JP2006091542A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】連続紙を使用しながら裏面汚れの少ない画像記録装置を提供する。
【解決手段】 感光体ドラム１２上に形成されたトナー画像は転写ローラ１８との間にニップされた連続紙Ｐ上に転写される。連転写ローラ１８は切替手段２５によって正規転写バイアス電源２１と逆転写バイアス電源２３のどちらか一方と接続され、電圧を印加される。切替手段２５は印字動作時とクリーニング時で、制御ユニット２７からの信号によって転写ローラ１８に接続する正規転写バイアス電源２１と逆転写バイアス電源２３とを切り替える。転写ローラ１８に付着した残留トナーは感光体ドラム１２側に移動する途中で連続紙Ｐの裏面、すなわち印字に使用されない部分の裏面に転写される。この残留トナーは感光体ドラム１２には戻らず、定着部４０にて定着され連続紙Ｐの裏面に転写されたまま排出される。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像記録装置に関する。

従来より、高速連続紙プリンタの転写機構としてはコロナ転写方式が用いられてきた。しかし粗悪用紙／薄紙の使用や重連印刷時の用紙皺による転写不良、段差媒体の転写不良などの対策として転写ローラ方式の採用が望まれている。

転写ローラ方式はカット紙プリンタでは一般的に採用されている技術であるが、高速連続紙プリンタに採用するにあたっては幾つかの技術課題があり、その中で重要なものとして転写ローラのクリーニングがある。

転写ローラは転写中は感光体に常時接触し感光体上のトナーを吸引する電荷が印加されている、このため用紙の通過しない部分があった場合（各種用紙幅に対応するため）、用紙の通過しない部分のドラム上のトナーは転写ローラ上に移ってしまい、その後に幅が広い用紙が通過した場合、用紙の裏面を転写ローラ上に移ったトナーで汚してしまうという問題がある。

従来の転写ローラのクリーニングは装置小型化に伴う機構の簡素化、コストダウン面の要求から、非印刷時（カット紙では用紙間）に感光ドラムに転写ローラが接触した状態でトナーと逆極性のバイアスを転写ローラに印加し、転写ローラ上のトナーをドラムに戻すというクリーニングが行われている（例えば、特許文献１参照）。

すなわち図７の感光体ドラム２００から転写ローラ２０２に付着したトナーを、通常バイアス２０４と逆バイアス２０６を切り替えることで転写ローラ２０２の電位を切り替え、感光体ドラム２００に戻し、ドラムクリーナ２０８にて回収する構成である。

上記の方法では転写ローラがトナーで汚染された直後にクリーニングが行われるのでクリーニング性が良好であるが、連続紙で同様の方法を採用した場合、用紙間でのクリーニングが行えないので、転写ローラ汚染量（トナー量）が多く、また汚染トナーの転写ローラ内への侵入量も多くなり、クリーニングしきれない場合があるので更なるクリーニング効率向上が必要である。

転写ローラとドラムの接触を繰り返し行い衝撃を与えてトナーを落とすという方法も考えられたが、接触位置の制御が必要、クリーニング時間が長くなることから（転写ローラの外周すべてを接触させる必要があり、ニップ幅分での位置制御が必要となる）、より簡単な機構でクリーニング効率が向上する方法が望まれている。
特開平７−２８１４９２号公報（図２、第５頁〜第７頁）

本発明は上記事実を考慮し、連続紙を使用しながら裏面汚れの少ない画像記録装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の画像記録装置は、感光体ドラム上に形成した画像を転写ローラで前記感光体ドラムに押圧された連続紙上に転写する画像記録装置であって、前記転写ローラにバイアス電圧を印可して前記転写ローラ上のトナーを前記感光体ドラム側に戻すクリーニングを行い、前記転写ローラが前記連続紙裏面の非印字領域に接触しているとき前記クリーニングを行うことを特徴とする。

上記構成の発明では、連続紙を使用して転写ローラ側から感光体ドラム側に残留トナーを逆転写するクリーニング時に、ページ間またはジョブ間などの非印字領域において逆転写を行うことで、印字品質に影響せず裏面汚れのない画像記録装置とできる。

請求項２に記載の画像記録装置は、ジョブが終了した後、次のジョブが開始される前に前記クリーニングを行うことを特徴とする。

上記構成の発明では、ジョブと次のジョブの間にクリーニングを行うことで、１ページ毎にバイアスを切り替える時間が必要なく、バイアス切替タイミングに余裕をもたせることができる。

請求項３に記載の画像記録装置は、ページの印字が終了した後、次のページの印字が開始される前に前記クリーニングを行うことを特徴とする。

上記構成の発明では、１ページ毎にクリーニングを行うので一回ごとの残留トナー量が極めて少なく、残留トナーが蓄積せず裏面汚れの目立たない画像記録装置とできる。

請求項４に記載の画像記録装置は、前記連続紙を交換する際に、前記連続紙の後端または前端の画像形成が行われない部分の裏面に前記クリーニングを行うことを特徴とする。

上記構成の発明では、連続紙を交換する際に画像形成が行われない部分にクリーニングを行うので、画像形成される際の裏面汚れが更に目立たない画像記録装置とできる。

本発明は上記構成としたので、連続紙を使用しながら裏面汚れの少ない画像記録装置とすることができた。

図１〜図２には、本発明の第１実施形態に係る画像記録装置が示されている。

図１〜図２に示すように、画像記録装置としてのカラーレーザープリンタ（以下、プリンタという）１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像をそれぞれ連続紙Ｐに転写し、重ね合わせるプリント部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋが搬送方向上流側から順に配置されている。

このプリント部３０Ｙ〜３０Ｋの搬送方向上流側には、巻掛けられた連続紙Ｐをプリント部３０Ｙ〜３０Ｋに搬送する用紙搬送部２０が設けられている。また、プリント部３０Ｙ〜３０Ｋの搬送方向下流側には、プリント部３０Ｙ〜３０Ｋで転写された未定着トナー像を連続紙Ｐに定着させる定着部４０が設けられている。

用紙搬送部２０は、連続紙Ｐが巻掛けられた搬送ローラ１０２を備える。この搬送ローラ１０２にはアイドルローラ１０４が当接しており、搬送ローラ１０２とアイドルローラ１０４とのニップ部に連続紙Ｐを挟んで連続紙Ｐを搬送する。また、搬送ローラ１０２の軸方向の両端部は、用紙搬送フレーム２０に図示しない軸受を介して回転可能に支持されている。

また、プリント部３０Ｙ〜３０Ｋは、感光体ドラム１２を備え、この感光体ドラム１２の回りには、感光体ドラム１２の回転方向（図中反時計方向）に順に転写ローラ１８、クリーニング装置１０６、除電チャージャー１０８、帯電チャージャー１１０、ＬＥＤヘッド１４、現像器１６が備えられている。

転写ローラ１８は搬送方向前後にガイドローラ２２を備え転写部３１を形成している。転写手段としての転写ローラ１８は、感光体ドラム１２の上面に当接し、感光体ドラム１２と共にガイドローラ２２に支持された連続紙Ｐを挟持搬送する。

帯電チャージャー１１０によって帯電された感光体ドラム１２の外周面に、図示しない制御部からの書込信号によりＬＥＤヘッド１４が画像書込を行うことにより、露光部分の電荷を失い静電潜像が形成された感光体ドラム１２の外周面へ現像器１６からトナーが供給され、トナー像が形成される。

このトナー像を感光体ドラム１２と転写ローラ１８に挟持された連続紙Ｐに転写させることで連続紙Ｐ上にトナー像を形成する。トナー像を転写された連続紙Ｐは定着部４０へ搬送され、表面のトナー像を定着されて出力画像となる。

ところで図３（ａ）に示すように、連続紙Ｐにて連続して大量に印字処理を行うと、転写ローラ１８には残留トナーが蓄積する。すなわち、転写ローラ１８は転写中は感光体ドラム１２に常時接触し、感光体ドラム１２上のトナーを吸引する電荷が印加されている、このため幅の狭い連続紙ＰＮを使用した場合、連続紙Ｐの無い部分の感光体ドラム１２上のトナーは転写ローラ１８上の連続紙Ｐのない部分（１８Ｂ）に移ってしまう。

その後、用紙幅の広い連続紙Ｐに交換すると、転写ローラ１８のトナーで汚れた部分、すなわち１８Ｂと接触する連続紙Ｐの裏面ＰＢを転写ローラ１８上のトナーで汚してしまうという問題が発生する。

そのため従来から感光体ドラム１２に転写ローラ１８が接触した状態で転写ローラ１８にトナーと逆極性のバイアスを印加し、転写ローラ１８上の残留トナーを感光体ドラム１２に戻すというクリーニングが行われている。

この方法では転写ローラ１８が汚染された直後にクリーニングが行われるのでクリーニング性が良好であるが、連続紙Ｐで同方法をとった場合、用紙の間が存在しないため用紙間でのクリーニングが行えない。

すなわち転写ローラ１８に逆極性のバイアスを印加しても、連続紙Ｐには用紙の切れ目が存在しないので、結局残留トナーは連続紙Ｐの裏面に移り、裏面汚れの原因となってしまう。そこで本発明ではページ間、またはジョブ間で転写ローラ１８のクリーニングを行う。

図４には本発明の第１実施形態に係る転写部が示されている。

図４に示すように、感光体ドラム１２は帯電チャージャー１１０にて表面を均一に帯電し、ＬＥＤヘッド１４により露光を行うことで露光部分の電荷を失い、現像器１６から供給されるトナーを未露光部分に吸着してトナー画像を形成する。

感光体ドラム１２上に形成されたトナー画像は転写ローラ１８との間にニップされた連続紙Ｐ上に転写される。連続紙Ｐは定着部４０へ搬送され、トナー画像が定着されたのち排出される。転写ローラ１８は切替手段２５によって正規転写バイアス電源２１と逆転写バイアス電源２３のどちらか一方と接続され、電圧を印加される。切替手段２５は印字動作時とクリーニング時で、制御ユニット２７からの信号によって転写ローラ１８に接続する正規転写バイアス電源２１と逆転写バイアス電源２３とを切り替える。

トナー画像の転写時には転写ローラ１８は正規転写バイアス電源２１と接続され、電位は感光体ドラム１２→トナー→転写ローラ１８の順になるので、感光体ドラム１２上のトナー画像は転写ローラ１８の方向に移動し、連続紙Ｐ上に転写される。

１ページ分の印字が終了すると、制御ユニット２７からの信号に従い、切替手段２５は転写ローラ１８を逆転写バイアス電源２３と接続し、転写ローラ１８に付着した残留トナーは感光体ドラム１２側に移動する途中で連続紙Ｐの裏面、すなわち後述する図５のＰｂに相当する印字に使用されない部分の裏面に転写される。この残留トナーは感光体ドラム１２には戻らず、図１の定着部４０にて定着され連続紙Ｐの裏面に転写されたまま排出される。

残留トナーが転写されるのは、前述のようにそもそも印字に使用されない部分Ｐｂなので、残留トナーで汚れても出力される品質には影響しない。加えてページ毎にクリーニングを行うので１回毎の残留トナー量は極めて少量であり、Ｐｂの裏面に付着する汚れは目視上問題のない程度のレベルとなるので、実際には品質に影響なく転写ロール１８のクリーニングのみ行うことができる。

すなわち図５、６に示すように、１ページの印字動作終了後、次のページの印字が開始されるより前に転写ローラ１８に逆極性のバイアスを印加し、ページの印字領域と次ページの印字領域の間にて転写ローラ１８の残留トナーを感光体ドラム１２に側に移動させ、転写ローラのクリーニングとする。

あるいは一つのジョブが終了した後、次のジョブが開始される前に転写ローラ１８に逆極性のバイアスを印加し、ページの印字領域と次ページの印字領域の間にて転写ローラ１８の残留トナーを感光体ドラム１２に側に移動させ、転写ローラのクリーニングとする。

このとき、実際には転写ローラ１８と感光体ドラム１２の間には連続紙Ｐが存在するので、残留トナーは連続紙Ｐの、印字領域と次の印字領域との間、あるいはジョブと次のジョブとの間の、印字に用いられない領域に転写されることになる。

つまり、図５に示すように連続紙Ｐの印字領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３…の間の、印字に使用されない部分Ｐｂの裏面がクリーニングに使用されることになる。そもそもＰｂは印字に使用されない部分なので汚れても出力される文字品質には影響しない。加えてページ毎にクリーニングを行うので１回毎の残留トナー量は極めて少量であり、Ｐｂの裏面に付着する汚れは目視上問題のない程度のレベルとなる。

あるいはジョブとジョブの間に存在する、印字に使用されない部分Ｐｂをクリーニングに使用してもよい。この場合、１ジョブごとの印字枚数分の残留トナーがＰｂの裏面に転写するが、１ページ毎にバイアスを切り替える時間が必要ない、ジョブとジョブの間はタイミングに余裕があるなどの利点がある。

図６には本発明の第１実施形態に係る転写部のバイアス信号パターンが示されている。

図６に示すように、頁情報書込開始信号が制御部からＬＥＤヘッド１４へ送られると、図４の斜線矢印で示した書込位置に露光が行われ、帯電した感光体ドラム１２上に潜像が形成される（図中１）。この潜像が感光体ドラム１２の回転に伴い転写ローラ１８と感光体ドラム１２のニップ部分に到達するまでの間は転写ローラ１８と連続紙Ｐの接触する領域は印字領域外、すなわち図５のＰｂに相当する部分なので、転写ローラ１８は逆転写バイアスを印加されクリーニング状態となっている。

ここで感光体ドラム１２上の一点がＬＥＤヘッド１４による画像露光位置から転写ローラ１８と感光体ドラム１２のニップ部分に到達するまでの時間をＴ０、正規転写バイアスと逆転写バイアスの切替に要する時間をＴ１とする。感光体ドラム１２が回転し、現像器１６から供給されたトナーが形成したトナー像が転写部分すなわち転写ローラ１８と感光体ドラム１２のニップ部分に達すると、トナー像を感光体ドラム１２から転写ローラ１８へ移動させるために、転写ローラ１８は正規転写バイアスが印加されている必要がある。

このため画像露光位置から転写ローラ１８と感光体ドラム１２のニップ部分に到達するまでの時間Ｔ０から余白分の時間を引いた時間Ｔ０１後（図中３）には正規転写バイアスに切り替わっている必要がある。

これには、逆転写バイアスから正規転写バイアスへの切替時間Ｔ１だけ早く（図中２）逆転写バイアスから正規転写バイアスへ切替信号を制御ユニット２７から切替手段２５へ送ることになる。これにより、要求されるタイミングで転写ローラ１８に印加されるバイアスは逆転写から正規転写へ切り替わる（図中３）。

１ページ分の印字が終わり、ＬＥＤヘッド１４による感光体ドラム１２への書込が終了すると（図中４）、画像露光位置から転写ローラ１８と感光体ドラム１２のニップ部分に到達するまでの時間Ｔ０に余白分の時間を加えた時間Ｔ０２後（図中５）には、正規転写バイアスを印加する必要がなくなり、次のクリーニングのため逆転写バイアスに切り替える。

このため、切替時間Ｔ１後には逆転写バイアスへの切り替え信号が制御ユニット２７から切替手段２５へ送られる（図中６）。転写ローラ１８に逆転写バイアスが印加され、転写ローラ１８から残留トナーが感光体ドラム１２側に移動し連続紙Ｐのページ間の裏面に転写される。

一方、ＬＥＤヘッド１４にて次のページの書き込みが開始されるとＴ０１後（図中８）には転写ローラ１８には正規転写バイアスが印加されている必要がある。このため切替時間Ｔ１だけ早く（図中７）逆転写バイアスから正規転写バイアスへ切替信号を制御ユニット２７から切替手段２５へ送ることになる。これにより、要求されるタイミングで転写ローラ１８に印加されるバイアスは逆転写から正規転写へ切り替わる。これにより感光体ドラム１２上に形成されたトナー画像は転写ローラ１８側に移り、連続紙Ｐ上に転写される。

なお、連続紙Ｐを介さずに転写ローラ１８と感光体ドラム１２とが直接接する部分については、転写ローラ１８から残留トナーが感光体ドラム１２側に移動し、クリーニング装置１０６で回収される。このため、直接接する部分についても記録動作とともにクリーニングがなされ、より幅の広い連続紙Ｐに交換された場合においてその裏面が汚れことをふせぐことができる。

以後、これを繰り返すことでトナー画像の転写に影響を与えず転写ローラ１８のクリーニングを行うことができる。連続紙Ｐの印字領域の間に、連続紙Ｐの裏面に対して残留トナーを逆転写するので画質に影響せず、処理速度を落とすことなく裏面汚れを防止することができる。

また、連続紙Ｐを交換する際に、交換前の連続紙Ｐの後端や新に交換する連続紙Ｐの前端部に記録が行われない不要な白紙部分白紙部分が搬送される際に、その裏面に対して転写ローラ１８の残留トナーを転写するようにすれば、記録時における裏面汚れを更に防止することができる。

本発明の第１形態に係る画像記録装置を示す斜視図である。 本発明の第１形態に係る画像記録装置を示す側面図である。 本発明の第１形態に係る画像記録装置の動作を示す斜視図である。 本発明の第１形態に係る画像記録装置の転写部を示す側面図である。 本発明の第１形態に係る画像記録装置の印字領域を示す図である。 本発明の第１形態に係る画像記録装置の動作を示すタイミング図である。 従来の画像記録装置の転写部を示す側面図である。

符号の説明

１０ 画像記録装置
１２ 感光体ドラム
１４ ＬＥＤヘッド
１６ 現像器
１８ 転写ローラ
２１ 正規転写バイアス電源
２３ 逆転写バイアス電源
２５ 切替手段

Claims (4)

1. 感光体ドラム上に形成した画像を転写ローラで前記感光体ドラムに押圧された連続紙上に転写する画像記録装置であって、
   前記転写ローラにバイアス電圧を印可して前記転写ローラ上のトナーを前記感光体ドラム側に戻すクリーニングを行い、
   前記転写ローラが前記連続紙裏面の非印字領域に接触しているとき前記クリーニングを行うことを特徴とする画像記録装置。
   
2. ジョブが終了した後、次のジョブが開始される前に前記クリーニングを行うことを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
   
3. ページの印字が終了した後、次のページの印字が開始される前に前記クリーニングを行うことを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
   
4. 前記連続紙を交換する際に、前記連続紙の後端または前端の画像形成が行われない部分の裏面に、前記クリーニングを行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の画像記録装置。

Images