(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体、該像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段、上記像担持体上の上記静電潜像に基づいてトナー像を形成する現像手段、上記像担持体に転写材を所定の押圧力で接触させながら該転写材に上記トナー像の転写を行う転写手段及び該転写手段の転写部材をクリーニングするクリーニング手段を備え、かつトナー濃度制御を上記像担持体上に形成されたトナーパターン像の濃度を反射型濃度センサにより光学的に検出することによって行う画像形成装置において、上記反射型濃度センサの発光方向を上記転写手段の転写部材表面に照射させるように変化させ、該転写部材表面からの反射光を直接反射型濃度センサで光学的に検出し、該反射型濃度センサの読み値Ｖがある閾値Ｖｃｌ以上の場合に上記転写部材のクリーニングを実行させる制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
上記反射型濃度センサと上記転写部材の間に反射部材を設け、上記転写部材表面の上記反射型濃度センサによる光学的検出を上記反射板を介して行うようにしたことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
上記制御手段が、上記読み値Ｖと上記閾値ＶｃｌとがＶ＞Ｖｃｌとなる場合に、上記クリーニング手段による上記転写部材のクリーニング時の上記印加バイアスを変更することを特徴とする請求項１または２の画像形成装置。
【請求項４】
上記制御手段が、上記読み値Ｖと上記閾値ＶｃｌとがＶ＞Ｖｃｌとなる場合に、上記クリーニング手段による上記転写部材のクリーニング時間を変更することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの画像形成装置。
【請求項５】
上記制御手段が、上記読み値Ｖと上記閾値ＶｃｌとがＶ＞Ｖｃｌとなる場合に、上記転写部材に上記クリーニング手段のクリーニングブレードを摺接させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの画像形成装置。
【請求項６】
上記制御手段が、上記読み値Ｖと上記閾値ＶｃｌとがＶ＞Ｖｃｌとなる場合に、上記転写部材に上記クリーニング手段のクリーニングブレードが摺接する加圧力を変化させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真現像方式を用いた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
最近の複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置の市場状況では小型化及び低コスト化が求められている。この要求に基づいて、トナー濃度制御を像担持体である感光体上に形成されたトナーパターン像の濃度を反射型濃度センサ（以下Ｐセンサという。）により光学的に検出することによって行う画像形成装置においても感光体径が小型化され、このため従来のようにクリーニングユニットの下に反射型濃度センサを置くスぺースが無くなっている。また、接触転写手段を接離する機構も、スぺース及びコスト面で設けにくくなっているのが実状である。
【０００３】
そこで、トナー濃度検出センサとして電子写真現像方式では現像ユニット内のトナーとキャリアの割合を見る磁気検出センサが使用されてきたが、この磁気検出センサは、現像剤の帯電量変化に追従できずに誤検知が多く、地汚れや画像濃度が薄い等の問題を発生させている。
【０００４】
それに伴い、Ｐセンサによるトナー濃度検出が併せて行われるようになってきている。従来のＰセンサでは、感光体に対して５ｍｍ程の近距離でしかトナー濃度検出を行えなかったが、近年の技術進歩により２０ｍｍ程の遠距離でも検出できる遠距離型Ｐセンサが実用化されつつある。この遠距離型Ｐセンサを用いることで、小型機でも正確なトナー濃度検出を行えるようになる。
【０００５】
ところで一般的に知られているように、Ｐセンサによる検出を行うためには、像担持体上にトナー濃度パターンを作成する。前述のように、小型化・低コスト化が叫ばれている最近では、転写部材を常に像担持体に接触させているタイプのものが多いため、トナー濃度パターンを転写部材に付着させてしまうことになりやすい。このままでは、転写紙が像担持体と転写部材の間を通過する際に、転写紙の裏面にトナー汚れが発生してしまう。
【０００６】
特に、接触転写手段としての転写部材材料に発泡スポンジ製のローラを使用すると、ローラ表面には凹凸があるため、ローラの凹部に入り込んだトナーが転写紙通過時にローラ接触面に付着してしまうことがある。つまり、転写ローラが感光体に圧接しているために、ローラ径が感光体と接している部分とその他の部分で異なり、このため感光体と接する面では凹部の形状が変化してトナーが吐き出され、転写紙の裏面に付着してトナー汚れとなってしまうのである。
【０００７】
これについての対策としては、接触転写部材にパターン顕像が作成される際に、転写部材にトナーと同極性バイアスを印加して転写部材に電気的に付着するトナー量を少なくし、かつパターン顕像が通過後にもトナーと同極性を印加し続けることで、転写部材に付着したトナーを感光体へ戻すような転写クリーニング方法が提案されている（例えば特開平３−６９９９８号公報参照）。
【０００８】
しかしながら、接触転写手段は、経時においてトナー以外にも通紙等によって発生、付着する紙粉等によって転写部材の表面性が荒れ、トナーの転写紙への転写能力が低下するといった問題が存在する。
【０００９】
この対策としては、ゴム等によって形成したクリーニングブレードの先端部分を転写部材の表面に摺接させることによって、転写部材の表面に付着した紙粉等を掻き落としてクリーニングするようにした方法があるが、転写部材表面を摩擦により劣化させてしまうといった問題がある（例えば特開平７−２９５４５３号公報参照）。
【００１０】
この対策としては、クリーニングブレードに接離機構を設けることにより、不要なときにはクリーニングブレードを転写部材表面から離間させるといった工夫もなされている。しかしながら、転写部材の劣化の度合いは転写紙の種類やユーザーの使用条件等によって異なるために、バイアス印加によるクリーニングを行うにせよ、接離機構を設けたクリーニングブレードによる掻き落としクリーニングを行うにせよ、それらクリーニングを実行する程度（バイアス、時間、加圧力等）を決定または変化させる根拠の判断、ひいては転写部材の寿命交換時期の判断基準が難しい。
【００１１】
本発明の目的はこれら従来の問題点を解消することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置のうち請求項１に係るものは、上記目的を達成するために、像担持体、該像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段、上記像担持体上の上記静電潜像に基づいてトナー像を形成する現像手段、上記像担持体に転写材を所定の押圧力で接触させながら該転写材に上記トナー像の転写を行う転写手段及び該転写手段の転写部材をクリーニングするクリーニング手段を備え、かつトナー濃度制御を上記像担持体上に形成されたトナーパターン像の濃度を反射型濃度センサにより光学的に検出することによって行う画像形成装置において、上記反射型濃度センサの発光方向を上記転写手段の転写部材表面に照射させるように変化させ、該転写部材表面からの反射光を直接反射型濃度センサで光学的に検出し、該反射型濃度センサの読み値Ｖがある閾値Ｖｃｌ以上の場合に上記転写部材のクリーニングを実行させる制御手段を有することを特徴とする。
【００１３】
同請求項２に係るものは、上記反射型濃度センサと上記転写部材の間に反射部材を設け、上記転写部材表面の上記反射型濃度センサによる光学的検出を上記反射板を介して行うようにしたことを特徴とする。
【００１４】
同請求項３に係るものは、上記制御手段が、上記読み値Ｖと上記閾値ＶｃｌとがＶ＞Ｖｃｌとなる場合に、上記クリーニング手段による上記転写部材のクリーニング時の上記印加バイアスを変更することを特徴とする。
【００１５】
同請求項４に係るものは、上記制御手段が、上記読み値Ｖと上記閾値ＶｃｌとがＶ＞Ｖｃｌとなる場合に、上記クリーニング手段による上記転写部材のクリーニング時間を変更することを特徴とする。
【００１６】
同請求項５に係るものは、上記制御手段が、上記読み値Ｖと上記閾値ＶｃｌとがＶ＞Ｖｃｌとなる場合に、上記転写部材に上記クリーニング手段のクリーニングブレードを摺接させることを特徴とする。
【００１７】
同請求項６に係るものは、上記制御手段が、上記読み値Ｖと上記閾値ＶｃｌとがＶ＞Ｖｃｌとなる場合に、上記転写部材に上記クリーニング手段のクリーニングブレードが摺接する加圧力を変化させることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る画像形成装置の一実施形態の概略断面図である。図中１は感光体、２は帯電器としての帯電ローラ、３は画像信号を感光体１に書き込むための書込光、４は現像ローラ、５は転写部材の一例としての発泡スポンジ状の転写ローラ、６はクリーニングブレード、７は反射型濃度センサ（以下Ｐセンサという）、８は現像ユニットである。
【００１９】
感光体１は図中の矢印方向に回転して帯電ローラ２で均一に帯電され、次に書込光３により画像情報に応じた静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像ローラ４によって現像されて可視トナー像となり、転写ローラ５の作用のもとに転写紙に転写される。その後、分離器の作用で感光体１上から分離された転写紙は、図示せぬ定着器により定着されてプリント動作が完了する。また、転写紙を分離された感光体１の表面からはクリーニングブレード６で転写残トナーが掻き取られ、さらに図示せぬ除電ランプで電荷が消去され、帯電ローラ２側へと回転する。
【００２０】
またＰセンサ７は感光体１に対向して転写ローラ５前に配置してあり、現像ユニット８内の現像剤のトナー濃度を所定の範囲内に保持するために、感光体１上の画像領域以外に基準画像（トナーパターン像）を形成し、この基準画像濃度（Ｖｓｐ）を検知している。本画像形成装置は、この検知結果とトナーの付着していない状態の感光体１の濃度（Ｖｓｇ）との比の値を用いてトナー濃度制御を行っている。感光体１とＰセンサ７とのギャップは約２０ｍｍである。その間を転写紙が通過する。
【００２１】
図２は本画像形成装置の動作のタイミングチャートである。この図ではメインスイッチＯＮ後のＰセンサ７によるトナー濃度制御を行っている。書込光３はトナー濃度制御のための基準画像（パターン像）の書き込みを行い、Ｐセンサ７で反射濃度（Ｖｓｐ）を検出する。その後Ｐセンサ７では帯電・現像バイアス印加状態で、かつ書き込みの無い感光体１の表面（地肌濃度部）上の反射濃度（Ｖｓｇ）を検出する。Ｐセンサ７では基準画像と地肌濃度部の検出値を図３に示すようにＣＰＵ１０に送り、パターン濃度／地肌濃度の比を計算し、これが狙いの値より外れたときはＣＰＵ１０よりトナー補給部にトナー補給動作を行うための信号を出力する。なお図３中、１１は書込光３を生じさせる書き込み系、１２は転写用高圧電源、１３は帯電用高圧電源、１４はトナー補給ユニットである。
【００２２】
また、図２でパターン画像が通過するとき及びパターン画像が通過後に転写ローラが１周以上回転できる時間（転写ローラ５の直径×３．１４／感光体１の線速υ：ただし感光体１と転写ローラ５に線速差が無い場合）は、転写ローラ５への印加はトナーと同極性とする。転写ローラ５への印加電圧をトナーと同極性にすることで、転写ローラ５へのトナー付着を少なくし、かつパターン画像が通過後に転写ローラ５へトナーと同極位を印加し続けることで、転写ローラ５上に付着したトナーを感光体１へ再付着させ転写ローラ５をクリーニングする。
【００２３】
転写ローラ５にはトナー以外にも通紙等によって発生する紙粉等が付着してその表面性が荒れ、トナーの転写紙への転写能力が低下するといった問題があるので、ある適当なタイミングで図１に示すようにＰセンサ７の発光方向を角度φだけ変化させて転写ローラ５の表面に照射させるように変え、転写ローラ５の表面からの反射光を直接Ｐセンサ７で光学的に検出できる機構を設けてある。ただしこの機構の詳細な図示は省略する。
【００２４】
図１からわかるように、この種の画像形成装置は一般的に挟空間であるが故にＰセンサ７の移動はスペース的に厳しくも思えるが、図４から明らかなように、遠距離Ｐセンサ（距離Ｌ２）を用いた方が近距離Ｐセンサ（距離Ｌ１、但しＬ１＜Ｌ２）を用いるよりも、ある目標点Ａから目標点Ｂまでの移動角は小さくて済む（θ２＜θ１）。すなわち目標点Ａ、Ｂをそれぞれ感光体１、転写ローラ５とみれば、遠距離Ｐセンサを用いた方が、小さい角度変化で照射方向を振ることができるのである。換言すれば、照射方向を移動させ時間が短くて済む。また、ギヤを用いて方向を振る場合、ギヤの摩耗が少なくて済むといった利点もある。
【００２５】
次に転写ローラ５のクリーニングを行うようにＣＰＵ１０から命令信号を出力する場合を図５により説明する。既述のような方法でＰセンサ７により感光体１の反射濃度を検出し、その読み値ＶをＣＰＵ１０に送る（ステップ１）。読み値Ｖがある基準値Ｖｃｌよりも大きいかどうかをチェックし（ステップ２）、大きい場合（Ｖ＞Ｖｃｌ）には転写ローラ５上に本来の転写ローラとは異なった紙粉等がある基準以上存在することになるので、転写ローラ５のクリーニングが不十分である、すなわち転写ローラ５から感光体１への不純物移動が未完了であるとＣＰＵ１０で判断、転写ローラ５のクリーニングを行うようにＣＰＵ１０から命令信号を出力し、転写ローラ５のクリーニングを開始させる（ステップ３）。
【００２６】
なお、読み値Ｖの値がＶ≦Ｖｃｌを満たすときは、もはや転写ローラ５から感光体１へ移動する紙粉等が無いとみて転写ローラ５のクリーニングを完了させるか、クリーニングを行う必要無しと判断する（ステップ２）。なおＶｃｌの値は通紙する記録紙やユーザーの使用条件によって任意に変化させ得るようにしてもよいし、固定値としてもよい。
【００２７】
ところで、Ｐセンサ７の発光方向移動について、Ｐセンサ７の位置決めが不安定になってしまう恐れがある場合等には、図６に示すようにＰセンサ７と転写ローラ５の間に反射部材２０を設け、転写ローラ５表面のＰセンサ７による光学的検出をこの反射部材２０を介して行うことも可能である。なお図中θ３はＰセンサ７の発光が反射部材２０に入射する角度、θ４は反射部材１０からの反射光が転写ローラ５に入射する角度、θ５は転写ローラ５からの反射光が反射部材２０に入射する角度である。このとき反射部材２０は固定していても構わないし、そのつど移動させる機構を設けてもよい。
【００２８】
さらに、Ｖｃｌ＜Ｖなる読み値Ｖの値によって、転写ローラ５のクリーニング条件を変化させる制御を行って、よりクリーニング効果を上げることができる。この制御のフローチャートを図７に示す。まず読み値Ｖを検出し（ステップ１）、この読み値Ｖと基準値ＶｃｌがＶｃｌ＜Ｖであるかをチェックし（ステップ２）、これを満たせばさらに基準値Ｖｃｌとある別の基準値Ｖｃｌ’との間でＶｃｌ＜Ｖ＜Ｖｃｌ’を満たすかどうかをチェックし（ステップ３）、満たす場合はクリーニング時の印加バイアスをＶ１とし（ステップ４）、Ｖｃｌ’≦Ｖの場合にはクリーニング時印加バイアスをＶ２にする（ステップ５）。なお印加バイアスＶ１、Ｖ２は、Ｖ１＜Ｖ２のとき、Ｖ２を印加した方がＶ１を印加する場合よりもクリーニング効果が大きいものとする。また印加バイアスＶ１、Ｖ２は転写ローラ５に付着した紙粉等の付着物と同極性にすることが望ましい。
【００２９】
クリーニング条件として、印加バイアスではなくクリーニング時間を長くまたは短く設定するような制御を行っても同様にクリーニング効果、能率を上げることができる。また印加バイアスとクリーニング時間の両方を変化させる制御を行ってももちろんよい。
【００３０】
接離機構を備えたクリーニングブレード３０によって、転写ローラ５をクリーニングする機構（図８参照）も周知であるが、読み値Ｖがある基準値Ｖｃｌよりも大きいとき、既述のように転写ローラ５上には紙粉等がある基準以上存在することになるので、転写ローラ５のクリ−ニングが不十分、すなわち転写ローラ５から感光体１への不純物移動が未完了であるとＣＰＵ１０で判断して転写ローラ５にクリーニングブレード３０を摺接させる命令を送る。すなわち図９または図１０のフローチャートのように、読み値Ｖを検出し（ステップ１）、読み値Ｖがある基準値Ｖｃｌよりも大きいかどうかをチェックし（ステップ２）、大きい場合（Ｖ＞Ｖｃｌ）には転写ローラ５に対してクリーニングブレード３０を摺接させ（図９：ステップ３）、あるいは摺接およびその後のある一定時間経過後またはＶ≦Ｖｃｌになった時点でクリーニングブレード３０を転写ローラ５から離す（図１０：ステップ３）。
【００３１】
さらに、クリーニングブレード３０を常時転写ローラ５に接触させている構成の場合についても、接離機構を設けた場合についても、Ｖｃｌ＜ＶなるＶの値によって、クリーニングブレード３０が転写ローラ５に摺接する加圧力を変化させる。すなわち図１１に示すように、まず読み値Ｖを検出し（ステップ１）、この読み値Ｖと基準値ＶｃｌがＶｃｌ＜Ｖであるかをチェックし（ステップ２）、これを満たせばさらに基準値Ｖｃｌとある別の基準値Ｖｃｌ’との間でＶｃｌ＜Ｖ＜Ｖｃｌ’を満たすかどうかをチェックし（ステップ３）、満たす場合はクリーニング時の加圧力をＦ１とし（ステップ４）、満たさない場合には加圧力をＦ２（Ｆ１＜Ｆ２）とする（ステップ５）制御を行うこともできる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明に係る画像形成装置は以上説明してきたようなものなので、小型化により内部スペースが小さくなっていても反射型濃度センサを置くスぺースを低コストで設置でき、また小型機でも正確なトナー濃度検出を行え、トナー濃度パターンが転写部材に付着してしまうことがあっても十分なクリーニングが行えて転写紙の裏面へのトナー汚れを生じさせてしまうことがなく、紙粉等によって転写部材の表面性を荒れさせてトナーの転写紙への転写能力が低下することもなく、クリーニングブレードを接離機構とともに用いる場合であっても、バイアス印加によるクリーニングを行うにせよ、クリーニングの程度を容易に可変させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施形態の概略断面図である。
【図２】図１の画像形成装置の動作のタイミングチャートである。
【図３】図１の装置の制御系のブロック図である。
【図４】遠距離Ｐセンサと近距離Ｐセンサの移動角、照射方向移動を示す概念図である。
【図５】転写ローラのクリーニングを行うようにＣＰＵから命令信号を出力する場合のフローチャートである。
【図６】Ｐセンサと転写ローラの間に反射部材を設けた例の概念図である。
【図７】Ｐセンサの読み値の値によって、転写ローラのクリーニング条件を変化させる制御のフローチャートである。
【図８】接離機構を備えたクリーニングブレードの例を示す断面図である。
【図９】Ｐセンサの読み値の値によって、転写ローラにクリーニングブレードを摺接させる制御のフローチャートである。
【図１０】Ｐセンサの読み値の値によって、転写ローラにクリーニングブレードを摺接させる他の制御のフローチャートである。
【図１１】Ｐセンサの読み値の値によって、クリーニングブレードが転写ローラに摺接する加圧力を変化させる制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１  感光体
２  帯電ローラ
３  書込光
４  現像ローラ
５  転写ローラ
６  クリーニングブレード
７  反射型濃度センサ（Ｐセンサ）
８  現像ユニット
１０  ＣＰＵ
１１  書き込み系
１２  転写用高圧電源
１３  帯電用高圧電源
１４  トナー補給ユニット
２０  反射部材
３０  クリーニングブレード
【図１】
0003756682.tif 000002
【図２】
0003756682.tif 000003
【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】
0003756682.tif 000008
【図８】
0003756682.tif 000009
【図９】
0003756682.tif 000010
【図１０】
0003756682.tif 000011
【図１１】
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