JP7337565B2 - image forming device - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いたレーザープリンタ、複写機、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a laser printer, copier, facsimile machine, etc. using an electrophotographic method or an electrostatic recording method.
従来、例えば電子写真方式を用いた画像形成装置として、中間転写体を備えた中間転写方式の画像形成装置がある。この画像形成装置では、感光体上に形成されたトナー像が一次転写部で中間転写体に一次転写され、その後中間転写体上のトナー像が二次転写部で記録材に二次転写される。中間転写体としては、無端状のベルトで形成された中間転写ベルトが広く用いられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as an image forming apparatus using, for example, an electrophotographic method, there is an intermediate transfer type image forming apparatus provided with an intermediate transfer member. In this image forming apparatus, a toner image formed on a photoreceptor is primarily transferred onto an intermediate transfer member at a primary transfer portion, and then the toner image on the intermediate transfer member is secondarily transferred onto a recording material at a secondary transfer portion. . As the intermediate transfer member, an intermediate transfer belt formed of an endless belt is widely used.
中間転写方式の画像形成装置では、二次転写工程後に中間転写ベルト上にトナー(二次転写残トナー)が残留する。そのため、次の画像を中間転写ベルトに転写する前に中間転写ベルト上の二次転写残トナーを除去するクリーニング工程が必要となる。このクリーニング工程には、ブレードクリーニング方式が広く用いられている。ブレードクリーニング方式では、中間転写ベルトの表面の移動方向(以下、「ベルト搬送方向」ともいう。)に関して二次転写部よりも下流に設けられたクリーニング部材としてのクリーニングブレードによって、移動する中間転写ベルト上から二次転写残トナーが物理的に掻き取られて回収される。クリーニングブレードとしては、一般に、ウレタンゴムなどの弾性体が用いられる。このクリーニングブレードは、ベルト搬送方向に対してカウンター方向となるように配置されて、その自由端部のエッジ部が中間転写ベルトの表面に圧接されることが多い。なお、クリーニングブレードをベルト搬送方向に対してカウンター方向に配置するとは、クリーニングブレードの固定端部よりも自由端部の方がベルト搬送方向の上流側に位置するように配置することをいう。 In an intermediate transfer type image forming apparatus, toner (secondary transfer residual toner) remains on the intermediate transfer belt after the secondary transfer process. Therefore, a cleaning process is required to remove secondary transfer residual toner on the intermediate transfer belt before transferring the next image to the intermediate transfer belt. A blade cleaning method is widely used for this cleaning process. In the blade cleaning method, the moving intermediate transfer belt is cleaned by a cleaning blade as a cleaning member provided downstream of the secondary transfer portion with respect to the movement direction of the surface of the intermediate transfer belt (hereinafter also referred to as "belt conveying direction"). Secondary transfer residual toner is physically scraped off from above and recovered. As the cleaning blade, an elastic body such as urethane rubber is generally used. The cleaning blade is often arranged so as to be in the counter direction with respect to the belt conveying direction, and the edge portion of the free end portion is pressed against the surface of the intermediate transfer belt. Arranging the cleaning blade in the counter direction with respect to the belt conveying direction means arranging the cleaning blade so that the free end portion thereof is positioned upstream in the belt conveying direction rather than the fixed end portion thereof.
ここで、例えば、上記クリーニングブレードと中間転写ベルトとの摩擦力を低減し、クリーニングブレードの摩耗を抑制して、クリーニングブレードの耐久性を向上するなどのために、中間転写ベルトの表面に形状を付与することが行われている。例えば、特許文献1では、ラッピングフィルムを中間転写ベルトの表面に当接させ、中間転写ベルトの表面に溝を形成することが開示されている。この溝は、クリーニングブレードと中間転写ベルトとの接触部の長手方向に対して略直交する位置関係にあり、溝の平均間隔は10μm~100μmである。
Here, for example, in order to reduce the frictional force between the cleaning blade and the intermediate transfer belt, suppress the wear of the cleaning blade, and improve the durability of the cleaning blade, the surface of the intermediate transfer belt is shaped. is being given. For example,
一方、中間転写ベルトは、使用により表面に摺擦傷や付着物による汚染が生じるなどして所望の性能が得られなくなる前に、適切なタイミングで交換することが必要となる。一般に、中間転写ベルトの表面に摺擦傷などが生じる度合いは、画像形成装置の使用環境や使用状況によって大きく異なり、必ずしもプリント枚数や使用時間に一致するものではない。特許文献2には、光学センサを用いて、中間転写ベルトへのトナーフィルミング層の生成及び中間転写ベルトの表面粗さを監視することで中間転写ベルトの交換時期を判断する構成が開示されている。 On the other hand, it is necessary to replace the intermediate transfer belt at an appropriate time before the desired performance cannot be obtained due to scratches on the surface or contamination due to adhered matter due to use. In general, the degree of rubbing scratches on the surface of the intermediate transfer belt varies greatly depending on the usage environment and usage conditions of the image forming apparatus, and does not necessarily match the number of printed sheets or usage time. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200001 discloses a configuration that determines when to replace the intermediate transfer belt by monitoring the formation of a toner filming layer on the intermediate transfer belt and the surface roughness of the intermediate transfer belt using an optical sensor. there is
しかしながら、特許文献1において示したような、表面に凹凸形状が形成された中間転写ベルトについて、その交換時期を判断する方法又は構成は十分に検討されていなかった。
However, a method or configuration for determining when to replace an intermediate transfer belt having an uneven surface as disclosed in
そこで、本発明は、表面に凹凸形状が形成された像担持体の寿命に関する情報を判断又は報知することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of judging or reporting information regarding the life of an image carrier having an uneven surface.
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体の表面に光を照射し反射光を検知する光学センサと、前記像担持体の寿命に関する情報を報知するための処理を実行可能な制御手段と、を有する画像形成装置において、前記像担持体の寿命期間の少なくとも一部で、前記光学センサからの照射光によって前記像担持体の表面で回折が発生し、回折光の一部が前記光学センサの受光範囲から外れるか又は前記光学センサの受光範囲に入るように構成されており、前記制御手段は、第1のタイミングにおいて前記光学センサから所定の照射光量で前記像担持体の表面に光を照射して取得した前記光学センサの第1の検知結果と、前記第1のタイミングより後の第2のタイミングにおいて前記光学センサから前記所定の照射光量で前記像担持体に光を照射して取得した前記光学センサの第2の検知結果と、の間の変化に関する指標に基づいて、前記処理を実行するように構成されており、前記光学センサは、前記像担持体の表面からの正反射光を受光可能であり、前記制御手段は、前記光学センサが受光する正反射光の増加量を示す前記指標に基づいて前記処理を実行することを特徴とする画像形成装置である。
本発明の他の態様によると、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体の表面に光を照射し反射光を検知する光学センサと、前記像担持体の寿命に関する情報を報知するための処理を実行可能な制御手段と、を有する画像形成装置において、前記像担持体の寿命期間の少なくとも一部で、前記光学センサからの照射光によって前記像担持体の表面で回折が発生し、回折光の一部が前記光学センサの受光範囲から外れるか又は前記光学センサの受光範囲に入るように構成されており、前記制御手段は、第1のタイミングにおいて前記光学センサから所定の照射光量で前記像担持体の表面に光を照射して取得した前記光学センサの第1の検知結果と、前記第1のタイミングより後の第2のタイミングにおいて前記光学センサから前記所定の照射光量で前記像担持体に光を照射して取得した前記光学センサの第2の検知結果と、の間の変化に関する指標に基づいて、前記処理を実行するように構成されており、前記光学センサは、前記像担持体の表面からの乱反射光を受光可能であり、前記制御手段は、前記光学センサが受光する乱反射光の減少量を示す前記指標に基づいて前記処理を実行することを特徴とする画像形成装置が提供される。
The above object is achieved by an image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention comprises an image carrier for carrying a toner image, an optical sensor for irradiating the surface of the image carrier with light and detecting the reflected light, and a device for informing information about the life of the image carrier. In an image forming apparatus having a control means capable of executing the process of (1), diffraction occurs on the surface of the image carrier due to the irradiation light from the optical sensor during at least part of the lifetime of the image carrier, A part of the diffracted light is deviated from the light-receiving range of the optical sensor or enters the light-receiving range of the optical sensor. a first detection result of the optical sensor obtained by irradiating the surface of the image carrier with light; and a second detection result of the optical sensor obtained by irradiating the carrier with light. An image characterized in that specularly reflected light from a surface of a carrier can be received, and the control means executes the processing based on the index indicating an increase amount of the specularly reflected light received by the optical sensor. forming device.
According to another aspect of the present invention, an image carrier that carries a toner image, an optical sensor that irradiates light onto the surface of the image carrier and detects reflected light, and information about the life of the image carrier is reported. In the image forming apparatus having a control means capable of executing processing for the above, diffraction occurs on the surface of the image carrier due to the irradiation light from the optical sensor during at least part of the lifetime of the image carrier. , a part of the diffracted light goes out of the light receiving range of the optical sensor or enters into the light receiving range of the optical sensor, and the control means controls, at a first timing, a predetermined amount of irradiation light from the optical sensor. a first detection result of the optical sensor acquired by irradiating the surface of the image carrier with light, and the predetermined irradiation light amount from the optical sensor at a second timing after the first timing. a second detection result of the optical sensor obtained by irradiating the image carrier with light; An image forming method, wherein diffusely reflected light from the surface of an image carrier can be received, and the control means executes the processing based on the index indicating the amount of decrease in the diffusely reflected light received by the optical sensor. An apparatus is provided.
本発明によれば、表面に凹凸形状が形成された像担持体の寿命に関する情報を判断又は報知することが可能な画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus capable of judging or reporting information regarding the life of an image carrier having an uneven surface formed thereon.
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。 Hereinafter, the image forming apparatus according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
[実施例1]
1.画像形成装置の全体的な構成及び動作
図1は、本実施例の画像形成装置100の概略断面図である。本実施例の画像形成装置100は、電子写真方式を用いてフルカラー画像を形成可能な、中間転写方式を採用したタンデム型のレーザービームプリンタである。
[Example 1]
1. Overall Configuration and Operation of Image Forming Apparatus FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an
画像形成装置100は、複数の画像形成部として、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の画像を形成する4個のステーション10Y、10M、10C、10Kを有する。各ステーション10Y、10M、10C、10Kにおける同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、いずれかの色用の要素であることを示す符号の末尾のY、M、C、Kを省略して総括的に説明することがある。本実施例では、ステーション10は、後述する感光ドラム1、帯電ローラ2、露光装置3、現像装置4、一次転写ローラ5、ドラムクリーニング装置6などを有して構成される。
トナー像を担持する移動可能な第1の像担持体としての、回転可能なドラム型(円筒状)の感光体(電子写真感光体)である感光ドラム1は、駆動手段としての駆動モータ(図示せず)によって、図中矢印R1方向(時計回り方向)に回転駆動される。回転する感光ドラム1の表面は、帯電手段としてのローラ状の帯電部材である帯電ローラ2によって、所定の極性(本実施例では負極性)の所定の電位に帯電処理される。帯電処理時に、帯電ローラ2には、帯電電源(図示せず)により所定の帯電電圧(帯電バイアス)が印加される。帯電処理された感光ドラム1の表面は、露光手段としての露光装置3によって画像情報に応じて走査露光され、感光ドラム1上に静電潜像(静電像)が形成される。本実施例では、露光装置3は、レーザー光を多面鏡によって走査させるスキャナユニットで構成され、各画像形成部10に対応した画像信号に基づいて変調された走査ビームを感光ドラム1上に照射する。感光ドラム1上に形成された静電潜像は、現像手段としての現像装置4によって現像剤としてのトナーが供給されて現像(可視化)され、感光ドラム1上にトナー像(トナー画像)が形成される。
A
4個の感光ドラム1と対向するように、移動可能な第2の像担持体としての、無端状のベルトで構成された中間転写体である中間転写ベルト8が配置されている。中間転写ベルト8は、複数の支持ローラ(張架ローラ)としての駆動ローラ9a、テンションローラ9b及び二次転写対向ローラ(二次転写内ローラ)9cに張架されている。中間転写ベルト8は、駆動手段としての駆動モータ(図示せず)によって駆動ローラ9aが回転駆動されることで駆動力が伝達されて、図中矢印R2方向(反時計回り方向)に周回移動(回転)する。なお、中間転写ベルト8については、後述して更に詳しく説明する。中間転写ベルト8の内周面側には、一次転写手段としてのローラ状の一次転写部材である一次転写ローラ5が配置されている。一次転写ローラ5は、中間転写ベルト8を介して感光ドラム1に向けて押圧され、感光ドラム1と中間転写ベルト8とが接触する一次転写部(一次転写ニップ)N1を形成する。上述のように感光ドラム1上に形成されたトナー像は、一次転写部N1において、一次転写ローラ5の作用によって、周回移動している中間転写ベルト8上に一次転写される。一次転写時に、一次転写ローラ5には、一次転写電源E1により、トナーの正規の帯電極性(現像時の帯電極性)とは逆極性(本実施例では正極性)の一次転写電圧(一次転写バイアス)が印加される。例えば、フルカラー画像の形成時には、各感光ドラム1上に形成されたY、M、C、Kの各色のトナー像が各一次転写部N1において中間転写ベルト8上に重ね合わせるようにして順次転写される。
An
中間転写ベルト8の外周面側において、二次転写対向ローラ9cと対向する位置には、二次転写手段としてのローラ状の二次転写部材である二次転写ローラ(二次転写外ローラ)11が配置されている。二次転写ローラ11は、中間転写ベルト8を介して二次転写対向ローラ9cに向けて押圧され、中間転写ベルト8と二次転写ローラ11とが接触する二次転写部(二次転写ニップ)N2を形成する。上述のように中間転写ベルト8上に形成されたトナー像は、二次転写部N2において、二次転写ローラ11の作用によって、中間転写ベルト8と二次転写ローラ11とに挟持されて搬送されている用紙などの記録材(転写材、シート)P上に二次転写される。二次転写時に、二次転写ローラ11には、二次転写電源E2により、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の二次転写電圧(二次転写バイアス)が印加される。記録材Pは、給搬送装置(図示せず)において、記録材収納部内から給送ローラなどによって送り出されて、搬送ローラなどによって搬送される。そして、この記録材Pは、レジストローラ対13によって、中間転写ベルト8上のトナー像とタイミングが合わされて二次転写部N2に搬送される。
A secondary transfer roller (secondary transfer outer roller) 11, which is a roller-shaped secondary transfer member as a secondary transfer means, is provided on the outer peripheral surface side of the
トナー像が転写された記録材Pは、定着手段としての定着装置14に搬送される。定着装置14は、熱源を内包した無端状の定着フィルム14aと加圧ローラ14bとによって記録材Pを加熱及び加圧して、記録材Pの表面にトナー像を定着(溶融、固着)させる。トナー像が定着された記録材Pは、画像形成装置100の装置本体110の外部に排出(出力)される。
The recording material P onto which the toner image has been transferred is conveyed to a fixing
また、一次転写時に感光ドラム1上に残留したトナー(一次転写残トナー)は、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置6によって、感光ドラム1上から除去されて回収される。ドラムクリーニング装置6は、感光ドラム1の表面に当接して配置されたクリーニング部材としてのクリーニングブレード61により、回転している感光ドラム1の表面から一次転写残トナーを掻き取って、クリーニング容器62内に収容する。また、中間転写ベルト8の外周面側において、ベルト搬送方向に関し二次転写部N2よりも下流かつ一次転写部N1(最上流の一次転写部N1Y)よりも上流には、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置20が配置されている。本実施例では、ベルトクリーニング装置20は、中間転写ベルト8を介してテンションローラ9bと対向する位置に配置されている。二次転写時に中間転写ベルト8上に残留したトナー(二次転写残トナー)や紙粉は、ベルトクリーニング装置20によって、中間転写ベルト8上から除去されて回収される。ベルトクリーニング装置20は、中間転写ベルト8の表面に当接して配置されたクリーニング部材としてのクリーニングブレード21により、周回移動している中間転写ベルト8の表面から二次転写残トナーなどを掻き取って、クリーニング容器22内に収容する。ドラムクリーニング装置6、ベルトクリーニング装置20に回収されたトナーは、回収トナー搬送手段(図示せず)によって廃トナーボックス(図示せず)に送られて貯留される。
Toner remaining on the
本実施例では、各ステーション10において、感光ドラム1と、これに作用するプロセス手段としての帯電ローラ2、現像装置4及びドラムクリーニング装置6とは、一体的にカートリッジ化されてプロセスカートリッジPを構成している。プロセスカートリッジPは、装置本体110に対して着脱可能とされている。プロセスカートリッジPは、現像装置4内のトナーが無くなった場合や、感光ドラム1が寿命に到達した場合などに新品に交換される。
In this embodiment, at each
また、3個の張架ローラ9a、9b、9cにより支持された中間転写ベルト8、各一次転写ローラ5、ベルトクリーニング装置20などが一体的にユニット化されてベルトユニット12を構成している。ベルトユニット12は、装置本体110に対して着脱可能とされている。ベルトユニット12は、中間転写ベルト8が寿命に到達した場合などに新品に交換される。
The
また、本実施例では、現像装置4は、現像剤として非磁性一成分現像剤を用いる。この現像装置4は、現像剤担持体としての現像ローラ41、現像剤を収容する現像容器42、現像剤規制手段としての現像ブレード43などを有する。本実施例では、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光ドラム1上の露光部(イメージ部)に、感光ドラム1の帯電極性(本実施例では負極性)と同極性に帯電したトナーが付着する(反転現像)。現像容器42内のトナーは、現像ブレード43によって負極性に帯電させられて現像ローラ41上に塗布される。そして、現像時には、トナーを担持した現像ローラ41が感光ドラム1に当接又は近接させられ、現像電源(図示せず)により現像ローラ41に負極性の所定の現像電圧(現像バイアス)が印加される。
Further, in this embodiment, the developing
また、本実施例で用いるトナーは、乳化重合凝集法によって製造された平均粒径が6.4μmのトナー粒子に、平均粒径が20nmのシリカ微粒子を外添して構成されている。平均粒径とは、例えば重量平均粒径のことで、コールター法で測定することができる。測定は、「コールター・カウンター Multisizer 3」(ベックマン・コールター株式会社製)と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「ベックマン・コールターMultisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター株式会社製)と、を用いて行うことができる。なお、トナー粒子の製造方法は、乳化重合凝集法に限定されるものではなく、粉砕法、懸濁重合法、溶解懸濁法の他の方法でトナー粒子を製造することができる。 Further, the toner used in this embodiment is composed of toner particles having an average particle size of 6.4 μm produced by an emulsion polymerization aggregation method, and silica fine particles having an average particle size of 20 nm are externally added. The average particle size is, for example, weight average particle size, and can be measured by the Coulter method. Measurement was performed using "Coulter Counter Multisizer 3" (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) and dedicated software "Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51" (Beckman Coulter stock) for setting measurement conditions and analyzing measurement data. (manufactured by the company). The method for producing toner particles is not limited to the emulsion polymerization aggregation method, and toner particles can be produced by other methods such as a pulverization method, a suspension polymerization method, and a dissolution suspension method.
また、本実施例では、ベルトクリーニング装置20のクリーニングブレード21は、支持部材としての支持板金に、弾性材料で形成された弾性ブレードを接着により貼り付けて構成されている。本実施例では、支持板金としては、略矩形板状の亜鉛メッキ鋼板を用いた。また、本実施例では、弾性ブレードとしては、弾性材料としてウレタンゴム(ポリウレタン)を用いた、略矩形板状のウレタンゴムブレードを用いた。このクリーニングブレード21は、ベルト搬送方向に対してカウンター方向となるように配置され、その自由端部のエッジ部が中間転写ベルト8の表面に当接されている。
Further, in this embodiment, the
また、本実施例の画像形成装置100は、中間転写ベルト8上のトナーを検知する検知手段としての光学センサ7を有する。光学センサ7は、ベルト搬送方向と略直交する方向(以下、「ベルト幅方向」ともいう。)に沿って複数(例えば2個)配置されていてよい。また、本実施例では、光学センサ7は、中間転写ベルト8を介して対向部材としての駆動ローラ9aと対向する位置に配置されている。そして、光学センサ7は、中間転写ベルト8の表面状態、あるいは中間転写ベルト8上に形成された試験トナー像を検知する。なお、光学センサ7については、後述して更に詳しく説明する。
Further, the
2.制御態様
図2は、本実施例の画像形成装置100の要部の制御態様を示す概略ブロック図である。画像形成装置100は、プリンタ制御部300を有する。プリンタ制御部300は、プリンタコントローラ301、エンジン制御部302、不揮発メモリ303、通電制御部304、画像形成制御部305、交換検知部306などを有する。また、プリンタ制御部300には、画像形成装置100の外部のパーソナルコンピュータなどのホストコンピュータ200が通信可能に接続されている。プリンタコントローラ301は、ホストコンピュータ200との間で通信及び画像データの受信を行う。また、プリンタコントローラ301は、受け取った画像データを画像形成装置100が画像形成可能な情報に展開すると共に、エンジン制御部302との間で信号のやり取り及びシリアル通信を行う。エンジン制御部302は、プリンタコントローラ301との間で信号のやり取りを行い、シリアル通信を介して通電制御部304、画像形成制御部305、及びプリンタエンジンの各ユニットの制御を行う。ここで、プリンタエンジンとは、前述のプロセスで記録材Pに画像を形成して出力する機構部の総称である。エンジン制御部302は、画像形成動作の開始が指示されると、通電制御部304、画像形成制御部305及びプリンタエンジンの各ユニットを制御して、前述のプロセスにより所定のプロセススピードで記録材Pに画像を形成して出力する画像形成を実行させる。制御手段としてのエンジン制御部302は、演算制御手段としてのCPU、記憶手段としてのROMやRAMなどを有して構成される。
2. Control Mode FIG. 2 is a schematic block diagram showing a control mode of the main part of the
なお、詳しくは後述する、光学センサ7を用いた、濃度補正制御用の試験トナー像、色ずれ補正制御用の試験トナー像、及び中間転写ベルト8の表面状態の各検知結果は、記憶手段としての不揮発メモリ303に格納される。エンジン制御部302は、不揮発メモリ303に格納された上記各情報に基づいて、上記濃度補正制御(階調補正制御、画像濃度制御)、色ずれ補正制御(位置ずれ補正制御)、中間転写ベルト8の寿命検知の各制御を行う。
A test toner image for density correction control, a test toner image for color misregistration correction control, and detection results of the surface state of the
また、ベルトユニット12には、識別手段としての識別用不揮発メモリ(メモリタグ)307が設けられている。ベルトユニット12が装置本体110に装着されると、識別用不揮発メモリ307はプリンタ制御部300に通信可能に接続される。交換検知部306は、装置本体110に対してベルトユニット12が着脱された際に、識別用不揮発メモリ307に記憶された識別情報を確認する。そして、交換検知部306は、ベルトユニット12が新品か、あるいはベルトユニット12が交換されたかを検知できるようになっている。交換検知部306の検知結果(出力信号)は、エンジン制御部302に入力される。
The
また、本実施例では、プリンタ制御部300には、装置本体110に設けられた操作部(コントロールパネル)308が接続されている。操作部308は、ユーザーやサービス担当者などの操作者に情報を表示するための液晶パネルなどの表示手段、及び操作者によりプリンタ制御部300に各種設定などの情報を入力するための操作ボタンなどの入力手段を有して構成される。なお、操作部308は、表示手段及び入力手段の機能を備えたタッチパネルなどで構成されていてよい。
In this embodiment, the
3.中間転写体
次に、本実施例における中間転写ベルト8について説明する。図3(a)は、ベルト搬送方向と略直交する方向に切った(ベルト搬送方向に沿って見た)場合の中間転写ベルト8の表層付近の模式的な拡大部分断面図であり、図3(b)は、中間転写ベルト8の表面を上方から見た模式的な上面図である。
3. Intermediate Transfer Body Next, the
中間転写ベルト8は、基層81と表層82との2層からなる無端状のベルト部材(あるいはフィルム状部材)である。基層81は、中間転写ベルト8を構成する層のうち、厚さが最も厚い層である。表層82は、中間転写ベルト8の表面(外周面)を構成し、感光ドラム1から転写されたトナーを担持する。
The
本実施例では、基層81は、ポリエチレンナフタレート樹脂に電気抵抗調整剤としてカーボンブラックを分散した、厚さ70μm程度の層である。なお、本実施例では、基層81の材料としてポリエチレンナフタレート樹脂を使用したが、これに限定されるものではない。熱可塑性樹脂であれば、例えば、ポリイミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリレート、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)などの材料及びこれらの混合樹脂を使用してもよい。なお、電気抵抗調整剤(導電剤)としては、電子導電剤の他、イオン導電剤を用いてもよい。
In this embodiment, the
また、本実施例では、表層82は、基材としてのアクリル樹脂に、電気抵抗調整剤として例えば酸化亜鉛を分散した、厚さ3μm程度の層である。表層82の材料は、耐摩耗性、耐クラック性などの強度の観点から、硬化性材料の中でも樹脂材料(硬化性樹脂)が好ましく、硬化性樹脂の中でも、不飽和二重結合含有アクリル共重合体を硬化させて得られるアクリル樹脂が好ましい。なお、電気抵抗調整剤(導電剤)としては、電子導電剤の他、イオン導電剤を用いてもよい。
Further, in this embodiment, the
一般に、ウレタンゴムとアクリル樹脂とは摺動による摩擦抵抗が大きく、クリーニングブレード21の捲れ、クリーニングブレード21の繰り返し使用による摩耗などが起こりやすい。なお、クリーニングブレード21の捲れは、ベルト搬送方向に対してカウンター方向に当接しているクリーニングブレード21の自由端部が、ベルト搬送方向に沿って当接するように捲れることをいう。
In general, urethane rubber and acrylic resin have a large frictional resistance due to sliding, and the
そこで、本実施例では、中間転写ベルト8の表面は、微細凹凸加工が施されて、ベルト搬送方向に沿って、ベルト幅方向に関する平均の溝間隔Iが2μm以上、10μm以下である溝(溝形状、溝部)83が複数並んで形成されている。本実施例では、溝83は、中間転写ベルト8の周方向(ベルト搬送方向)の略全域に存在する。また、本実施例では、溝83は、中間転写ベルト8の幅方向(ベルト幅方向)の略全域に存在する。なお、ベルト幅方向に関して、溝83は、クリーニングブレード21と中間転写ベルト8とが当接する領域の略全域(すなわち、クリーニングブレード21と中間転写ベルト8とが当接する領域の幅以上の領域)に形成されていればよい。
Therefore, in the present embodiment, the surface of the
微細凹凸形成手段として、一般に、研磨加工、切削加工、インプリント加工などが公知であり、所望の平均の溝間隔Iが得られるように、適宜選択して利用することができる。本実施例では、加工コストや生産性の観点から、微細凹凸加工を施す中間転写ベルト8の表層の基材であるアクリル樹脂の光硬化性を活かしたインプリント加工を採用した。
Polishing, cutting, imprinting, and the like are generally known as means for forming fine unevenness, and can be appropriately selected and used so as to obtain the desired average groove interval I. In the present embodiment, from the viewpoint of processing cost and productivity, imprinting processing that utilizes the photo-curing property of the acrylic resin, which is the base material of the surface layer of the
インプリント加工では、中間転写ベルト8の表面に形成したい凹凸形状と逆形状の微細凹凸形状が施された金型(図示せず)を、中間転写ベルト8の表層82の表面に押し当てる。本実施例では、金型は略円柱形状を有し、その円柱の回転方向と略平行に凸部が形成されている。これにより、金型の微細凹凸形状を中間転写ベルト8の表層82の表面に転写することで、中間転写ベルト8の表面に所望の凹凸形状を形成することができる。中間転写ベルト8の表面形状は、例えば、キーエンス社製のレーザー顕微鏡VK-X250などで計測することができる。
In the imprinting process, a mold (not shown) provided with a fine concave-convex shape opposite to the concave-convex shape desired to be formed on the surface of the
ここで、中間転写ベルト8の表面の溝83の幅(溝幅)Wは、溝83の長手軸線方向と略直交する方向における開口部の幅であり、表層82の最表面84に対し、溝として表層82の厚みが薄く形成された範囲として定義される。本実施例では、溝幅Wは、ベルト搬送方向と略直交する方向における溝83の開口部の幅である。本実施例では、この溝幅Wは1.2μmである。溝幅Wは、トナーの平均粒径未満とすることが好ましく、トナーの平均粒径の半分未満とすることがより好ましい。溝幅Wをトナーの平均粒径より小さくすることで、溝83にトナーが入り込みクリーニングブレード21をすり抜けることを抑制することができる。また、金型の凸部の倒れを抑制する観点などから、中間転写ベルト8の溝幅Wは0.5μm以上であることが好ましい。本実施例の構成では、中間転写ベルト8の溝幅Wは0.5μm以上、6μm以下程度の範囲であることが好ましく、1μm以上、2μm以下の範囲であることがより好ましい。
Here, the width (groove width) W of the
また、中間転写ベルト8の表面の溝83の深さ(溝深さ)Dは、中間転写ベルト8の厚さ方向における、溝83の開口部(最表面84の位置)から溝83の底部までの深さとして定義される。本実施例では、この溝深さDは、中間転写ベルト8の使用初期(新品時)において、0.45μmである。溝深さDは、中間転写ベルト8の使用初期において、0.2μm以上、表層82の厚み未満であることが好ましい。溝深さDが小さすぎると、中間転写ベルト8の表層の削れなどにより凹部が消失しやすくなったり、後述するようにクリーニング不良が発生しやすくなったりすることがある。また、溝深さDを表層82の厚さ未満とすることで、溝83は、基層81までは届かず、表層82のみに存在するよう形成される。ここで、中間転写ベルト8の表層の厚さは、薄すぎることによる耐久性の低下、厚すぎることによる表層の割れを抑制する観点などから、1μm以上、5μm以下程度、典型的には1μm以上、3μm以下程度とされる。
Further, the depth (groove depth) D of the
また、中間転写ベルト8の表面の溝83の間隔(溝間隔)Iは、隣接する溝83の開口部の、溝83の長手軸線方向と略直交する方向における一方の端部(図示の例では左端部)間の間隔として定義される。本実施例では、溝間隔Iは、ベルト搬送方向と略直交する方向に関する上記開口部の一方の端部間の間隔である。本実施例では、ベルト幅方向の略全域に3.5μmの等ピッチ(略同一の溝間隔)で溝83を形成することで、平均の溝間隔Iが3.5μmとされている。なお、溝間隔Iは、隣接する溝83の開口部の図中右端部間の間隔と定義してもよいし、隣接する溝83の底部間の間隔と定義してもよい。平均の溝間隔Iは、クリーニングブレード21の摩耗の抑制の観点などから適宜選択することができるが、2μm以上、10μm以下程度の範囲であることが好ましく、3μm以上、4μm以下の範囲であることがより好ましい。平均の溝間隔Iが小さすぎると均質な凹凸形状を形成することが難しくなることがある。また、平均の溝間隔Iが大きすぎると、クリーニングブレード21の摩耗を抑制することが難しくなることがある。
Further, the interval (groove interval) I between the
ここで、本実施例では、溝83は、ベルト搬送方向に沿う方向として、ベルト搬送方向と略平行に形成されている(図3(b))。また、本実施例では、溝83は、中間転写ベルト8の周方向(回転方向)の1周にわたって連続的に略直線状に形成されている。ただし、ベルト搬送方向に沿う方向は、ベルト幅方向に対して交差する方向に沿って延在していればよく、ベルト搬送方向に対して角度を有していてもよい(図14)。ベルト搬送方向に対して溝83の長手軸線方向がなす角度は、好ましくは45度以下、より好ましくは10度以下である。典型的には、本実施例のように、ベルト搬送方向と溝83の長手軸線方向とは略平行とされる。ベルト搬送方向に対して角度を有する溝83は、円柱の回転方向に対して斜めに凸部が形成された金型を用いたり、本実施例と同様の円柱の回転方向と略平行に凸部が形成された金型をベルト搬送方向に対して斜めにして用いたりして形成することができる。
Here, in this embodiment, the
4.光学センサ
次に、本実施例における光学センサ7について説明する。本実施例では、光学センサ7は、中間転写ベルト8の表面状態を検知する機能を有している。そして、本実施例では、エンジン制御部302は、その検知結果に基づいて、中間転写ベルト8の寿命に関する情報を報知するための処理を実行する。なお、この光学センサとしては、光源として可視光領域から近赤外領域の光、すなわち、400~1000nmの波長の光を発する発光ダイオードを備えたものを用いることが可能である。
4. Optical Sensor Next, the
また、本実施例では、中間転写ベルト8の表面状態を検知するための光学センサ7として、濃度補正制御及び色ずれ補正制御のための試験トナー像を検知するための光学センサ7を兼用する。つまり、本実施例では、光学センサ7は、濃度補正制御のための濃度センサ、及び色ずれ補正制御のための色ずれ検知センサとしての機能も有している。
In this embodiment, the
一般に、電子写真方式の画像形成装置は、使用する環境の変化、累積のプリント枚数などの諸条件によって、画像濃度や各画像形成部間の画像形成位置が変動する。その変動が過度となると、本来の正しい色調の色ずれのない高品位な画像が得られなくなってしまう。そこで、本実施例の画像形成装置100では、各色のトナーで中間転写ベルト8上に試験トナー像(パッチ)を試験的に中間転写ベルト8上に形成し、試験トナー像の濃度(トナー載り量)、あるいは試験トナー像の位置ずれを、光学センサ7を用いて検知する。そして、その検知結果に基づいて、露光量、現像バイアスなどにフィードバックをかける濃度補正制御、あるいは各色の露光装置3のレーザー光の書き出しタイミングを変える色ずれ補正制御を行う。これにより、安定して高品位の画像が得られるようになっている。
Generally, in an electrophotographic image forming apparatus, image density and image forming positions between image forming units fluctuate depending on various conditions such as changes in the environment in which they are used and the cumulative number of printed sheets. If the variation becomes excessive, it becomes impossible to obtain a high-quality image without color deviation of the original correct color tone. Therefore, in the
図4(a)は、光学センサ7の模式的な断面図である。光学センサ7は、LED(発光ダイオード)などで構成された発光素子71、フォトダイオードなどで構成された正反射受光素子72、及びフォトダイオードなどで構成された乱反射受光素子73などを有している。また、光学センサ7は、ホルダー74、及び光透過可能な保護カバー(あるいはモールドレンズ部)75などを有している。光学センサ7は、発光素子71から中間転写ベルト8の表面又は中間転写ベルト8上の試験トナー像Tに光を照射し、中間転写ベルト8の表面又は試験トナー像Tからの反射光を正反射受光素子72及び乱反射受光素子73で受光する。正反射受光素子72及び乱反射受光素子73は、それぞれ受光光量に応じた電気信号を出力する。光学センサ7の検知結果(出力信号)は、エンジン制御部302に入力される。これにより、中間転写ベルト8の表面特性又は中間転写ベルト8の反射率に対する、試験トナー像Tの反射率の比や差に基づいて、試験トナー像Tの濃度、あるいは試験トナー像Tの有無(位置)を測定することができる。
FIG. 4A is a schematic cross-sectional view of the
本実施例では、発光素子71としては、中心波長λ=840nmの近赤外のLEDを用いた。そして、この発光素子71は、中間転写ベルト8の法線方向を0°とした場合、入射角θi=-20°の角度から中間転写ベルト8の表面に光を照射する。また、本実施例では、上記のように中間転写ベルト8の法線方向を0°とした場合、正反射受光素子72は+20°、乱反射受光素子73は0°の角度で中間転写ベルト8又は試験トナー像Tからの反射光を受光するように構成されている。
In this embodiment, a near-infrared LED with a center wavelength λ of 840 nm is used as the
ここで、中間転写ベルト8又は試験トナー像Tからの反射光には、正反射成分と乱反射(拡散)成分との両方の成分が含まれている。正反射受光素子72は正反射成分と乱反射成分との両方を含んだ反射光を受光し、乱反射受光素子73は乱反射成分のみを受光する構成となっている。中間転写ベルト8上に濃度の高い試験トナー像Tが形成され、中間転写ベルト8の表面が被覆されると、トナーによって光が遮断されて、正反射光が減少し、正反射受光素子72の出力は低下する。一方、本実施例で使用した840nmの赤外光に対して、イエロー、マゼンタ、シアントナーは拡散反射する特徴を持つため、中間転写ベルト8上のトナーの付着量が増大すると、イエロー、マゼンタ、シアンに関しては、乱反射受光素子73の出力が大きくなる。正反射受光素子72の出力から乱反射受光素子73の出力を差し引いた差を用いることで、正反射成分のみの反射光量を得ることができる。本実施例では、このように正反射光の光量(強度)と乱反射光の光量(強度)との両方を検知することにより、高濃度から低濃度までの濃度を精度よく検知できるようになっている。また、光学センサ7は、中間転写ベルト8上のトナーの色を見分けることはできない。そのため、各単色のトナー像の階調を検知するための試験トナー像Tを中間転写ベルト8上に形成する。
Here, the reflected light from the
5.回折現象
図4(b)は、反射型回折格子による回折現象を説明するための模式図である。一般的に、格子間隔をd、光線波長をλ、回折格子の法線方向に対する光線の入射角度をθi、反射角度をθm、回折次数をm(m=±0、±1、±2、・・・の正負の整数)としたとき、反射型回折格子からの回折角を示す方程式は、次の(式1)で表される。
d[sin(θi)+sin(θm)]=mλ (式1)
5. Diffraction Phenomenon FIG. 4B is a schematic diagram for explaining the diffraction phenomenon caused by a reflective diffraction grating. In general, d is the grating interval, λ is the wavelength of the light beam, θi is the incident angle of the light beam with respect to the normal direction of the diffraction grating, θm is the reflection angle, and m is the diffraction order (m = ±0, ±1, ±2, · (positive and negative integers of .
d[sin(θi)+sin(θm)]=mλ (equation 1)
m=0の場合(すなわち、正反射の場合)、θi=-θmとなり、正反射光については、格子間隔d、光線波長λに依存しない。 When m=0 (ie, specular reflection), θi=−θm, and the specular reflection does not depend on the lattice spacing d and the light wavelength λ.
それ以外の次数の場合、格子間隔d、光線波長λに依存して、各反射光の光路差が波長の整数倍になる角度θmで反射光が強め合う。回折角度θmについて(式1)を展開すると、次の(式2)で表される。
sinθm=mλ/d-sinθi (式2)
In the case of other orders, the reflected lights reinforce each other at an angle θm at which the optical path difference of each reflected light becomes an integral multiple of the wavelength, depending on the lattice spacing d and the light wavelength λ. When (Equation 1) is expanded for the diffraction angle θm, it is represented by the following (Equation 2).
sin θm=mλ/d−sin θi (Equation 2)
そして、照射面の法線に対する入射角度を負と定義すると、以下の傾向を示す。
・入射角θiが大きいほど、(式2)右辺は大となり、回折角θmは大きくなる
・光線波長λが大きいほど、(式2)右辺は大となり、回折角θmは大きくなる
・格子間隔dが小さいほど、(式2)右辺は大となり、回折角θmは大きくなる
When the angle of incidence with respect to the normal to the irradiated surface is defined as negative, the following tendencies are exhibited.
・As the incident angle θi increases, the right side of (Equation 2) increases and the diffraction angle θm increases. ・As the light wavelength λ increases, the right side of (Equation 2) increases and the diffraction angle θm increases. is smaller, the right side of (Equation 2) is larger and the diffraction angle θm is larger.
本実施例の中間転写ベルト8では、表面に形成された溝83の平均の溝間隔Iが、上記格子間隔dに対応し、光学センサ7の発光素子71からの光が回折する。
In the
図5は、中間転写ベルト8の平均の溝間隔Iを振ったときの、本実施例の光学センサ7からの照射光によるm=-5次~+2次の回折光の回折角度を示すグラフ図である。(式2)からわかるように、回折角度は格子間隔d(ここでは、平均の溝間隔I)に反比例している。そのため、図5に示すように、平均の溝間隔Iが小さくなるほど、回折角度の範囲が拡がる。
FIG. 5 is a graph showing diffraction angles of m=-5th to +2nd order diffracted light from the light emitted from the
本実施例では、光学センサ7の正反射光受光素子72による正反射光の受光範囲は、図5中に破線で示す20°±5°の範囲である。この範囲に着目すると、平均の溝間隔Iが50μmまで小さくなると、-5次の回折光が受光範囲から外れることがわかる。平均の溝間隔Iが更に小さくなると、より低次の回折光が受光範囲から外れるようになる。そして、本実施例における平均の溝間隔Iである3.5μm(図5中の最も左の各点)まで小さくなると、0次の反射光(すなわち、正反射光)以外の反射光(すなわち、回折光)は、すべて受光範囲から外れることがわかる。一方、本実施例では、光学センサ7の乱反射光受光素子73による乱反射光の受光範囲は、図5中に一点鎖線で示す0°±5度の範囲である。この範囲に着目すると、例えば本実施例における平均の溝間隔Iである3.5μm(図5中の最も左の各点)では、-1次の回折光が混入することがわかる。
In this embodiment, the specularly reflected light receiving range of the specularly reflected light receiving
ここでは、光学センサ7からの照射光によって回折が発生する像担持体を用いる画像形成装置とは、次のように定義されるものである。すなわち、像担持体の寿命期間の少なくとも一部で、光学センサ7からの照射光によって像担持体の表面で回折が発生し、回折光の一部が光学センサ7の受光範囲(正反射受光範囲)から外れるか又は光学センサ7の受光範囲(乱反射受光範囲)に入ることがある構成の画像形成装置である。
Here, an image forming apparatus using an image carrier that causes diffraction by irradiation light from the
6.回折光の散乱特性
図6は、次のようにして得た散乱光の角度分布特性(以下、双方向反射率分布関数の頭文字をとって「BRDF」という。)を示すグラフ図である。図6のBRDF(実線)は、本実施例と同様にして平均の溝間隔Iが3.7μmの凹凸形状が形成された中間転写ベルト8の表面に、λ=622nmの光を入射角-20°で照射して得たものである。なお、BRDFの測定は、サイバネット(株)社の小型簡易散乱測定器Mini-Diff V1を用いて行った。図6には、比較例として、表面に微細凹凸加工を施す前のアクリル樹脂コートをしただけのベルト(以下、「コートベルト」という。)のBRDFを破線で併記している。
6. Scattering Characteristics of Diffracted Light FIG. 6 is a graph showing angular distribution characteristics of scattered light (hereinafter referred to as “BRDF”, which is an acronym for bidirectional reflectance distribution function) obtained as follows. BRDF (solid line) in FIG. 6 shows that light of λ=622 nm is applied at an incident angle of −20 to the surface of the
図6からわかるように、コートベルトのBRDFは、正反射光のピークに対してブロードに乱反射成分が広がっている。これに対し、微細凹凸加工を施した中間転写ベルト8のBRDFは、0次の正反射光量が減り、周期的な角度で反射光量が大きくなる回折が起きている。また、回折光の強度は、次数mが大きくなるほど低下していく。すなわち、正反射光に関しては、同一の照射光量で微細凹凸加工を施した中間転写ベルト8の表面に光を照射した場合、平均の溝間隔Iが小さくなるほど、低次の回折光しか検知できなくため、反射光量が少なくなる。
As can be seen from FIG. 6, in the BRDF of the coated belt, the diffuse reflection component spreads broadly with respect to the peak of the specular reflection light. On the other hand, in the BRDF of the
7.溝深さと反射光との関係
図7は、本実施例の光学センサ7を用いた場合の、溝深さDと正反射光量及び乱反射光量との関係を示すグラフ図である。図7において、横軸は溝深さD、縦軸は光学センサ7の正反射受光素子72の出力(正反射光量)及び乱反射受光素子73の出力(乱反射光量)を示す。ここでは、アクリル樹脂の光硬化条件とインプリント加工時の転写圧を調整して得た、表面に溝深さDが異なる凹凸形状を有する中間転写ベルト8(溝深さD=0.15μm、0.30μm、0.40μmの3水準)と、コートベルト(溝深さD=0μm)と、を準備した。そして、本実施例の光学センサ7を用いて、同一の照射光量で各ベルトの表面に光を照射した際の反射光量を比較した。
7. Relationship Between Groove Depth and Reflected Light FIG. 7 is a graph showing the relationship between the groove depth D and the amount of regular reflection light and the amount of diffuse reflection light when the
図7に示すように、溝深さDが小さくなるにつれて、正反射光に関しては反射光量が大きくなり、乱反射光に関しては反射光量が小さくなった。これは、図6のBRDFからわかるように、溝深さDが小さくなるについて、回折光が減少し、コートベルトの反射光量に近づいていためであると考えられる。また、これは、ラミナー回折格子において知られている、溝深さとデューティ比(溝周期に対する溝幅)とで回折効率が変化する挙動とも一致していた。 As shown in FIG. 7, as the groove depth D became smaller, the amount of specularly reflected light increased and the amount of irregularly reflected light decreased. As can be seen from the BRDF in FIG. 6, this is considered to be because the amount of diffracted light decreases as the groove depth D decreases, approaching the amount of reflected light from the coated belt. This also coincided with the behavior of the diffraction efficiency that changes with the groove depth and the duty ratio (groove width with respect to the groove period), which is known for laminar diffraction gratings.
8.中間転写ベルトの使用に伴う光学センサの出力の変化と溝深さの変化との関係
図8は、本実施例の画像形成装置100における、プリント枚数と正反射光量及び乱反射光量との関係を示すグラフ図である。図8において、横軸はプリント枚数、縦軸は光学センサ7の正反射受光素子72の出力(正反射光量)及び乱反射受光素子73の出力(乱反射光量)を示す。ここでは、温度23℃、相対湿度50%環境下にて、OCE社製Extra坪量80g/m2、A4紙を用い、各色の印字率(画像比率)が5%のテキストパターンを4枚間欠で出力する耐久試験を行った。なお、4枚間欠とは、4枚の記録材Pに画像を形成して出力するジョブを、所定の時間間隔ごとに繰り返す出力方法のことをいう。そして、所定のプリント枚数(約5000枚)ごとに、光学センサ7から同一の照射光量で中間転写ベルト8の表面に光を照射し、中間転写ベルト8の使用初期からの反射光量の推移と、中間転写ベルト8の使用初期からの平均の溝深さDの推移と、を計測した。なお、各計測タイミングにおいて、正反射光量及び乱反射光量は、それぞれ中間転写ベルト8の1周分の平均値を計測した。また、溝深さDは、キーエンス社製のレーザー顕微鏡VK-X250を用いて計測した平均値である。
8. Relationship Between Change in Output of Optical Sensor and Change in Groove Depth Accompanied by Use of Intermediate Transfer Belt FIG. It is a graph diagram. In FIG. 8, the horizontal axis indicates the number of prints, and the vertical axis indicates the output (specular reflection light amount) of the specular reflection
正反射光量に着目すると、中間転写ベルト8の使用初期からしばらくは減少するものの、その後は単調増加する傾向が見られた。一方、乱反射光量に着目すると、中間転写ベルト8の使用初期からわずかに増加するものの、その後は単調減少する傾向が見られた。また、平均の溝深さDに着目すると、正反射の増加及び乱反射の減少とよく一致して減少する傾向が見られた。
Focusing on the amount of specularly reflected light, there was a tendency that although the amount decreased for a while from the beginning of use of the
上記結果から、次のことがわかる。つまり、中間転写ベルト8の使用初期は、中間転写ベルト8へのトナーワックス成分や放電生成物の付着などによるフィルミングによって光学センサ7かの照射光はわずかに吸収され、正反射光量は減少する。しかし、その後は、中間転写ベルト8の表層82の摩耗による溝深さDの変化(減少)に伴い、図5で説明した平滑な表面からの反射に近づき、回折光の強度が低下して正反射光量が増加したものと考えられる。一般に、平滑な中間転写ベルト8の場合は、同一の照射光量で中間転写ベルト8の表面に光を照射した場合、中間転写ベルト8の使用に伴って正反射光は減少する。これに対し、本実施例における上記正反射光の増加分は、純粋に中間転写ベルト8の表面の溝深さDが小さくなっていることを示すものと考えられる。そのため、正反射光量の初期値からの変化(変化率、変化量)に基づいて、溝深さDを推定することができる。
The above results show the following. In other words, in the initial period of use of the
ここで、クリーニングブレード21は、中間転写ベルト8との当接部(クリーニングニップ部)にトナーやその外添剤で潤滑層が形成されていることで、中間転写ベルト8との間の適度な摩擦力が維持されて、適切なクリーニング性能を発揮できる。中間転写ベルト8の表面の溝深さDが所定値以下となった場合は、溝83に詰まったトナーや外添剤の成分がクリーニングニップ部の潤滑層を決壊させてしまうことがある。また、潤滑剤層が決壊させられたことでクリーニングブレード21と中間転写ベルト8との間の摩擦力が増大して、クリーニングブレード21の先端の欠損が発生することがある。そのため、溝深さDが所定値以下になると、クリーニング不良が発生してしまう可能性がある。実際、上記耐久試験において、最終的にプリント枚数が350000枚に達した時点(図8中の溝深さDが▲で示されている時点)で、クリーニング性能が許容限界以下となり、クリーニング不良が発生した。
Here, the
なお、上記耐久試験で用いた中間転写ベルト8の使用初期の平均の溝深さDは0.45μmであり、クリーニング不良が発生した時点での平均の溝深さDは0.2μm未満であった。また、上記耐久試験において、中間転写ベルト8の1周での正反射受光素子72の出力(正反射光量)の平均値は、中間転写ベルト8の使用初期は1.6Vであり、クリーニング不良が発生した時点では2.6Vであった。
The average groove depth D of the
9.中間転写ベルトの寿命検知
本実施例では、表面に凹凸形状が形成され光学センサ7からの照射光によって回折が発生する中間転写ベルト8を用いた構成において、中間転写ベルト8の使用に伴う溝深さDの変化による光学センサ7の検知結果の変化に基づいて中間転写ベルト8の寿命を判断する。そして、中間転写ベルト8が寿命に到達したと判断した場合に、中間転写ベルト8の寿命に関する情報をユーザーやサービス担当者などの操作者に報知するための処理を実行する。
9. Intermediate Transfer Belt Life Detection In the present embodiment, in a configuration using an
以下、本実施例における中間転写ベルト8の寿命検知方法について更に詳しく説明する。本実施例では、所定の照射光量で中間転写ベルト8の表面に光を照射した際の光学センサ7の正反射受光素子72の出力の、中間転写ベルト8の使用初期からの変化率に基づいて、中間転写ベルト8の寿命を判断する。図9は、本実施例における中間転写ベルト8の寿命検知の手順の概略を示すフローチャート図である。
A method for detecting the life of the
・Step1
エンジン制御部302は、画像形成装置100が初めて起動された場合、あるいは交換検知部306によってベルトユニット12が交換されて新品のベルトユニット12が装着されたことを検知した場合に、中間転写ベルト8の寿命検知の手順を開始する。
・
・Step2
エンジン制御部302は、濃度補正制御及び色ずれ補正制御の動作を開始し、濃度補正制御及び色ずれ補正制御用の光学センサ7の照射光量(第1の照射光量)L1を決定する。なお、本実施例では、濃度補正制御及び色ずれ補正制御用の照射光量L1は、中間転写ベルト8の表面の反射率と最大濃度の試験トナー像Tの反射率との差が最も大きくなるように選択する。つまり、本実施例では、濃度補正制御及び色ずれ補正制御用の照射光量L1は、光学センサ7の出力が試験トナー像Tのトナー載り量に対して飽和しない範囲で、光学センサ7のダイナミックレンジを最も広くできるように選択する。
・Step2
The
・Step3
エンジン制御部302は、中間転写ベルト8の寿命検知用の光学センサ7の照射光量(第2の照射光量)L2を決定する。つまり、中間転写ベルト8の使用に伴う、中間転写ベルト8の表層82の摩耗による溝深さDの変化量、及びそれによる正反射光量の増加分に対応して、上記最適な濃度補正制御及び色ずれ補正制御用の照射光量L1が変わる。そこで、本実施例では、中間転写ベルト8の使用量の増加に伴って、濃度補正制御及び色ずれ補正制御用の照射光量L1を変更している。一方、中間転写ベルト8の寿命検知用の光学センサ7の照射光量L2は、中間転写ベルト8の使用量の増加にかかわらず、所定の照射光量で一定としている。具体的には、本実施例では、Step2で新品の中間転写ベルト8に対して決定した濃度補正制御及び色ずれ補正制御用の照射光量L1の半分の光量を、中間転写ベルト8の寿命検知用の照射光量L2としている。なお、光学センサ7の照射光量は、中間転写ベルト8の表面の単位面積当たりに一定時間内に照射される光(放射エネルギー)の量であり、公知の光量測定器により測定することができる。ただし、光学センサ7の照射光量は、発光素子71の駆動電流(mA)の大きさで代表することができる。例えば、駆動電流と照射光量とが略比例関係にある場合、第1の照射光量L1の半分の第2の照射光量L2は、第1の照射光量L1を得るための駆動電流の半分の駆動電流で得られる照射光量である。
・Step3
The
・Step4
エンジン制御部302は、新品の中間転写ベルト8について、中間転写ベルト8の1周分の光学センサ7の照射光量L2での正反射受光素子72の出力の平均値V2_iniを取得し、不揮発メモリ303に記憶させる。なお、本実施例では、中間転写ベルト8のベルト搬送方向の長さは720mmである。また、中間転写ベルト8の1周分の光学センサ7の正反射受光素子72の出力の平均値を取得することを、以下、単に「表面状態の測定」ともいう。
・
The
・Step5
エンジン制御部302は、所定のタイミングとして、前回の表面状態の測定からのプリント枚数が所定の閾値N枚に達した場合に、Step6に進む。つまり、本実施例では、エンジン制御部302は、1枚の記録材Pに画像を形成して出力するごとにプリント枚数を逐次積算して記憶する、計数手段としての機能を有する。そして、エンジン制御部302は、1枚の記録材Pに画像を形成して出力するごとに、前回の表面状態の測定からの累積のプリント枚数と、予め設定されてエンジン制御部302内のROMに格納されている閾値N枚と、を比較する。本実施例では、閾値N=5000枚とした。なお、プリント枚数は、所定のサイズ(例えばA4サイズ)に換算した枚数で設定されていてよい。また、表面状態の測定を行うタイミングは、プリント枚数で設定することに限定されるものではない。表面状態の測定を行うタイミングは、中間転写ベルト8の回転時間や回転回数、その他の回転部材の回転時間や回転回数など、中間転写ベルト8の使用量と相関する任意の指標値を用いて設定することができる。
・
The
・Step6
エンジン制御部302は、中間転写ベルト8の1周分の光学センサ7の照射光量L2での正反射受光素子72の出力の平均値V2_Nを取得し、不揮発メモリ303に記憶させる。このように、本実施例では、プリント枚数N枚ごとに、同一の照射光量L2で中間転写ベルト8の表面状態の測定を行い、測定結果を不揮発メモリ303に保存する。なお、本実施例では、前回の表面状態の測定からのプリント枚数がN枚を経過した直後に次の表面状態の測定を行うのではなく、N枚をまたぐジョブの全ての画像の出力が終了した後のプリント終了処理中に次の表面状態の測定を行うようにした。ここで、ジョブとは、1つの開始指示により開始される、単数又は複数の記録材Pに画像を形成して出力する一連の動作のことをいう。また、プリント終了処理(後回転動作)とは、ジョブの最後の画像を出力した後に、所定の整理動作(準備動作)などのために感光ドラム1や中間転写ベルト8が回転させられている状態のことをいう。なお、中間転写ベルト8の表面状態の測定は、記録材Pに転写して出力する画像を形成する画像形成時以外の期間である非画像形成時であれば、任意のタイミングで行うことができる。非画像形成時としては、上記後回転動作(プリント終了処理)時の他、画像形成前の準備動作の期間である前多回転動作時や前回転動作時、連続画像形成中の記録材Pと記録材Pとの間に対応する期間である紙間動作時などが挙げられる。
・Step 6
The
・Step7
エンジン制御部302は、新品の中間転写ベルト8の表面状態の測定結果V2_iniに対する、現在の中間転写ベルト8の表面状態の測定結果V2_Nの変化率、すなわち、V2_N/V2_iniを計算する。そして、エンジン制御部302は、該変化率と、所定の閾値Rと、を比較し、該変化率が閾値Rより大きいか否かを判断する。閾値Rは、予め設定されてエンジン制御部302内のROMに格納されている。なお、本実施例では、光学センサ7の正反射受光素子72の出力のみを参照し、図8に示した実験結果に基づいて、閾値R=1.625倍とした。つまり、この閾値Rは、溝深さDが0.2μm未満となりクリーニング不良が発生する可能性がある場合の光学センサ7の出力の、溝深さDが0.45μm(新品の中間転写ベルト8)の光学センサ7の出力に対する比率に相当する。ただし、閾値Rは、本実施例の値に限定されるものではなく、クリーニング性能を満足できる溝深さDなどに応じて適宜設定することができる。
・Step7
The
・Step8
エンジン制御部302は、Step7において、所定の閾値Rを超えていると判断した場合、中間転写ベルト8が寿命に到達したと判断し、中間転写ベルト8の寿命に関する情報を報知するための処理を実行する。本実施例では、該処理として、操作部308又はホストコンピュータ200の表示手段において、中間転写ベルト8が寿命に到達したこと知らせる情報、あるいは中間転写ベルト8の交換を促す情報を表示するための処理を実行する。
・Step8
If the
10.効果
このように、本実施例の画像形成装置100は、中間転写ベルト8の寿命に関する情報を報知するための処理を実行可能な制御手段(エンジン制御部)302を有する。また、本実施例の画像形成装置100は、中間転写ベルト8の寿命期間の少なくとも一部で、光学センサ7からの照射光によって中間転写ベルト8の表面で回折が発生し、回折光の一部が光学センサ7の受光範囲から外れるか又は光学センサ7の受光範囲に入るように構成されている。そして、本実施例では、制御手段302は、光学センサ7により中間転写ベルト8の表面に光を照射して取得した光学センサ7の検知結果に基づいて上記処理を実行する。特に、本実施例では、制御手段302は、第1のタイミングにおいて光学センサ7から所定の照射光量で中間転写ベルト8の表面に光を照射して取得した光学センサ7の第1の検知結果と、第1のタイミングより後の第2のタイミングにおいて光学センサ7から上記所定の照射光量で中間転写ベルト8に光を照射して取得した光学センサ7の第2の検知結果と、の間の変化に関する指標に基づいて、上記処理を実行する。本実施例では、光学センサ7は、中間転写ベルト8の表面からの正反射光を受光可能であり、制御手段302は、光学センサ7が受光する正反射光の増加量を示す上記指標に基づいて上記処理を実行する。また、本実施例では、制御手段302は、上記指標が所定の閾値を超えた場合に、上記処理を実行する。また、本実施例では、上記指標は、上記第1の検知結果と上記第2の検知結果との間の変化率である。また、本実施例では、光学センサ7は、像担持体上に形成される試験トナー像を検知する手段を兼ねる。そして、本実施例では、上記所定の照射光量は、光学センサ7が試験トナー像を検知する際の照射光量とは異なる。ここで、上記試験トナー像は、画像濃度制御用又は色ずれ補正制御用の試験トナー像であってよい。また、本実施例では、中間転写ベルト8の表面には、ベルト搬送方向に沿った複数の溝が、ベルト幅方向に並んで形成されている。そして、本実施例では、隣接する上記溝間の間隔の平均値は、2μm以上、10μm以下である。また、本実施例では、隣接する上記溝間の間隔は、ベルト幅方向の略全域で略同一である。
10. Effect As described above, the
以上説明したように、本実施例では、中間転写ベルト8の使用に伴う溝深さDの変化による光学センサ7の検知結果の変化に基づいて、中間転写ベルト8の寿命を判断する。これにより、本実施例によれば、表面に凹凸形状が形成された中間転写ベルト8の寿命に関する情報を精度よく報知することが可能となる。
As described above, in this embodiment, the service life of the
なお、ここで、例えば従来技術として知られる、特許文献2に記載されるような従来の寿命検知方法では、中間転写ベルトの使用初期には中間転写ベルトからの乱反射成分がないことを前提としている。そして、予め実験的に求められた設定値以上に乱反射成分が増加した場合に、中間転写ベルトが寿命に到達したと判断している。そのため、このような従来の寿命検知方法では、本実施例のような光学センサからの照射光により回折が発生する中間転写ベルト8に関して、正しく中間転写ベルト8の寿命を判断することができない場合がある。一方で、本実施例によれば、表面に凹凸形状が形成された中間転写ベルト8の寿命に関する情報を精度よく判断又は報知することが可能となる。
Here, for example, in the conventional life detection method, which is known as a conventional technique and is described in Patent Document 2, it is assumed that there is no diffuse reflection component from the intermediate transfer belt at the beginning of use of the intermediate transfer belt. . When the diffused reflection component increases beyond a set value obtained experimentally in advance, it is determined that the intermediate transfer belt has reached the end of its service life. Therefore, in such a conventional life detection method, it may not be possible to accurately determine the life of the
11.変形例
次に、本実施例の変形例について説明する。
11. Modification Next, a modification of this embodiment will be described.
画像形成装置100は、光学センサ7の清掃手段としての清掃機構を有していてよい。図10(a)は、光学センサ7の清掃機構30の一例を示す模式図である。図示の例では、清掃機構30は、光学センサ7の受光部(受光面)である保護カバー(あるいはモールドレンズ部)75を清掃する清掃部材31と、清掃部31を光学センサ7に対して相対移動させる移動部材32と、を有する。清掃部材31としては、例えば、不織布、フェルト、スポンジなどを用いることができる。また、移動部材32としては、例えば、プロセスカートリッジPやベルトユニット12の交換のための装置本体110のドア(図示せず)の開閉に連動して、ベルト幅方向に往復動作するものなどを用いることができる。なお、移動部材32が駆動手段としての駆動モータなどから伝達される駆動力によって所定のタイミングで駆動されるようになっていてもよい。図示の例では、清掃機構30は、上記ドアの開閉に連動して、光学センサ7の保護カバー75を清掃する。画像形成装置100が清掃機構30を有する場合、清掃機構30が動作した後の所定の期間における光学センサ7の検知結果に基づいて、中間転写ベルト8の寿命を判断することができる。つまり、光学センサ7の保護カバー75にトナーなどが付着していると、中間転写ベルト8の使用に伴う溝深さDの変化による光学センサ7の検知結果の変化の検知精度が低下する可能性がある。そのため、清掃機構30により清掃された後の所定の期間内の光学センサ7の検知結果を真値として、中間転写ベルト8の寿命の判断に用いることができる。該所定の期間は、保護カバー75へのトナーの付着などによって光学センサ7の検知結果が影響を受けるようになるまでの期間などとして、予め実験などにより求めることができる。このように、画像形成装置100は、光学センサ7を清掃する清掃機構30を有していてよい。この場合、制御手段302は、清掃機構30による光学センサ7の清掃が行われた後の所定の期間内の光学センサ7の検知結果に基づいて、上記処理を実行することができる。
The
図10(b)は、この場合の中間転写ベルト8の寿命検知の手順の概略を示すフローチャート図である。エンジン制御部302は、清掃機構30の動作が行われた時期に関する取得し、不揮発メモリ303に記憶させる(Step11)。なお、エンジン制御部302は、例えば上記ドアが閉じられたこと(あるいは開かれたこと)を検知するドアセンサ(図示せず)からの検知信号に基づいて、清掃機構30の動作が行われた時期(日時、時刻など)に関する情報を取得することができる。エンジン制御部302は、図9を参照して説明したようにして光学センサ7の検知結果の変化率が閾値を超えたと判断した場合(Step12)、前回の清掃機構30の動作から所定の期間内であるか否かを判断する(Step13)。なお、本例の場合、新品の中間転写ベルト8に関する光学センサ7の検知結果の取得前には、上記ドアが開閉されて、清掃機構30の清掃動作が行われている。また、上記所定の期間は、前回の清掃機構30の動作が行われた時期からの経過時間、あるいは該時期の後のプリント枚数などの中間転写ベルト8の使用量と相関する指標値の積算値などで設定することができる。この場合、エンジン制御部302は、上記経過時間や指標値の積算値を計数する計数手段としての機能を有する。そして、エンジン制御部302は、Step13で所定の期間内であると判断した場合は図9のStep8に進み、中間転写ベルト8の寿命に関する情報を報知するための処理を実行する。一方、エンジン制御部302は、Step13で所定の期間内ではない(すなわち、所定の期間を過ぎている)と判断した場合は図9のStep5に進み、次回の中間転写ベルト8の表面状態の測定に待機する。このようにして、光学センサ7の検知結果の変化率が閾値を超えた場合に直ちに寿命を報知するのではなく、清掃機構30が動作した後の所定の期間内に該変化率が閾値を超えた場合に、中間転写ベルト8の寿命を報知することができる。
FIG. 10B is a flow chart showing an outline of the procedure for detecting the life of the
また、本実施例では、光学センサ7による正反射光の検知結果に基づいて中間転写ベルト8の寿命を判断したが、本発明はこれに限定されるものではない。図8からわかるように、光学センサ7による乱反射光の検知結果も中間転写ベルト8の使用に伴って変化(典型的には乱反射光量が減少)する。したがって、光学センサ7による乱反射光の検知結果のみ、あるいは正反射光の検知結果と乱反射光の検知結果との両方を用いて、中間転写ベルト8の寿命を判断してもよい。乱反射光の検知結果のみを用いる場合、乱反射光の検知結果の変化率が所定の閾値よりも大きくなった場合に、中間転写ベルト8の寿命に関する情報を報知するための処理を実行することができる。また、正反射光の検知結果と乱反射光の検知結果との両方を用いる場合、いずれか一方又は両方の検知結果の変化率が所定の閾値よりも大きくなった場合に、中間転写ベルト8の寿命に関する情報を報知するための処理を実行することができる。この場合、正反射光の検知結果用と乱反射光の検知結果用とで、閾値は同一であっても異なっていてもよい。このように、光学センサ7が、中間転写ベルト8の表面からの乱反射光を受光可能であり、制御手段302が、光学センサ7が受光する乱反射光の減少量を示す上記指標に基づいて上記処理を実行するようになっていてもよい。
Further, in this embodiment, the life of the
また、本実施例では、光学センサ7の検知結果の変化の指標として、基準値(本実施例では中間転写ベルト8の新品時の検知結果)に対する変化率を用いたが、該指標としては基準との間の差分(すなわち変化量)などの任意の指標を用いることができる。
Further, in this embodiment, as an index of change in the detection result of the
また、本実施例では、光学センサ7の検知結果の変化の指標(本実施例では変化率)が所定の閾値を超えた場合に中間転写ベルト8が寿命に到達したことを知らせる情報を報知したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、プリント枚数N枚ごとなどの所定のタイミングごとに、光学センサ7の検知結果の変化の指標(変化率、変化量)を不揮発メモリ303に記憶することができる。そして、その光学センサ7の検知結果の変化の指標の推移をモニタし、中間転写ベルト8の寿命残量がどの程度あるかを求め、中間転写ベルト8の寿命残量を逐次にあるいは操作者の指示に応じて報知するようにしてもよい。この場合、例えば、新品の中間転写ベルト8に関する光学センサ7の検知結果を寿命残量100%に対応するものとし、上記閾値に対応する光学センサ7の検知結果を寿命残量0%に対応するものとすることができる。また、例えば、光学センサ7の検知結果の変化に対して複数の閾値を設定し、中間転写ベルト8の寿命が近づいたことを知らせる情報、及び中間転写ベルト8が寿命に到達したことを知らせる情報、などを順次報知するようにしてもよい。
In this embodiment, information indicating that the
また、本実施例では、中間転写ベルト8の寿命に関する情報の報知は、表示手段における表示(寿命に到達したことを知らせるメッセージや交換を促すメッセージの表示など)によって行うものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、警告灯の点灯や点滅、音声によるメッセージの発音など、中間転写ベルト8の寿命に関する情報を報知することのできる任意の方法を用いることができる。
Further, in the present embodiment, information regarding the life of the
また、本実施例では、中間転写ベルト8の表面状態は、中間転写ベルト8の1周分にわたり検知したが、本発明はこれに限定されるものではなく、十分な精度で中間転写ベルト8の表面状態を検知できれば、1周分よりも短い区間で検知してもよい。
In this embodiment, the surface condition of the
[実施例2]
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例1の画像形成装置のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において実施例1の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、実施例1と同一の符号を付して、詳しい説明を省略する。
[Example 2]
Another embodiment of the present invention will now be described. The basic configuration and operation of the image forming apparatus of this embodiment are the same as those of the image forming apparatus of the first embodiment. Accordingly, in the image forming apparatus of the present embodiment, elements having the same or corresponding functions or configurations as those of the image forming apparatus of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted. .
本実施例では、中間転写ベルト8は、その周方向の一部に、表面の微細凹凸加工が重複して行われた部分を有する。そして、本実施例では、その部分に関する光学センサ7の検知結果を、中間転写ベルト8の寿命検知における光学センサ7の検知結果の変化の計算から除外する。これによって、より精度よく中間転写ベルト8の寿命を判断できるようにする。
In this embodiment, the
図11は、本実施例の中間転写ベルト8の模式的な斜視図である。本実施例の中間転写ベルト8は、インプリント加工により表面に凹凸形状が形成されている。インプリント加工では、金型を中間転写ベルト8の表面に押し当て始める段階、及び金型を中間転写ベルト8の表面から離し始める段階において、加圧力を段階的に変えることがある。これは、表面が硬化した中間転写ベルト8に余計な方向の負荷を与えて破断などが生じることがないようにするためである。また、ベルト幅方向に関してμm単位で溝83の始点と終点とを完全に一致させることが難しく、中間転写ベルト8の周方向の一部で溝83の始点側の一部と終点側の一部とが重複する部分が存在することがある。そのため、中間転写ベルト8の周方向において、微細凹凸加工が重複して行われていない非重複領域(非重複部)Xと、微細凹凸加工が重複して行われた重複領域(重複部)Yとで、平均の溝間隔I及び溝深さDが異なることがある。なお、重複領域Yにおいて、平均の溝間隔I及び溝深さDのうちいずれか一方のみが異なっていることもあり得る。
FIG. 11 is a schematic perspective view of the
図12は、非重複領域X、重複領域Yのそれぞれにおいて、ベルト搬送方向と略直交する方向に切った(ベルト搬送方向に沿って見た)場合の中間転写ベルト8の表層付近の模式的な拡大部分断面図である。非重複領域X及び重複領域Yには、実施例1と同様に、ベルト搬送方向に沿う溝(溝形状、溝部)83が形成されている。本実施例では、平均の溝間隔Iは、非領域Xでは3.5μm、重複領域Yでは1.8μmである。また、溝深さD(平均値)は、中間転写ベルト8の使用初期において、非重複領域Xでは0.45μm、重複領域Yでは0.25μmである。なお、非重複領域X及び重複領域Yのいずれも同一の金型を用いており転写圧のみが異なるので、溝幅Wは非重複領域Xと重複領域Yとでほとんど変わらない。そして、重複領域Yは、平均の溝間隔I及び溝深さDが非重複領域Xとは異なるため、光学センサ7からの照射光による回折角及び回折光の強度が非重複領域Xとは異なる。
FIG. 12 is a schematic diagram of the vicinity of the surface layer of the
図13は、非重複領域X及び重複領域Yを有する本実施例の中間転写ベルト8のベルト搬送方向の約1周分を検知した場合の光学センサ7の出力波形を示すグラフ図である。図13において、横軸は時間、縦軸は光学センサ7の正反射受光素子72の出力(正反射光量)及び乱反射受光素子73の出力(乱反射光量)を示す。図13からわかるように、重複領域Yでは、正反射光の光量が急激に落ち込み、乱反射光の光量は急激に上がる。すなわち、中間転写ベルト8の寿命検知のための光学センサ7の検知結果の変化の計算に重複領域Yに関する検知結果を含めると、誤差の要因となる。一方、非重複領域Xと重複領域Yとでの正反射光量及び乱反射光量の検知結果は明らかに異なるので、光学センサ7の出力波形からそれぞれの領域に関する検知結果を特定することは容易である。
FIG. 13 is a graph showing the output waveform of the
そこで、本実施例では、中間転写ベルト8の寿命検知のために、重複領域Yから非重複領域Xへの境界を起点として、非重複領域Xにおける同一位置(本実施例では非重複領域Xの略全域)に関する光学センサ7の検知結果を取得する。そして、この非重複領域Xに関する光学センサ7の検知結果に基づいて、実施例1と同様にして中間転写ベルト8の寿命を判断する。具体的には、本実施例では、エンジン制御部302は、図13に示すような中間転写ベルト8の1周分の光学センサ7の検知結果を取得し、上記境界を起点とした所定の領域の検知結果のみを中間転写ベルト8の寿命検知のために用いる。別法として、重複領域Yが光学センサ7の検知領域を通過する期間を除く所定の期間の光学センサ7の検知結果のみを中間転写ベルト8の寿命検知のために取得してもよい。
Therefore, in this embodiment, in order to detect the life of the
このように、本実施例では、中間転写ベルト8は、ベルト移動方向に関し第1の領域Xと該第1の領域Xよりも短い第2の領域Yとを有し、第1の領域Xと第2の領域Yとでは、溝間隔の平均値及び溝深さの平均値のうち少なくとも一方が異なる。この場合、制御手段302は、第1の領域Xに関する光学センサ7の検知結果に基づいて、寿命に関する情報を報知するための処理を実行することができる。なお、典型的には、第1の領域Xにおける溝間隔の平均値は、2μm以上、10μm以下である。また、典型的には、第1の領域Xにおける溝間隔は、ベルト幅方向の略全域で略同一である。
Thus, in this embodiment, the
以上説明したように、本実施例によれば、中間転写ベルト8の表面の微細凹凸加工の重複部がある場合でも、精度よく中間転写ベルト8の寿命を判断することができる。
As described above, according to the present embodiment, even when there is an overlapping portion of the fine unevenness processing on the surface of the
[その他]
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
[others]
Although the present invention has been described with reference to specific examples, the present invention is not limited to the above-described examples.
上述の実施例では、中間転写体は複数層構成であったが、単層構成の中間転写体であっても、表面に溝を形成することで、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。すなわち、中間転写体は複数層からなる構成に限定されるものではなく、単層からなる構成であってもよく、その場合にはその単層の表面が上述の実施例における表層の表面と同様の形状を有していればよい。また、中間転写体が複数層からなる構成においても、2層に限定されるものではなく、上述の実施例の基層に対応する層が複数層からなっていたり、上述の実施例の基層に対応する層の下層に単数又は複数の層が設けられていたりしてもよい。 In the above-described embodiments, the intermediate transfer body has a multi-layer structure, but even if the intermediate transfer body has a single-layer structure, the same effect as in the above-described embodiments can be obtained by forming grooves on the surface. can be done. That is, the intermediate transfer member is not limited to a structure consisting of a plurality of layers, but may be a structure consisting of a single layer, in which case the surface of the single layer is the same as the surface of the surface layer in the above-described embodiments. It is sufficient if it has a shape of Further, even when the intermediate transfer member is composed of a plurality of layers, the number of layers is not limited to two. A single layer or a plurality of layers may be provided under the layer to be formed.
また、中間転写体は、ベルト状のものに限定されるものではなく、例えばシートを枠体に張設するなどして形成したドラム状のもの(中間転写ドラム)であっても、本発明を同様に適用して、同様の効果を得ることができる。また、画像形成装置は、インライン型のものに限定されるものではない。例えば、1個の感光体に対して複数の現像装置が設けられており、その感光体上に順次に形成されるトナー像を中間転写体に順次に一次転写した後、中間転写体上で重ね合されたトナー像を転写材に二次転写する方式の画像形成装置であってもよい。つまり、像担持体としての中間転写体は、トナー像を担持する別の像担持体から一次転写されたトナー像を記録材に二次転写するために搬送するものであればよい。 Further, the intermediate transfer member is not limited to a belt-like member, and may be a drum-shaped member (intermediate transfer drum) formed by stretching a sheet on a frame, for example, in accordance with the present invention. It can be similarly applied to achieve similar effects. Also, the image forming apparatus is not limited to the in-line type. For example, a plurality of developing devices are provided for one photoreceptor, and the toner images sequentially formed on the photoreceptor are primarily transferred onto an intermediate transfer body, and then superimposed on the intermediate transfer body. The image forming apparatus may employ a method of secondary transfer of the combined toner image onto a transfer material. In other words, the intermediate transfer member as the image carrier may be one that conveys the toner image, which is primarily transferred from another image carrier that carries the toner image, so as to secondarily transfer the toner image onto the recording material.
また、本発明は、像担持体としての中間転写体の寿命の報知に関して適用することに限定されるものではない。例えば、表面に凹凸形状が形成された感光体(感光体ドラム、感光体ベルトなど)に対しても適用することができ、同様の効果を得ることができる。画像形成装置が、像担持体の寿命期間の少なくとも一部で、光学センサからの照射光によって像担持体の表面で回折が発生し、回折光の一部が光学センサの受光範囲から外れるか又は光学センサの受光範囲に入るように構成されていれば、本発明を適用できる。 Further, the present invention is not limited to application to notification of the life of an intermediate transfer member as an image carrier. For example, it can be applied to a photoreceptor (photoreceptor drum, photoreceptor belt, etc.) having an uneven surface, and similar effects can be obtained. In the image forming apparatus, at least part of the lifetime of the image carrier, diffraction occurs on the surface of the image carrier due to irradiation light from the optical sensor, and part of the diffracted light is out of the light receiving range of the optical sensor, or The present invention can be applied as long as it is configured to fall within the light receiving range of the optical sensor.
1 感光ドラム
7 光学センサ
8 中間転写ベルト
12 ベルトユニット
20 ベルトクリーニング装置
21 クリーニングブレード
REFERENCE SIGNS
Claims (15)
前記像担持体の表面に光を照射し反射光を検知する光学センサと、
前記像担持体の寿命に関する情報を報知するための処理を実行可能な制御手段と、
を有する画像形成装置において、
前記像担持体の寿命期間の少なくとも一部で、前記光学センサからの照射光によって前記像担持体の表面で回折が発生し、回折光の一部が前記光学センサの受光範囲から外れるか又は前記光学センサの受光範囲に入るように構成されており、
前記制御手段は、第1のタイミングにおいて前記光学センサから所定の照射光量で前記像担持体の表面に光を照射して取得した前記光学センサの第1の検知結果と、前記第1のタイミングより後の第2のタイミングにおいて前記光学センサから前記所定の照射光量で前記像担持体に光を照射して取得した前記光学センサの第2の検知結果と、の間の変化に関する指標に基づいて、前記処理を実行するように構成されており、
前記光学センサは、前記像担持体の表面からの正反射光を受光可能であり、前記制御手段は、前記光学センサが受光する正反射光の増加量を示す前記指標に基づいて前記処理を実行することを特徴とする画像形成装置。 an image carrier that carries a toner image;
an optical sensor that irradiates the surface of the image carrier with light and detects reflected light;
a control means capable of executing processing for informing information about the life of the image carrier;
In an image forming apparatus having
During at least part of the lifetime of the image carrier, the irradiation light from the optical sensor diffracts on the surface of the image carrier, and part of the diffracted light goes out of the light receiving range of the optical sensor, or It is configured to be within the light receiving range of the optical sensor,
The control means obtains a first detection result of the optical sensor obtained by irradiating the surface of the image carrier with a predetermined irradiation light amount from the optical sensor at a first timing, and a second detection result of the optical sensor obtained by irradiating the image carrier with the predetermined irradiation light amount from the optical sensor at a second timing afterward; configured to perform the processing;
The optical sensor is capable of receiving specularly reflected light from the surface of the image carrier, and the control means executes the processing based on the index indicating the amount of increase in specularly reflected light received by the optical sensor. An image forming apparatus characterized by :
前記像担持体の表面に光を照射し反射光を検知する光学センサと、
前記像担持体の寿命に関する情報を報知するための処理を実行可能な制御手段と、
を有する画像形成装置において、
前記像担持体の寿命期間の少なくとも一部で、前記光学センサからの照射光によって前記像担持体の表面で回折が発生し、回折光の一部が前記光学センサの受光範囲から外れるか又は前記光学センサの受光範囲に入るように構成されており、
前記制御手段は、第1のタイミングにおいて前記光学センサから所定の照射光量で前記像担持体の表面に光を照射して取得した前記光学センサの第1の検知結果と、前記第1のタイミングより後の第2のタイミングにおいて前記光学センサから前記所定の照射光量で前記像担持体に光を照射して取得した前記光学センサの第2の検知結果と、の間の変化に関する指標に基づいて、前記処理を実行するように構成されており、
前記光学センサは、前記像担持体の表面からの乱反射光を受光可能であり、前記制御手段は、前記光学センサが受光する乱反射光の減少量を示す前記指標に基づいて前記処理を実行することを特徴とする画像形成装置。 an image carrier that carries a toner image;
an optical sensor that irradiates the surface of the image carrier with light and detects reflected light;
a control means capable of executing processing for informing information about the life of the image carrier;
In an image forming apparatus having
During at least part of the lifetime of the image carrier, the irradiation light from the optical sensor diffracts on the surface of the image carrier, and part of the diffracted light goes out of the light receiving range of the optical sensor, or It is configured to be within the light receiving range of the optical sensor,
The control means obtains a first detection result of the optical sensor obtained by irradiating the surface of the image carrier with a predetermined irradiation light amount from the optical sensor at a first timing, and a second detection result of the optical sensor obtained by irradiating the image carrier with the predetermined irradiation light amount from the optical sensor at a second timing afterward; configured to perform the processing;
The optical sensor is capable of receiving diffusely reflected light from the surface of the image carrier, and the control means executes the processing based on the index indicating the amount of decrease in the diffusely reflected light received by the optical sensor. An image forming apparatus characterized by:
前記制御手段は、前記清掃手段による前記光学センサの清掃が行われた後の所定の期間内の前記光学センサの検知結果に基づいて、前記処理を実行することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の画像形成装置。 It has cleaning means for cleaning the optical sensor,
8. The control means executes the processing based on the detection result of the optical sensor within a predetermined period after the optical sensor has been cleaned by the cleaning means. The image forming apparatus according to any one of .
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JP2003302878A (en) | 2002-04-08 | 2003-10-24 | Canon Inc | Image forming device |
JP2010008904A (en) | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Ricoh Co Ltd | Image forming apparatus |
JP2013044878A (en) | 2011-08-23 | 2013-03-04 | Oki Data Corp | Rotor, transfer unit, and image forming apparatus |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003302878A (en) | 2002-04-08 | 2003-10-24 | Canon Inc | Image forming device |
JP2010008904A (en) | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Ricoh Co Ltd | Image forming apparatus |
JP2013044878A (en) | 2011-08-23 | 2013-03-04 | Oki Data Corp | Rotor, transfer unit, and image forming apparatus |
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