JP2007140351A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機やプリンタに代表される電子写真方式の画像形成装置に関する。特に、像担持体の帯電電荷を除去する除電工程を、像担持体表面に残留するトナーをクリーニングする前に実行する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus represented by a copying machine or a printer. In particular, the present invention relates to an image forming apparatus that executes a charge eliminating step for removing charged charges on an image carrier before cleaning toner remaining on the surface of the image carrier.
複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体として感光体ドラムが広く用いられている。感光体ドラムを用いた一般的な画像形成動作は以下のようである。感光体ドラムの表面は帯電手段により所定電位で一様に帯電せしめられ、そこに露光手段のLED光等を照射することにより部分的に電位が光減衰して原稿画像の静電潜像が形成される。そして、この静電潜像を現像手段で現像することによってトナー像が形成される。用紙へのトナー像の転写後、感光体ドラムの表面においては、残留したトナーがクリーニング手段によりクリーニングされ、次回の画像形成動作に備えて除電手段により除電光が照射されて帯電電荷の除去が行われる。 In an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a photosensitive drum is widely used as an image carrier. A general image forming operation using the photosensitive drum is as follows. The surface of the photosensitive drum is uniformly charged with a predetermined potential by a charging unit, and by irradiating the LED light or the like of the exposure unit there, the potential is partially attenuated to form an electrostatic latent image of an original image. Is done. Then, a toner image is formed by developing this electrostatic latent image with developing means. After the toner image is transferred onto the paper, the remaining toner is cleaned by the cleaning unit on the surface of the photosensitive drum, and the charge removal is performed by irradiating the neutralizing light by the neutralizing unit in preparation for the next image forming operation. Is called.
ここで、感光体としてアモルファスシリコン感光体を用いた場合、今回の画像形成動作において形成された静電潜像のパターンが、次回の画像形成動作時に悪影響を及ぼすという露光メモリーの発生が懸念されている。露光メモリーは、主として除電工程から帯電工程までの時間が短いことに起因し、昨今の画像形成装置の高速化において大きな課題となっている。このような問題を解決すべく、除電工程をクリーニング工程の前に実行し、除電から帯電までの時間を好適に設定するという手法が提案され、その一例を特許文献1に見ることができる。 Here, when an amorphous silicon photoconductor is used as the photoconductor, there is a concern about the occurrence of an exposure memory in which the pattern of the electrostatic latent image formed in the current image forming operation adversely affects the next image forming operation. Yes. The exposure memory is a major problem in increasing the speed of recent image forming apparatuses, mainly due to the short time from the charge removal process to the charging process. In order to solve such a problem, a method is proposed in which the charge removal step is executed before the cleaning step and the time from charge removal to charging is suitably set, and an example thereof can be seen in Patent Document 1.
一方、画像形成装置において、連続して低濃度印刷を行ったり、長時間印刷を実行せずに放置したりすると、現像手段に収められたトナーの帯電量が高くなる。これにより、トナーは現像手段から離れ難くなって感光体ドラムに移動する量が減少してしまい、そのまま印刷を行うと画像濃度が低下するという問題が発生する。このような問題を解決し、現像手段の性能維持を図るべく、画像上のトナー占有率が低くなること等を条件として、用紙への非転写期間に、現像手段から感光体ドラムにトナーを供給して現像手段をリフレッシュする手法が提案され、その一例を特許文献2に見ることができる。
しかしながら、特許文献1に記載の画像形成装置のように除電工程をクリーニング工程の前に実行し、且つ特許文献2に記載の画像形成装置のように現像手段のリフレッシュ工程を用紙への非転写期間内に実行する場合、除電工程において像担持体表面にトナーが載った状態で像担持体に除電光を照射することになるので、このトナーが除電光を遮蔽してしまうことになる。これにより、像担持体の感光体表面に除電光が到達せず、感光層内部の光キャリアの生成が不十分となり、次回の帯電工程において感光体の表面電位が所定の電位より上昇するという問題が生じる。したがって、問題が無いレベルの所定の表面電位を得るためには、さらに像担持体を1回転させて時間を稼ぐ等する必要がある。その結果、単位時間あたりの印刷枚数が低下し、画像形成装置の高速化を阻害することとなる。
However, the neutralization process is executed before the cleaning process as in the image forming apparatus described in Patent Document 1, and the refreshing process of the developing unit is performed in the non-transfer period to the paper as in the image forming apparatus described in
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、画像形成動作における像担持体表面の除電工程をクリーニング工程の前に実行する画像形成装置において、現像手段の性能維持のためにリフレッシュ工程を実行する場合であっても、次回の帯電工程に悪影響を及ぼすことなく、高速な画像形成動作を実行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。 The present invention has been made in view of the above points, and in an image forming apparatus that performs a charge eliminating process on the surface of an image carrier in an image forming operation before a cleaning process, a refresh process is performed to maintain the performance of the developing unit. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of executing a high-speed image forming operation without adversely affecting the next charging process.
上記の課題を解決するため、本発明は、像担持体と、この像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電した像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、静電潜像にトナーを供給して像担持体表面にトナー像を形成する現像手段と、像担持体の残留電荷を除去する除電手段と、像担持体表面に残留するトナーをクリーニングするクリーニング手段と、前記各手段を制御する制御手段とを備えるとともに、前記像担持体の残留電荷を除去する除電工程を、像担持体表面に残留するトナーをクリーニングする前に実行する画像形成装置において、前記制御手段は、用紙への非転写期間内で、前記現像手段から前記像担持体にトナーを供給して現像手段をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行し、このリフレッシュ工程に対して、前記除電手段により像担持体表面のトナー非残留箇所に照射される除電光量を、トナー残留箇所に照射される除電光量とは異なるように制御することとした。 In order to solve the above problems, the present invention comprises an image carrier, a charging unit for charging the surface of the image carrier, an exposure unit for exposing the charged image carrier surface to form an electrostatic latent image, Developing means for supplying toner to the electrostatic latent image to form a toner image on the surface of the image carrier, neutralizing means for removing residual charges on the image carrier, and cleaning means for cleaning the toner remaining on the surface of the image carrier And an image forming apparatus that executes a charge eliminating step for removing residual charges on the image carrier before cleaning the toner remaining on the surface of the image carrier. The control means executes a refresh process for refreshing the developing means by supplying toner from the developing means to the image carrier within a non-transfer period to the paper. The neutralization amount of light irradiated to the toner non-residual portion of the surface of the image bearing member by discharging means, and a controlling differently from the neutralization amount of light applied to the toner remaining locations.
本発明の構成によれば、像担持体の残留電荷を除去する除電工程を、像担持体表面に残留するトナーをクリーニングする前に実行する画像形成装置において、制御手段は、用紙への非転写期間内で、現像手段から像担持体にトナーを供給して現像手段をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行し、このリフレッシュ工程に対して、前記除電手段により像担持体表面のトナー非残留箇所に照射される除電光量を、トナー残留箇所に照射される除電光量とは異なるように制御することとしたので、次回の画像形成動作時の帯電工程において感光体表面の電位が上昇してしまうトナー残留箇所に合わせて、トナー非残留箇所の電位も意図的に上昇させることができる。これにより、除電工程後の像担持体の表面電位を一様にすることができ、帯電手段の制御によって容易に像担持体表面を所定の電位に帯電させることができる。したがって、現像手段のリフレッシュ工程で形成される像担持体表面のトナー残留箇所において、除電工程での光キャリアの生成が不十分である場合でも、所定の表面電位を得るためにさらに像担持体を1回転させて時間を稼ぐ等する必要はない。その結果、高速な画像形成動作を実行することが可能である。 According to the configuration of the present invention, in the image forming apparatus that executes the charge eliminating step for removing the residual charge on the image carrier before cleaning the toner remaining on the surface of the image carrier, the control unit includes the non-transfer to the sheet. Within this period, a refresh process is performed in which toner is supplied from the developing means to the image carrier and the developing means is refreshed. In this refresh process, the toner remaining on the surface of the image carrier is irradiated by the charge eliminating means. The amount of charge removed is controlled so as to be different from the amount of charge removed to the remaining toner location, so that the remaining toner location where the potential on the surface of the photoconductor rises during the charging process during the next image forming operation. In addition, the potential of the toner non-remaining portion can be increased intentionally. As a result, the surface potential of the image carrier after the static elimination step can be made uniform, and the surface of the image carrier can be easily charged to a predetermined potential by controlling the charging means. Therefore, in order to obtain a predetermined surface potential even if the generation of the photocarrier in the charge removal process is insufficient at the toner remaining portion on the surface of the image carrier formed in the refresh process of the developing means, There is no need to make a single turn to earn time. As a result, it is possible to execute a high-speed image forming operation.
以下、本発明の実施形態を図1〜図5に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
最初に、本発明の実施形態に係る画像形成装置について、図1を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図1は、画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。この画像形成装置は、中間転写ベルトを用いてトナー像を用紙に転写するカラー印刷タイプのものである。 First, an image output operation of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described while explaining an outline of the structure with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic vertical sectional front view of an image forming apparatus. This image forming apparatus is of a color printing type in which a toner image is transferred onto a sheet using an intermediate transfer belt.
図1に示すように、画像形成装置1の本体2の内部下方には、用紙カセット3が配置されている。用紙カセット3の内部には、印刷前のカットペーパー等の用紙Pが積まれて収容されている。そして、この用紙Pは、図1において用紙カセット3の左上方に向けて、1枚ずつ分離されて送り出される。用紙カセット3は、本体2の前面側から水平に引き出すことが可能である。
As shown in FIG. 1, a paper cassette 3 is disposed below the inside of the
本体2の内部であって、用紙カセット3の左方には、用紙搬送部4が備えられている。用紙カセット3から送り出された用紙Pは、用紙搬送部4により本体2の側面に沿って垂直上方に搬送され、二次転写部40に到達する。
A
一方、画像形成装置1の上面には原稿送り部5が、その下方には原稿画像読み取り部6が備えられている。使用者が原稿の複写を行う場合には、原稿送り部5に、文字や図形、模様等の画像が描かれた原稿を積載する。原稿送り部5では1枚ずつ分離して原稿が送り出され、原稿画像読み取り部6によってその画像データが読み取られる。この画像データの情報は、用紙カセット3の上方に配置された露光手段であるレーザ照射部7に送られる。レーザ照射部7により、画像データに基づいて制御されたレーザ光Lが、画像形成部20に向かって照射される。
On the other hand, a
レーザ照射部7の上方には計4台の画像形成部20が、さらにそれら各画像形成部20の上方には中間転写体を無端ベルトの形で用いた中間転写ベルト8が備えられている。中間転写ベルト8は、複数のローラに巻き掛けられて支持され、図示しない駆動装置により図1において時計方向に回転する。
A total of four
4台の画像形成部20は、中間転写ベルト8に沿って回転方向上流側から下流側に向けて一列にして配置されている。4台の画像形成部20とは、上流側から順に、ブラック用の画像形成部20B、シアン用の画像形成部20C、マゼンタ用の画像形成部20M、及びイエロー用の画像形成部20Yである。これらの画像形成部20にトナーを補うため、画像形成部20B、20C、20M、20Yに対応するトナー供給容器21B、21C、21M、21Yが中間転写ベルト8の上方に設けられ、図示しない搬送手段によりトナーが各画像形成部20に補給される。なお、以下の説明において、特に限定する必要がある場合を除き、「B」「C」「M」「Y」の識別記号は省略するものとする。
The four
各画像形成部20では、露光手段であるレーザ照射部7によって照射されたレーザ光Lにより原稿画像の静電潜像が作られ、この静電潜像からトナー像が形成される。各画像形成部20の上方には、中間転写ベルト8を隔てて、一次転写ローラ31が設けられた一次転写部30が備えられている。一次転写ローラ31は、図1において上下方向に移動可能であって、必要に応じて中間転写ベルト8に圧接、離間する。この一次転写ローラ31が中間転写ベルト8に圧接するに従って、中間転写ベルト8が上方から画像形成部20に圧接して一次転写ニップ部を形成し、画像形成部20で形成されたトナー像が中間転写ベルト8表面に転写される。そして、中間転写ベルト8の回転とともに所定のタイミングで各画像形成部20のトナー像が中間転写ベルト8に転写されることにより、中間転写ベルト8表面にはマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの4色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。
In each
中間転写ベルト8が用紙搬送路に懸かる箇所には、二次転写部40が配置されている。二次転写部40は、二次転写ローラ41を備えている。中間転写ベルト8表面のカラートナー像は、用紙搬送部4によって同期をとって送られてきた用紙Pに、中間転写ベルト8と二次転写ローラ41とが圧接して形成される二次転写ニップ部にて転写される。二次転写後、中間転写ベルト8表面に残留するトナーは、中間転写ベルト8に対してマゼンタ用画像形成部20Mの回転方向上流側に設けられた中間転写ベルト8用のクリーニング装置9によりクリーニングされる。
A
二次転写部40の上方には、定着部10が備えられている。二次転写部40にて未定着トナー像を担持した用紙Pは、定着部10へと送られ、定着ローラと加圧ローラとによりトナー像が加熱、加圧されて定着される。
A fixing
定着部10の上方には、分岐部11が備えられている。定着部10から排出された用紙Pは、両面印刷を行わない場合、分岐部11から画像形成装置1の胴内に設けられた胴内用紙排出トレイ12に排出される。
A
分岐部11から胴内用紙排出トレイ12に向かって用紙Pが排出されるその排出口部分は、スイッチバック部13としての機能を果たす。両面印刷を行う場合には、このスイッチバック部13において、定着部10から排出された用紙Pの搬送方向が切り替えられる。そして、用紙Pは、分岐部11、定着部10の左方、及び二次転写部40の左方を通って下方に送られ、再度用紙搬送部4を経て二次転写部40へと送られる。
The discharge port portion from which the paper P is discharged from the branching
続いて、画像形成装置1の画像形成部20周辺の詳細な構成について、図2を用いて説明する。図2は、画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大図及び制御回路の概略図である。なお、4色の各画像形成部20は構造が共通するので、前述のように「B」「C」「M」「Y」の識別記号は省略するものとする。
Next, a detailed configuration around the
図2に示すように、画像形成部20には、その中心に像担持体である感光体ドラム22が備えられている。そして、感光体ドラム22の近傍には、その回転方向に沿って順に、帯電手段50、現像手段60、除電手段70、及びクリーニング手段80が配置されている。一次転写部30は、感光体ドラム22の回転方向に沿って、現像手段60と除電手段70との間に設けられている。
As shown in FIG. 2, the
感光体ドラム22は、アルミニウム等により構成される導電性ローラ状基体の外側に、真空蒸着等によって無機光導電性材料であるアモルファスシリコンを設けた無機感光体のドラムであって、直径が30mmである。感光体ドラム22は、図示しない駆動装置によって、その周速度が用紙搬送速度(例えば210mm/sec)とほぼ同じになるように回転せしめられている。
The
帯電手段50は、そのハウジング51の内側に、感光体ドラム22に接触する帯電ローラ52を備えている。帯電ローラ52は、芯金と、その外側に設けられた導電層と、さらにその外側に設けられた抵抗層とを備えている。帯電ローラ52は、所定の圧力で感光体ドラム22に圧接し、感光体ドラム22の回転に従って回転する。この帯電ローラ52により、感光体ドラム22の表面が所定の極性及び電位で一様に帯電せしめられる。なお、ハウジング51内には、感光体ドラム22に対して帯電ローラ52を隔てた位置にクリーニングブラシ53が備えられている。
The charging
現像手段60には、感光体ドラム22の近傍に、感光体非接触型の現像ローラ61が設けられている。現像ローラ61には、感光体ドラム22の帯電極性と同極性のバイアスが印加される。この現像ローラ61により、現像剤であるトナーが帯電せしめられるとともに、感光体ドラム22の表面の静電潜像に飛翔せしめられ、静電潜像が現像される。トナーとしては非磁性一成分系トナーを使用するが、磁性キャリアと非磁性トナーとを混合してなる二成分系現像剤であっても構わない。トナーは、トナー供給容器21(図1参照)に収容され、現像手段60の箇所まで図示しない搬送手段により搬送されて、スクリュー62により補給される。なお、現像ローラは感光体接触型のものであっても構わない。
The developing means 60 is provided with a photosensitive member non-contact
一次転写部30には、中間転写ベルト8を介して感光体ドラム22に接触する一次転写ローラ31が設けられている。一次転写ローラ31は、芯金32と、その外側に設けられた導電性弾性層33とを備えている。導電性弾性層33は、カーボン等の導電性材料を分散させたポリウレタンゴム等で形成されている。一次転写ローラ31は、アーム34を介して図示しないフレームに支持されている。アーム34はその軸部34aを中心として回転可能であって、この回転動作により一次転写ローラ31が上下に移動する。一次転写ローラ31は所定のタイミングで下方に移動して中間転写ベルト8に接触し、これに従って中間転写ベルト8が押し下げられて感光体ドラム22に接触して一次転写ニップ部が形成される。一次転写ローラ31が上方に移動すると、中間転写ベルト8は感光体ドラム22から離間する。一次転写ローラ31は、駆動装置を有することなく、中間転写ベルト8に接触することによって、中間転写ベルト8の回転に従って回転する。また、一次転写ローラ31には、必要に応じて転写バイアスが印加される。
The
除電手段70は、感光体ドラム22の回転方向に沿って、一次転写部30のさらに下流側に配置されている。除電手段70は、LED(発光ダイオード)71と、反射板72とで構成されている。LED71は、クリーニング装置80のハウジング81の上面に取り付けられている。LED71の代わりに、EL(エレクトロルミネッセンス)光源、蛍光灯等を用いることもできる。反射板72は、LED71の上方に、LED71をカバーするように設けられている。除電手段70は、LED71の除電光を感光体ドラム22に照射することにより、その表面の帯電電荷を除去する。
The neutralizing
クリーニング手段80は、そのハウジング81の内部に、クリーニング部材であるクリーニングローラ82、クリーニングブレード83、スクレーパ84、及び排出スクリュー85を備えている。クリーニングローラ82、及びクリーニングブレード83は、感光体ドラム22とほぼ同じ軸線方向長さを有し、感光体ドラム22に接触するように設けられている。感光体ドラム22表面のトナー像が中間転写ベルト8に転写された後、クリーニングローラ82とクリーニングブレード83とが感光体ドラム22表面に残留したトナーを除去してクリーニングする。スクレーパ84は、図2においてクリーニングローラ82に上方から接触させて設けてられ、クリーニングローラ82表面に付着したトナーのうち余分なものを除去して、トナー層を均一にする。感光体ドラム22表面から除去されたトナーは、重力の作用や、クリーニングローラ82の回転に従って排出スクリュー85の方へと送られ、排出スクリュー85によりハウジング81の外部へと搬送される。
The
また、画像形成装置1には、制御手段90が設けられている。制御手段90は、画像形成部20に設けられた上記各手段や一次転写部30等を制御して、トナー像を形成させ、中間転写ベルト8にトナー像を一次転写させる。
Further, the image forming apparatus 1 is provided with a
ここで、上記画像形成部20、及び転写部30の一連の動作について説明する。
Here, a series of operations of the
まず、制御手段90は、帯電手段50の帯電ローラ52により、感光体ドラム22の表面を所定の極性及び電位で一様に帯電させる。このときの帯電電位は、通常は200〜1000V程度である。
First, the
次に、原稿画像読み取り部6(図1参照)で読み取られた画像データに基づいて、レーザ照射部7(図1参照)により制御されるレーザ光Lが感光体ドラム22に照射され、照射部分の電位が光減衰して原稿画像の静電潜像が形成される。そして、制御手段90は、現像手段60にて帯電せしめられたトナーを、現像ローラ61によって感光体ドラム22の表面に供給し、静電潜像からトナー像を現像する。
Next, based on the image data read by the document image reading unit 6 (see FIG. 1), the
一方、中間転写ベルト8は、制御手段90により感光体ドラム22表面のトナー像形成と同期がとられ、一次転写ローラ31によって押し下げられることにより感光体ドラム22に接触する。この時、一次転写ローラ31には、感光体ドラム22やトナーとは逆極性である負極の転写バイアスが印加される。これにより、トナーが感光体ドラム22から一次転写ローラ31に向かって移動しようとして、トナー像が中間転写ベルト8に接触転写される。
On the other hand, the
そして、中間転写ベルト8にトナー像が転写された後の感光体ドラム22表面に対して、制御手段90は、除電手段70によりLED71の除電光を照射させる。この除電動作により、感光体ドラム22表面の帯電電荷が除去され、次回の画像形成動作時における帯電工程のための準備が整えられる。
Then, the
感光体ドラム22の除電後、制御手段90はクリーニング手段80を制御して、感光体ドラム22表面に残留したトナーをクリーニングローラ82、及びクリーニングブレード83により除去させる。そして、ハウジング81内に回収されたトナーは、排出スクリュー85によりクリーニング手段80の外部へと搬送される。
After neutralizing the
続いて、上記のように、感光体ドラム22の除電工程をクリーニング工程の前に実行する構成において、用紙Pへの非転写期間内で、現像手段60から感光体ドラム22にトナーを供給して現像手段60をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行した場合の、除電工程時に感光体ドラム22表面に残留するトナー量が、次回の帯電工程時のドラム表面電位に及ぼす影響について、図3を用いて説明する。図3は、ブラックトナーを用いた場合において、除電工程時にドラム表面に残留するトナー量が次回の帯電工程時のドラム表面電位に及ぼす影響を示すグラフである。
Subsequently, as described above, in the configuration in which the static elimination process of the
図3の横軸は、除電工程時に感光体ドラム22表面に残留するトナー量を示し、右に行くほどトナー量が増加する。縦軸は、次回の帯電工程時の感光体ドラム22の表面電位に関して、除電工程時にトナーが残留していた箇所と残留していなかった箇所との表面電位の電位差を示し、上に行くほど差が大きくなる。
The horizontal axis in FIG. 3 indicates the amount of toner remaining on the surface of the
通常のように、現像手段60をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行し、その後の除電工程において除電光を照射するLED71をONにして、除電手段70による感光体ドラム22の除電動作を実行した。そして、図3に示すように、感光体ドラム22表面の残留トナー量を約0.2〜0.9mg/cm2の間で変化させた場合、除電工程時にトナーが残留していた箇所と残留していなかった箇所との、次回の帯電工程時における表面電位差は約15〜45Vの間で変化している。すなわち、残留トナー量が少ない時は表面電位差が比較的小さく済むものの、現像手段60の好適な性能を維持するために残留トナー量が多くなった時は表面電位差が非常に大きくなってしまう。これにより、所定の一様な表面電位を得るためには、さらに感光体ドラム22を1回転させて時間を稼ぐ等する必要がある。したがって、単位時間あたりの印刷枚数が低下し、画像形成装置1の高速化を阻害することとなる。
As usual, a refreshing process for refreshing the developing
次に、上記のような画像形成部20に対して、現像手段60のリフレッシュ工程を実行する場合であっても、除電工程後の感光体ドラム22の表面電位を一様にする方法について、図3に加えて、図4、及び図5を用いて説明する。図4は、トナー残留箇所が、感光体ドラムの回転に従って除電手段上流側から帯電手段下流側まで移動する間の、感光体ドラムの表面電位の推移を示すグラフ及び模式図である。図5は、除電エネルギーと感光体ドラム表面電位との関係を示すグラフである。
Next, a method for making the surface potential of the
図4の上部には、図2における除電手段70の上流側から帯電手段50の下流側まで、感光体ドラム22の表面を横方向に模式的に延ばした図を描いている。図4において、感光体ドラム22表面は、図の左方から右方に移動することとなる。感光体ドラム22表面上の一点鎖線の矩形は、トナー残留箇所を示している。なお、クリーニングローラ82の描画は省略している。
4 is a diagram in which the surface of the
図4の中央部及び下部には、トナー残留箇所が、感光体ドラム22の回転に従って除電手段70上流側から帯電手段50下流側まで移動する間の、感光体ドラム22表面電位の推移を示すグラフを描いている。図4の中央部にはリフレッシュ工程後の、感光体ドラム22表面のトナー残留箇所とトナー非残留箇所との各々の箇所に対して、除電工程において除電光量を制御しない場合のグラフを、下部には本発明の実施形態に係る除電光量を制御した場合のグラフを描いている。
In the central part and the lower part of FIG. 4, a graph showing the transition of the surface potential of the
また、上記感光体ドラム22表面の模式図、及び表面電位の推移を示すグラフにおいては、除電手段70上流側を区間A、クリーニング手段80から帯電手段50までの間を区間B、帯電手段50下流側を区間Cとしている。
Further, in the schematic diagram of the surface of the
まず、本発明の実施形態に対する比較例として、従来のように、リフレッシュ工程後の、感光体ドラム22表面のトナー残留箇所とトナー非残留箇所との各々の箇所に対して、除電工程において除電光量を制御しない場合について、図4中央部のグラフを用いて説明する。
First, as a comparative example with respect to the embodiment of the present invention, the amount of charge removed in the charge removal step is applied to each of the remaining toner location and non-remaining location on the surface of the
除電手段70の上流側の区間Aにおいて、感光体ドラム22表面電位は、トナー残留箇所でV1、トナー非残留箇所でV2である。トナーを現像手段60から感光体ドラム22表面に供給するために、トナー残留箇所はトナー非残留箇所よりも表面電位が低下している。そして、トナー残留箇所が除電手段70の箇所に差し掛かった時、トナー残留箇所とトナー非残留箇所との各々の箇所に対して、個別に除電光量を制御しないものとする。すなわち、感光体ドラム22表面に対して、一様な除電光量で除電工程が実行される。
In the section A on the upstream side of the charge removal means 70, the surface potential of the
これにより、クリーニングブレード83によってトナーが除去された後の区間Bにおける感光体ドラム22表面電位は、トナー非残留箇所でV0にまで低下するのに対して、トナー残留箇所はそれよりも若干電位が高いV1のままとなっている。これは、前述のように、残留したトナーが除電光を遮蔽することに起因する。このまま、トナー残留箇所が次回の画像形成動作時の帯電工程において帯電手段50の箇所を通過すると、感光体ドラム22表面電位が、区間Cに示すように、トナー非残留箇所のV2に対して、トナー残留箇所はそれよりも高い電位のV3となってしまう。すなわち、図3に示したような表面電位差が生じてしまう。したがって、感光体ドラム22の表面電位が一様ではなく、その後の画像形成に悪影響を及ぼすこととなる。
As a result, the surface potential of the
次に、このような不具合を解消するために、リフレッシュ工程後の、感光体ドラム22表面のトナー残留箇所とトナー非残留箇所との各々の箇所に対して、除電工程において除電光量を制御する場合について、図4下部のグラフを用いて説明する。
Next, in order to solve such a problem, the amount of charge to be removed is controlled in the charge removal step for each of the toner remaining portion and the toner non-remaining portion on the surface of the
除電手段70の上流側の区間Aにおいて、感光体ドラム22表面電位は、上記比較例と同様に、トナー残留箇所でV1、トナー非残留箇所でV2である。そして、トナー残留箇所が除電手段70の箇所に差し掛かった時、制御手段90(図2参照)は、除電手段70により感光体ドラム22表面のトナー非残留箇所に照射される除電光量を、トナー残留箇所に照射される除電光量とは異なるように制御する。すなわち、感光体ドラム22表面のトナー非残留箇所に対しては、トナー残留箇所よりも除電光量を低減させて除電工程を実行した。
In the section A on the upstream side of the
ここで、除電光量の制御の詳細について、図5を用いて説明する。図5によると、除電光照射前のトナー非残留箇所の表面電位が約260Vである感光体ドラム22に対し、照射する除電光のエネルギーを徐々に高める、すなわち除電光量を徐々に高めると、約0.5μJ/cm2を超えて表面電位がほぼ一定の約25Vとなり、それ以上低減できていないことが分かる。仮に、リフレッシュ工程における感光体ドラム22表面の残留トナー量を約0.6mg/cm2とした場合、除電工程時にトナーが残留していた箇所と残留していなかった箇所との、次回の帯電工程時における表面電位差は、図3に示すように約35Vである。したがって、除電工程時のトナー残留箇所の表面電位は、先の25Vに35Vを加えて約60Vであることが分かる。
Here, details of the control of the charge removal amount will be described with reference to FIG. According to FIG. 5, when the energy of the neutralizing light applied to the
これに対して、除電工程においては、トナー非残留箇所の除電光照射後の表面電位が、トナー残留箇所の約60Vとほぼ同じになるように、除電光量を制御すれば良い。図5によると、感光体ドラム22表面電位が約60Vになるのは、除電光量、すなわち除電エネルギーが約0.3μJ/cm2の時である。したがって、除電工程において、トナー残留箇所に対しては0.5μJ/cm2を超える例えば0.8μJ/cm2の除電光量で、トナー非残留箇所に対しては0.3μJ/cm2の除電光量で、除電光を感光体ドラム22に照射すれば良い。
On the other hand, in the charge removal step, the amount of charge removed may be controlled so that the surface potential of the non-remaining toner after irradiation with the removal light is substantially the same as about 60 V of the remaining toner. According to FIG. 5, the surface potential of the
トナー残留箇所、及びトナー非残留箇所に対する除電光量の切り替えのタイミングは、次のようにして実行される。図2に示すように、感光体ドラム22表面のレーザ光L照射箇所をX、除電光照射箇所をYとすると、このX−Y間の回転角は約200°であり、直径30mmの感光体ドラム22の場合、その距離は52.3mmである。感光体ドラム22の周速度を210mm/secとすると、X−Y間の移動時間は約0.25secとなる。これにより、除電工程において、通常のトナー非残留箇所に対しては0.3μJ/cm2の除電光量で照射を行い、リフレッシュ工程のためのレーザ光L照射開始から0.25sec後に、除電光量を0.8μJ/cm2に切り替える。その結果、トナー残留箇所に対しては0.8μJ/cm2の除電光が照射される。そして、感光体ドラム22が、ドラム回転方向にトナー残留箇所の長さだけ回転した後、再び除電光量を0.3μJ/cm2に切り替えて、トナー非残留箇所に除電光を照射する。
The timing of switching the amount of charge to be removed for the toner remaining portion and the toner non-remaining portion is executed as follows. As shown in FIG. 2, if the laser beam L irradiation spot on the surface of the
上記のような除電光量の制御により、図4に示すように、クリーニングブレード83によってトナーが除去された後の区間Bにおける感光体ドラム22表面電位は、トナー非残留箇所の表面電位が図中矢印のように上昇し、トナー残留箇所及びトナー非残留箇所ともに表面電位が一様なV1となる。そして、トナー残留箇所が次回の画像形成動作時の帯電工程において帯電手段50の箇所を通過すると、区間Cに示すように、トナー残留箇所及びトナー非残留箇所を一様なV2で帯電させることができる。
As shown in FIG. 4, the surface potential of the
このようにして、像担持体である感光体ドラム22の残留電荷を除去する除電工程を、感光体ドラム22表面に残留するトナーをクリーニングする前に実行する画像形成装置1において、制御手段90は、用紙Pへの非転写期間内で、現像手段60から感光体ドラム22にトナーを供給して現像手段60をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行し、このリフレッシュ工程に対して、除電手段70により感光体ドラム22表面のトナー非残留箇所に照射される除電光量を、トナー残留箇所に照射される除電光量とは異なるように制御するので、次回の画像形成動作時の帯電工程において感光体表面の電位が上昇してしまうトナー残留箇所に合わせて、トナー非残留箇所の電位も意図的に上昇させることができる。これにより、除電工程後の感光体ドラム22の表面電位を一様にすることができ、帯電手段50の制御によって容易に感光体ドラム22表面を所定の電位に帯電させることができる。したがって、現像手段60のリフレッシュ工程で形成される感光体ドラム22表面のトナー残留箇所において、除電工程での光キャリアの生成が不十分である場合でも、所定の表面電位を得るためにさらに感光体ドラム22を1回転させて時間を稼ぐ等する必要はない。その結果、高速な画像形成動作を実行することが可能である。
In the image forming apparatus 1 that executes the charge eliminating step for removing the residual charge on the
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
例えば、本発明の実施形態においては、画像形成装置を、中間転写ベルトを用いてトナー像を用紙に転写するカラー印刷タイプのものとしたが、画像形成装置の種類はこれに限定されるものではなく、中間転写ベルトを用いない機種や、モノクロ印刷用の機種であっても構わない。 For example, in the embodiment of the present invention, the image forming apparatus is of a color printing type in which a toner image is transferred onto a sheet using an intermediate transfer belt, but the type of the image forming apparatus is not limited to this. Alternatively, a model that does not use an intermediate transfer belt or a model for monochrome printing may be used.
また、図4を用いた説明において、トナー残留箇所とトナー非残留箇所との各々の箇所に対して、個別に除電光量の制御を実行することとしたが、トナー残留箇所には除電光を照射せず、トナー非残留箇所のみ除電光を照射することとしても構わない。 Further, in the description using FIG. 4, the charge removal amount control is individually executed for each of the toner remaining portion and the toner non-remaining portion. However, the toner remaining portion is irradiated with the discharge light. Instead, it is possible to irradiate only the non-remaining portion of the toner with the charge removal light.
本発明は、画像形成装置全般において利用可能である。 The present invention can be used in general image forming apparatuses.
1 画像形成装置
8 中間転写ベルト
20 画像形成部
22 感光体ドラム(像担持体)
30 一次転写部
31 一次転写ローラ
50 帯電手段
60 現像手段
70 除電手段
71 LED
80 クリーニング手段
90 制御手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
30
80 Cleaning means 90 Control means
Claims (1)
前記制御手段は、用紙への非転写期間内で、前記現像手段から前記像担持体にトナーを供給して現像手段をリフレッシュするリフレッシュ工程を実行し、このリフレッシュ工程に対して、前記除電手段により像担持体表面のトナー非残留箇所に照射される除電光量を、トナー残留箇所に照射される除電光量とは異なるように制御することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier, a charging unit for charging the surface of the image carrier, an exposure unit for exposing the charged image carrier surface to form an electrostatic latent image, and supplying toner to the electrostatic latent image to carry the image A developing means for forming a toner image on the surface of the body, a charge removing means for removing the residual charge on the image carrier, a cleaning means for cleaning the toner remaining on the surface of the image carrier, and a control means for controlling the means. In the image forming apparatus, the charge removing step for removing the residual charge on the image carrier is performed before cleaning the toner remaining on the surface of the image carrier.
The control means executes a refresh step of refreshing the developing means by supplying toner from the developing means to the image carrier within a non-transfer period to the paper. An image forming apparatus comprising: controlling an amount of static electricity irradiated to a non-residual portion of toner on a surface of an image carrier so as to be different from an amount of static electricity irradiated to a residual portion of toner.
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