JP2005250290A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、周面を所定の極性で一様に帯電した像担持体へ静電潜像を形成し、当該像担持体の静電潜像へ電位差に基づいてトナー付着させることで前記像担持体上にトナー像を形成し、中間転写体を介して前記トナー像を記録媒体へ転写して記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関するものである。 According to the present invention, an electrostatic latent image is formed on an image carrier whose peripheral surface is uniformly charged with a predetermined polarity, and toner is attached to the electrostatic latent image of the image carrier based on a potential difference. The present invention relates to an image forming apparatus that forms a toner image on a body, transfers the toner image to a recording medium via an intermediate transfer body, and forms an image on the recording medium.
従来、レーザープリンタや電子写真複写機等の光ビームを感光体に照射して画像を形成する画像形成装置が普及している。このような画像形成装置では、例えば、帯電ロール等の帯電器にマイナスの電圧を印加して像担持体としての感光体ドラムをマイナスに帯電させ、帯電した感光体ドラムへ光ビームを照射して静電潜像を形成し、現像器により静電潜像へ電位差に基づきマイナス極性を持つトナーを付着させ、転写器にプラスの電圧を印加して前記トナーを中間転写体を介して用紙等の画像記録媒体へ転写して画像を形成している。 2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus that forms an image by irradiating a photosensitive member with a light beam such as a laser printer or an electrophotographic copying machine has been widely used. In such an image forming apparatus, for example, a negative voltage is applied to a charger such as a charging roll to negatively charge the photosensitive drum as the image carrier, and the charged photosensitive drum is irradiated with a light beam. An electrostatic latent image is formed, a toner having a negative polarity is attached to the electrostatic latent image based on a potential difference by a developing unit, a positive voltage is applied to the transfer unit, and the toner is applied to a sheet or the like via an intermediate transfer member. An image is formed by transferring to an image recording medium.
この転写の際、転写器の電圧により極性がプラスに反転して感光体ドラムに付着するトナー(反転トナー)があり、また、画像密度に応じて画像記録媒体上へ転写されず感光体ドラム上に付着したまま残るトナー(転写残トナー)がある。この感光体ドラム上の残トナーの回収にはクリーニングブレードを用いない所謂クリーナーレスシステムが考案されており、特許文献1にはクリーニングロールを設けた画像形成装置が開示されている。 At the time of this transfer, there is toner (reversed toner) that adheres to the photosensitive drum by reversing the polarity positively by the voltage of the transfer device, and is not transferred onto the image recording medium depending on the image density. There is toner (transfer residual toner) that remains attached to the toner. A so-called cleaner-less system that does not use a cleaning blade has been devised for collecting the residual toner on the photosensitive drum, and Patent Document 1 discloses an image forming apparatus provided with a cleaning roll.
特許文献1記載の画像形成装置では前記クリーニングロールにより感光体ドラムに付着したトナーを一時的に回収している。このクリーニングロールは、その周面にブラシ毛が植毛されており、トナーの極性と逆の極性の電圧が印加されると静電気力によりトナーを吸着し、トナーの極性と同極性の電圧が印加されるとトナーを吐き出す。特許文献1記載の画像形成装置には、画像形成モードと所定のインターバル毎に実行されるクリーニングモードがあり、画像形成モードでは、画像データに基づき記録媒体へ画像形成を行う共に、クリーニングロールにマイナスの電圧を印加してプラス極性の反転トナーを暫定的に回収して蓄積しており、マイナス極性の転写残トナーは現像器により回収している。一方、クリーニングモードでは、クリーニングロールにプラスの電圧を印加して蓄積した反転トナーを感光体ドラム上へ吐き出し、吐き出した反転トナーを現像器へ戻したり、中間転写体上に集めて一括して回収したりしている。
しかしながら、感光体ドラム上に形成された画像の画像密度が高いとトナー濃度が高くなり感光体ドラム上の転写残トナーが多くなる。現像器は、現像処理を第1の目的としているため、転写残トナーが多くなると回収を十分に行えず、感光体ドラム上に転写残トナーが残ってゴーストを発生させてしまう。このため、クリーニングロールにプラスの電圧を印加してマイナス極性の転写残トナーを回収させればよいが、帯電器にプラス極性の反転トナーが付着して汚れが多くなる。これを防止するため、プラス電圧とマイナス電圧を印加した2本のクリーニングロールを設ける提案もあるが、画像形成装置が複雑化し、製造コストが高くなる。 However, when the image density of the image formed on the photosensitive drum is high, the toner density increases and the transfer residual toner on the photosensitive drum increases. Since the developing device has a first purpose of development processing, if the amount of transfer residual toner increases, it cannot be sufficiently collected, and the transfer residual toner remains on the photosensitive drum, causing a ghost. For this reason, it is sufficient to apply a positive voltage to the cleaning roll to collect the negative transfer residual toner, but the positive polarity reversal toner adheres to the charger, and the contamination increases. In order to prevent this, there is a proposal to provide two cleaning rolls to which a positive voltage and a negative voltage are applied, but the image forming apparatus becomes complicated and the manufacturing cost increases.
さらに、クリーニングロールは、画像密度が高いと感光体ドラム上の転写残トナーが多くなるため、回収されるトナーが多くなる。よって、クリーニングモードを行うインターバルを短くする必要がある。しかし、インターバルを短くすると、画像密度が低い場合に回収トナーが少ない状態での不必要な吐き出しが行われ、画像形成装置の画像を形成する生産性が低下する。 Furthermore, the cleaning roller has a large amount of toner remaining on the photosensitive drum when the image density is high. Therefore, it is necessary to shorten the interval for performing the cleaning mode. However, if the interval is shortened, unnecessary discharge is performed with a small amount of collected toner when the image density is low, and productivity of forming an image in the image forming apparatus is lowered.
本発明は上記事実を考慮し、画像密度の最大値が高い画像データでは転写残トナーを回収してゴーストの発生を防止することができ、また、画像密度の最大値が低い画像データでは暫定トナー回収/吐出手段へ回収されたトナーの不必要な吐き出しを防止して生産性の低下を防止できる画像形成装置を提供することを目的とする。 In consideration of the above facts, the present invention can collect the transfer residual toner for image data having a high maximum image density to prevent the occurrence of ghosting, and the provisional toner for image data having a low maximum image density. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of preventing unnecessary discharge of the toner collected to the collection / ejection unit and preventing a decrease in productivity.
請求項1に記載の発明は、所定の極性で一様に帯電された像担持体へ画像データに基づき光ビームを照射して静電潜像を形成し、前記静電潜像へ電位差に基づいて前記所定の極性のトナーを付着させてトナー像を形成し、静電気力により前記トナー像を記録媒体へ転写する画像形成装置であって、前記トナー像のトナー使用量に相関する相関データを演算する相関データ演算手段と、前記像担持体に対向配置され、前記像担持体上において転写時に発生する転写残トナー及び極性が反転した反転トナーを主に静電気力によって相互に回収、あるいは吐出する暫定トナー回収/吐出手段と、前記暫定トナー回収/吐出手段へ前記転写残トナー又は前記反転トナーを選択的に回収、あるいは吐出するための電圧を印加する電圧印加手段と、前記相関データ演算手段による演算結果に基づいて前記電圧印加手段の印加電圧の電圧値又は極性の少なくとも一方を変更する変更手段と、を有することを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, an electrostatic latent image is formed by irradiating a light beam to an image carrier uniformly charged with a predetermined polarity based on image data, and the electrostatic latent image is based on a potential difference. An image forming apparatus that forms a toner image by attaching toner of the predetermined polarity and transfers the toner image to a recording medium by electrostatic force, and calculates correlation data correlated with the toner usage of the toner image Temporary data that is disposed opposite to the image carrier, and that collects or discharges the transfer residual toner generated during transfer on the image carrier and the reverse toner whose polarity is reversed mainly by electrostatic force. Toner collection / discharge means, voltage application means for applying a voltage for selectively collecting or discharging the transfer residual toner or the reversal toner to the temporary toner collection / discharge means, and the phase Characterized in that on the basis of the calculation result of the data arithmetic means; and a voltage value or polarity of the changing means for changing at least one of the applied voltage of said voltage applying means.
請求項1に記載の発明によれば、転写残トナー及び反転トナーは、トナー像の転写時に発生し、それぞれ発生する量がトナー像のトナー使用量に応じて増減する。相関データ演算手段はトナー使用量に相関する相関データを演算するため、変更手段は相関データ演算手段の演算結果に基づいて転写残トナー又は反転トナーのどちらを回収するべきかを求め、暫定トナー回収/吐出手段への印加電圧の電圧値及び極性を最適に変更することができる。これにより、暫定トナー回収/吐出手段は、変更手段により変更された電圧が印加されて、転写残トナー又は反転トナーを選択的に回収することがでる。 According to the first aspect of the present invention, the untransferred toner and the reversal toner are generated at the time of transfer of the toner image, and the amounts generated are increased or decreased according to the amount of toner used in the toner image. Since the correlation data calculation means calculates correlation data that correlates with the amount of toner used, the changing means obtains whether the transfer residual toner or the reverse toner should be collected based on the calculation result of the correlation data calculation means, and the provisional toner collection / The voltage value and polarity of the voltage applied to the ejection means can be changed optimally. Thus, the temporary toner collecting / discharging unit can selectively collect the transfer residual toner or the reversal toner by applying the voltage changed by the changing unit.
なお、電圧値の変更とは、同極性で電圧を変更する場合をいい、極性の変更は、例えば、0Vを基準とした極性の反転をいう。広義では電圧値の変更が極性の変更を伴う場合もあるが、本発明では、あえて電圧の変更と極性の変更を併記した。 Note that the change of the voltage value means a case where the voltage is changed with the same polarity, and the change of the polarity means, for example, inversion of the polarity with reference to 0V. In a broad sense, the change of the voltage value may be accompanied by the change of the polarity, but in the present invention, the change of the voltage and the change of the polarity are intentionally described.
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の発明において、暫定トナー回収/吐出手段が前記反転トナーの回収を主体として実行し、非画像形成時に適宜回収した反転トナーの吐出を実行することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the temporary toner collecting / discharging unit executes mainly the reversal toner collection and discharges the reversal toner appropriately collected during non-image formation. It is characterized by.
請求項2に記載の発明によれば、一般的な画像(例えば、記録媒体上の画像濃度の平均値がグレーになるような画像)の形成時、暫定トナー回収/吐出手段は反転トナーの回収を主体として実行し、非画像形成時に適宜回収トナーの吐出を実行する。これにより、反転トナーが像担持体上から安定して回収されるためゴーストの発生が防止されて画質が向上する。 According to the second aspect of the present invention, during the formation of a general image (for example, an image in which the average value of the image density on the recording medium is gray), the temporary toner collection / discharge unit collects the reverse toner. And the discharge of the recovered toner is executed as appropriate during non-image formation. As a result, the reversal toner is stably recovered from the image carrier, so that ghosting is prevented and the image quality is improved.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2記載の発明において、前記相関データが前記トナー像の濃度であり、前記変更手段が、前記濃度が高ければ高いほど転写時に発生する前記転写残トナーの回収力を高めるように前記印加電圧を変更することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the correlation data is a density of the toner image, and the change means generates the higher the density, the higher the density is at the time of transfer. The applied voltage is changed so as to increase the collecting ability of the transfer residual toner.
請求項3に記載の発明によれば、トナー像の濃度が高ければ高いほど転写時に発生する転写残トナーの量が増加する。このため、変更手段は転写残トナーの回収力を高めるように印加電圧を変更して暫定トナー回収/吐出手段へ転写残トナー回収させることにより、ゴーストの発生を防止することができる。 According to the third aspect of the present invention, the higher the density of the toner image, the greater the amount of untransferred toner generated during transfer. For this reason, the changing means can prevent the occurrence of ghost by changing the applied voltage so as to enhance the collecting power of the residual toner and causing the temporary toner collecting / discharge means to collect the residual toner.
請求項4に記載の発明は、請求項1又は請求項2記載の発明において、前記相関データが前記トナー像の最大密度であり、前記変更手段が、前記最大密度が高ければ高いほど転写時に発生する前記転写残トナーの回収力を高めるように前記印加電圧を変更することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the correlation data is the maximum density of the toner image, and the change means generates more during the transfer as the maximum density is higher. The applied voltage is changed so as to enhance the collecting power of the transfer residual toner.
請求項4に記載の発明によれば、トナー像の最大密度が高ければ高いほど転写時に発生する転写残トナーの量が増加する。このため、変更手段は転写残トナーの回収力を高めるように印加電圧を変更して暫定トナー回収/吐出手段へ転写残トナー回収させることにより、ゴーストの発生を防止することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the higher the maximum density of the toner image, the greater the amount of residual toner that is generated during transfer. For this reason, the changing means can prevent the occurrence of ghost by changing the applied voltage so as to enhance the collecting power of the residual toner and causing the temporary toner collecting / discharge means to collect the residual toner.
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至請求項4の何れか1項記載の発明において、前記画像データが多色画像を形成する場合に、暫定トナー回収/吐出手段は主に転写時に発生する前記転写残トナーの回収し、副として前記反転トナーを回収することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, when the image data forms a multicolor image, the temporary toner collecting / discharging means is mainly used at the time of transfer. The generated transfer residual toner is collected, and the reversal toner is collected as a subsidiary.
請求項5に記載の発明によれば、画像データが多色画像を形成する場合、複数色のトナーが用いられるため発生する転写残トナーの量が増加する。よって、暫定トナー回収/吐出手段は主に転写残トナーの回収することことにより、転写残トナーによるゴーストの発生を防止することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, when the image data forms a multi-color image, the amount of toner remaining after transfer increases because a plurality of color toners are used. Therefore, the provisional toner collecting / discharging means mainly collects the transfer residual toner, thereby preventing the occurrence of ghost due to the transfer residual toner.
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至請求項5の何れか1項記載の発明において、前記暫定トナー回収/吐出手段のトナー回収量が多ければ多いほど、吐出動作のインターバルを短くすることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the larger the toner collection amount of the temporary toner collection / discharge means, the shorter the interval of the discharge operation. It is characterized by that.
請求項6に記載の発明によれば、トナー回収量が多くなるほどインターバルを短くすることにより暫定トナー回収/吐出手段に回収した転写残トナー又は反転トナーが過剰に蓄積されることを防止できる。 According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to prevent the transfer residual toner or reversal toner collected in the temporary toner collection / discharge means from being excessively accumulated by shortening the interval as the toner collection amount increases.
また、トナー回収量が少ない状態ではインターバルが長くなるため暫定トナー回収/吐出手段による不必要な吐き出しが防止されて生産性の低下を防止できる。 In addition, since the interval becomes longer when the amount of toner collected is small, unnecessary ejection by the temporary toner collecting / discharging unit is prevented, and a reduction in productivity can be prevented.
請求項7に記載の発明は、請求項6記載の発明において、前記インターバルが、画像形成処理される前記記録媒体の枚数に換算されることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the invention, in the sixth aspect of the invention, the interval is converted into the number of the recording media to be image-formed.
請求項7に記載の発明によれば、インターバルが画像形成処理される記録媒体の枚数に換算されるため、インターバルとして設定された枚数毎に、暫定トナー回収/吐出手段から回収した転写残トナー又は反転トナーの吐き出しが行われる。 According to the seventh aspect of the present invention, since the interval is converted into the number of recording media on which image forming processing is performed, the transfer residual toner collected from the temporary toner collecting / discharging means for each number set as the interval or The reverse toner is discharged.
請求項8に記載の発明は、請求項1乃至請求項7の何れか1項記載の発明において、前記暫定トナー回収/吐出手段が、周面にブラシ毛が植毛されたブラシローラであり、毛先が前記像担持体の表面に接触して電圧印加の有無に関わらず前記像担持体上のトナーを掻き取ることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to seventh aspects, the temporary toner collecting / discharging means is a brush roller having brush hairs planted on a peripheral surface thereof. The tip contacts the surface of the image carrier and scrapes off the toner on the image carrier regardless of whether a voltage is applied.
請求項8に記載の発明によれば、暫定トナー回収/吐出手段へ電圧が印加されなくても、ブラシ毛で像担持体の表面を掻き取ることにより、転写残トナー及び反転トナーを回収することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, the transfer residual toner and the reversal toner can be recovered by scraping the surface of the image carrier with the bristles even if no voltage is applied to the temporary toner recovery / discharge means. Can do.
以上説明したように、本発明によれば、画像密度の最大値が高い画像データでは転写残トナーを回収してゴーストの発生を防止することができる。また、画像密度の最大値が低い画像データでは暫定トナー回収/吐出手段へ回収されたトナーの不必要な吐き出しを防止して生産性の低下を防止できる画像形成装置を提供できるという優れた効果を有する。 As described above, according to the present invention, ghosting can be prevented by collecting untransferred toner in image data having a high maximum image density. In addition, it is possible to provide an image forming apparatus that can prevent an unnecessary discharge of the toner collected to the temporary toner collection / discharge unit and prevent a decrease in productivity for image data having a low maximum image density. Have.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following examples.
(全体構成)
図1には、本実施の形態に係る画像形成装置10が示されている。
(overall structure)
FIG. 1 shows an
この画像形成装置10は、フルカラータイプであり4個の画像形成ユニット15を備えている。これら画像形成ユニット15は中間転写体ベルト14の長手方向に沿って所定の間隔で配置されている。中間転写体ベルト14は複数の巻きかけローラ12に張架され、中間転写体駆動用モータ80(図3参照)の駆動により図1の矢印E方向に搬送される無端ベルト状形状である。
The
4個の画像形成ユニット15を詳細に説明すると、前記画像形成ユニット15がそれぞれ、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色に対応している(以下、画像形成ユニット15Y、15M、15C、15Kと言う)。なお、以下では、画像形成ユニット15の構成部品のそれぞれに対して、符号の末尾に各々の色を示すアルファベット(Y/M/C/K)を付与して示すが、特に色を区別せずに説明する場合は、この符号末尾のアルファベットを省略して説明する。
The four
画像形成ユニット15には像担持体としての円筒状の感光体ドラム16が配設されており、感光体駆動用モータ82(図3参照)の駆動により図1の矢印F方向又は矢印G方向へ回転する。また、各感光体ドラム16の周囲には感光体ドラム16の表面を一様に帯電させる帯電手段としての帯電ロール18が配置されている。この帯電ロール18による感光体ドラム16への帯電が一連の画像形成工程の初段階となる。さらに、各感光体ドラム16の回転方向(図1の矢印F方向)に沿って帯電ロール18より下流側には、帯電ロール18により一様に帯電された感光体ドラム16の軸線方向に、所望の画像に基づく光ビームを照射し、感光体ドラム16上に静電潜像を形成する露光器20が配置されている。本実施の形態では、露光器20として感光体ドラム16の軸線方向に一列(複数列でもよい)に配列されたLEDアレイ40(発光ダイオード)(図2参照)が適用されている。
The
また、各感光体ドラム16の周囲には、感光体ドラム16の回転方向(図1の矢印F方向)に沿って露光器20よりも下流側に、感光体ドラム16上に形成された静電潜像をそれぞれが受け持つ(イエロー/マゼンタ/シアン/ブラック)トナーによって現像してトナー像を形成させる現像器22が配設されている。この現像器22の下流側に前記中間転写体ベルト14との接触点(転写位置)が位置しており、この中間転写体ベルト14を感光体ドラム16とで挟持するように第1の転写器24が配設されている。第1の転写器24は、所定の電圧が印加されて感光体ドラム16上のトナー像を中間転写体ベルト14に転写する役目を有している。この転写位置よりも下流側、かつ帯電ロール18よりも上流側には転写後に感光体ドラム16に付着している残トナーを一時的に回収する暫定トナー回収/吐出手段としてのクリーニングロール26が配置されている。
Further, around each
各感光体ドラム16上に形成された互いに異なる色のトナー像は、中間転写体ベルト14のベルト面上で、互いに重なり合うように(同じ領域に)中間転写体ベルト14に各々転写される。これにより、中間転写体ベルト14上にフルカラーのトナー像が形成される。なお、本実施の形態では、このようにして4色のトナー像が重ねて転写されたトナー像を最終トナー像と称する。
The toner images of different colors formed on the respective
中間転写体ベルト14の感光体ドラム16からのトナー像転写位置よりも搬送方向(図1の矢印E方向)下流側には、一対のローラ29A、29Bからなる第2の転写器29が配設されている。この第2の転写器29のローラ29A、29Bの間には中間転写体ベルト14上に形成された最終トナー像領域が挟持されるようになっており、この時期に同期して用紙トレイ30から給紙ローラ32と図示しない用紙捌き手段によって取り出されて2組の搬送ローラ33により搬送される記録媒体としての用紙28が挟持されるようになっており、この挟持搬送によって中間転写体ベルト14から用紙28へトナー像が転写される構成となっている。
A
最終トナー像が転写された用紙28は、加圧ローラ34Aと加熱ローラ34Bからなる定着器34に搬送されて定着処理が施される。これにより、最終トナー像が定着されて、用紙28上に所望の画像(カラー画像)が形成される。画像が形成された用紙28は定着器34の搬送方向下流側に配置された一対の排紙ローラ35によって装置外へ排出される。
The
ここで、第2の転写器29よりも中間転写体ベルト14の搬送方向下流側(1段目の画像形成ユニット15Cの上流側近傍)には、クリーニングブレード37を備えたクリーナー38が配設されており、クリーナー38の第1の目的は、第2の転写器29により最終トナー像を用紙28に転写した後、中間転写体ベルト14上に付着した残トナーをクリーニングブレード37で摺接することにより除去することにある。
Here, a cleaner 38 having a
(画像形成ユニット15の詳細構成)
次に、図2を参照して、4個の画像形成ユニット15の1個を代表して、その構成の詳細を説明する。なお、他の画像形成ユニット15は、同一構成であるため、構成の説明を省略する。
(Detailed configuration of the image forming unit 15)
Next, with reference to FIG. 2, the details of the configuration of one of the four
図2に示すように、感光体ドラム16の下方に配設された帯電ロール18は、所定のDC電圧(本実施の形態では、−800V)が印加され、帯電ロール駆動用モータ84(図3参照)の駆動力により感光体ドラム16の回転と同期して図2の矢印J方向へ回転して帯電ロール18から感光体ドラム16の表面を約−500Vに一様に帯電させる。なお、この所定の電圧はDC成分にAC成分を重畳したものが好ましい。すなわち、DC成分で−800Vを印加し、この−800Vレベルを基準として、サインカーブのAC成分が重畳されたものである。
As shown in FIG. 2, a predetermined DC voltage (-800 V in the present embodiment) is applied to the charging
前記露光器20は、感光体ドラム16の軸線方向に沿って一列又は複数列に配設されたLEDアレイ40から構成されており、約−500Vに帯電した感光体ドラム16に対して、画像データに基づきLEDアレイ40から光ビームを出力して露光する。この感光体ドラム16の露光された領域の電圧は約−200Vに降圧され、露光されない領域とにより静電潜像が形成される。
The
前記現像器22は、その一部を構成する現像ロール42が感光体ドラム16に接触している。現像ロール42は現像ロール駆動用モータ86(図3参照)の駆動力により図2の矢印K方向へ回転し、マイナス極性であるトナー及びプラス極性であるキャリアの二成分を含む現像剤により静電潜像を現像させる。また、現像器22は、現像ロール42の他に、現像ロール42に現像剤を搬送する現像剤搬送部材44と、現像剤を攪拌する現像剤攪拌部材46とを備えている。この現像器22では、マイナスの電圧(本実施の形態では−300V)が印加されて反転現像が行われ、現像剤のマイナス極性の成分であるトナーが感光体ドラム16のLEDアレイ40により露光されなかった領域に付着する。
The developing
前記第1の転写器24は、通常の用紙28へ画像形成する画像形成モードではプラスの電圧(本実施の形態では、+500V)が印加される。よって、画像形成モードでは第1の転写器24が+500Vであり、感光体ドラム16上のトナーがマイナス極性であるため中間転写体ベルト14へ転写される。
The
しかし、第1の転写器24では全てのトナーを転写できず、感光体ドラム16に残留するトナー(転写残トナー)があり、また、第1の転写器24に+500Vの電圧が印加されたことにより極性がプラスに反転するトナー(反転トナー)が存在することがわかっている。また、感光体ドラム16K、16Y、16M(図1参照)では、すでに転写された他色のトナーが中間転写体ベルト14から逆に転写されることもある。
However, the
前記クリーニングロール26は、表面に導電性のブラシ毛が植毛されており、クリーニングロール駆動用モータ88(図3参照)の駆動により図2の矢印H方向、又は矢印I方向に回転可能となっている。クリーニングロール26は感光体ドラム16の回転に対して相対移動であり、ブラシ毛が感光体ドラム16との接触面を摺動する方向に回転する構成となっており、トナー像を形成させる画像データから演算される画像密度に応じてプラス又はマイナスの電圧が印加され、感光体ドラム16の表面をブラシ毛で擦ることにより感光体ドラム16に付着した残トナーを吸着する役目を有している。すなわち、画像密度が高い場合は、感光体ドラム16上に形成されるトナー像のトナー濃度が高くなり、感光体ドラム16上に残る転写残トナーが多くなるため、クリーニングロール26にプラスの電圧を印加してマイナス極性の転写残トナーを回収する。また、画像密度が低い場合は、感光体ドラム16上に形成されるトナー像のトナー濃度が低くなり、感光体ドラム16上に残る転写残トナーも少なくなるが、反転トナーが相対的に多くなるため、クリーニングロール26にマイナスの電圧を印加してプラス極性の反転トナーを回収する。なお、画像形成モードでは、クリーニングロール26のブラシ毛により残トナーを吸着させて回収するため、クリーニングロール26と感光体ドラム16の回転速度が異なることが好ましいが、回転速度の差が大きすぎると吸着した残トナーが感光体ドラム16の表面に擦り付けられるため、回転速度差を2%以内に留めている。
The cleaning
また、クリーニングロール26は、蓄積された残トナーの極性と逆の電圧が印加され、蓄積残トナーを感光体ドラム16上へ吐き出す処理をクリーニングモードとして行う。なお、クリーニングモードでは、クリーニングロール26に蓄積残トナーを吐き出し感光体ドラム16に吸着させるため、クリーニングロール26と感光体ドラム16の回転速度を同一として、感光体ドラム16に追従回転するようにしている。
Further, the cleaning
ここで、クリーニングモード実行の際、感光体ドラム16は画像形成時の回転方向と同一方向に回転し、クリーニングロール26から受けた蓄積残トナーが付着した状態で帯電ロール18、現像器22の現像ロール42を通過して中間転写体ベルト14との接触位置へと至り中間転写体ベルト14へ転写させるのが一般的である。しかし、感光体ドラム16を画像形成時の回転方向と逆方向へ回転させて、帯電ロール18、現像器22等を通過せずに中間転写体ベルト14との接触位置へ到達させることもできる。
Here, when executing the cleaning mode, the
本実施の形態では、クリーニングモード実行の際、感光体ドラム16を画像形成時の回転方向と逆方向へ回転させた場合を適用して説明するが、画像形成時の回転方向と同一方向として実行してもよい。
In the present embodiment, the case where the
感光体ドラム16上に吐き出された蓄積残トナーは、中間転写体ベルト14との接触位置に到達して、第1の転写器24に蓄積残トナーの極性に応じた電圧が印加されることによる静電気力で中間転写体ベルト14へ転写される。
The accumulated residual toner discharged on the
(制御部50の詳細構成)
次に、図3を用いて画像形成装置10の制御を行う制御部50の構成を説明する。
(Detailed configuration of the control unit 50)
Next, the configuration of the
制御部50は、外部ホストコンピュータ(図示省略)等から印刷指示(画像データ及び印刷枚数)が入力されると後述する印加電圧/インターバル判定部51によりクリーニングロール26に印加する電圧とクリーニングモードを行うインターバルを求め、後述する印刷制御部52により画像形成処理(画像形成モード)の制御を行う。また、前記インターバル毎に後述するクリーニング制御部58によりクリーニングロール26に回収された蓄積残トナーの吐き出し処理(クリーニングモード)の制御を行う。
When a print instruction (image data and the number of prints) is input from an external host computer (not shown) or the like, the
印加電圧/インターバル判定部51は、図4に示すように、クリーニングロール印加電圧判定部90とピクセルカウント累積部92とインターバル選択部94とから構成されている。
As shown in FIG. 4, the applied voltage /
クリーニングロール印加電圧判定部90は、ピクセルカウント累積部92、インターバル選択部94及び回収/吐き出し指示部59と接続されている。クリーニングロール印加電圧判定部90は、印刷指示の画像データから形成される画像の画像密度を演算してその最大値(最大画像密度)求める。また、画像データが多色(イエロー/マゼンタ/シアン/ブラックの2色以上からなる画像データ)であるか、単色であるかを判別して、多色の場合は前記最大画像密度に基づき図5(A)からクリーニングロール26へ印加する電圧(クリーニングロール印加電圧)を求め、単色の場合は最大画像密度に基づき図5(B)からクリーニングロール印加電圧を求める。すなわち、画像データの最大画像密度が高く且つ多色の場合にクリーニングロール26にプラスの電圧を印加する。これは画像密度が高い領域で感光体ドラム上に転写残トナーが多く残り、また、多色であると複数の感光体ドラムに転写残トナーが残りゴーストが発生するため、クリーニングロール26にプラスの電圧を印加して転写残トナーを回収するためである。クリーニングロール印加電圧判定部90は、クリーニングロール印加電圧を回収/吐き出し指示部59とインターバル選択部94へ送出し、また、印刷指示(画像データ及び印刷枚数)をピクセルカウント累積部92へ送出する。
The cleaning roll application
ピクセルカウント累積部92は、クリーニングロール印加電圧判定部90、インターバル選択部94及び印刷制御部52と接続されている。ピクセルカウント累積部92は、クリーニングロール印加電圧判定部90より送出された印刷指示の画像データからトナーが付着する領域のピクセル数を累積し、累積したトナー付着領域のピクセル数(以下、累積ピクセル数)をインターバル選択部94へ送出する。これは感光体ドラム16に付着するトナー使用量に相関する値を求めるためである。また、ピクセルカウント累積部92は印刷指示(画像データ及び印刷枚数)を印刷制御部52へ送出する。
The pixel
インターバル選択部94は、クリーニングロール印加電圧判定部90、ピクセルカウント累積部92、不揮発性メモリ54及びクリーニング判断部56と接続されている。インターバル選択部94は、後述する不揮発性メモリ54より図6に示すルックアップテーブル(LUT)を読み込み、クリーニングロール印加電圧判定部90より送出されたクリーニングロール印加電圧、及びピクセルカウント累積部92より送出された累積ピクセル数に基づき、クリーニングモードを行うインターバル枚数を選択する。これは、クリーニングロール26から蓄積された残トナーを吐き出す適切なインターバルを求めるためである。画像内の最大画像密度の領域ではクリーニングロール26に残る転写残トナーの量が最も多くなる。このため、最大画像密度が高くなるに従いクリーニングロール印加電圧をプラスにしている(図5(A)参照)。また、累積ピクセル数は感光体ドラム16に付着するトナー使用量と相関する値であるため、累積ピクセル数が大きくなるほどクリーニングロール26に残るトナー(反転トナー及び転写残トナー)の量が多くなる。よって、LUTでは最大画像密度が高くなり(クリーニングロール印加電圧がプラスになり)、累積ピクセル数が大きくなるに従いインターバル枚数を少なくして、インターバルを短くしている。なお、図6に示すLUTではクリニングロール印加電圧、累積ピクセル数を代表的な値のみで示しており、クリニングロール印加電圧及び累積ピクセル数をより詳細に設定することができる。
The
インターバル選択部94(図4参照)は、選択したインターバル枚数をクリーニング判断部56へ送出する。
The interval selection unit 94 (see FIG. 4) sends the selected number of intervals to the
印刷制御部52(図3参照)は、ピクセルカウント累積部92(図4参照)、不揮発性メモリ54、回収/吐き出し指示部59、中間転写体制御部60、第2の転写器制御部62、第1の転写器制御部64、感光体回転制御部70、点灯制御部72、帯電ロール制御部74、及び現像器制御部76と接続されている。
The print control unit 52 (see FIG. 3) includes a pixel count accumulating unit 92 (see FIG. 4), a
印刷制御部52はピクセルカウント累積部92より印刷指示が入力されると、以下の各種の指示を出力して用紙28への画像形成処理(画像形成モード)の制御を行う。なお、感光体回転制御部70、点灯制御部72、帯電ロール制御部74、現像器制御部76、及びクリーニングロール制御部78は画像形成ユニット制御部66として画像形成ユニット15の各色毎に設けられているが、4個の画像形成ユニット15への制御が同一あるため、1個の画像形成ユニット15への制御を代表として説明する。
When a print instruction is input from the pixel
まず、印刷制御部52は、中間転写体制御部60へ駆動の指示を出力して中間転写体ベルト14を図1(図2)の矢印E方向へ駆動させる。
First, the
次に、印刷制御部52は、画像形成ユニット制御部66の感光体回転制御部70へ感光体ドラム16を図2の矢印F方向へ回転させる順回転指示を出力する。
Next, the
感光体ドラム16が回転すると、印刷制御部52は、帯電ロール制御部74へ帯電ロール18に−800Vの電圧を印加し、並びに図2の矢印J方向へ回転させる帯電ロール帯電指示を出力して感光体ドラム16を帯電させる。また、画像データに基づき点灯制御部72へ点灯指示を出力して露光器20のLEDアレイ40を点灯させ、感光体ドラム16上に静電潜像を形成させる。さらに、現像器制御部76へ現像器22の現像ロール42に−300Vの電圧を発生させ、並びに図2の矢印K方向へ回転させる現像指示を出力し、静電潜像にトナーを付着させて現像を行いトナー像を形成させる。
When the
また、印刷制御部52は、第1の転写器制御部64(図3参照)へトナー転写指示を出力して第1の転写器24に+500V、第2の転写器制御部62へ最終トナー転写指示を出力して第2の転写器29Bに+1000Vの電圧を発生させ、感光体ドラム16上のトナー像を中間転写体ベルト14を介して用紙28へ転写させる。
Further, the
さらに、回収/吐き出し指示部59へ暫定回収指示を出力する。後述する回収/吐き出し指示部59は、クリーニングロール26へ感光体ドラム16に付着している残トナーの暫定回収を行わせる(詳細後述)。
Further, a temporary collection instruction is output to the collection /
またさらに、画像形成処理が完了すると後述する不揮発性メモリ54へ累計枚数カウントアップ指示を出力し、不揮発性メモリ54に記憶されているクリーニング後累計印刷枚数をカウントアップさせる。
Further, when the image forming process is completed, an instruction to count up the total number of sheets is output to a
不揮発性メモリ54は、インターバル選択部94(図4参照)、印刷制御部52、クリーニング判断部56、及びクリーニング制御部58と接続されている。不揮発性メモリ54には上述したLUT(図6参照)が記憶されている。さらに、不揮発性メモリ54にはクリーニングモードを実施してからのクリーニング後累計印刷枚数が記憶されている。このクリーニング後累計印刷枚数は印刷制御部52より累計枚数カウントアップ指示を受けるとカウントアップされ、後述するクリーニング制御部58から累計枚数初期化指示を受けるとゼロに初期化される。つまり、クリーニング後累計印刷枚数には直近のクリーニングモードを実施してからの累計印刷枚数が記憶されている。
The
クリーニング判断部56は、インターバル選択部94(図4参照)、クリーニング制御部58及び不揮発性メモリ54と接続されている。クリーニング判断部56は、インターバル選択部94よりインターバル枚数を受け、不揮発性メモリ54からクリーニング後累計印刷枚数を読み込み、画像形成処理を行った結果、前記クリーニング後累計印刷枚数がインターバル枚数となったかを判断し、インターバル枚数となるとクリーニング制御部58へクリーニング指示を出力してクリーニングロール26に蓄積された残トナーの吐き出し処理を行わせる。
The
クリーニング制御部58は、不揮発性メモリ54、クリーニング判断部56、回収/吐き出し指示部59、中間転写体制御部60、及び感光体回転制御部70と接続されている。
The
クリーニング制御部58は、クリーニング判断部56よりクリーニング指示を受けると、以下の各種の指示を出力してクリーニングモードの制御を行う。なお、各画像形成ユニット15の制御は同一であるため、1個の画像形成ユニット15への制御を代表として説明する。
When receiving a cleaning instruction from the cleaning
まず、クリーニング制御部58は、中間転写体制御部60へ駆動の指示を出力して中間転写体ベルト14を図1(図2)の矢印E方向へ駆動させる。
First, the
次に、クリーニング制御部58は、回収/吐き出し指示部59へ吐き出し指示を出力する。後述する回収/吐き出し指示部59は、クリーニングロール26から蓄積残トナーを感光体ドラム16上へ吐き出させる(詳細後述)。
Next, the
また、クリーニング制御部58は、感光体回転制御部70へ感光体ドラム16を画像形成時とは逆となる図2の矢印G方向へ回転させる逆回転指示を出力する。これにより、感光体ドラム16が逆回転され、クリーニングロール26へ吐き出された蓄積残トナーが帯電ロール18及び現像器22を通過すること無く第1の転写器24との接触点へ運ばれる。第1の転写器24では、上述の吐き出し指示を受けた回収/吐き出し指示部59によって蓄積残トナーと逆の極性の電圧が印加されて第1の転写器24との接触点へ運ばれた蓄積残トナーを中間転写体ベルト14へ転写させる。
Further, the
また、クリーニング制御部58は、クリーニングモードが完了すると不揮発性メモリ54へ累計枚数初期化指示を出力し、不揮発性メモリ54に記憶されているクリーニング後累計印刷枚数をゼロに初期化させる。
In addition, when the cleaning mode is completed, the
回収/吐き出し指示部59は、クリーニングロール印加電圧判定部90(図4参照)、印刷制御部52、クリーニング制御部58、第1の転写器制御部64、及びクリーニングロール制御部78と接続している。
The collection /
回収/吐き出し指示部59は、画像形成モードで印刷制御部52より暫定回収指示を受けるとクリーニングロール印加電圧判定部90より送出されたクリーニングロール印加電圧をクリーニングロール26へ印加し、且つクリーニングロール26を図2の矢印H方向へ回転させる残トナー回収指示をクリーニングロール制御部78へ送出する。これにより、クリーニングロール26は、画像データの最大画像密度が高く且つ多色の場合にクリーニングロール26がプラス電圧となって転写残トナーを回収し、最大画像密度が低い又は単色の場合にクリーニングロール26がマイナス電圧となって反転トナーを回収する。
When receiving a provisional collection instruction from the
一方、回収/吐き出し指示部59は、クリーニングモードでクリーニング制御部58より吐き出し指示を受けるとて蓄積残トナーを感光体ドラム16上へ吐き出すため、クリーニングロール印加電圧がマイナス又は0Vの場合にクリーニングロール26へ+500Vの電圧を印加し、クリーニングロール印加電圧がプラスの場合にクリーニングロール26へ−500Vの電圧を印加し、且つクリーニングロール26を図2の矢印I方向へ回転させる蓄積残トナー吐き出し指示を送出する。さらに、回収/吐き出し指示部59は、感光体ドラム16上に吐き出された蓄積残トナーを中間転写体ベルト14へ転写させるため、クリーニングロール印加電圧がマイナス又は0Vの場合に第1の転写器24へ−500Vの電圧を印加し、クリーニングロール印加電圧がプラスの場合に第1の転写器24へ+500Vの電圧を印加させる吐き出しトナー転写指示を出力する。
On the other hand, the collection /
すなわち、クリーニングロール26は、クリーニングロール印加電圧がマイナス又は0Vの場合、画像形成モードでプラス極性の反転トナーを吸着しているため、+500Vの電圧が印加されて反転トナーを吐き出し、第1の転写器24は−500Vの電圧を印加されて反転トナーを中間転写体ベルト14へ転写させる。
That is, when the cleaning roll applied voltage is negative or 0 V, the cleaning
また、クリーニングロール26は、クリーニングロール印加電圧がプラスの場合、画像形成モードでマイナス極性の転写残トナーを吸着しているため、−500Vの電圧が印加されて転写残トナーを吐き出し、第1の転写器24は+500Vの電圧を印加されて転写残トナーを中間転写体ベルト14へ転写させる。
Further, when the cleaning roll applied voltage is positive, the cleaning
中間転写体制御部60は、印刷制御部52及びクリーニング制御部58と接続されている。中間転写体制御部60は、印刷制御部52及びクリーニング制御部58から駆動の指示を受けると、中間転写体駆動用モータ80を制御して中間転写体ベルト14を図1(図2)の矢印E方向へ駆動させる。
The intermediate transfer
第2の転写器制御部62は、印刷制御部52と接続されている。第2の転写器制御部62は、印刷制御部52から最終トナー転写指示を受けると第2の転写器29の電圧を+1000Vとする。
The second
第1の転写器制御部64は、印刷制御部52及び回収/吐き出し指示部59と接続されている。第1の転写器制御部64は、印刷制御部52からトナー転写指示を受けると第1の転写器24の電圧を+500Vの電圧を発生させる。また回収/吐き出し指示部59から吐き出しトナー転写指示を受けると吐き出しトナー転写指示で指示された+500V又は−500Vの電圧を発生させて、反転トナー又は転写残トナーを中間転写体ベルト14へ転写させる。なお、第1の転写器制御部64は各第1の転写器24Y、24M、24C、24K毎に設けられており、それぞれ別々に制御することができる。
The first
感光体回転制御部70は、印刷制御部52及びクリーニング制御部58と接続されている。感光体回転制御部70は、印刷制御部52から順回転指示を受けると感光体駆動用モータ82を制御して感光体ドラム16を図2の矢印F方向へ回転させる。また、クリーニング制御部58から逆回転指示を受けると感光体ドラム16を図2の矢印G方向へ回転させる。感光体回転制御部70は、クリーニングモードにおいて、クリーニング制御部58から逆回転指示を受けて感光体駆動用モータ82を逆回転させるため、感光体ドラム16の回転方向を画像形成時と逆に切り替えることができる。
The photoconductor
点灯制御部72は、印刷制御部52と接続されている。点灯制御部72は、印刷制御部52より点灯指示を受けると露光器20のLEDアレイ40を点灯させる。
The lighting control unit 72 is connected to the
帯電ロール制御部74は、印刷制御部52と接続されている。帯電ロール制御部74は、印刷制御部52から帯電ロール帯電指示を受けると、帯電ロール18に−800Vの電圧を印加し、並びに帯電ロール駆動用モータ84を制御して帯電ロール18を図2の矢印J方向へ回転させる。
The charging roll control unit 74 is connected to the
現像器制御部76は、印刷制御部52と接続されている。現像器制御部76は、印刷制御部52から現像指示を受けると、現像ロール42に−300Vの電圧を発生させ、並びに現像ロール駆動用モータ86を制御して現像ロール42を図2の矢印K方向へ回転させて感光体ドラム16上の静電潜像にトナーを付着させて現像を行う。
The developing device control unit 76 is connected to the
クリーニングロール制御部78は、回収/吐き出し指示部59と接続されている。クリーニングロール制御部78は、回収/吐き出し指示部59から残トナー回収指示を受けると、クリーニングロール26へクリーニングロール印加電圧の電圧を印加し、並びにクリーニングロール駆動用モータ88を制御してクリーニングロール26を図2の矢印H方向へ感光体ドラム16との回転速度差が2%以内となるように回転させ、感光体ドラム16上の残トナーの暫定回収を行う。一方、クリーニング制御部58から蓄積残トナー吐き出し指示を受けると、蓄積残トナー吐き出し指示に従いクリーニングロール26へ+500V又は−500Vの電圧を印加し、並びにクリーニングロール26を図2の矢印I方向へ感光体ドラム16の回転を追従するように回転させ、感光体ドラム16上の蓄積した残トナーの吐き出しを行う。
The cleaning roll control unit 78 is connected to the collection /
次に、本実施の形態の作用を図7のフローチャートに従い説明する。 Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
図7は、制御部50へ画像データが入力された際の処理の流れを示すフローである。
FIG. 7 is a flowchart showing the flow of processing when image data is input to the
ステップ100では、印刷指示(画像データ、印刷枚数)が入力されると、画像データから画像密度を演算して最大画像密度求める。また、画像データが多色か単色かを判別して、多色の場合には最大画像密度に基づき図5(A)からクリーニングロール印加電圧を求め、単色の場合には前記最大画像密度に基づき図5(B)からクリーニングロール印加電圧を求めてステップ102へ移行する。
In
ここで、例えば、画像データが多色で且つ最大画像密度が90%の場合はクリーニングロール印加電圧が500Vとなり(例1)(図5(A)の矢印例1参照)、また、画像データが多色で且つ最大画像密度が50%の場合はクリーニングロール印加電圧が0Vとなり(例2)(図5(A)の矢印例2参照)、さらに、画像データが単色で且つ最大画像密度が15%の場合はクリーニングロール印加電圧が−500Vとなる(例3)(図5(B)の矢印例3参照)。 Here, for example, when the image data is multicolor and the maximum image density is 90%, the cleaning roll applied voltage is 500 V (Example 1) (see arrow example 1 in FIG. 5A), and the image data is When there are multiple colors and the maximum image density is 50%, the applied voltage of the cleaning roll is 0 V (Example 2) (see the arrow example 2 in FIG. 5A), and the image data is monochromatic and the maximum image density is 15 In the case of%, the applied voltage of the cleaning roll is −500 V (Example 3) (see the arrow example 3 in FIG. 5B).
ステップ102では、画像データからトナーが付着する領域のピクセル数を累積し、累積ピクセル数を求めてステップ104へ移行する。この累積ピクセル数は画像形成時に感光体ドラム16に付着するトナー使用量に相関する数値、すなわち相関データとして適用可能である。
In
ステップ104では、最大画像密度及び累積ピクセル数に基づき、LUT(図6参照)からインターバル枚数を選択してステップ106へ移行する。ここで、インターバル枚数はクリーニングロール印加電圧がプラスとなり、累積ピクセル数が大きくなるほど、インターバル枚数が少なくなりインターバルが短くなっている。
In
ステップ106では、画像形成処理が開始され、印刷制御部52より駆動指示が出力されて中間転写体ベルト14が図8(A)の矢印E方向へ駆動し、ステップ108へ移行する。
In
ステップ108では、印刷制御部52より順回転指示が出力されて感光体ドラム16Y、16M、16C、16Kが図8(A)の矢印F方向へ回転して、ステップ110へ移行する。
In step 108, a forward rotation instruction is output from the
ステップ110では、印刷制御部52より帯電ロール帯電指示が出力されて各帯電ロール18Y、18M、18C、18Kに−800Vの電圧が印加され、感光体ドラム16Y、16M、16C、16Kと同期して回転することにより帯電ロール18が感光体ドラム16Y、16M、16C、16Kの表面を約−500Vに帯電させ(図8(A)参照)、ステップ112へ移行する。
In
ステップ112では、印刷制御部52で画像データをイエロー/マゼンタ/シアン/ブラックの各色毎のデータに変換し、変換したデータに基づき各色毎の画像形成ユニット制御部66Y、66M、66C、66Kの点灯制御部72Y、72M、72C、72Kへ点灯指示を出力して各画像形成ユニット15のLEDアレイ40Y、40M、40C、40Kを点灯させる。感光体ドラム16Y、16M、16C、16KにはLEDアレイ40Y、40M、40C、40Kからの光ビームにより露光されて各色毎の静電潜像を形成され、ステップ114へ移行する。ここで、上述したように、感光体ドラム16上のLEDアレイ40により露光された領域の電圧は約−200Vとなっている。
In
ステップ114では、印刷制御部52より現像指示が出力されて現像ロール42Y、42M、42C、42Kに−300Vの電圧が発生し、図8(A)の矢印K方向に回転して感光体ドラム16Y、16M、16C、16K上の静電潜像に各色のトナーT1を付着(図8(A)参照)させて現像を行い、ステップ116へ移行する。
In
ステップ116では、印刷制御部52よりトナー転写指示が出力されて第1の転写器24Y、24M、24C、24Kに+500Vが発生し、現像器22Y、22M、22C、22Kにより現像された感光体ドラム16Y、16M、16C、16K上の互いに異なる色のトナー像を、中間転写体ベルト14のベルト面上で、互いに重なり合うように中間転写体ベルト14へ転写して最終トナー像を形成し、ステップ118へ移行する。
In
ここで、図8(A)に示すように、感光体ドラム16上のトナーT1は全て中間転写体ベルト14に転写されるわけではなく、転写されないトナー(転写残トナー)T2、第1の転写器24に発生した電圧により極性がプラスに反転したトナー(反転トナー)T3が感光体ドラム16上に残ることがある。また、感光体ドラム16M、16Y、16K(図1参照)のように、中間転写体ベルト14に既に異なる色のトナー像(例えば、感光体ドラム16Mであればシアンのトナー像)が転写されている上に、トナーT1を重ねて転写する場合、既に転写されている異なる色のトナーT4の極性が第1の転写器24M、24C、24Kの電圧によりプラスに反転して反転トナーT3となり、感光体ドラム16C、16M、16Yに逆に転写されることがある。つまり、反転トナーT3には異なる色のトナーT4も含まれている。
Here, as shown in FIG. 8A, not all the toner T1 on the
ここで、転写残トナーT2は画像密度が高く且つ、累計ピクセル数が大きいほど量が増加するため、感光体ドラム16上に残る各トナーの量は、例1の場合で転写残トナーT2>反転トナーT3、例2の場合で転写残トナーT2≒反転トナーT3、例3の場合で転写残トナーT2<反転トナーT3となっている。
Here, the amount of residual toner T2 increases as the image density is higher and the cumulative number of pixels is larger. Therefore, the amount of each toner remaining on the
ステップ118では、印刷制御部52より暫定回収指示が出力されて回収/吐き出し指示部59が残トナー回収指示を出力してクリーニングロール印加電圧をクリーニングロール26へ印加する。ここで、図8(A)はクリーニングロール印加電圧を+500V(例1)の場合としている。残トナー回収指示によりクリーニングロール26は、図8(B)の矢印H方向へ感光体ドラム16との回転速度差が2%以内となるように回転し、マイナス極性である転写残トナーT2を回収する。一方、プラス極性である反転トナーT3はクリーニングロール26に回収されず感光体ドラム16の回転に伴い帯電ロール18に到達する。帯電ロール18は−800Vの電圧が印加されているため、反転トナーT3は図8(B)に示すように帯電ロール18に吸着されてトナー汚れとなる。しかし、例1の場合は、感光体ドラム16上に残る各トナーの量が転写残トナーT2>反転トナーT3であるため、クリーニングロール26が転写残トナーT2を回収することにより、感光体ドラム16上に残るトナーの量を減らすことができる。また、帯電ロール18のトナー汚は、クリーニングロール印加電圧がプラスであるためインターバル枚数が少ないので、トナー汚れが多くならないうちに後述するクリーニングモードにより除去される。
In
また、図9(A)はクリーニングロール印加電圧が0V(例2)の場合を表している。例2の場合、クリーニングロール26が0Vのため、ブラシ毛で擦ることにより反転トナーT3が一部回収される。また、感光体ドラム16との電位差によりマイナス極性である転写残トナーT2も回収される。この例2の場合、感光体ドラム16上に残る各トナーの量が転写残トナーT2≒反転トナーT3であるため、クリーニングロール26が転写残トナーT2と反転トナーT3を共に回収することにより、感光体ドラム16上に残るトナーの量を減らすことができる。
FIG. 9A shows a case where the cleaning roll applied voltage is 0 V (Example 2). In the case of Example 2, since the cleaning
さらに、図9(B)はクリーニングロール印加電圧が−500V(例3)の場合を表している。例3の場合、反転トナーT3がプラス極性であるためクリーニングロール26に回収されるが、マイナス極性である転写残トナーT2がクリーニングロール26に回収されず感光体ドラム16の回転に伴い帯電ロール18に到達する。しかし、帯電ロール18は−800Vの電圧が印加されているため図9(B)に示すように、転写残トナーT2は帯電ロール18にも吸着されず、帯電ロール18を通過した転写残トナーT2は現像ロール42に到達して現像ロール42に取り込まれる。この例3の場合、感光体ドラム16上に残る各トナーの量が転写残トナーT2<反転トナーT3であるため、クリーニングロール26が反転トナーT3を共に回収することにより、感光体ドラム16上に残るトナーの量を減らすことができる。
Further, FIG. 9B shows a case where the cleaning roll applied voltage is −500 V (Example 3). In the case of Example 3, the reversal toner T3 has a positive polarity and is collected by the cleaning
このように、クリーニングロール印加電圧に応じた残トナーの回収が行われステップ120へ移行する。 In this way, the remaining toner is collected according to the applied voltage of the cleaning roll, and the process proceeds to step 120.
ステップ120では、印刷制御部52より最終トナー転写指示が出力されて第2の転写器29(図1参照)が+1000Vの電圧が発生し、中間転写体ベルト14に転写された最終トナー像がローラ29A、29Bの間に送り込まれ、用紙トレイ30から取り出されて、同じくローラ29A、29Bの間に搬送されてきた用紙28に転写される。
In
最終トナー像が転写された用紙28は、加圧ローラ34Aと加熱ローラ34Bからなる定着器34に搬送されて定着処理が施される。これにより、最終トナー像が定着されて、用紙28上に所望の画像(カラー画像)が形成される。画像形成処理が完了すると、印刷制御部52より累計枚数カウントアップ指示が出力され不揮発性メモリ54に記憶されているクリーニング後累計印刷枚数をカウントアップされる。
The
ステップ122では、不揮発性メモリ54に記憶されているクリーニング後累計印刷枚数がインターバル枚数と等しくなったかを判定し、判定が否定判定の場合、クリーニングモードを行わずステップ132へ移行する。一方、ステップ122の判定が肯定判定の場合、ステップ124へ移行してクリーニングモードの処理となる。
In
ステップ124では、クリーニング制御部58より駆動の指示が出力されて、中間転写体ベルト14は図10(A)の矢印E方向へ駆動し、ステップ126へ移行する。
In
ステップ126では、クリーニング制御部58より逆回転指示が出力されて、感光体ドラム16が画像形成時と逆の方向(図10(A)の矢印G方向)へ回転してステップ128へ移行する。
In
ステップ128では、クリーニング制御部58より吐き出し指示が出力され、回収/吐き出し指示部59が蓄積残トナー吐き出し指示を出力して、クリーニングロール26へ画像形成モード時のクリーニングロール印加電圧に応じて電圧を印加し、並びに図10(A)の矢印I方向に回転させて、ステップ130へ移行する。
In
ここで、例1の場合は、画像形成モードでマイナス極性の転写残トナーT2を回収しているため、図10(A)に示すようにクリーニングロール26に−500Vの電圧を印加して転写残トナーT2をクリーニングロール26上から吐き出して感光体ドラム16上に吸着させる。また、帯電ロール18に付着したプラス極性の反転トナーT3は帯電ロール18の印加電圧が無くなることにより感光体ドラム16上に付着してトナー汚れが除去される。
Here, in the case of Example 1, since the negative transfer residual toner T2 is collected in the image forming mode, a voltage of −500 V is applied to the cleaning
また、例2の場合は、画像形成モードで転写残トナーT2と反転トナーT3を共に回収しているが、図10(B)に示すようにクリーニングロール26に+500Vの電圧を印加して反転トナーT3をクリーニングロール26上から吐き出して感光体ドラム16上に吸着させる。
In Example 2, both the untransferred toner T2 and the reversal toner T3 are collected in the image forming mode. However, as shown in FIG. 10B, the reversal toner is applied by applying a voltage of +500 V to the cleaning
さらに、例3の場合は、画像形成モードでプラス極性の反転トナーT3を回収しているため、図11に示すようにクリーニングロール26に+500Vの電圧を印加して反転トナーT3をクリーニングロール26上から吐き出して感光体ドラム16上に吸着させる。
Further, in the case of Example 3, since the positive polarity reversal toner T3 is collected in the image forming mode, a voltage of +500 V is applied to the cleaning
感光体ドラム16上に吸着された各トナーは、感光体ドラム16の回転に伴って移動して第1の転写器24に達する。
Each toner adsorbed on the
ステップ130では、クリーニング制御部58より吐き出しトナー転写指示が出力されて、第1の転写器24が、例1の場合では+500V、例2、例3の場合ではの−500Vの電圧が印加されており、第1の転写器24に達した反転トナーT3又は転写残トナーT2を中間転写体ベルト14へ転写して感光体ドラム16から除去する。この中間転写体ベルト14上に転写されたトナーは、中間転写体ベルト14の駆動に伴ってクリーナー38(図1参照)に達して中間転写体ベルト14上から除去される。
In
また、クリーニング制御部58より不揮発性メモリ54へ累計枚数初期化指示が出力されて、不揮発性メモリ54に記憶されているクリーニング後累計印刷枚数をゼロに初期化して、ステップ132へ移行する。
In addition, the
ステップ132では、印刷指示による印刷枚数が印刷されたかを判別する。印刷枚数の印刷が完了した場合、画像形成処理を完了してエンドへ移行する。また、指示枚数の印刷が完了していない場合、ステップ110へ移行して次の画像形成処理処理を行う。
In
このように、クリーニングロール26には画像密度に応じて感光体ドラム16上に多く残るトナーを回収させることができる。また、画像密度と累積ピクセル数とに応じてインターバル枚数が変化するため、画像密度が高くクリーニングロール26で回収するトナーが多い場合はインターバルを短く、画像密度が低くクリーニングロール26で回収するトナーが少ない場合はインターバルを長くすることができる。
As described above, the cleaning
以上説明したように、クリーニングロール26は画像密度の最大値が高い画像データでは転写残トナーを回収することができる。また、画像密度の最大値が低い画像データでは、長いサイクルで回収したトナーを吐き出すため、生産性の低下を防止できる。
As described above, the cleaning
なお、本実施の形態では、印刷指示毎に画像データからクリーニングロール印加電圧及び累積ピクセル数を求めているが、複数の印刷指示を受け、複数の画像データでの画像密度の最大値を求め、クリーニングロール印加電圧を求めてもよい。累積ピクセル数は各画像データ毎に累積ピクセル数を求めて最大値又は平均値を用いてもよい。これにより、クリーニングロール印加電圧及び累積ピクセル数から求まるインターバル枚数が画像データの連続処理に適した値となり、印刷指示毎にインターバル枚数を求めた場合と比較して生産性の低下を防止できる。 In the present embodiment, the cleaning roll application voltage and the cumulative number of pixels are obtained from the image data for each print instruction, but a plurality of print instructions are received, the maximum value of the image density in the plurality of image data is obtained, A cleaning roll applied voltage may be obtained. As the cumulative pixel number, a cumulative value may be obtained for each image data, and a maximum value or an average value may be used. As a result, the number of intervals obtained from the cleaning roll applied voltage and the cumulative number of pixels becomes a value suitable for continuous processing of image data, and a reduction in productivity can be prevented as compared with the case where the number of intervals is obtained for each print instruction.
また、本実施の形態では、画像密度の最大値に基づきクリーニングロール印加電圧を定めたが、トナー像の濃度の平均値及び最大等、他のトナー使用量と相関する値を用いてもよい。インターバルをクリーニングロール印加電圧及び累積ピクセル数から選択したが、トナー像の濃度を累計した値や他のトナー使用量と相関する値から選択してもよい。 In this embodiment, the cleaning roll application voltage is determined based on the maximum value of the image density. However, a value correlating with other toner use amount such as an average value and a maximum value of the density of the toner image may be used. Although the interval is selected from the cleaning roll applied voltage and the cumulative number of pixels, the interval may be selected from a value obtained by accumulating the density of the toner image or a value correlated with other toner usage.
10 画像形成装置
14 中間転写体ベルト(中間転写体)
15、15Y、15M、15C、15K 画像形成ユニット
16、16Y、16M、16C、16K 感光体ドラム(像担持体)
18、18Y、18M、18C、18K 帯電ロール(帯電手段)
20、20Y、20M、20C、20K 露光器
22、22Y、22M、22C、22K 現像器
24、24Y、24M、24C、24K 第1の転写器(転写手段)
26、26Y、26M、26C、26K クリーニングロール(暫定トナー回収/吐出手段)
28 用紙(記録媒体)
29、29A、29B 第2の転写器、ローラ(転写手段)
30 用紙トレイ
32 給紙ローラ
33 搬送ローラ33
34、34A、34B 定着器、加圧ローラ、加熱ローラ
35 排紙ローラ
37 クリーニングブレード
38 クリーナー
40、40Y、40M、40C、40K LEDアレイ(露光手段)
42、42Y、42M、42C、42K 現像ロール(現像手段)
44 現像剤搬送部材
46 現像剤攪拌部材
50 制御部
51 印加電圧/インターバル判定部
52 印刷制御部
54 不揮発性メモリ
56 クリーニング判断部
58 クリーニング制御部(動作切替手段)
59 回収/吐き出し指示部(変更手段)
60 中間転写体制御部
62 第2の転写器制御部
64、64Y、64M、64C、64K 第1の転写器制御部
66、66Y、66M、66C、66K 画像形成ユニット制御部
70、70Y、70M、70C、70K 感光体回転制御部
72、72Y、72M、72C、72K 点灯制御部
74、74Y、74M、74C、74K 帯電ロール制御部
76、76Y、76M、76C、76K 現像器制御部
78、78Y、78M、78C、78K クリーニングロール制御部(電圧印加手段)
80、80Y、80M、80C、80K 中間転写体駆動用モータ
82、82Y、82M、82C、82K 感光体駆動用モータ
84、84Y、84M、84C、84K 帯電ロール駆動用モータ
86、86Y、86M、86C、86K 現像ロール駆動用モータ
88、88Y、88M、88C、88K クリーニングロール駆動用モータ
90 クリーニングロール印加電圧判定部(相関データ演算手段)
92 ピクセルカウント累積部(累積手段)
94 インターバル選択部(インターバル設定手段)
10
15, 15Y, 15M, 15C, 15K
18, 18Y, 18M, 18C, 18K Charging roll (charging means)
20, 20Y, 20M, 20C,
26, 26Y, 26M, 26C, 26K Cleaning roll (provisional toner collection / discharge means)
28 paper (recording medium)
29, 29A, 29B Second transfer device, roller (transfer means)
30
34, 34A, 34B Fixing device, pressure roller,
42, 42Y, 42M, 42C, 42K Developing roll (developing means)
44
59 Collection / discharge instruction part (change means)
60 Intermediate transfer
80, 80Y, 80M, 80C, 80K Intermediate transfer
92 pixel count accumulating part (accumulating means)
94 Interval selection part (interval setting means)
Claims (8)
前記トナー像のトナー使用量に相関する相関データを演算する相関データ演算手段と、
前記像担持体に対向配置され、前記像担持体上において転写時に発生する転写残トナー及び極性が反転した反転トナーを主に静電気力によって相互に回収、あるいは吐出する暫定トナー回収/吐出手段と、
前記暫定トナー回収/吐出手段へ前記転写残トナー又は前記反転トナーを選択的に回収、あるいは吐出するための電圧を印加する電圧印加手段と、
前記相関データ演算手段による演算結果に基づいて前記電圧印加手段の印加電圧の電圧値又は極性の少なくとも一方を変更する変更手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 An image bearing member uniformly charged with a predetermined polarity is irradiated with a light beam based on the image data to form an electrostatic latent image, and the toner of the predetermined polarity is attached to the electrostatic latent image based on a potential difference. An image forming apparatus for forming a toner image and transferring the toner image to a recording medium by electrostatic force,
Correlation data calculating means for calculating correlation data correlated with the amount of toner used in the toner image;
Temporary toner collecting / discharging means that is disposed opposite to the image carrier and collects or discharges the transfer residual toner generated at the time of transfer on the image carrier and the reversed toner whose polarity is reversed mainly by electrostatic force;
Voltage application means for applying a voltage for selectively collecting or discharging the transfer residual toner or the reversal toner to the temporary toner collection / discharge means;
Changing means for changing at least one of the voltage value or polarity of the applied voltage of the voltage applying means based on the calculation result by the correlation data calculating means;
An image forming apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004062985A JP2005250290A (en) | 2004-03-05 | 2004-03-05 | Image forming apparatus |
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Cited By (2)
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JP2007156112A (en) * | 2005-12-05 | 2007-06-21 | Canon Inc | Image forming apparatus |
US20140248065A1 (en) * | 2010-08-11 | 2014-09-04 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image Forming Apparatus |
-
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US20140248065A1 (en) * | 2010-08-11 | 2014-09-04 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image Forming Apparatus |
US9541885B2 (en) * | 2010-08-11 | 2017-01-10 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus having a controller to control the current flowing between a cleaning member and a collecting member |
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