(57)【要約】【課題】フィルミングを検出して必要なときにのみ感光体と中間転写ベルトとの間に速度差をつけてフィルミングを除去できる画像形成装置、および、中間転写ベルトにフィルミングが発生しているか否かを直接検出する方法を提供する。【解決手段】トナー画像が現像される感光体３と、感光体３からトナー画像が１次転写される中間転写ベルト７と、中間転写ベルト７に１次転写されたトナー画像を記録媒体Ｓに２次転写する２次転写ローラ１２と備える画像形成装置１に、中間転写ベルト７の反射率を測定する反射率センサ１５と、反射率センサ１５の測定値が所定値より低下したときに中間転写ベルト７にトナーの添加剤によるフィルミングが発生していると判定し、感光体３と中間転写ベルト７との相対速度を変化させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー画像が現像される感光体と、
前記感光体から前記トナー画像が１次転写される中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトに１次転写された前記トナー画像を記録媒体に２次転写する２次転写ローラと、
前記中間転写ベルトの反射率を測定してフィルミングを検出するフィルミング検出手段と、
前記フィルミング検出手段の検出結果に基づいて、前記感光体と前記中間転写ベルトとの相対速度を変化させる速度制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記反射率センサの測定波長は、５００ｎｍ以上であ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】
前記感光体と前記中間転写ベルトとの相対速度に応じて、前記感光体に形成するトナー画像を前記感光体の周方向に伸縮させる画像補正手段をさらに備え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。
【請求項４】
感光体上に現像したトナー画像を中間転写ベルトに１次転写し、前記中間転写ベルトに１次転写したトナー画像を記録媒体に２次転写する画像形成装置において、
前記中間転写ベルトの反射率を反射率センサで測定し、前記反射率センサの測定値が所定値より低下したときに前記中間転写ベルトに前記トナーの添加剤によるフィルミングが発生していると判定することを特徴とするフィルミング検出方法。
【請求項５】
前記反射率センサの測定波長は、５００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項４に記載のフィルミング検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中間転写ベルトのフィルミングを除去できる画像形成装置および中間転写ベルトのフィルミング検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
感光体上に現像したトナー画像を中間転写ベルトに１次転写し、前記中間転写ベルトに１次転写した画像を記録媒体に２次転写する画像形成装置が広く用いられている。これらの画像形成装置では、通常、シリカなどの添加剤が添加されたトナーを使用している。このため、中間転写ベルトにトナーの添加剤が付着するフィルミングと呼ばれる現象が発生する。フィルミングが発生すると、中間転写ベルトの平滑性が損なわれるので、形成するトナー画像の画像品質が低下したり、中間転写ベルトをクリーニングするブレードが異常摩耗したりする問題が起こる。
【０００３】
特許文献１および２には、感光体と中間転写ベルトとの間に速度差をつけることで、中間転写ベルトに付着した添加剤（フィルミング）を除去する技術が開示されている。特許文献１では、像間において感光体と中間転写ベルトとに速度差をつけてフィルミングを除去しており、特許文献２では、予め設定した運転時間や印刷枚数に応じて感光体と中間転写ベルトとの速度差を設定している。
【０００４】
特許文献１および２の方法では、フィルミングの発生を直接検知する手段が提供されておらず、十分にフィルミングを防止するためには、実際にはフィルミングが発生していない場合でも感光体と中間転写ベルトとの間に速度差をつけて運転することになる。しかしながら、感光体と中間転写ベルトとの間に速度差をつけることは、感光体の摩耗を促進し、感光体の寿命を短縮するという問題がある。
【特許文献１】特開平５−２６５３５８号公報
【特許文献２】特開２００６−２３４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記問題点に鑑みて、本発明は、フィルミングを検出して必要なときにのみ感光体と中間転写ベルトとの間に速度差をつけてフィルミングを除去できる画像形成装置、および、中間転写ベルトにフィルミングが発生しているか否かを直接検出する方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明による画像形成装置は、トナー画像が現像される感光体と、前記感光体から前記トナー画像が１次転写される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトに１次転写された前記トナー画像を記録媒体に２次転写する２次転写ローラと、前記中間転写ベルトの反射率を測定してフィルミングを検出するフィルミング検出手段と、前記フィルミング検出手段の検出結果に基づいて、前記感光体と前記中間転写ベルトとの相対速度を変化させる速度制御手段とを備えるものとする。
【０００７】
この構成によれば、中間転写ベルトの反射率を監視し、中間転写ベルトにトナーの添加剤が付着することによる反射率の低下を検出することでフィルミングを検出し、中間転写ベルトにフィルミングが確認されたときには、感光体と中間転写ベルトとに速度差をつけることで、付着した添加剤を削り取ってフィルミングを解消し、フィルミングによる不具合を防止することができる。
【０００８】
また、中間転写ベルトは、波長が５００ｎｍより短い光線の反射率が大きいので、本発明の画像形成装置において、前記反射率センサの測定波長を５００ｎｍ以上にすることでフィルミングの有無による反射率の変化率が大きくでき、検出が容易になる。
【０００９】
また、本発明の画像形成装置において、前記感光体と前記中間転写ベルトとの相対速度に応じて、前記感光体に形成するトナー画像を前記感光体の周方向に伸縮させる画像補正手段を設ければ、前記感光体と前記中間転写ベルトとの速度の差による画像の伸縮を補正して、記録媒体上に寸法誤差のない画像を形成できる。
【００１０】
また、本発明によれば、感光体上に現像したトナー画像を中間転写ベルトに１次転写し、前記中間転写ベルトに１次転写したトナー画像を記録媒体に２次転写する画像形成装置におけるフィルミングの検出方法は、前記中間転写ベルトの反射率を反射率センサで測定し、前記反射率センサの測定値が所定値より低下したときに前記中間転写ベルトに前記トナーの添加剤によるフィルミングが発生していると判定する方法とする。
【００１１】
この方法によれば、中間転写ベルトの反射率を監視するが、トナーの添加剤が付着するに連れて中間転写ベルトの反射率が低下するので、中間転写ベルトの反射率の低下の許容限界を予め設定することでフィルミングを検出できる。
【００１２】
また、中間転写ベルトは、波長が５００ｎｍより短い光線の反射率が大きいので、本発明のフィルミング検出方法において、測定波長を５００ｎｍ以上にすることでフィルミングの有無による反射率の変化が大きくでき、検出が容易になる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、中間転写ベルトの反射率によってフィルミングの発生を検出できるので、フィルミングを除去するために感光体と中間転写ベルトの速度差を大きくする時間を必要最小限度に留めることができ、画像形成装置の長寿命化が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に、本発明の１つの実施形態である画像形成装置１の構成を示す。画像形成装置１は、入力される画像データに応じて、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーによって異なる現像色の画像を形成する４つのイメージングユニット２を有している。使用するトナーは、粒径６．５μｍの重合トナーであり、シリカなどからなる添加剤が添加されている。
【００１５】
イメージングユニット２は、それぞれ、円筒ドラム状の感光体３と、感光体３を帯電させる帯電器４と、帯電した感光体３を選択的に露光して静電潜像を形成する露光器５と、静電潜像にトナーを付着させて感光体３上にトナー画像を現像する現像器６とを備えている。
【００１６】
各色のイメージングユニット２の感光体３の上に形成されたトナー画像は、中間転写ベルト７に、１次転写ローラ８の静電気力によって重ねて１次転写される。さらに、各イメージングユニット２は、１次転写後に感光体３の表面に残留しているトナーを掻き落とすクリーナ９を備えている。
【００１７】
中間転写ベルト７は、駆動ローラ１０と従動ローラ１１とに掛け渡されて回動し、従動ローラ１１に対向する２次転写ローラ１２によって、コピー用紙などの記録媒体Ｓと圧接される。このとき、中間転写ベルト７にイメージングユニット２から１次転写されたトナー画像は、２次転写ローラ１２の静電気力によって、記録媒体Ｓに２次転写される。トナー画像が転写された記録媒体Ｓは定着器１３に送られて加圧・加熱され、これにより、トナー画像が記録媒体Ｓに溶着する。
【００１８】
さらに、画像形成装置１は、中間転写ベルト７から記録媒体Ｓに２次転写できず、中間転写ベルト７上に残留しているトナーを掻き落とすためのクリーニングブレード１４と、中間転写ベルト７の表面にピーク波長６３０ｎｍの光線を照射して、その反射率を測定する反射率センサ１５とを有している。
【００１９】
また、画像形成装置１は、各感光体３を回転駆動する感光体駆動モータ１６と、感光体駆動モータ１６の速度を制御する感光体駆動制御部１７と、露光器５を制御する画像露光制御部１８と、反射率センサ１５の測定値が入力され、反射率センサ１５の測定値に応じて、感光体駆動制御部１７に感光体駆動モータ１６を駆動すべき速度を設定する信号を入力し、画像露光制御部１８に露光器５によって形成する静電潜像の感光体の周方向の長さの補正量を設定する信号を入力する速度制御部１９とを有する。
【００２０】
図２に、速度制御部１９による制御を示す。速度制御部１９は、この処理を、画像形成ジョブ毎に行うようになっている。１つのジョブが終了すると、速度制御部１９は、先ず、ステップＳ１において、反射率センサ１５の測定値を確認し、反射率の測定値が７％未満であるか否かを確認する。
【００２１】
ステップＳ１において反射率センサ１５による反射率の測定値が７％未満であれば、速度制御部１９は、ステップＳ２において、感光体３の周速が中間転写ベルト７の周速より０．９％速くなるように、感光体駆動制御部１７の制御パラメータを設定するような信号を出力する（速度制御手段）。さらに、速度制御部１９は、ステップＳ３において、露光器５によって感光体３に形成する静電潜像が、入力された画像データを感光体３の周方向に０．９％伸長した画像になるように、画像露光制御部１８の設定を変更する（画像補正手段）。
【００２２】
しかしながら、ステップＳ１において反射率センサ１５による反射率の測定値が７％以上であれば、速度制御部１９は、ステップＳ４において、感光体３の周速が中間転写ベルト７の周速より０．３％速くなるように、感光体駆動制御部１７の制御パラメータを設定するような信号を出力する。さらに、速度制御部１９は、ステップＳ５において、露光器５によって感光体３に形成する静電潜像が、入力された画像データを感光体３の周方向に０．３％伸長した画像になるように、画像露光制御部１８の設定を変更する。
【００２３】
速度制御部１９は、露光器５によって、感光体３の中間転写ベルト７に対する速度比と同じ比率だけ引き延ばした静電潜像を形成、つまり、感光体３上に伸長したトナー画像が形成されるようにする。中間転写ベルト７は感光体３よりも遅く移動するので、１次転写において、中間転写ベルト７には、感光体３上に形成したトナー画像が速度比分だけ圧縮して１次転写される。よって、１次転写において圧縮される分だけ感光体３に形成する静電潜像を長くすることで、中間転写ベルト７に転写されたときに、トナー画像の縦横比が入力された画像データを忠実に再現したものとなるようにしている。
【００２４】
図３に、画像形成装置１における、反射率センサ１５による反射率の測定値の変化の例を示す。中間転写ベルト７は、ＰＣ、ＰＰＳ、ＰＩ樹脂にカーボンブラックを分散させて、表面抵抗率を１×１０７〜１×１０１２Ω／□に調整したものであり、新品時において、約８％の反射率を有している。よって、使用開始直後、感光体３の回転速度は、中間転写ベルト７より０．３％速い速度に設定される。しかし、画像形成装置１を使用するに連れ、中間転写ベルト７にはトナーの添加剤が付着してゆき、次第に反射率が低下する。
【００２５】
中間転写ベルト７の反射率の測定値が７％より低くなると、速度制御部１９は、感光体３の速度を中間転写ベルト７より０．９％速い速度に設定する。すると、中間転写ベルト７の表面が感光体３によって擦過されるようになり、中間転写ベルト７に付着しているトナーの添加剤が擦り取られるようになる。このため、中間転写ベルト７の反射率の低下は次第に緩やかになり、やがて、反射率が増加に転じる。中間転写ベルト７の反射率が７％以上に回復すると、速度制御部１９は、感光体３の速度を中間転写ベルト７より０．３％速い速度に戻す。これによって、反射率の上昇率は減少してゆき、やがて減少に転じ、再び反射率が７％を下回ることになる。
【００２６】
このように、速度制御部１９は、反射率センサ１５によって測定した中間転写ベルト７の反射率が７％より低くなったとき、中間転写ベルト７に添加剤が付着したフィルミングが発生していると判断し（フィルミング検出手段）、感光体３で中間転写ベルト７を擦過してフィルミングを除去するために、感光体３と中間転写ベルト７との相対速度の差を大きくしている。これによって、フィルミングにより中間転写ベルト７の表面が粗くなって画像品質が低下することや、クリーニングブレード１４の異常な摩耗が防止される。
【００２７】
ここで、感光体３の速度を速くするか否かを判断する反射率の閾値を高くすれば、許容するフィルミングの厚みを薄く設定できるが、感光体３で中間転写ベルト７を擦過することで感光体３の摩耗も進行するため、画像品質に影響を与えない程度のフィルミングを許容するように反射率の閾値を設定することが望ましい。
【００２８】
図４に、測定波長による中間転写ベルト７の反射率の違いを示す。細い実線は、新品時の中間転写ベルト７の反射率を示し、破線は、従来の画像形成装置においても採用される感光体３が中間転写ベルト７より０．４％速い条件で５万枚の印刷（画像形成）を行った後の反射率を示し、太い実線は、前記５万枚の印刷後、感光体３を中間転写ベルト７より０．９％速くして、さらに、１千枚の印刷を行った後の反射率を示す。
【００２９】
図示するように、感光体３が中間転写ベルト７より０．４％速い通常範囲の条件では、中間転写ベルト７に添加剤が付着して積層し、フィルミングが進行して反射率を低下させるが、感光体３を中間転写ベルト７より０．９％速くすれば、中間転写ベルト７に付着した添加剤が除去され、反射率が回復する。
【００３０】
また、新品時からフィルミングの成長および除去の全ての過程において、測定光の波長が５００ｎｍより短くなると、中間転写ベルト７の反射率は、やや高くなる傾向があるが、反射率の増減量は、測定光の波長にかかわらず略同程度であることが分かる。つまり、測定光の波長が５００ｎｍより短いと、初期状態の反射率に対するフィルミングによる反射率が低下する割合が低くなる傾向にある。よって、本発明において、フィルミングの検出は、波長が５００ｎｍ以上の測定光によって行うことが好ましい。
【００３１】
また、上記実施形態では、反射率７％を基準に感光体３の速度を変更しているが、反射率センサ１５の測定値に応じて、フィルミングの度合いを複数に区分し、感光体３と中間転写ベルト７との相対速度の差を段階的に、例えば、表１のように変化させることで、感光体３の摩耗をより低減することができる。
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態の画像形成装置の概略図。
【図２】図１の画像形成装置の速度制御部による感光体の速度制御の流れ図。
【図３】図１の画像形成装置における反射率の測定値の変化を例示する図。
【図４】測定光の波長による反射率の違いを示す図。
【符号の説明】
【００３３】
１  画像形成装置
２  イメージングユニット
３  感光体
４  帯電器
５  露光器
６  現像器
７  中間転写ベルト
８  １次転写ローラ
１２  ２次転写ローラ
１３  定着器
１４  クリーニングブレード
１５  反射率センサ
１６  感光体駆動モータ
１７  感光体駆動制御部
１８  画像露光制御部
１９  速度制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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