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発明の名称 画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−4079(P2007−4079A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−187388(P2005−187388)
出願日 平成17年6月27日(2005.6.27)
代理人
発明者 渡辺 陽平 / 横川 信人
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。
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




 

 


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