(57)【要約】【課題】  クリーニングブレードの不均一な劣化を防ぎ、装置寿命を向上させるために、クリーニングブレードの磨耗状態が、一部分のみの磨耗ではなくその磨耗状態を均せることでトナーのすり抜けを防ぐようにした画像形成装置を提供する。【解決手段】  像担持体のトナー像を転写する転写体を有し、トナーマークを前記転写体に転写し、転写された前記トナーマークを読取手段から読み取って得られた信号により、画像形成のための制御および補正をする画像形成装置において、画像を形成する毎に前記転写体の前記トナーマークの転写位置で前記トナーマークの幅を前記転写体の回転方向に可変し、トナーの消費量を増加させることなく、ブレードの不均一な劣化を防ぐことができる。【選択図】  図３
2007004079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体のトナー像を転写する転写体を有し、トナーマークを前記転写体に転写し、転写された前記トナーマークを読取手段から読み取って得られた信号により、画像形成のための制御および補正を行う画像形成装置において、
画像を形成する毎に前記転写体の前記トナーマークの転写位置で前記トナーマークの幅を前記転写体の回転方向に可変して前記制御および補正を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
２色以上の画像出力が可能な画像形成装置のトナー像を転写する転写体を有し、トナーマークを前記転写体に転写し、転写された前記トナーマークを読取手段から読み取って得られた信号により、画像形成のための制御および補正を行う画像形成装置において、
前記トナーマークの幅を各色毎に変化させ、前記各色で略同一形状のトナー像を転写させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記トナーマークが間隔をおいて転写される場合に、前記トナーマークの位置を軸方向に可変でき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】
２色以上の画像出力が可能な画像形成装置のトナー像を転写する転写体を有し、トナーマークを前記転写体に転写し、転写された前記トナーマークを読取手段から読み取って得られた信号により、画像形成のための制御および補正を行う画像形成装置において、
前記トナーマークの位置を色毎に変化させ、各色では同じ位置にトナー像を転写させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記転写体上のトナーマークを読み取るセンサの位置を前記転写体の軸方向に移動可能な装置を備えていることを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像形成装置において、使用するトナーの平均円形度が０．９０〜０．９９であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記使用するトナーの形状係数ＳＦ−１が１２０〜１８０であり、形状係数ＳＦ−２が１２０〜１９０であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記使用するトナーのＤｖを体積平均粒径μｍ、Ｄｎを個数平均粒径μｍとするとき、Ｄｖ／Ｄｎが１．０５〜１．３０であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に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、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に中間転写体のクリーニング装置に新たな部品を追加することなくクリーニング装置の経時品質を保持するトナーマークのマーキングに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、画像形成装置においてベルト位置の検出や色ずれ量の補正を目的として中間転写体にトナーマークを転写する場合、特定の一部分に断続的にトナーマークを転写させていた（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−１８６２７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような技術では、そのトナーマークをクリーニングする際にクリーニングブレードが入力トナーの影響により一部分のみの劣化を進行させることになりクリーニング装置の品質を低下させるという問題が生じる。また、図５中実線で表すような、特定の一部分の磨耗が発生することによって、クリーニングブレードからトナーのすり抜けやブレードがめくれるなどの品質の低下を招く。
【０００４】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、クリーニングブレードの不均一な劣化を防ぎ、装置寿命を向上させるもので、図５中の点線部分のように、クリーニングブレードの磨耗状態が、一部分のみの磨耗ではなくその磨耗状態を均せることでトナーのすり抜けを防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、像担持体のトナー像を転写する転写体を有し、トナーマークを前記転写体に転写し、転写された前記トナーマークを読取手段から読み取って得られた信号により、画像形成のための制御および補正を行う画像形成装置において、画像を形成する毎に前記転写体の前記トナーマークの転写位置で前記トナーマークの幅を前記転写体の回転方向に可変して前記制御および補正を行うことを特徴とする画像形成装置である。
【０００６】
請求項２記載の発明は、２色以上の画像出力が可能な画像形成装置のトナー像を転写する転写体を有し、トナーマークを前記転写体に転写し、転写された前記トナーマークを読取手段から読み取って得られた信号により、画像形成のための制御および補正を行う画像形成装置において、前記トナーマークの幅を各色毎に変化させ、前記各色で略同一形状のトナー像を転写させることを特徴とする画像形成装置である。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記トナーマークが間隔をおいて転写される場合に、前記トナーマークの位置を軸方向に可変できることを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の発明は、２色以上の画像出力が可能な画像形成装置のトナー像を転写する転写体を有し、トナーマークを前記転写体に転写し、転写された前記トナーマークを読取手段から読み取って得られた信号により、画像形成のための制御および補正を行う画像形成装置において、前記トナーマークの位置を色毎に変化させ、各色では同じ位置にトナー像を転写させることを特徴とする画像形成装置である。
【０００９】
請求項５記載の発明は、請求項３又は４に記載の画像形成装置において、前記転写体上のトナーマークを読み取るセンサの位置を前記転写体の軸方向に移動可能な装置を備えていることを特徴とする。
【００１０】
請求項６記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、使用するトナーの平均円形度が０．９０〜０．９９であることを特徴とする。
【００１１】
請求項７記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記使用するトナーの形状係数ＳＦ−１が１２０〜１８０であり、形状係数ＳＦ−２が１２０〜１９０であることを特徴とする。
【００１２】
請求項８記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記使用するトナーのＤｖを体積平均粒径μｍ、Ｄｎを個数平均粒径μｍとするとき、Ｄｖ／Ｄｎが１．０５〜１．３０であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、クリーニングブレードの特定の一部分のみの劣化を防ぎ、経時状態においてもブレードの品質を保持することが可能となる。また、色別に幅や位置を変えることにより、各色のトナーマークを読み取る際のばらつきを最低限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係る画像形成装置について、図１、図２を参照しながら説明する。なお、本実施形態では、画像形成装置の一例として電子写真方式の直接転写方式によるカラーレーザプリンタ（以下「レーザプリンタ」という）を用いる。
【００１５】
図１は、本実施形態に係るレーザプリンタの概略構成図である。このレーザプリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のトナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ（以下、各符号の添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す）が、転写紙１００の移動方向（図中の矢印Ａに沿ってベルト６０が走行する方向）における上流側から順に配置されている。このトナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋはそれぞれ、像担持体としての感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと、現像ユニットとを備えている。また、各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの配置は、各感光体ドラムの回転軸が平行になるように且つ転写紙移動方向に所定のピッチで配列するように設定されている。
【００１６】
本レーザプリンタは、上記トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋのほか、光書込ユニット２、給紙カセット３，４、レジストローラ対５、転写紙１００を担持して各トナー像形成部の転写位置を通過するように搬送する転写搬送部材としての転写搬送ベルト６０を有するベルト駆動装置としての転写ユニット６、ベルト定着方式の定着ユニット７、排紙トレイ８等を備えている。また、手差しトレイMF、トナー補給容器ＴＣを備え、図示していない廃トナーボトル、両面・反転ユニット、電源ユニットなども二点鎖線で示したスペースＳの中に備えている。
【００１７】
上記光書込ユニット２は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面にレーザ光を走査しながら照射する。
【００１８】
図２は、上記転写ユニット６の概略構成を示す拡大図である。この転写ユニット６で使用した転写搬送ベルト６０は、体積抵抗率が１０9〜１０11Ωｃｍである高抵抗の無端状単層ベルトであり、その材質はＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）である。この転写搬送ベルト６０は、各トナー像形成部の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに接触対向する各転写位置を通過するように、支持ローラ６１〜６８に掛け回されている。
【００１９】
これらの支持ローラのうち、転写紙移動方向上流側の入口ローラ６１には、電源８０ａから所定電圧が印加された静電吸着ローラ８０が対向するように転写搬送ベルト６０の外周面に配置されている。この２つのローラ６１、６５の間を通過した転写紙１００は転写搬送ベルト６０上に静電吸着される。
【００２０】
ローラ６３は転写搬送ベルト６０を摩擦駆動する駆動ローラであり、図示しない駆動源に接続されていて矢印方向に回転する。各転写位置において転写電界を形成する転写電界形成手段として、感光体ドラムに対向する位置には、転写搬送ベルト６０の裏面に接触するように、転写バイアス印加部材６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃ、６７Ｋを設けている。これらはスポンジ等を外周に設けたバイアスローラであり、各転写バイアス電源９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋからローラ心金に転写バイアスが印加される。この印加された転写バイアスの作用により、転写搬送ベルト６０に転写電荷が付与され、各転写位置において該転写搬送ベルト６０と感光体ドラム表面との間に所定強度の転写電界が形成される。また上記転写が行なわれる領域での転写紙と感光体の接触を適切に保ち、最良の転写ニップを得るために、バックアップローラ６８を備えている。
【００２１】
上記転写バイアス印加部材６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃとその近傍に配置されるバックアップローラ６８は、回転可能に揺動ブラケット９３に一体的に保持され、回動軸９４を中心として回動が可能である。この回動は、カム軸９７に固定されたカム９６が矢印の方向に回動することで時計方向に回動する。
【００２２】
上記入り口ローラ６１と吸着ローラ８０は一体的に、入り口ローラブラケット９０に支持され、軸９１を回動中心として、図２の状態から時計方向に回動可能である。揺動ブラケット９３に設けた穴９５と、入り口ローラブラケット９０に固植されたピン９２が係合しており、前記揺動ブラケット９３の回動と連動して回動する。これらのブラケット９０、９３の時計方向の回動により、バイアス印加部材６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃとその近傍に配置されるバックアップローラ６８は感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃから離され、入り口ローラ６１と吸着ローラ８０も下方に移動する。ブラックのみの画像の形成時に、感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃと転写搬送ベルト６０の接触を避けることが可能となっている。
【００２３】
一方転写バイアス印加部材６７Ｋとその隣のバックアップローラ６８は出口ブラケット９８に回転可能に支持され、出口ローラ６２と同軸の軸９９を中心として回動可能にしてある。転写ユニット６を本体に対し着脱する際に、図示していないハンドルの操作により時計方向に回動させ、ブラック画像形成用の感光体１１Ｋから、転写バイアス印加部材６７Ｋとその隣のバックアップローラ６８を離間させるようにしてある。
【００２４】
図１に示すように、駆動ローラ６３に巻きつけられた転写搬送ベルト６０の外周面には、ブラシローラとクリーニングブレードから構成されたクリーニング装置８５が接触するように配置されている。このクリーニング装置８５により転写搬送ベルト６０上に付着したトナー等の異物が除去される。
【００２５】
転写搬送ベルト６０の走行方向で駆動ローラ６３より下流に、転写搬送ベルトの外周面を押し込む方向にローラ６４を設け、駆動ローラ８３への巻きつけ角を確保している。ローラ６４より更に下流の転写搬送ベルト６０のループ内に、押圧部材（ばね）６９（図１参照）でベルトにテンションを与えるテンションローラ６５を備えている。
【００２６】
先に示した図１中の一点鎖線は、転写紙１００の搬送経路を示している。給紙カセット３、４あるいは手差しトレイMFから給送された転写紙１００は、図示しない搬送ガイドにガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ対５が設けられている一時停止位置に送られる。このレジストローラ対５により所定のタイミングで送出された転写紙１００は、転写搬送ベルト６０に担持され、各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに向けて搬送され、各転写ニップを通過する。
【００２７】
各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上で現像された各トナー像は、それぞれ各転写ニップで転写紙１００に重ね合わされ、上記転写電界やニップ圧の作用を受けて転写紙１００上に転写される。この重ね合わせの転写により、転写紙１００上にはフルカラートナー像が形成される。
【００２８】
トナー像転写後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面がクリーニング装置によりクリーニングされ、更に除電されて次の静電潜像の形成に備えられる。
【００２９】
一方、フルカラートナー像が形成された転写紙１００は、定着ユニット７でこのフルカラートナー像が定着された後、切換ガイドＧ（図１参照）の回動姿勢に対応して、第１の排紙方向Ｂまたは第２の排紙方向Ｃに向かう。第１の排紙方向Ｂから排紙トレイ８上に排出される場合、画像面が下となった、いわゆるフェースダウンの状態でスタックされる。一方第２の排紙方向Ｃに排出される場合には、図示していない別の後処理装置（ソータ、綴じ装置など）に向け搬送させるとか、スイッチバック部を経て両面プリントのために再度レジストローラ対５に搬送される。
【００３０】
図４は、本実施形態の特徴である中間転写ベルト上へのマーク転写状態を示している。図３上に転写されたトナーマークは図１のクリーニング装置８５によりかきとられる。このマークの幅、位置を例えば図３中のトナーマークAが5回転写された後にトナーマークA'を一回転写し、この繰り返しによってクリーニングブレードが一部分のみ劣化することを防ぐ。図３は、本発明の実施形態に係るトナーマークの形状と、位置をセンサの読み取り位置上にあるように変化させた例を示す図であり、（ａ）はトナーマークの幅を変化させた例を示し、（ｂ）はセンサの読み取り位置内に存在するようにトナーマークの大きさを変えずにその位置を変化させた例を示し、（ｃ）はセンサの読み取り位置を変えてトナーマークを検出するようにした例を示す説明図である。
【００３１】
トナーマークの形態を順次トナーマークA~Cと変化させることでクリーニングブレードの不均一な劣化を防ぐ事ができる。このときのクリーニングブレードの磨耗状態を図５に示す。モータとギア列によって水平駆動される装置上にトナーマークを読み取るセンサを配置し、センサの位置を制御することによりトナーマークの読み取りができれば、トナーマークの入力位置を可変とすることにより、トナーの消費量を増加させることなく、ブレードの不均一な劣化を防ぐことができる。
【００３２】
以上の実施形態においては、転写搬送ベルト６０上に感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋが複数並べて配設されるタンデム式のプリンタにおいて、各転写ニップで転写紙１００に重ね合わされ、上記転写電界やニップ圧の作用を受けて転写紙１００上に転写される転写ユニット６に本発明を適用したが、本発明が適用可能なプリンタ及びベルト駆動装置はこの構成に限るものではない。複数のローラに張架された無端状ベルトをそのローラのうちの少なくとも１つ以上のローラで回転駆動する転写体においてその転写体上にトナーマークを転写し、最終的にクリーニング装置によってトナーマークをクリーニングするプロセスを備える画像形成装置であればいずれにも適用可能である。
【００３３】
なお本発明において、図６（ａ）は形状係数ＳＦ−１を、図６（ｂ）は形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（１）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）・・式（１）
ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。
【００３４】
また、形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式（２）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）・・式（２）
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
【００３５】
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算した。
【００３６】
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る転写ユニットの概略の構成断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るトナーマークの形状と、位置をセンサの読み取り位置上にあるように変化させた例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る転写体上のトナーマークの平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るクリーニングブレードの摩耗状態および従来技術での摩耗状態を説明するための模式図である。
【図６】本発明の実施形態に係る形状係数を説明するためトナーの形状を模式的に表した図である。
【符号の説明】
【００３８】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ    トナー像形成部
２    光書込みユニット
３、４    給紙カセット
５    レジストローラ対
６    転写ユニット
７    定着ユニット
８    排紙トレイ
９    転写バイアス電源
９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ    転写バイアス電源
１０    感光体ユニット
１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ    感光体ドラム
６０    転写搬送ベルト
６１〜６８    支持ローラ
６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃ、６７Ｋ    転写バイアス印加部材
８０    静電吸着ローラ
８０ａ    電源
９０    入り口ローラブラケット
９１    軸
９２    ピン
９３    揺動ブラケット
９４    回動軸
９５    穴
９６    カム
９７    カム軸
９８    出口ブラケット
９９    軸
１００    転写紙
１０１    トナーマーク
Ａ    ベルト走行方向
Ｂ    第１の排紙方向
Ｃ    第２の排紙方向
Ｓ    スペース
ＭＦ    手差しトレイ
Ｇ    切換ガイド
【図１】
2007004079.tif 000003
【図２】
2007004079.tif 000004
【図３】
2007004079.tif 000005
【図４】
2007004079.tif 000006
【図５】
2007004079.tif 000007
【図６】
2007004079.tif 000008