０】
前記駆動手段は、前記第１の速度モードにおける前記像担持体および前記記録搬送体の速度差を０％を超え０.５％以下とし、前記第２の速度モードにおける当該速度差を１.５％以上且つ１０.０％以下とすることを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記駆動手段は、前記第１の速度モードにおいて前記記録搬送体を前記像担持体よりも高速に駆動することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１２】
画像形成で使用される画像形成部材の装着を検知する装着検知手段をさらに含み、
前記駆動手段は、画像形成動作を行う場合に前記像担持体および前記記録搬送体を前記第１の速度モードで駆動し、前記装着検知手段にて新たな画像形成部材の装着が検知された後のセットアップサイクルを行う場合に当該像担持体および当該記録搬送体を前記第２の速度モードで駆動することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１３】
回転可能に配設され、トナー像が担持搬送される像担持体と、
前記像担持体と対向する部位を循環搬送される記録搬送体と、
前記像担持体上のトナー像を、前記記録搬送体または当該記録搬送体に担持搬送される記録材に転写する転写手段と、
画像形成で使用される画像形成部材の装着を検知する装着検知手段と、
前記装着検知手段にて前記画像形成部材の装着が検知された後、前記像担持体および前記記録搬送体を初めて駆動する際に、当該像担持体および当該記録搬送体の速度差を、画像形成動作を行う場合よりも大きくする制御手段と
を含む画像形成装置。
【請求項１４】
前記像担持体は有機感光層を備え、
前記記録搬送体は熱硬化性樹脂にて構成されることを特徴とする請求項１３記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記像担持体の表面硬度が、前記記録搬送体の表面硬度よりも小さいことを特徴とする請求項１３記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置に係り、より詳しくは、感光体を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来における画像形成装置として、感光層を有する感光体ドラム上に形成されたトナー像を順次中間転写体に一次転写し、この中間転写体上に重ね合わされた重ねトナー像を用紙に二次転写するものが知られている(特許文献１,２参照)。画像形成を行う際には、感光体ドラムの感光層を一様に帯電させた後、露光によって形成すべきトナー像に対応した静電潜像を形成し、形成された静電潜像をトナーで現像する。また、感光体ドラムに対して中間転写体を接触させ、これら感光体ドラムおよび中間転写体を回動させながら、感光体ドラム上に現像されたトナー像を中間転写体に一次転写している。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２１２３３８号公報(第３−６頁、図１)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した画像形成装置において、感光体ドラムや中間転写体に例えばカーボンファイバ等の導電性を有する異物(以下、導電性異物という)が付着すると、感光体ドラムと中間転写体とが接する一次転写部において、導電性異物が感光層に突き刺さってしまうことがあった。このようにして導電性異物が感光層に突き刺さると、帯電工程でリークが生じてしまい、帯電不良に伴う色点とよばれる画像欠陥を生じさせてしまうことになる。特に、最近の画像形成装置では、感光体ドラムの感光層として有機感光体が用いられる一方で、中間転写ベルトとして機械的強度に優れたポリイミド等の熱硬化性樹脂が用いられているため、このような導電性異物の突き刺さりが生じやすい状況にある。
【０００５】
本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、像担持体に対する導電性異物の突き刺さりを抑制することにある。
また、他の目的は、通常の画像形成動作において、転写不良の発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題に対し、本発明者が鋭意検討を行ったところ、まず、カーボンファイバ等の導電性異物は、例えば感光体ドラムなど画像形成に使用される部材(画像形成部材)の交換がなされたときに画像形成装置内に侵入してくることがわかった。また、本発明者は、これら感光体ドラム(像担持体)と中間転写ベルト(記録搬送体)との速度差を大きくすることで、このような導電性異物の突き刺さりを抑制できることも見出した。一方、感光体ドラム(像担持体)と中間転写ベルト(記録搬送体)との速度差を大きくした状態で画像形成を行うと、通常の画像形成動作において転写不良が発生してしまうことも判明した。そこで、本発明者は、通常の画像形成動作を行う場合と、交換等に伴って画像形成部材が装着された場合とで、感光体ドラム(像担持体)と中間転写ベルト(記録搬送体)との速度差を適宜変えることで、導電性異物の除去と良好な転写性能の維持とを両立できることを知見し、本発明を案出するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明が適用される画像形成装置は、回転可能に配設され、トナー像が担持搬送される像担持体と、像担持体と対向する部位を循環搬送される記録搬送体と、像担持体上のトナー像を、記録搬送体または記録搬送体に担持搬送される記録材に転写する転写手段と、画像形成で使用される画像形成部材の装着を検知する装着検知手段と、装着検知手段にて画像形成部材の装着が検知された後に、像担持体および記録搬送体の速度差を、画像形成動作における速度差より大きくするセットアップサイクルを実行するセットアップサイクル実行手段とを含んでいる。
【０００８】
ここで、セットアップサイクル実行手段は、装着検知手段にて画像形成部材の装着が検知された後、次の画像形成動作が開始されるまでの間にセットアップサイクルを実行することができる。また、像担持体を帯電する帯電手段と、帯電手段にて帯電された像担持体を露光する露光手段と、露光手段にて像担持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像手段とをさらに含み、セットアップサイクル実行手段は、セットアップサイクルにおいて、帯電手段により像担持体を帯電させ、露光手段により像担持体を露光して静電潜像を形成させ、現像手段により静電潜像を現像してトナー像を形成させることができる。この場合に、帯電手段は、像担持体を接触帯電することができる。さらに、像担持体表面をクリーニングする像担持体クリーナと、記録搬送体表面をクリーニングする記録搬送体クリーナとをさらに含むことができる。そして、転写手段は、セットアップサイクルにおいて転写動作を行うことができる。また、画像形成部材は、使用履歴情報を格納するためのメモリを備え、装着検知手段は、画像形成部材に設けられたメモリから読み出された使用履歴情報に基づいて画像形成部材が装着されたか否かを判断することができる。そして、画像形成部材の着脱を検知するセンサをさらに備え、装着検知手段は、センサから出力された着脱検知情報に基づいて画像形成部材が装着されたか否かを判断することができる。
【０００９】
また、他の観点から捉えると、本発明が適用される画像形成装置は、回転可能に配設され、トナー像が担持搬送される像担持体と、像担持体と対向する部位を循環搬送される記録搬送体と、像担持体上のトナー像を、記録搬送体または記録搬送体に担持搬送される記録材に転写する転写手段と、像担持体および記録搬送体を、像担持体および記録搬送体の速度差が小さい第１の速度モードまたは速度差が第１の速度モードより大きい第２の速度モードで駆動する駆動手段とを含んでいる。
【００１０】
ここで、駆動手段は、第１の速度モードにおける像担持体および記録搬送体の速度差を０％を超え０.５％以下とし、第２の速度モードにおける速度差を１.５％以上且つ１０.０％以下とすることができる。また、駆動手段は、第１の速度モードにおいて記録搬送体を像担持体よりも高速に駆動することができる。さらに、画像形成で使用される画像形成部材の装着を検知する装着検知手段をさらに含み、駆動手段は、画像形成動作を行う場合に像担持体および記録搬送体を第１の速度モードで駆動し、装着検知手段にて新たな画像形成部材の装着が検知された後のセットアップサイクルを行う場合に像担持体および記録搬送体を第２の速度モードで駆動することができる。
【００１１】
さらに、他の観点から捉えると、本発明が適用される画像形成装置は、回転可能に配設され、トナー像が担持搬送される像担持体と、像担持体と対向する部位を循環搬送される記録搬送体と、像担持体上のトナー像を、記録搬送体または記録搬送体に担持搬送される記録材に転写する転写手段と、画像形成で使用される画像形成部材の装着を検知する装着検知手段と、装着検知手段にて画像形成部材の装着が検知された後、像担持体および記録搬送体を初めて駆動する際に、像担持体および記録搬送体の速度差を、画像形成動作を行う場合よりも大きくする制御手段とを含んでいる。
ここで、像担持体は有機感光層を備え、記録搬送体は熱硬化性樹脂にて構成されることができる。また、像担持体の表面硬度を、記録搬送体の表面硬度よりも小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、画像形成部材の装着が検知された後に、像担持体と中間転写体との速度差を大きくしたセットアップサイクルを実行するようにしたので、像担持体に対する導電性異物の突き刺さりを抑制することができる。
また、本発明によれば、通常の画像形成動作においてはセットアップサイクルよりも像担持体と中間転写体との速度差を小さくするようにしたので、バンディング等の転写不良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】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態という)について詳細に説明する。
＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態が適用される画像形成装置としてのプリンタ１の全体構成を示した図である。プリンタ１は、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系１０、記録用紙Ｐ(シート)を搬送するシート搬送系４０、プリンタ１における動作を制御する制御部５０を備えている。
【００１４】
画像プロセス系１０は、水平方向に一定の間隔を置いて並列に配置される、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の四つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ、これら画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト２１上に多重転写させる転写ユニット２０、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに対してレーザ光を照射する光学系ユニットであるＲＯＳ(Raster Output System)３０を備えている。また、プリンタ１は、転写ユニット２０によって二次転写された記録用紙Ｐ上のトナー像を、熱および圧力を用いて記録用紙Ｐに定着させる定着器２９を備えている。さらに、転写ユニット２０の上部には、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに対して各色に対応する現像剤が収容される現像剤ボトル１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋが設けられている。これら現像剤ボトル１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋは、プリンタ１に対して着脱自在に設けられており、例えばユーザによる交換も可能となっている。
【００１５】
転写ユニット２０は、記録搬送体としての中間転写ベルト２１を駆動するドライブロール２２、中間転写ベルト２１に一定のテンションを付与するテンションロール２３、重畳された各色のトナー像を記録用紙Ｐに二次転写するためのバックアップロール２４、中間転写ベルト２１上に存在する残留トナー等を除去するベルトクリーナ２５を備えている。また、転写ユニット２０は、後述する一次転写ロール１５(図２参照)も備えている。中間転写ベルト２１は、このドライブロール２２とテンションロール２３とバックアップロール２４との間に一定のテンションで掛け渡されている。そして、中間転写ベルト２１は、定速性に優れた専用のモータによって回転駆動されるドライブロール２２により、矢印方向に所定の速度で循環駆動されるようになっている。この中間転写ベルト２１は、チャージアップを起こさないベルト素材(本実施の形態では熱硬化性樹脂を使用)を抵抗調整したものが使用されており、本実施の形態では例えばカーボンブラックを分散させたポリイミドが用いられている。記録搬送体クリーナとしてのベルトクリーナ２５は、中間転写ベルト２１に接触配置されるクリーニングブラシ２５ａおよびクリーニングブレード２５ｂを備えており、トナー像の二次転写工程が終了した後の中間転写ベルト２１の表面から残留トナー等を除去して、次の画像形成プロセスに備えるように構成されている。ベルトクリーナ２５の内部下側には、これらクリーニングブラシ２５ａおよびクリーニングブレード２５ｂによって除去された残留トナー等を、中間転写ベルト２１の搬送方向に直交する方向に沿ってベルトクリーナ２５の外部へと搬送する排出用オーガ２５ｃが設けられている。そして、転写ユニット２０は一体的に構成されており、例えば中間転写ベルト２１の交換を行う際には転写ユニット２０ごと交換することができる。
【００１６】
露光手段としてのＲＯＳ３０は、図示しないレーザダイオード、変調器の他、レーザダイオードから出射されたレーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)を偏向走査するポリゴンミラー３１を備えている。図２に示す例では、ＲＯＳ３０は、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの下側に備えられることから、トナー等の落下による汚損の危険性を有している。そこで、ＲＯＳ３０は、各構成部材を密閉するための直方体状のフレーム３２を設け、また、レーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)が通過するガラス製のウィンドウ３３をこのフレーム３２の上方に装着し、走査露光と共にシールド効果を高めるように構成されている。
【００１７】
シート搬送系４０は、画像が記録される記録用紙Ｐを積載して供給する給紙装置４１、給紙装置４１から記録用紙Ｐを取り上げて供給するナジャーロール４２、ナジャーロール４２から供給された記録用紙Ｐを一枚ずつ分離して搬送するフィードロール４３、フィードロール４３により一枚ずつに分離された記録用紙Ｐを二次転写位置に向けて搬送する搬送路４４を備えている。また、搬送路４４を搬送される記録用紙Ｐに対し、二次転写位置に向けてタイミングを合わせて搬送するレジストロール４５、二次転写位置に設けられ記録用紙Ｐを介してバックアップロール２４に圧接して記録用紙Ｐ上に画像を二次転写する二次転写ロール４６を備えている。さらに、定着器２９によって画像が定着された記録用紙Ｐをプリンタ１の機外に排出する排出ロール４７、排出ロール４７によって排出された記録用紙Ｐを積載する排出トレイ４８を有する。また、定着器２９によって画像が定着された記録用紙Ｐを反転させて両面記録を可能とする両面用搬送ユニット４９を備えている。
【００１８】
定着器２９は、回転可能に配設される加熱ロール２９ａと加圧ロール２９ｂとを備えている。加熱ロール２９ａは、記録用紙Ｐの未定着トナー像担持面に当接するように配置されている。そして、定着器２９もプリンタ１に対して着脱自在となっている。また、二次転写ロール４６もプリンタ１から着脱自在に取り付けられており、交換が可能となっている。
さらに、プリンタ１において、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋよりも図中手前側には、図中破線で示す回収ボトル６５が取り付けられている。この回収ボトル６５には、ベルトクリーナ２５等によって回収された廃トナー等が収容される。そして、この回収ボトル６５も、プリンタ１に対し着脱自在に取り付けられている。
【００１９】
次に、画像プロセス系１０における画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋについて詳述する。図２は、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの構成を説明するための図であり、ここでは、イエロー(Ｙ)の画像形成ユニット１１Ｙと、マゼンタ(Ｍ)の画像形成ユニット１１Ｍとが示されている。他の画像形成ユニット１１Ｃ,１１Ｋについても略同様に構成されている。
【００２０】
本実施の形態において、像担持体としての感光体ドラム１２は、金属製の薄肉の円筒形ドラムからなる基材１２ａの表面に有機感光層１２ｂを形成したものからなり、有機感光層は負の帯電極性を有する材料で構成されている。ここで、感光体ドラム１２上に形成される有機感光層１２ｂは、上述した中間転写ベルト２１よりも強度が低くなっている。また、帯電手段としての帯電器１３は、感光体ドラム１２に対して回転可能に圧接配置される帯電ロール１３ａに負極性のバイアスを印加することで、感光体ドラム１２の有機感光層１２ｂを負極性に帯電させている。さらに、現像手段としての現像器１４は、現像ハウジングの開口に面して回転可能に配設される現像ロール１４ａと、現像ハウジング内でトナーを含む現像剤を攪拌搬送する一対のオーガ１４ｂ、１４ｃとを有している。そして、現像器１４による現像は反転現像方式にて行われる。したがって、現像器１４で使用されるトナーは負極性帯電タイプのものである。また、転写手段としての一次転写ロール１５には、トナーの帯電極性とは逆極性(正極性)の一次転写バイアスが印加されており、感光体ドラム１２上のトナー像を中間転写ベルト２１に転移させている。さらに、像担持体クリーナとしてのドラムクリーナ１６は、感光体ドラム１２の回転方向に対してカウンタ方向に圧接配置されるクリーニングブレード１６ａを有しており、感光体ドラム１２に付着する残留トナーを掻き取っている。そして、ドラムクリーナ１６の内部には、クリーニングブレード１６ａによって掻き取られた残留トナーを、感光体ドラム１２の軸方向に沿ってドラムクリーナ１６の外側へと搬送する排出用オーガ１６ｂが設けられている。そして、ドラムクリーナ１６で除去された廃トナー等も、上述した回収ボトル６５(図１参照)に回収されるようになっている。なお、本実施の形態では、一次転写ロール１５が、上述したように転写ユニット２０側に取り付けられている。
【００２１】
また、本実施の形態では、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２、帯電器１３およびドラムクリーナ１６を一体化し、図３に示すプロセスカートリッジ６０とすることで、プリンタ１からこのプロセスカートリッジ６０だけを取り外し、また、プロセスカートリッジ６０だけをプリンタ１に対して取り付け可能とし、ユーザによる交換を可能としている。各プロセスカートリッジ６０には、不揮発性メモリユニット(メモリ)であるプロセスカートリッジＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable and Programmable ROM)６１が搭載されている。このプロセスカートリッジＥＥＰＲＯＭ６１には、例えば、感光体ドラム１２の回転数、高圧電圧印加時間、プリント枚数など、所定の画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋにて、そのプロセスカートリッジ６０が装着された際の、各々のカートリッジ使用履歴情報が格納されている。
なお、本実施の形態では、後述するように、プロセスカートリッジ６０の他にも、例えば現像剤ボトル１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋ、転写ユニット２０、定着器２９、そして二次転写ロール４６など、プリンタ１に対して着脱自在に設けられるユニット若しくは部品に、それぞれの使用履歴が格納されるＥＥＰＲＯＭ(メモリ)が取り付けられている。
【００２２】
また、プロセスカートリッジＥＥＰＲＯＭ６１の側部には、ドラムクリーナ１６のオーガ１６ｂ(図２参照)が収容される排出パイプ６２が配設されている。この排出パイプ６２の端部下側(図中では上側)には廃トナーの排出口６２ａが形成されており、排出パイプ６２の端部には側部に開口６３ａが形成されたキャップ６３が回動可能に取り付けられている。キャップ６３には排出パイプ６２に巻き回されて固定されたねじりばね６４が装着されており、プリンタ１にプロセスカートリッジ６０が装着された場合にキャップ６３が回動し、排出パイプ６２の排出口６２ａとキャップ６３の開口６３ａとを合わせることで、外部に廃トナーを排出できるようにしている。
【００２３】
図４は、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの駆動系および電気系の構成を説明するための図であり、ここでは、イエロー(Ｙ)の画像形成ユニット１１Ｙの例が示されている。他の画像形成ユニット１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋについてもほぼ同様に構成されている。
感光体ドラム１２には、この感光体ドラム１２を回転駆動するためのドラムモータ７１が取り付けられている。また、現像ロール１４ａには、この現像ロール１４ａを回転駆動するための現像モータ７２が接続されている。なお、帯電ロール１３ａは回転駆動される感光体ドラム１２に従動して回転し、一次転写ロール１５は回転駆動される中間転写ベルト２１に従動して回転するようになっているため、特に駆動用のモータは設けられていない。
【００２４】
帯電ロール１３ａには、帯電バイアスを印加するための帯電電源８１が接続されている。この帯電電源８１は、帯電ロール１３ａに負極性の直流バイアスおよび交流バイアスを印加する機能を有している。現像ロール１４ａには、現像バイアスを印加するための現像電源８２が接続されている。この現像電源８２は、現像ロール１４ａに負の直流バイアスおよび交流バイアスを印加する機能を有している。一次転写ロール１５には、中間転写ベルト２１を介して感光体ドラム１２との間に一次転写バイアスを印加するための一次転写電源８３が接続されている。一次転写電源８３は、一次転写ロール１５に正極性の直流バイアスを印加する機能を有している。なお、感光体ドラム１２の基材１２ａは接地されている。
【００２５】
図５は、転写ユニット２０、二次転写ロール４６、および定着器２９の駆動系および電気系の構成を説明するための図である。
中間転写ベルト２１を張架するドライブロール２２には、このドライブロール２２を介して中間転写ベルト２１を回転駆動するためのベルトモータ７３が取り付けられている。また二次転写ロール４６には、この二次転写ロール４６を回転駆動するための二次転写モータ７４が接続されている。さらに、定着器２９の加熱ロール２９ａには、この加熱ロール２９ａを加熱するための定着モータ７５が取り付けられている。なお、加熱ロール２９ａには、加熱源としてのハロゲンランプ２９ｃが内蔵されている。
【００２６】
二次転写ロール４６には、中間転写ベルト２１を介してバックアップロール２４との間に二次転写バイアスを印加するための二次転写電源８４が接続されている。二次転写電源８４は、二次転写ロール４６に正極性の直流バイアスを印加する機能を有している。なお、バックアップロール２４は接地されている。一方、定着器２９の加熱ロール２９ａに設けられたハロゲンランプ２９ｃには、ハロゲンランプ２９ｃに給電を行うための定着電源８５が接続されている。
【００２７】
次に、本実施の形態に係るプリンタ１における基本的な画像形成動作について説明する。この動作の制御は、上述した制御部５０によってなされる。図示しない原稿読み取り装置によって読み取られた原稿の色材反射光像や、図示しないパーソナルコンピュータ等にて形成された色材画像データは、例えばＲ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)の各８ビットの反射率データとして図示しないＩＰＳ(Image Processing System)に入力される。ＩＰＳでは、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間補正、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の四色の色材階調データに変換され、ＲＯＳ３０に出力される。
【００２８】
ＲＯＳ３０では、入力された色材階調データに応じて、レーザダイオード(図示せず)から出射されたレーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)を、ｆ-θレンズ(図示せず)を介してポリゴンミラー３１に出射している。ポリゴンミラー３１では、入射されたレーザ光を各色の階調データに応じて変調し、偏向走査して、図示しない結像レンズおよび複数枚のミラーを介して画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２に照射している。感光体ドラム１２は、ドラムモータ７１によって所定の移動速度(ドラム速度)ＶＤで回転駆動されている。画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの帯電器１３では、帯電電源８１によって帯電ロール１３ａに給電が行われており、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２では、帯電器１３の帯電ロール１３ａによって接触帯電が行われ、感光体ドラム１２は所定の電位に帯電される。そして、帯電された感光体ドラム１２の表面が走査露光され、静電潜像が形成される。感光体ドラム１２上に形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの現像器１４にて、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の各色のトナー像として現像される。このとき、現像器１４では、現像モータ７２によって現像ロール１４ａが回転駆動されており、現像ロール１４ａには現像電源８２によって所定の現像バイアスが印加される。
【００２９】
画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２上に形成されたトナー像は、一次転写ロール１５により中間転写ベルト２１上に順次転写される。なお、一次転写後に感光体ドラム１２上に残留した残留トナーは、ドラムクリーナ１６によって除去される。このとき、一次転写ロール１５には、一次転写電源８３により一次転写バイアスが印加されている。また、中間転写ベルト２１は、ベルトモータ７３によって所定の移動速度(以下、ベルト速度という)ＶＢで回転駆動される。なお、画像形成動作において、制御部５０は、ベルト速度ＶＢを各感光体ドラム１２のドラム速度ＶＤよりも０.３％だけ高速に設定しており、これによって一次転写におけるバンディングの発生を抑えることと、トナー像の忠実な転写とを行っている。
【００３０】
一方、シート搬送系４０では、画像形成のタイミングに合わせてナジャーロール４２が回転し、給紙装置４１から所定サイズの記録用紙Ｐが供給される。フィードロール４３により一枚ずつ分離された記録用紙Ｐは、搬送路４４を経てレジストロール４５に移送され、一旦、停止される。その後、トナー像が形成された中間転写ベルト２１の移動タイミングに合わせてレジストロール４５が回転し、記録用紙Ｐは、バックアップロール２４および二次転写ロール４６によって形成される二次転写位置に搬送される。二次転写位置にて下方から上方に向けて搬送される記録用紙Ｐには、圧接力および所定の電界を用いて、四色が重ね転写されたトナー像が副走査方向に順次、二次転写される。一方、二次転写後に中間転写ベルト２１上に残留した残留トナーは、ベルトクリーナ２５によって除去される。このとき、二次転写ロール４６は二次転写モータ７４によって回転駆動されており、二次転写ロール４６には、二次転写電源８４により二次転写バイアスが印加されている。
【００３１】
そして、トナー像が二次転写された記録用紙Ｐは、定着器２９によって熱および圧力で定着処理を受けた後、排出ロール４７によってプリンタ１の上部に設けられた排出トレイ４８に排出される。このとき、定着器２９の加熱ロール２９ａは定着モータ７５によって回転駆動されており、加熱ロール２９ａに設けられたハロゲンランプ２９ｃには定着電源８５から給電が行われている。なお、排出トレイ４８にそのまま排出せずに、図示しない切り替えゲートによって記録用紙Ｐを両面用搬送ユニット４９によって反転させることもできる。この反転された記録用紙Ｐをレジストロール４５に搬送した後、前述と同様な流れによって、印刷されていない他の面について画像を形成することで、記録用紙Ｐの両面に画像を形成することが可能となる。
【００３２】
ところで、プリンタ１においてプロセスカートリッジ６０、現像剤ボトル１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９、転写ユニット２０、二次転写ロール４６、定着器２９、あるいは回収ボトル６５が交換されると、これら新たなユニットあるいは部品に付着したカーボンファイバがプリンタ１内に侵入してくる。カーボンファイバは、例えばこのようなユニットあるいは部品のハウジング等の構成部材を製造する際に使用されるものであり、これらのユニットあるいは部品に付着した状態でプリンタ１に装着される。プリンタ１内に侵入したカーボンファイバは、機内のエアフロー等によって機内を浮遊し、その一部が中間転写ベルト２１の像担持面に付着する。そして、中間転写ベルト２１の像担持面に付着したカーボンファイバが感光体ドラム１２と対向する一次転写部近傍に到達すると、カーボンファイバが一次転写電界によって立ち上がり、その結果感光体ドラム１２の有機感光層１２ｂに突き刺さってしまう。また、現像器１４内に侵入したカーボンファイバが感光体ドラム１２に現像あるいは付着して一次転写領域に到達し、一次転写電界によって立ち上がることで、カーボンファイバが有機感光層１２ｂに突き刺さることもある。このようにしてカーボンファイバが有機感光層１２ｂに突き刺さると、帯電ロール１３ａを用いて感光体ドラム１２の有機感光層１２ｂを帯電したときに、この部位にリークが発生することによって帯電不良を招き、点状の画像不良(色点という)が生じることになってしまう。
【００３３】
そこで、本実施の形態では、上述した画像形成動作を開始する前に、プリンタ１内で画像形成部材としてのユニットあるいは部品の交換が行われたか否かを判断し、交換が行われた場合には上記カーボンファイバを取り除くための所定のセットアップサイクルが実行されるようになっている。
図６は、装着検知手段、セットアップサイクル実行手段、駆動手段および制御手段として機能する制御部５０を説明するためのブロック図である。制御部５０のＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に記憶されたプログラムに従い、ＲＡＭ５３との間で適宜データのやりとりを行いながら処理を実行する。また、この制御部５０には、入出力インタフェース５４を介して、プリンタ１内の各ユニットあるいは各部品からの履歴情報が入力される。具体的には、各プロセスカートリッジ６０に設けられたプロセスカートリッジＥＥＰＲＯＭ６１(Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ)、各現像剤ボトル１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋに設けられた現像剤ボトルＥＥＰＲＯＭ９１(Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ)、転写ユニット２０に設けられた転写ユニットＥＥＰＲＯＭ９２、二次転写ロール４６に設けられた二次転写ロールＥＥＰＲＯＭ９３、定着器２９に設けられた定着器ＥＥＰＲＯＭ９４、そして回収ボトル６５に設けられた回収ボトルＥＥＰＲＯＭ９５から、それぞれの履歴情報が入力される。
また、制御部５０は、入出力インタフェース５４を介して、ドラムモータ７１、現像モータ７２、ベルトモータ７３、二次転写モータ７４、および定着モータ７５の駆動を制御している。さらに、制御部５０は、入出力インタフェース５４を介して、帯電電源８１、現像電源８２、一次転写電源８３、二次転写電源８４、および定着電源８５による給電を制御している。
【００３４】
図７は、本実施の形態におけるセットアップサイクルの実行可否を判断する処理の流れを示すフローチャートである。
この処理では、まず画像形成開始の指示が受け付けられたか否かを判断する(ステップ１０１)。ここで、指示を受け付けていない場合はステップ１０１に戻る。一方、ステップ１０１において指示を受け付けた場合は、次に、各プロセスカートリッジ６０に設けられたプロセスカートリッジＥＥＰＲＯＭ６１(Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ)からそれぞれの使用履歴情報を読み出し、各プロセスカートリッジ６０のいずれかの交換(新たなプロセスカートリッジ６０の装着)が行われたか否かを判断する(ステップ１０２)。なお、ステップ１０２では、制御部５０が各プロセスカートリッジＥＥＰＲＯＭ６１(Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ)から読み出した使用履歴(例えば感光体ドラム１２の回転数)を参照し、その数値が０となっている場合に交換(装着)が行われたものと判断している。
【００３５】
また、ステップ１０２において各プロセスカートリッジ６０の交換がなかったものと判断した場合は、次に、各現像剤ボトル１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋに設けられた現像剤ボトルＥＥＰＲＯＭ９１(Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ)から使用履歴情報を読み出し、各現像剤ボトル１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋのいずれかの交換(装着)が行われたか否かを判断する(ステップ１０３)。ステップ１０３において各現像剤ボトル１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋの交換がなかったものと判断した場合は、次に、転写ユニット２０に設けられた転写ユニットＥＥＰＲＯＭ９２から使用履歴情報を読み出し、転写ユニット２０の交換(装着)が行われたか否かを判断する(ステップ１０４)。ステップ１０４において転写ユニット２０の交換がなかったものと判断した場合は、次に、二次転写ロール４６に設けられた二次転写ロールＥＥＰＲＯＭ９３から使用履歴情報を読み出し、二次転写ロール４６の交換(装着)が行われたか否かを判断する(ステップ１０５)。ステップ１０５において二次転写ロール４６の交換がなかったものと判断した場合は、次に、定着器２９に設けられた定着器ＥＥＰＲＯＭ９４から使用履歴情報を読み出し、定着器２９の交換(装着)が行われたか否かを判断する(ステップ１０６)。ステップ１０６において定着器２９の交換がなかったものと判断した場合は、次に、回収ボトル６５に設けられた回収ボトルＥＥＰＲＯＭ９５から使用履歴情報を読み出し、回収ボトル６５の交換が行われたか否かを判断する(ステップ１０７)。そして、ステップ１０７において回収ボトル６５の交換がなかったものと判断した場合は、上述した手順による画像形成動作を開始し(ステップ１０８)、処理を終了する。
【００３６】
一方、ステップ１０２においていずれかのプロセスカートリッジ６０の交換があったと判断した場合、ステップ１０３においていずれかの現像剤ボトル１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋの交換があったと判断した場合、ステップ１０４において転写ユニット２０の交換があったと判断した場合、ステップ１０５において二次転写ロール４６の交換があったと判断した場合、ステップ１０６において定着器２９の交換があったと判断した場合、およびステップ１０７において回収ボトル６５の交換があったと判断した場合は、セットアップサイクルを実行する(ステップ１０９)。そして、セットアップサイクルの実行が完了した後に、上述した手順による画像形成動作を開始し(ステップ１０８)、処理を終了する。
【００３７】
次に、上記ステップ１０８におけるセットアップサイクルについて詳細に説明する。セットアップサイクルでは、新たなユニットまたは部品の装着によりプリンタ１内に侵入し、感光体ドラム１２の有機感光層１２ｂや中間転写ベルト２１に付着したカーボンファイバを、ドラムクリーナ１６およびベルトクリーナ２５によって取り除くものである。この動作の制御も、上述した制御部５０によってなされる。
【００３８】
セットアップサイクルでは、予め決められた基準画像(例えばプロコン用パッチ画像)に対応する画像データが、ＩＰＳにおいてイエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の四色の色材階調データに変換され、ＲＯＳ３０に出力される。ＲＯＳ３０では、入力された色材階調データに応じて、レーザダイオード(図示せず)から出射されたレーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)を出射し、上述した画像形成動作時と同様に、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２に照射している。このとき、感光体ドラム１２は、ドラムモータ７１によって画像形成動作時と同じドラム速度ＶＤで回転駆動されている。画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの帯電器１３では、帯電電源８１によって帯電ロール１３ａに給電が行われており、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２では、帯電器１３の帯電ロール１３ａによって接触帯電され、感光体ドラム１２は所定の電位に帯電される。そして、帯電された感光体ドラム１２の表面が走査露光され、静電潜像が形成される。感光体ドラム１２上に形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの現像器１４にて、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の各色のトナー像として現像される。このとき、現像器１４では、現像モータ７２によって現像ロール１４ａが回転駆動されており、現像ロール１４ａには現像電源８２によって所定の現像バイアスが印加される。なお、セットアップサイクルでトナー像の形成を行っているのは、ユニットあるいは部品の交換により機内に侵入したカーボンファイバが、現像器１４内に混入している可能性があるためである。このため、セットアップサイクルでは、感光体ドラム１２上にトナー像の形成を行うことで、現像器１４内からカーボンファイバを排出している。
【００３９】
画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２上に形成されたトナー像は、一次転写ロール１５により中間転写ベルト２１上に順次転写される。このとき、一次転写ロール１５には、一次転写電源８３により一次転写バイアスが印加されている。また、中間転写ベルト２１は、ベルトモータ７３によって上記画像形成動作時とは異なるベルト速度ＶＢで回転駆動される。これを具体的に説明すると、セットアップサイクルにおいて、制御部５０は、ベルト速度ＶＢを各感光体ドラム１２のドラム速度ＶＤよりも３％高速に設定している。つまり、セットアップサイクルでは、画像形成動作時よりもドラム速度ＶＤとベルト速度ＶＢとの速度差をより大きくしている。これにより、感光体ドラム１２上あるいは中間転写ベルト２１上のカーボンファイバが感光体ドラム１２の有機感光層１２ｂに突き刺さるのを抑制することができる。なお、この理由については後述する。
【００４０】
また、一次転写後に感光体ドラム１２上に残留した残留トナーは、ドラムクリーナ１６によって除去される。さらに、感光体ドラム１２に付着したカーボンファイバも、ドラムクリーナ１６によって除去される。
【００４１】
一方、セットアップサイクルでは、二次転写モータ７４による二次転写ロール４６の駆動および二次転写電源８４による二次転写バイアスの印加は行われておらず、また、記録用紙Ｐの搬送も行われていない。このため、中間転写ベルト２１上に転写されたトナーは、二次転写されることなくそのままベルトクリーナ２５との対向部まで搬送され、ベルトクリーナ２５によって除去される。また、中間転写ベルト２１に付着したカーボンファイバも、ベルトクリーナ２５によって除去される。
【００４２】
なお、セットアップサイクルでは、記録用紙Ｐの搬送が行われていないにもかかわらず、定着モータ７５による加熱ロール２９ａの駆動および定着電源８５によるハロゲンランプ２９ｃへの給電が行われ、定着器２９は画像形成動作時と同様に動作している。セットアップサイクルにおいて定着器２９を動作させているのは、定着器２９によって生じるエアフローにより、機内に侵入したカーボンファイバを積極的に浮遊させ、感光体ドラム１２や中間転写ベルト２１に付着させるためである。
【００４３】
ここで、感光体ドラム１２のドラム速度ＶＤと中間転写ベルト２１のベルト速度ＶＢとの速度差を変えることにより、カーボンファイバが感光体ドラム１２の有機感光層１２ｂに突き刺さるのを抑制できる理由について説明する。
図８は、感光体ドラム１２上および中間転写ベルト２１上に付着したカーボンファイバＣＦが、感光体ドラム１２と中間転写ベルト２１との対向部である一次転写領域ＴＡを通過する様子を模式的に表したものである。ここで、図８(ａ)はセットアップサイクル時の速度設定、すなわち、ベルト速度ＶＢを各感光体ドラム１２のドラム速度ＶＤよりも３％だけ高速に設定した場合(速度差を大きくした場合)におけるカーボンファイバＣＦの挙動を示している。一方、図８(ｂ)は画像形成動作時の速度設定、すなわち、ベルト速度ＶＢを各感光体ドラム１２のドラム速度ＶＤよりも０.３％だけ高速に設定した場合(速度差を小さくした場合)におけるカーボンファイバＣＦの挙動を示している。なお、感光体ドラム１２と中間転写ベルト２１(図示しない一次転写ロール１５)との間には、所定の一次転写バイアスが印加されているものとする。
【００４４】
図８(ａ)に示すように、ドラム速度ＶＤとベルト速度ＶＢとの速度差がある程度以上になると、転写領域ＴＡに突入してくるカーボンファイバＣＦが、一次転写バイアスによって形成される一次転写電界による影響を受けにくくなる。その結果、カーボンファイバＣＦは、一次転写領域ＴＡにおいて感光体ドラム１２上あるいは中間転写ベルト２１上で立ち上がらなくなる。これにより、カーボンファイバＣＦが一次転写領域ＴＡにおいて感光体ドラム１２の有機感光層１２ｂに突き刺さるという事態は防止される。なお、一次転写領域ＴＡを通過したカーボンファイバＣＦのうち、感光体ドラム１２側に担持されるものはドラムクリーナ１６(図２参照)で除去され、中間転写ベルト２１側に担持されるものはベルトクリーナ２５で除去されることになる。このため、一次転写領域ＴＡを通過したカーボンファイバＣＦが再び一次転写領域ＴＡに到達することもない。
【００４５】
一方、図８(ｂ)に示すように、ドラム速度ＶＤとベルト速度ＶＢとの速度差が小さいと、一次転写領域ＴＡに突入してくるカーボンファイバＣＦが、一次転写バイアスによって形成される一次転写電界による影響を受けやすくなる。その結果、カーボンファイバＣＦは、一次転写領域ＴＡにおいて感光体ドラム１２上あるいは中間転写ベルト２１上で立ち上がってしまう。これにより、一次転写領域ＴＡにおいてカーボンファイバＣＦが感光体ドラム１２の有機感光層１２ｂに突き刺さってしまうことになる。
なお、この例では、セットアップサイクルを実行する際に、感光体ドラムのドラム速度ＶＤを変えずに、中間転写ベルト２１のベルト速度ＶＢを高速化することによって感光体ドラム１２のドラム速度ＶＤとの速度差を画像形成動作時よりも大きくしているが、これに限られるものではない。すなわち、例えばベルト速度ＶＢを変えずに、ドラム速度ＶＤを低速化することで、両者の速度差を大きくすることも可能である。また、この例では、セットアップサイクルにおいてドラム速度ＶＤ＜ベルト速度ＶＢとしているが、ドラム速度ＶＤ＞ベルト速度ＶＢとしても特に問題はない。
【００４６】
図９は、ドラム速度ＶＤおよびベルト速度ＶＢの速度差(％)と、感光体ドラム１２上に発生した色点の数(色点発生数)との関係を示したグラフ図である。図９より、１.５％未満の速度差では色点発生数が３０個程度と多くなるのに対し、１.５％以上の速度差では色点発生数が５個以下と著しく減少することが理解される。したがって、色点の数を減らすこと、すなわち感光体ドラム１２の有機感光層１２ｂへのカーボンファイバＣＦの突き刺さりを抑制するためには、ドラム速度ＶＤとベルト速度ＶＢとの速度差を１.５％以上とすればよいことがわかる。
【００４７】
また、図１０は、ドラム速度ＶＤおよびベルト速度ＶＢの速度差(％)と、速度エラーとの関係を示したグラフ図である。図１０より、±０.５％を超える速度差では、感光体ドラム１２から中間転写ベルト２１に一次転写されたトナー像にバンディングが発生し、画質不良が生じてしまうことが理解される。したがって、一次転写におけるバンディングを抑制するには、ドラム速度ＶＤとベルト速度ＶＢとの速度差を０.５％以下とすればよいことがわかる。
【００４８】
このように、感光体ドラム１２の有機感光層１２ｂへのカーボンファイバＣＦの突き刺さりを抑制する場合と、一次転写におけるバンディングを抑制する場合とで、好ましいドラム速度ＶＤおよびベルト速度ＶＢの速度差は異なっている。そこで、本実施の形態では、通常の画像形成動作における速度差を０.５％以下(具体的には０.３％)とすることでバンディングの発生を抑え、また、セットアップサイクルにおける速度差を１.５％以上(具体的には３％)とすることでカーボンファイバＣＦの突き刺さりを抑えている。
【００４９】
次に、感光体ドラム１２の有機感光層１２ｂおよび中間転写ベルト２１の硬度について説明しておく。本実施の形態において、中間転写ベルト２１の表面層の硬度は、ダイナミック硬さで３０〜４０であり、有機感光層１２ｂのダイナミック硬さは２５であった。
ダイナミック硬さとは、金属材料等の硬さ測定法として広く採用されているビッカース硬さのように、圧子の荷重を除去したときに試料に形成される圧痕の対角線の平均長さを測定するのではなく、圧子が試料にどれだけ侵入したかによって求められるものである。すなわち、ダイナミック硬さは、圧子の先端を試料に押し込んでいく過程の荷重と押し込み深さから得られる硬さであって、試料の塑性変形だけでなく、弾性変形をも含んだ状態での材料の強度特性を表すものである。ここで、試料に加えられる圧子の荷重Ｐ(ｍＮ)、試料への圧子の侵入量(押し込み深さ)をｄ(μｍ)としたとき、ダイナミック硬さＤＨは下記の式で定義される。
ＤＨ≡α・Ｐ／ｄ2
上式において、αは圧子の形状による定数であり、例えば対面角１１５°の正三角錐の場合で３.８５８４である。
【００５０】
そして、有機感光層１２ｂおよび中間転写ベルト２１の表面層のダイナミック硬さは、具体的には以下に示す測定法にしたがって求めた。有機感光層１２ｂおよび中間転写ベルト２１より５ｍｍ角の試料を切り出し、この試料片を主観接着剤でガラス板に固着した。次いで、超微小硬度計(ＤＵＨ−２０１Ｓ：(株)島津製作所製)を用いて、試料片に押し込まれた圧子の侵入量(ｄ)を測定することにより、ダイナミック硬さを算出した。その測定条件は以下の通りである。
測定環境：２３℃、５５％ＲＨ
使用圧子：対面角１１５°のダイアモンド製正三角錐(先端部)
試験荷重：０.７０ｇｆ
負荷速度：０.０１４５ｇｆ／ｓｅｃ
保持時間：５ｓｅｃ
【００５１】
本実施の形態では、このように、中間転写ベルト２１が感光体ドラム１２の有機感光層１２ｂよりも高硬度に設定されているために、有機感光層１２ｂにカーボンファイバＣＦが突き刺さりやすい構成になっているといえる。ここで、図１１は、中間転写ベルト２１のダイナミック硬さ(中間転写ベルト硬度)と、感光体ドラム１２の有機感光層１２ｂに発生する色点の数との関係を示したグラフ図である。同図より、表面ゴムベルトや有機感光層１２ｂ自身など、ダイナミック硬さが小さい材料を中間転写ベルト２１として使用した場合と比較して、本実施の形態のようにポリイミド(ＰＩ)を中間転写ベルト２１として使用した場合に、色点発生数が著しく多くなっていることが理解される。
【００５２】
このように、中間転写ベルト２１を有機感光層１２ｂよりも低硬度すなわち柔らかくすることで、有機感光層１２ｂに対するカーボンファイバＣＦの突き刺さりを抑制することは可能である。しかしながら、この場合には、中間転写ベルト２１の寿命が短くなってしまう。本実施の形態では、セットアップサイクルを実行することで、有機感光層１２ｂにカーボンファイバＣＦが突き刺さらないようにしつつ除去を行っているので、有機感光層１２ｂが中間転写ベルト２１よりも低硬度であったとしても、有機感光層１２ｂへのカーボンファイバＣＦの突き刺さりを抑制することができる。
【００５３】
以上説明したように、本実施の形態では、画像形成動作の開始前に、例えばプロセスカートリッジ６０などプリンタ１を構成するユニットまたは部品が交換(装着)されたことが検知された場合に、感光体ドラム１２のドラム速度ＶＤと中間転写ベルト２１のベルト速度ＶＢとの速度差を大きくする第２の速度モードでセットアップサイクルを実行するようにした。これにより、感光体ドラム１２と中間転写ベルト２１とが接する一次転写領域ＴＡにおいて感光体ドラム１２および中間転写ベルト２１に付着したカーボンファイバＣＦが一次転写電界によって立ち上がり、感光体ドラム１２の有機感光層１２ｂに突き刺さるという事態を抑制することができる。また、一次転写領域ＴＡを通過したカーボンファイバＣＦのうち、感光体ドラム１２に付着したものはドラムクリーナ１６で除去され、また、中間転写ベルト２１に付着したものはベルトクリーナ２５で除去される。したがって、一次転写領域ＴＡを一度通過したカーボンファイバＣＦが再び一次転写領域ＴＡに到達することはほとんどない。その結果、本実施の形態では、感光体ドラム１２の有機感光層１２ｂにカーボンファイバＣＦが突き刺さることに伴う色点の発生を防止することができる。
【００５４】
特に、本実施の形態では、感光体ドラム１２に設けられる感光層として柔らかい有機感光層１２ｂを用い、中間転写ベルト２１として非常に硬いポリイミドを用いているため、有機感光層１２ｂにカーボンファイバＣＦが突き刺さりやすい。しかしながら、上述したセットアップサイクルを実行することにより、このようなカーボンファイバＣＦの突き刺さりを防止することができる。
【００５５】
また、本実施の形態では、セットアップサイクルを実行する際に、ただ単に感光体ドラム１２および中間転写ベルト２１を回転させるのではなく、感光体ドラム１２上にトナー像を形成し、現像器１４からトナーを吐き出させるようにした。これにより、ユニット交換に伴って現像器１４内に侵入したカーボンファイバＣＦを感光体ドラム１２側へと転移させることができる。さらに、本実施の形態では、セットアップサイクルを実行する際に、定着器２９の加熱および駆動も行うようにした。これにより、ユニット交換に伴ってプリンタ１内に侵入したカーボンファイバＣＦを機内で浮遊させることができ、セットアップサイクル実行中の感光体ドラム１２あるいは中間転写ベルト２１へと付着させることができる。なお、このようにして感光体ドラム１２あるいは中間転写ベルト２１に付着したカーボンファイバＣＦは、感光体ドラム１２のドラム速度ＶＤと中間転写ベルト２１のベルト速度ＶＢとの大きな速度差により、感光体ドラム１２に突き刺さることなく、ドラムクリーナ１６あるいはベルトクリーナ２５で除去されることになる。
【００５６】
一方、本実施の形態では、感光体ドラム１２のドラム速度ＶＤと中間転写ベルト２１のベルト速度ＶＢとの速度差を上記セットアップサイクルよりも小さくする第１の速度モードで通常の画像形成動作を行うようにした。その結果、バンディングによる一次転写不良の発生を防止することができる。ここで、本実施の形態では、画像形成動作における中間転写ベルト２１のベルト速度ＶＢを感光体ドラム１２のドラム速度ＶＤよりわずかに高速にしたので、一次転写における忠実な転写が可能となる。
【００５７】
＜実施の形態２＞
本実施の形態は、実施の形態１と略同様であるが、例えばプロセスカートリッジ６０などプリンタ１を構成するユニットまたは部品の着脱を検知するセンサを設け、このセンサによる着脱検知時にセットアップサイクルを実行するようにしたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様のものについては同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５８】
図１２は、本実施の形態における制御部５０を説明するためのブロック図である。制御部５０には、入出力インタフェース５４を介して、プリンタ１内の各ユニットあるいは各部品の着脱を検知するセンサからの着脱情報が入力される。具体的には、各プロセスカートリッジ６０の着脱を検知するセンサとしてのプロセスカートリッジ着脱検知センサ１０１(Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ)、各現像剤ボトル１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋの着脱を検知する現像剤ボトル着脱検知センサ１０２(Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ)、転写ユニット２０の着脱を検知する転写ユニット着脱検知センサ１０３、二次転写ロール４６の着脱を検知する二次転写ロール着脱検知センサ１０４、定着器２９の着脱を検知する定着器着脱検知センサ１０５、そして回収ボトル６５の着脱を検知する回収ボトル着脱検知センサ１０６から、それぞれの着脱情報が入力される。
【００５９】
図１３は、本実施の形態におけるセットアップサイクルの実行可否を判断する処理の流れを示すフローチャートである。なお、本実施の形態では、制御部５０が各着脱検知センサからの着脱情報を常時監視しており、着脱すなわち新たなユニットあるいは部品の装着が検知されたときに、セットアップサイクルを実行するようになっている。
【００６０】
この処理では、まず、各プロセスカートリッジ６０に対応するプロセスカートリッジ着脱検知センサ１０１において着脱検知があったか否かすなわちプロセスカートリッジ６０の交換(装着)があったか否かを判断する(ステップ２０１)。ステップ２０１において各プロセスカートリッジ６０の交換がなかったものと判断した場合は、次に、各現像剤ボトル１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋに対応する現像剤ボトル着脱検知センサ１０２において着脱検知があったか否かすなわち各現像剤ボトル１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋの交換(装着)が行われたか否かを判断する(ステップ２０２)。ステップ２０２において各現像剤ボトル１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋの交換がなかったものと判断した場合は、次に、転写ユニット２０に対応する転写ユニット着脱検知センサ１０３において着脱検知があったか否かすなわち転写ユニット２０の交換(装着)があったか否かを判断する(ステップ２０３)。ステップ２０３において転写ユニット２０の交換がなかったものと判断した場合は、次に、二次転写ロール４６に対応する二次転写ロール着脱検知センサ１０４において着脱検知があったか否かすなわち二次転写ロール４６の交換(装着)が行われたか否かを判断する(ステップ２０４)。ステップ２０４において二次転写ロール４６の交換がなかったものと判断した場合は、次に、定着器２９に対応する定着器着脱検知センサ１０５において着脱検知があったか否かすなわち定着器２９の交換(装着)が行われたか否かを判断する(ステップ２０５)。ステップ２０５において定着器２９の交換がなかったものと判断した場合は、次に、回収ボトル６５に対応する回収ボトル着脱検知センサ１０６において着脱検知があった否かすなわち回収ボトル６５の交換(装着)が行われたか否かを判断する(ステップ２０６)。そして、ステップ２０６において回収ボトル６５の交換がなかったものと判断した場合は、処理を終了する。
【００６１】
一方、ステップ２０１においていずれかのプロセスカートリッジ６０の交換があったと判断した場合、ステップ２０２においていずれかの現像剤ボトル１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋの交換があったと判断した場合、ステップ２０３において転写ユニット２０の交換があったと判断した場合、ステップ２０４において二次転写ロール４６の交換があったと判断した場合、ステップ２０５において定着器２９の交換があったと判断した場合、およびステップ２０６において回収ボトル６５の交換があったと判断した場合は、実施の形態１と同様のプロセスによってセットアップサイクルを実行し(ステップ２０７)、実行後に処理を終了する。
【００６２】
本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、ユニットや部品の交換(装着)があった場合には感光体ドラム１２と中間転写ベルト２１との速度差が大きく設定されたセットアップサイクルが実行されるので、交換に伴ってプリンタ１内に侵入してきたカーボンファイバＣＦを除去することができる。また、本実施の形態では、ユニットや部品の交換があった直後にセットアップサイクルを実行することが可能となるため、画像形成動作開始の指示があった場合には、直ちに画像形成動作を開始することができ、ユーザの待ち時間を減らすことができる。
【００６３】
なお、実施の形態１および２では、ポリイミド製の中間転写ベルト２１を用いていたが、表面に感光層を形成した中間転写ベルト２１が用いられることもある。この感光層は、中間転写ベルト２１の抵抗値を制御するためのものであるが、このような中間転写ベルト２１を用いた場合には、導電性異物(カーボンファイバ)への電荷注入がなく中間転写ベルト２１への保持力が大きいために、感光体ドラム１２だけでなく中間転写ベルト２１にもカーボンファイバＣＦの突き刺さりが生じやすくなってしまう。実施の形態１および２で説明したセットアップサイクルを実行する手法を採用することで、中間転写ベルト２１に対するカーボンファイバＣＦの突き刺さりも抑制することができる。
【００６４】
また、実施の形態１および２では、各感光体ドラム１２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２１に一次転写した後に記録用紙Ｐに二次転写する画像形成装置を例に説明を行ったが、これに限られるものではない。例えば各感光体ドラム１２と対向する位置を循環搬送される用紙搬送ベルトを配設し、この用紙搬送ベルトに記録用紙Ｐを担持搬送しながら各感光体ドラム１２上に形成されたトナー像を順次転写するタイプの画像形成装置にも、同様に適用できる。さらに、実施の形態１および２では、所謂タンデム型の画像形成装置を例に説明を行ったが、１つの感光体ドラムに各色成分トナー像を順次形成するとともに、中間転写ベルト上で重ね合わせる所謂４サイクル型の画像形成装置にも同様に適用できる。さらにまた、実施の形態１および２では、感光体ドラム１２を用いていたが、感光体ベルトであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本実施の形態が適用されるプリンタの全体構成を示す図である。
【図２】画像形成ユニットの構成を説明するための図である。
【図３】プロセスカートリッジの概要を示す斜視図である。
【図４】画像形成ユニットの駆動系および電気系の構成を説明するための図である。
【図５】転写ユニット、二次転写ロール、および定着器の駆動系および電気系の構成を説明するための図である。
【図６】実施の形態１における制御部を説明するためのブロック図である。
【図７】実施の形態１においてセットアップサイクルを実行するか否かを判断するためのフローチャートである。
【図８】(ａ)は感光体ドラムと中間転写ベルトとの速度差を大きくした場合、(ｂ)は感光体ドラムと中間転写ベルトとの速度差を小さくした場合におけるカーボンファイバの挙動を説明するための図である。
【図９】感光体ドラムおよび中間転写ベルトの速度差と色点発生数との関係を示すグラフ図である。
【図１０】感光体ドラムおよび中間転写ベルトの速度差と速度エラーとの関係を示すグラフ図である。
【図１１】中間転写ベルトの硬さと色点発生数との関係を示すグラフ図である。
【図１２】実施の形態２における制御部を説明するためのブロック図である。
【図１３】実施の形態２におけるセットアップサイクルを実行するか否かを判断するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１…プリンタ、１０…画像プロセス系、１２…感光体ドラム、１２ａ…基材、１２ｂ…有機感光層、１３…帯電器、１４…現像器、１５…一次転写ロール、１６…ドラムクリーナ、１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋ…現像剤ボトル、２０…転写ユニット、２１…中間転写ベルト、２５…ベルトクリーナ、２９…定着器、５０…制御部、６０…プロセスカートリッジ、６１…プロセスカートリッジＥＥＰＲＯＭ、６５…回収ボトル、ＶＢ…ベルト速度、ＶＤ…ドラム速度、ＴＡ…一次転写領域、ＣＦ…カーボンファイバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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