JP2007156311A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic system.
電子写真方式を用いた画像形成装置の一例としては、複写機、ファクシミリ、プリンター等が挙げられる。これらの画像形成装置では、像担持面を帯電させ、その像担持面に露光光を照射することにより静電潜像を形成し、その静電潜像に帯電したトナーを供給することでその静電潜像を現像してトナー像を得、そのトナー像を転写し記録媒体上に定着することによりその記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する。 As an example of an image forming apparatus using an electrophotographic system, a copying machine, a facsimile, a printer, and the like can be given. In these image forming apparatuses, an electrostatic latent image is formed by charging the image bearing surface, irradiating the image bearing surface with exposure light, and supplying the charged toner to the electrostatic latent image to reduce the static electricity. The electrostatic latent image is developed to obtain a toner image, and the toner image is transferred and fixed on the recording medium to form an image composed of the fixed toner image on the recording medium.
ここで、トナー像の転写が終了した像担持面には、転写しきれなかったトナーが残留しており、この残留したトナー(残留トナー)を次のトナー像の形成に先立って除去することが必要になる。 Here, the toner that could not be transferred remains on the image bearing surface after the transfer of the toner image, and this residual toner (residual toner) can be removed prior to the formation of the next toner image. I need it.
残留トナーを除去するクリーニング方式としては、種々の方式が提案されているが、複数の導電性繊維を備えた導電性ブラシを用いたブラシクリーニング方式は有効な方式の一つとして広く知られている。ブラシクリーニング方式は、トナーの帯電極性とは逆極性に帯電させた導電性ブラシで像担持面を摺擦することで、その導電性ブラシに残留トナーを吸着させて除去するという方式である。 Various cleaning methods for removing residual toner have been proposed, but a brush cleaning method using a conductive brush having a plurality of conductive fibers is widely known as an effective method. . The brush cleaning method is a method in which the residual toner is adsorbed and removed by rubbing the image bearing surface with a conductive brush charged to a polarity opposite to the charged polarity of the toner.
ところで、このようなブラシクリーニング方式では、クリーニング性能を向上させるために、従来から様々な工夫がなされている。 By the way, in such a brush cleaning system, various devices have been conventionally made in order to improve the cleaning performance.
例えば、従来、電気的に浮動な状態に帯電させることが多かった導電性ブラシを、像担持面を傷つけない程度に抑制された電流で安定的に帯電させるという技術が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この技術によれば、導電性ブラシの帯電状態が安定するので、像担持面に対するクリーニング性能が向上する。 For example, conventionally, a technique has been proposed in which a conductive brush, which has been often charged in an electrically floating state, is stably charged with a current suppressed to such an extent that the image bearing surface is not damaged (for example, (See Patent Document 1). According to this technique, since the charged state of the conductive brush is stabilized, the cleaning performance for the image bearing surface is improved.
また、例えば、導電性ブラシに吸着された残留トナーを帯電し直すという技術が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。ブラシクリーニング方式では、導電性ブラシに吸着した残留トナーは、多くの場合、残留トナーとは逆極性に帯電した回収部材に吸着させることで回収されるが、この特許文献2の技術によれば、導電性ブラシ内の残留トナーの帯電状態が安定して回収部材による回収が良好なものとなる。これにより、導電性ブラシにおける残留トナーの堆積が抑制され、像担持面に対するクリーニング性能が向上する。 Further, for example, a technique has been proposed in which the residual toner adsorbed on the conductive brush is recharged (see, for example, Patent Document 2). In the brush cleaning method, the residual toner adsorbed on the conductive brush is often collected by being adsorbed on a collecting member charged with a polarity opposite to that of the residual toner. According to the technique of Patent Document 2, The charged state of the residual toner in the conductive brush is stable, and the recovery by the recovery member is good. Thereby, the accumulation of residual toner on the conductive brush is suppressed, and the cleaning performance for the image bearing surface is improved.
また、例えば、導電性ブラシを帯電させる電圧を制御して、導電性ブラシの帯電状態の経時的な変化を抑制するという技術が提案されている(例えば、特許文献3参照。)。この技術によっても、導電性ブラシの帯電状態が安定するので、像担持面に対するクリーニング性能が向上する。 In addition, for example, a technique has been proposed in which a voltage for charging a conductive brush is controlled to suppress a change with time of the charged state of the conductive brush (see, for example, Patent Document 3). This technique also stabilizes the charged state of the conductive brush, thereby improving the cleaning performance for the image bearing surface.
また、例えば、導電性ブラシと回収部材との間の電位差を湿度等の環境変化によらず安定的に維持するための中抵抗素材で、この回収部材の表面を被覆するという技術が提案されている(例えば、特許文献4参照。)。この技術によれば、回収部材による残留トナーの回収が安定するので、導電性ブラシにおける残留トナーの堆積が抑制され、像担持面に対するクリーニング性能が向上する。 Further, for example, a technique has been proposed in which the surface of the recovery member is covered with a medium resistance material for stably maintaining the potential difference between the conductive brush and the recovery member regardless of environmental changes such as humidity. (For example, refer to Patent Document 4). According to this technique, since the collection of the residual toner by the collection member is stable, the accumulation of the residual toner on the conductive brush is suppressed, and the cleaning performance for the image bearing surface is improved.
また、例えば、導電性ブラシと回収部材との間に湿度等の環境変化に伴って過電流が発生することを防止するための高抵抗素材の薄膜で、この回収部材の表面を被覆するという技術が提案されている(例えば、特許文献5参照。)。この技術によれば、回収部材の寿命が伸びるので、クリーニング性能が長期に亘って維持される。 In addition, for example, a technique of covering the surface of the recovery member with a thin film of a high resistance material for preventing an overcurrent from occurring due to an environmental change such as humidity between the conductive brush and the recovery member. Has been proposed (see, for example, Patent Document 5). According to this technique, since the life of the recovery member is extended, the cleaning performance is maintained for a long time.
また、ブラシクリーニング方式では、回収部材に吸着された残留トナーは、多くの場合、この回収部材から機械的に掻き落されて回収されるが、例えば、この機械的な掻き落しの際に回収部材の帯電電位を残留トナーに対する吸着力を弱めるような電位に切り換えてトナー離れを促すという技術が提案されている(例えば、特許文献6参照。)。この技術によれば、回収部材に残留トナーが吸着したままになることが抑制されるので、回収部材による回収が良好なものとなり、結果的にクリーニング性能が向上する。
ところで、ブラシクリーニング方式では、クリーニングの繰返しによって、回収部材が吸着しきれなかった残留トナーが導電性ブラシに徐々に堆積していく。そのため、従来、例えば画像形成装置の電源投入時等のタイミングで、像担持面からの残留トナーの移行が少ない状態でクリーニング動作を行なうことで、導電性ブラシに堆積した残留トナーを除去するという導電性ブラシ自体のクリーニングが行なわれている。 By the way, in the brush cleaning system, the residual toner that the collecting member could not adsorb gradually accumulates on the conductive brush by repeated cleaning. Therefore, conventionally, for example, when the image forming apparatus is turned on, the cleaning operation is performed in a state where there is little transfer of residual toner from the image bearing surface, thereby removing the residual toner accumulated on the conductive brush. The cleaning brush itself is being cleaned.
しかしながら、導電性ブラシに堆積した残留トナーの量が多いと、それらの残留トナーが、導電性ブラシ等から電荷注入を受けて、それまでとは逆極性、即ち導電性ブラシと同極性に帯電してしまうことがある。このような逆極性に帯電した残留トナーは、上記のような導電性ブラシ自体のクリーニングでは回収されずに導電性ブラシに残ったままとなってしまう。そのような逆極性に帯電した残留トナーは、導電性ブラシの見かけ上の電気抵抗を変化させ、導電性ブラシを帯電させる電流を変動させて、像担持面に対するクリーニング性能の低下を招いてしまう。そのため、このような逆極性に帯電した残留トナーを導電性ブラシから除去することは、ブラシクリーニング方式のクリーニング性能を長期に亘って良好な状態に維持する上での重要な課題となっているが、このような逆極性に帯電した残留トナーの除去についての具体的な技術は未だ提案されていないのが現状である。 However, if the amount of residual toner deposited on the conductive brush is large, the residual toner receives charge injection from the conductive brush and the like, and is charged with the opposite polarity, that is, the same polarity as the conductive brush. May end up. Such residual toner charged to the opposite polarity is not collected by the cleaning of the conductive brush itself as described above, but remains in the conductive brush. Such residual toner charged to the opposite polarity changes the apparent electrical resistance of the conductive brush and fluctuates the current for charging the conductive brush, leading to a reduction in cleaning performance for the image bearing surface. Therefore, removing such residual toner charged to the opposite polarity from the conductive brush is an important issue in maintaining the cleaning performance of the brush cleaning method in a good state for a long time. At present, no specific technique for removing such residual toner charged to the opposite polarity has been proposed.
本発明は、上記事情に鑑み、良好なクリーニング性能を長期に亘って発揮できる画像形成装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of exhibiting good cleaning performance over a long period of time.
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、像担持面を帯電させ、その像担持面に露光光を照射することにより静電潜像を形成し、その静電潜像に帯電したトナーを供給することでその静電潜像を現像してトナー像を得、そのトナー像を転写し記録媒体上に定着することによりその記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
電圧を印加されて帯電する、上記トナー像が転写された後の像担持面を摺擦することで、その像担持面に残留した残留トナーを吸着する吸着部材と、
現像時のトナーの帯電極性とは逆極性に上記吸着部材が帯電するような電圧をその吸着部材に印加する吸着部材用電源と、
電圧を印加されて帯電する、上記吸着部材に接触することで、その吸着部材に吸着されている残留トナーを回収する回収部材と、
上記回収部材に、電圧を印加してその回収部材を帯電させる回収部材用電源と、
上記吸着部材用電源と上記吸着部材との間に流れる電流を測定する電流測定部と、
上記回収部材に対して上記回収部材用電源が印加する電圧を、上記電流測定部で測定された電流に応じた電圧に制御する印加制御部とを備えたことを特徴とする。
The image forming apparatus of the present invention that achieves the above object forms an electrostatic latent image by charging the image carrying surface and irradiating the image carrying surface with exposure light, and the electrostatic latent image is charged with the charged toner. In the image forming apparatus, the electrostatic latent image is developed by supplying the toner image to obtain a toner image, and the toner image is transferred and fixed on the recording medium to form an image composed of the fixed toner image on the recording medium. ,
An adsorbing member that is charged by applying a voltage and adsorbs residual toner remaining on the image carrying surface by rubbing the image carrying surface after the toner image is transferred;
A power supply for the suction member that applies a voltage to the suction member so that the suction member is charged to a polarity opposite to the charging polarity of the toner during development;
A collecting member that collects residual toner adsorbed on the adsorbing member by contacting the adsorbing member that is charged by applying a voltage;
A power supply for a recovery member that applies a voltage to the recovery member to charge the recovery member;
A current measuring unit for measuring a current flowing between the power supply for the adsorbing member and the adsorbing member;
And an application control unit that controls a voltage applied by the recovery member power source to the recovery member to a voltage corresponding to the current measured by the current measurement unit.
また、本発明の画像形成装置において、「上記吸着部材が、複数の導電性繊維を備え、その導電性繊維で上記像担持面を摺擦するものであり、
上記回収部材が、ロール形状を有し、そのロール形状の周面が上記導電性繊維に接触するものである」という形態は典型的な形態である。
Further, in the image forming apparatus of the present invention, “the adsorbing member comprises a plurality of conductive fibers, and the conductive fibers rub the image bearing surface,
The form that the said collection | recovery member has a roll shape and the surrounding surface of the roll shape contacts the said conductive fiber is a typical form.
本発明の画像形成装置によれば、上記吸着部材用電源と上記吸着部材との間に流れる電流を測定することによって、上記吸着部材の吸着性能がモニタされる。この吸着性能の低下の主要原因としては、上記吸着部材に堆積した残留トナーがそれまでとは逆極性に帯電してしまうこと等が挙げられる。本発明の画像形成装置によれば、上記吸着部材の吸着性能の低下が検知された場合に、上記回収部材用電源が印加する電圧を適切に制御して、上記吸着部材の吸着性能の低下をもたらす残留トナーの、上記吸着部材から上記回収部材への移行を促すことにより、そのような残留トナーを吸着部材から除去すること等ができ、画像形成装置におけるクリーニング性能を長期に亘って良好なものに維持することが可能となる。 According to the image forming apparatus of the present invention, the adsorption performance of the adsorption member is monitored by measuring the current flowing between the adsorption member power source and the adsorption member. The main cause of the decrease in the adsorption performance is that the residual toner accumulated on the adsorption member is charged with a polarity opposite to that of the former. According to the image forming apparatus of the present invention, when a decrease in the suction performance of the suction member is detected, the voltage applied by the power supply for the recovery member is appropriately controlled to reduce the suction performance of the suction member. By urging the residual toner to be transferred from the suction member to the recovery member, such residual toner can be removed from the suction member, etc., and the cleaning performance in the image forming apparatus is good over a long period of time. Can be maintained.
また、本発明の画像形成装置において、「上記回収部材用電源は、上記回収部材が上記吸着部材から上記現像時のトナーの帯電極性と同極性の残留トナーを回収する電位に帯電するような第1の電圧と、その回収部材がその吸着部材からその現像時のトナーの帯電極性とは逆極性の残留トナーを回収する電位に帯電するような第2の電圧とを選択的に印加するものであり、
上記印加制御部が、上記第1の電圧と上記第2の電圧とのうち、上記電流測定部で測定された電流に応じた電圧を選択するものである」という形態は好ましい形態である。
In the image forming apparatus of the present invention, “the power supply for the recovery member is such that the recovery member is charged to a potential for recovering the residual toner having the same polarity as that of the toner at the time of development from the adsorption member. A voltage of 1 and a second voltage at which the collecting member is charged from the adsorption member to a potential for collecting the residual toner having a polarity opposite to the charging polarity of the toner at the time of development are selectively applied. Yes,
The form that the said application control part selects the voltage according to the electric current measured by the said electric current measurement part among the said 1st voltage and the said 2nd voltage is a preferable form.
この好ましい形態の画像形成装置によれば、上記印加制御部は、上記第1の電圧と上記第2の電圧とのうちの1つを選択するだけで良く、制御が非常に容易である。また、この好ましい形態の画像形成装置によれば、上記回収部材には、残留トナーの回収に適した電圧のみが印加されるので回収効果が大きい。 According to this preferred embodiment of the image forming apparatus, the application controller only needs to select one of the first voltage and the second voltage, and the control is very easy. Further, according to this preferred embodiment of the image forming apparatus, since only the voltage suitable for collecting the residual toner is applied to the collecting member, the collecting effect is great.
また、本発明の画像形成装置において、「上記印加制御部が、上記回収部材に対して上記回収部材用電源が印加する電圧を、上記電流測定部で測定された電流と所定の閾値との大小関係に応じた電圧に制御するものである」という形態は好ましい形態である。 In the image forming apparatus of the present invention, “the voltage applied by the recovery member power source to the recovery member is determined by the application control unit between the current measured by the current measurement unit and a predetermined threshold value”. The form of “controlling the voltage according to the relationship” is a preferable form.
この好ましい形態の画像形成装置によれば、上記吸着部材において上記現像時のトナーの帯電極性とは逆極性に帯電してしまった残留トナーがもたらす、上記吸着部材用電源と上記吸着部材との間に流れる電流の変動に応じた、電圧の制御を適確に実行することができる。 According to this preferred embodiment of the image forming apparatus, the residual power that is generated by the residual toner charged to the opposite polarity to the charged polarity of the toner at the time of development in the suction member is provided between the suction member power source and the suction member. The voltage can be accurately controlled according to the fluctuation of the current flowing through the.
また、この閾値を使う好ましい形態の画像形成装置において、「上記印加制御部が、上記閾値を所定タイミングで直接的又は間接的に更新するものである」という形態はさらに好ましい。 In the image forming apparatus of a preferable form using this threshold value, it is more preferable that “the application control unit updates the threshold value directly or indirectly at a predetermined timing”.
上記吸着部材用電源と上記吸着部材との間における電流は、逆極性に帯電したトナーが吸着部材から十分に除去された後であっても、許容できる範囲の微小な変動分が残ってしまうことがある。上記の好ましい形態の画像形成装置によれば、上記閾値が、適宜に更新されることから、このような変動分にも対応することができる。 The current between the power supply for the adsorbing member and the adsorbing member may leave a minute fluctuation within an allowable range even after the toner charged to the opposite polarity is sufficiently removed from the adsorbing member. There is. According to the image forming apparatus of the preferred embodiment, the threshold value is appropriately updated, so that it is possible to cope with such a variation.
また、本発明の画像形成装置において、「上記吸着部材が、所定の回転軸を有するものであり、
上記回収部材が、上記吸着部材の回転軸に沿って延びる回転軸を有するものであり、
上記吸着部材を、その吸着部材の回転軸を中心に所定の回転速度で回転駆動する吸着部材駆動部と、
上記回収部材を、その回収部材の回転軸を中心に回転駆動する回収部材駆動部と、
上記回収部材の回転速度が上記電流測定部で測定された電流に応じた回転速度となるように、その回収部材に対する上記回収部材駆動部の回転駆動を制御する回転制御部とを備えたものである」という形態も好ましい形態である。
Further, in the image forming apparatus of the present invention, “the suction member has a predetermined rotation axis,
The recovery member has a rotation axis extending along the rotation axis of the adsorption member;
An adsorbing member drive unit that rotationally drives the adsorbing member at a predetermined rotational speed around the rotation axis of the adsorbing member;
A recovery member drive unit that rotationally drives the recovery member around a rotation axis of the recovery member;
A rotation control unit that controls the rotation drive of the recovery member drive unit relative to the recovery member so that the rotation speed of the recovery member becomes a rotation rate according to the current measured by the current measurement unit; The form “is” is also a preferable form.
逆極性に帯電した残留トナーは、上記吸着部材に吸着された時のままの、現像時のトナーの帯電極性と同極性の残留トナーに比べて帯電が弱く、静電的な移動には、現像時のトナーの帯電極性と同極性の残留トナーに比べて時間が掛ることが多い。上記の好ましい形態の画像形成装置によれば、例えば、逆極性に帯電した残留トナーを上記吸着部材から回収する際には、上記回収部材の回転速度を遅くして、残留トナーを時間をかけて確実に回収する等といった運用を容易に実現することができる。 Residual toner charged to the opposite polarity is weakly charged as compared to the residual toner having the same polarity as that of the toner at the time of development as it is adsorbed by the adsorption member. It often takes more time than the residual toner having the same polarity as the charged polarity of the toner. According to the preferred embodiment of the image forming apparatus, for example, when collecting the residual toner charged to the opposite polarity from the adsorption member, the rotation speed of the collection member is decreased and the residual toner is taken over time. Operations such as reliable collection can be easily realized.
また、このような回転制御を行なう形態の画像形成装置において、「上記回転制御部が、上記回収部材に対する上記回収部材駆動部の回転駆動を制御して、その回収部材の回転速度を、上記吸着部材の回転速度よりも速い第1の回転速度と、その吸着部材の回転速度よりも遅い第2の回転速度とのうち、上記電流測定部で測定された電流に応じた回転速度に切り換えるものである」という形態は好ましい形態である。 Further, in the image forming apparatus that performs such rotation control, “the rotation control unit controls the rotation drive of the collection member driving unit with respect to the collection member, and the rotation speed of the collection member is Of the first rotation speed higher than the rotation speed of the member and the second rotation speed lower than the rotation speed of the attracting member, the rotation speed is switched to the rotation speed corresponding to the current measured by the current measuring unit. The form “is” is a preferred form.
この好ましい形態の画像形成装置によれば、上記吸着部材に吸着された時のままの、現像時のトナーの帯電極性と同極性の残留トナーを、上記第1の回転速度で回転駆動される回収部材によって速やかに回収し、上記吸着部材において現像時のトナーの帯電極性とは逆極性に帯電してしまった残留トナーを、上記第2の回転速度で回転駆動される回収部材によって時間を掛けて確実に回収することができる。 According to this preferred embodiment of the image forming apparatus, the residual toner having the same polarity as the charged polarity of the toner at the time of development as it is adsorbed by the adsorbing member is rotationally driven at the first rotational speed. Residual toner that is quickly collected by the member and charged to the opposite polarity to the charged polarity of the toner at the time of development in the adsorption member is taken over by the collecting member that is rotationally driven at the second rotational speed. It can be reliably recovered.
また、回転制御を行なう形態の画像形成装置において、「上記回転制御部が、上記回収部材に対する上記回収部材駆動部の回転駆動を、その回収部材の回転速度が上記電流測定部で測定された電流と所定の閾値との大小関係に応じた回転速度となるように制御するものである」という形態は好ましく、
「上記回転制御部が、上記閾値を所定タイミングで直接的又は間接的に更新するものである」という形態はさらに好ましい。
Further, in the image forming apparatus in which the rotation control is performed, “the rotation control unit performs rotation driving of the recovery member driving unit with respect to the recovery member, and the rotation speed of the recovery member is measured by the current measuring unit. Is preferably controlled so as to have a rotational speed according to the magnitude relationship between and a predetermined threshold value,
It is further preferable that the rotation control unit updates the threshold value directly or indirectly at a predetermined timing.
これらの好ましい形態の画像形成装置によれば、上記吸着部材において現像時のトナーの帯電極性とは逆極性に帯電してしまった残留トナーがもたらす、上記吸着部材用電源と上記吸着部材との間に流れる電流の変動に応じた、回転駆動の制御を適確に実行することができる。 According to these preferred embodiments of the image forming apparatus, the residual power charged between the suction member and the suction member is caused by the residual toner charged in the opposite polarity to the charged polarity of the toner at the time of development in the suction member. Rotational drive control according to fluctuations in the current flowing through can be performed accurately.
また、本発明の画像形成装置において、「上記回収部材が、106Ω以上で108Ω以下の電気抵抗を有するものである」という形態も好ましく、
「上記回収部材が、フェノール樹脂で形成された表面を有するものである」という形態も好ましい。
Further, in the image forming apparatus of the present invention, it is also preferable that the above-mentioned recovery member has an electrical resistance of 10 6 Ω or more and 10 8 Ω or less,
A form in which “the recovery member has a surface formed of a phenol resin” is also preferable.
前者の形態によれば、上記回収部材の表面の良好な帯電性を得ることができ、後者の形態によれば、上記回収部材の表面の良好な耐摩耗性等を得ることができる。 According to the former form, it is possible to obtain good chargeability on the surface of the collecting member, and according to the latter form, it is possible to obtain good wear resistance on the surface of the collecting member.
また、本発明の画像形成装置において、「上記吸着部材が、107Ω以上で1012Ω以下の電気抵抗を有する導電性繊維を、1inch2(約6.45cm2)当たり5万本以上の密度で備えたものである」という形態も好ましい。 In the image forming apparatus of the present invention, “the adsorbing member has 50,000 or more conductive fibers having an electric resistance of 10 7 Ω or more and 10 12 Ω or less per 1 inch 2 (about 6.45 cm 2 ). The form of “provided by density” is also preferable.
この好ましい形態によれば、上記吸着部材についての良好な吸着性を得ることができる。 According to this preferable embodiment, it is possible to obtain good adsorptivity for the adsorbing member.
以上、説明したように、本発明によれば、良好なクリーニング性能を長期に亘って発揮することができる。 As described above, according to the present invention, good cleaning performance can be exhibited over a long period of time.
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1に示す画像形成装置1は、接地された回転軸10aを中心にして矢印Aが示す時計回りに回転するドラム状の感光体10を備え、この感光体10の周囲には、感光体用帯電器20、露光器30、現像器40、転写用帯電器50、クリーニング前帯電器60、クリーニング前除電器70、およびクリーニング装置80が配置されている。また、この画像形成装置1には、制御部90および定着器110も備えられている。
An image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a drum-shaped
図1に示す感光体10は、円筒上の導電性支持体の上に、下引層、電荷発生層と電荷輸送層を含む感光層が積層されてなるものである。感光体10は、回転軸10aを中心にして矢印Aが示す時計回り方向に回転する。この感光体10の表面は、本発明にいう像担持面の一例に相当する。
A
感光体用帯電器20は、非接触帯電方式のコロトロン帯電器である。この感光体用帯電器20には、感光体帯電用高圧電源21からマイナス極性の帯電バイアス電圧が印加され、このマイナス極性の帯電バイアス電圧によって、感光体表面が、所定の帯電位置P1でマイナス極性に帯電される。
The
露光器30は、感光体表面に向けて、画像情報に基づいて変調されたレーザ光を照射するものである。上記のマイナス極性に帯電した感光体表面は、感光体10の回転に伴った表面の移動の経路における帯電位置P1の下流側の露光位置P2で、露光器30からのレーザ光に照射されると、画像情報が表わす画像の形に感光体表面の電位が除かれる。これにより、画像を静電的に表わす静電潜像が形成される。
The
現像器40は、トナーと研磨効果等を発揮する微粒子の外添剤とを含む現像剤を収容した現像剤収容体41と、現像剤収容体41中でマイナス極性に帯電したトナーを担持して感光体表面に対向した状態で回転する現像ロール42を有する。ここで、この現像剤収容体41中におけるトナーの帯電極性であるマイナス極性が、本発明にいう「現像時のトナーの帯電極性」の一例に相当する。
The developing
現像剤収容体41中でマイナス極性に帯電したトナーは、現像ロール42と感光体10とが互いに近接した、上記の露光位置P2の下流側の現像位置P3で、現像ロール42と感光体10との電位差によって感光体表面に移行する。このとき、トナーは、感光体表面の、マイナス極性に帯電している部分を避けて、電位が除かれた状態にある、静電潜像の部分に付着する。これにより静電潜像がトナーによって現像される。
The toner charged in the negative polarity in the
図1では、記録用紙Pは矢印Bが示す方向に搬送されてくる。搬送されてきた記録用紙Pは、感光体10と、非接触帯電方式のコロトロン帯電器である転写用帯電器50との間の転写位置P4に送り込まれる。この転写用帯電器50には、転写帯電用高圧電源51から、現像器40におけるトナーの帯電極性とは逆極性、即ちプラス極性の転写バイアス電圧が印加されており、トナー像形成サイクルによって感光体表面に形成されたトナー像は、この転写位置P4において、感光体表面から記録用紙Pに転写される。
In FIG. 1, the recording paper P is conveyed in the direction indicated by the arrow B. The conveyed recording paper P is sent to a transfer position P4 between the
尚、本実施形態では、転写用帯電器50を用いた転写方式が採用されているが、本発明の画像形成装置は、このような転写方式が採用された画像形成装置に限るものではなく、例えば、バイアス電圧が印加された転写ロールを用いた転写方式が採用された画像形成装置等であっても良い。
In the present embodiment, a transfer system using the
また、図1に示す画像形成装置1は、転写位置P4よりも用紙搬送方向下流側に定着器110が配置されている。この定着器110は、加熱機構を有する定着ロール111と、定着ロール111に対向するように設けられた圧力ロール112とを備えている。互いに対向する定着ロール111と圧力ロール112の間には、転写位置P4を通過した記録用紙Pが搬送されてくる。記録用紙P上のトナー像を構成するトナーは、定着ロール111の加熱機構により溶融され圧力ロール112からの圧力を受けて記録用紙Pに定着し、定着トナー像からなる画像が形成される。
Further, in the image forming apparatus 1 shown in FIG. 1, the fixing
一方、感光体10の、転写領域を通過した感光体表面には、転写位置P4において記録用紙Pへ移行することができなかった残留トナーが付着している。
On the other hand, residual toner that could not be transferred to the recording paper P at the transfer position P4 adheres to the surface of the
図1に示すクリーニング装置80は、この残留トナーを除去するための装置であって、転写位置P4よりも感光体表面の移動経路における下流側であって感光体用帯電器20よりも感光体回転方向の上流側のクリーニング位置P7で残留トナーを除去するように配備されたものである。また、このクリーニング装置80の手前には、クリーニング前帯電器60とクリーニング前除電器70が配備されている。ここで、残留トナーは、転写用帯電器50の電位に引き寄せられずに残ってしまったトナーであり、帯電状態が乱れている。このため、マイナス極性のバイアス電圧が前帯電用高圧電源61から印加されたクリーニング前帯電器60によって、転写位置P4の下流側の前帯電位置P5で残留トナーの極性がマイナス極性に揃えられる。さらに、クリーニング前除電器70によって、前帯電位置P5の下流側の除電位置P6で感光体表面上の残留電位レベルが落とされる。これらの処理により、残留トナーが、クリーニング装置80によって除去されやすくなる。
A
図1に示すクリーニング装置80は、クリーニングブラシ81、ブラシ駆動モータ82、ブラシ用電源83、電流計84、回収ロール85、ロール駆動モータ86、ロール用電源87、およびスクレーパ部材88を備えている。
A
ここで、クリーニングブラシ81、ブラシ駆動モータ82、ブラシ用電源83、電流計84、回収ロール85、ロール駆動モータ86、およびロール用電源87は、それぞれ本発明にいう吸着部材、吸着部材駆動部、吸着部材用電源、電流測定部、回収部材、回収部材駆動部、および回収部材用電源の各一例に相当する。
Here, the cleaning
クリーニングブラシ81は、感光体10の回転軸10aと平行に延びたブラシ回転軸81aを中心として放射状に延びた導電性繊維81bを有するものである。このクリーニングブラシ81は、導電性繊維81bの先端が感光体10周面と回収ロール85周面との双方に食い込んだ状態に設置され、ブラシ駆動モータ82によってブラシ回転軸81aを中心にして回転駆動される。導電性繊維81bは、本発明にいう導電性繊維の一例に相当する。
The cleaning
ここで、本実施形態では、このクリーニングブラシ81における、クリーニングブラシ81の感光体表面への食い込み量、クリーニングブラシ81の導電性繊維81bの材質、導電性繊維81bに導電性を付与する方法、導電性繊維81bの電気抵抗、導電性繊維81bの太さ、および導電性繊維81bの密度については特には限定せず、好ましい例を幾つか紹介するに止める。
Here, in this embodiment, the amount of biting of the cleaning
クリーニングブラシ81の感光体表面への食い込み量は、0.1mm〜2.5mmの範囲内であることが望ましく、好ましくは0.5mm〜2.0mmの範囲内であり、より好ましくは、0.9mm〜1.8mmの範囲内である。また、クリーニングブラシ81の導電性繊維81bの材質としては、ナイロン(登録商標)、アクリル、ポリオレフィン、ポリエステル等の樹脂繊維を挙げることができる。また、クリーニングブラシ81の導電性繊維81bに導電性を付与する方法については、上記の樹脂繊維中に導電性粉末やイオン導電材を配合して導電性を付与したり、あるいは樹脂繊維の内部もしくは表面に導電層を形成することで導電性を付与する方法が挙げられるが、好ましい方法としては導電性を付与する材料を樹脂繊維中に均一に配合する方法がある。また、クリーニングブラシ81の導電性繊維81bの電気抵抗としては、105Ω〜1015Ωの範囲内であることが望ましく、より好ましくは107Ω〜1012Ωの範囲内である。また、クリーニングブラシ81の導電性繊維81bの太さは、30デニール(約66μm)以下であることが望ましく、好ましくは10デニール(約38μm)以下である。また、クリーニングブラシ81の導電性繊維81bの密度は、1inch2(約6.45cm2)当たり2万本以上であることが望ましく、好ましくは1inch2(約6.45cm2)当たり5万本以上であることが好ましい。このようなクリーニングブラシ81の導電性繊維81bとして採用される具体的な導電性樹脂繊維としては、ベルトロン(登録商標:カネボウ製)、SA−7(登録商標:東レ製)、UUナイロン(登録商標:ユニチカ製)等が挙げられる。
The amount of biting of the cleaning
残留トナーの回収時には、感光体表面の残留トナーをクリーニングブラシ81の導電性繊維81bに引き寄せるために、その残留トナーの帯電極性とは逆極性であるプラス極性のブラシバイアス電圧が、ブラシ用電源83から、クリーニングブラシ81のブラシ回転軸81aを介して導電性繊維81bに印加される。
When collecting the residual toner, in order to attract the residual toner on the surface of the photosensitive member to the conductive fiber 81b of the cleaning
感光体表面の残留トナーは、このブラシバイアス電圧の作用によって導電性繊維81bによって引き寄せられるとともに、その導電性繊維81bによって掻き取られる。このクリーニングブラシ81は、クリーニング性能の経時劣化が少なく、板状のクリーニングブレードを用いるよりも、特に高速機においては有利である。また図1に示すクリーニングブラシ81は積極的に電界を利用するクリーニング方式であるため、電気的作用を利用せず機械的に掻き取るクリーニングブレードでは困難である球状トナーのクリーニングに対しても優位性がある。クリーニングブラシ81の導電性繊維81bに移行した残留トナーはブラシバイアス電圧の作用によってその導電性繊維81bに保持される。
Residual toner on the surface of the photosensitive member is attracted by the conductive fibers 81b by the action of the brush bias voltage and scraped off by the conductive fibers 81b. This cleaning
また、本実施形態では、ブラシ用電源83とクリーニングブラシ81との間を流れる電流が電流計84によって測定される。この電流計84で測定された電流値は制御部90に伝えられ、この制御部90における後述の制御に使われる。この制御部90は、本発明にいう印加制御部の一例と回転制御部の一例とを合わせたものに相当する。
In the present embodiment, the current flowing between the
回収ロール85は、クリーニングブラシ81の導電性繊維81bに保持された残留トナーを回収するものである。この回収ロール85は、感光体10の回転軸10aと平行に延びたロール回転軸85aを中心にして、ロール駆動モータ86によって回転駆動される。
The
また、この回収ロール85の表面には、ロール用電源87から後述のロールバイアス電圧がロール回転軸85aを介して供給される。回収ロール85は、このロールバイアス電圧によってクリーニングブラシ81の導電性繊維81bに保持された残留トナーをその導電性繊維81bの保持力よりも強く引き寄せて回収する。
Further, a roll bias voltage, which will be described later, is supplied to the surface of the
ここで、本実施形態では、この回収ロール85の材質については特には限定せず、好ましい例を幾つか紹介するに止める。まず、この回収ロール85の材質に求められる弾性に関する性質、磨耗に関する性質、硬さに関する性質、電気抵抗に関する性質について説明する。
Here, in this embodiment, the material of the
まず、弾性に関する性質については、回収ロール85に撓みが生じない程度の剛性を有していることが求められ、具体的には、JIS−K7171:94における曲げ弾性率が700Kpa以上であることが好ましい。また、磨耗に関する性質については、回収ロール85がクリーニングブラシ71や後述のスクレーパ部材88と絶えず接触状態にあるために磨耗に強いことが求められ、具体的には、JIS−K6902:98における磨耗量が20mg以下であることが好ましい。また、硬さに関する性質については、回収ロール85の製造時に寸法精度の高い成形が可能で、使用時には削れに対して強いことが求められ、JIS−K7202:95におけるロックウェル硬さ(Mスケール)が100以上であることが好ましい。電気抵抗に関する性質については、クリーニングブラシ81に移行した残留トナーを電気的に良好に吸着できることが求められ、具体的な抵抗値は105Ω〜1010Ωの範囲内であることが望ましく、好ましくは106Ω〜108Ωの範囲内である。次に、これらの性質を満たす、回収ロール85の材質の好ましい例について説明する。
First, as for the properties related to elasticity, the
まず、回収ロール85に関する弾性、磨耗、および硬さについての性質を満たす材質としては、成形時に、加熱により硬化(架橋)が進むために、成形後には収縮が起こりにくく寸法精度の良好な回収ロール85が得られる熱硬化性樹脂が好ましい。このような熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられるが、中でもフェノール樹脂は、寸法精度が良好で、表面の平滑性に優れた成形品が安価に得られることから特に好ましい。さらに、上記の電気抵抗に関する性質を満たすために、上記のような熱硬化性樹脂中に配合させるものとして、次のようなフィラーが挙げられる。まず、カーボンブラック、炭素粉、グラファイト、磁性粉、酸化亜鉛や酸化すずや酸化チタン等の金属酸化物、硫化銅や硫化亜鉛等の金属硫化物、ストロンチウムやバリウムや希土類等のいわゆるハードフェライト、マグネタイト、銅、亜鉛、ニッケルやマンガン等のフェライト、以上の物質の表面を必要に応じて導電処理したもの等が挙げられる。また、銅、鉄、マンガン、ニッケル、亜鉛、コバルト、バリウム、アルミニウム、錫、リチウム、マグネシウム、シリコン、リン等の異なる金属元素を含んだ酸化物、水酸化物、炭酸塩、金属化合物等を高温中で焼成して得られる金属酸化物の固溶体であるいわゆる複合金属酸化物等も挙げられる。さらに、錫や鉄やアルミニウム等の金属粉体や金属繊維、およびガラス繊維等が挙げられる。上記の電気抵抗に関する性質を満たすためには、これらのフィラーのうちの何れかを単独で用いても良いし、あるいは複数種類を混合して用いても良い。
First, as a material satisfying the properties of elasticity, wear, and hardness related to the
スクレーパ部材88は、回収ロール85によって回収された残留トナーを回収ロール85から掻き落とす役割を果たす金属の薄板である。本実施形態では、このスクレーパ部材88の材質や厚さについては特には限定せず、好ましい例を幾つか紹介するに止める。スクレーパ部材88の材質は、耐久性やコストの観点から、ステンレスやリン青銅であることが好ましく、その厚さは、0.02mm〜2mmであることが望ましく、好ましくは0.05mm〜1mmである。
The
以上、説明したクリーニング装置80では、クリーニングの繰返しによって、回収ロールが回収しきれなかった残留トナーがクリーニングブラシ81に徐々に堆積していく。そして、このように堆積した残留トナーの量が多くなると、それらの残留トナーが、クリーニングブラシ81等から電荷注入を受けて、それまでとは逆極性、即ち、プラス極性に帯電してしまうことがある。この状態を放置すると、クリーニングブラシ81の見かけ上の電気抵抗が高まり、ブラシ用電源83からの電流が減少して、クリーニング性能の低下を招いてしまう。以下、クリーニングブラシ81に吸着した時のままのマイナス極性を有する残留トナーのことを通常帯電トナー、プラス極性を有する残留トナーのことを逆帯電トナーと呼ぶ。
In the
本実施形態の画像形成装置1では、この画像形成装置1に電源が投入されたタイミングで、クリーニング装置80におけるクリーニングブラシ81のクリーニングが行なわれる。そして、そのクリーニングの際には、制御部90が、クリーニング装置80の動作を以下に説明するように制御することで、通常帯電トナーだけでなく、逆帯電トナーもクリーニングブラシ81から十分に除去されて、クリーニング装置80のクリーニング性能が、長期に亘って良好なものに維持されるようになっている。また、この制御部90は、クリーニング装置80についての制御以外にも、本実施形態の画像形成装置1の動作全般について制御するものであるが、クリーニング装置80についての制御以外の制御内容については本発明の主題ではないので説明を省略する。
In the image forming apparatus 1 of the present embodiment, the cleaning
図2は、図1に示すクリーニングブラシ81のクリーニングの流れを示すフローチャートである。尚、以下の説明では、図1に示す構成要素を特に図番を断らずに参照する。
FIG. 2 is a flowchart showing a cleaning flow of the cleaning
このフローチャートが示す処理は、上述したように、画像形成装置1に電源が投入されたタイミングで開始される。処理が開始されると、クリーニング装置80において、回収ロール85がクリーニングブラシ81から通常帯電トナーを回収する通常のクリーニング動作が実行されるように、制御部90がクリーニング装置80を次のように制御する(ステップS101)。
As described above, the processing shown in this flowchart is started when the image forming apparatus 1 is turned on. When the process is started, the
通常のクリーニング動作では、ロール用電源87が、ブラシバイアス電圧よりも高い電圧を、ロールバイアス電圧として回収ロール85に供給するように制御される。
In a normal cleaning operation, the
また、この通常のクリーニング動作では、回収ロール85がクリーニングブラシ81よりも速く回転するように、ロール駆動モータ86とブラシ駆動モータ82とが制御部90に制御される。尚、本実施形態では、この制御は、次式に基いて実行される。
In this normal cleaning operation, the
回収ロール85の回転速度/(クリーニングブラシ81の回転速度+回収ロール85の回転速度)>0.5
この通常のクリーニング動作では、マイナス極性を有する通常帯電トナーが、上記のロールバイアス電圧によってクリーニングブラシ81よりも高くプラス極性に帯電し、クリーニングブラシ81よりも速く回転する回収ロール85に速やかに回収される。
Rotation speed of
In this normal cleaning operation, the normally charged toner having a negative polarity is charged to a positive polarity higher than the cleaning
また、この通常のクリーニング動作が実行されると、この通常のクリーニング動作と、後述する逆帯電トナー用のクリーニング動作とのうち実行された方を示すフラグが、通常のクリーニング動作の実行を示すLレベルにセットされる。 When this normal cleaning operation is executed, a flag indicating which one of the normal cleaning operation and the reversely charged toner cleaning operation described later is executed indicates that the normal cleaning operation is executed. Set to level.
ステップS101の制御の結果、通常のクリーニング動作が所定時間に亘って実行される。 As a result of the control in step S101, a normal cleaning operation is executed for a predetermined time.
通常のクリーニング動作が終了すると、次に、このフローチャートの処理が開始されてからの経過時間が、所定の規定時間を越えたか否かが判定される(ステップS102)。 When the normal cleaning operation is finished, it is next determined whether or not the elapsed time from the start of the process of this flowchart has exceeded a predetermined specified time (step S102).
ステップS102において、上記の経過時間が未だ規定時間を越えていないと判定されると(ステップS102におけるNo判定)、ブラシ用電源83からブラシ回転軸81aに向かって流れる電流の値が電流計84によって測定される(ステップS103)。
If it is determined in step S102 that the elapsed time has not yet exceeded the specified time (No determination in step S102), the value of the current flowing from the
そして、その測定で得られた電流値と、予め設定された初期電流値との差が、所定の許容値Vaを越えているか否かが判定される(ステップS104)。 Then, it is determined whether or not the difference between the current value obtained by the measurement and a preset initial current value exceeds a predetermined allowable value Va (step S104).
本実施形態では、このステップS104の判定によって、クリーニングブラシ81に堆積した残留トナーがそれまでとは逆極性に帯電することで所定以上の電流低下が生じているか否か、つまり、上記の逆帯電トナーが許容以上に生じているか否かが判定される。
In the present embodiment, whether the residual toner accumulated on the cleaning
このステップS104の判定において、上記の差が、所定の許容値Vaを越えていると判定された場合(ステップS104におけるYes判定)、制御部90は、逆帯電トナーが許容以上に生じていると判断する。そして、クリーニング装置80において、回収ロール85がクリーニングブラシ81から逆帯電トナーを回収する逆帯電トナー用のクリーニング動作が実行されるように、制御部90がクリーニング装置80を次のように制御する(ステップS105)。
When it is determined in step S104 that the above difference exceeds the predetermined allowable value Va (Yes determination in step S104), the
この逆帯電トナー用のクリーニング動作は、ロール用電源87が、ブラシバイアス電圧よりも低い電圧を、ロールバイアス電圧として回収ロール85に供給するように制御される。尚、ここでの説明では、この逆帯電トナー用のクリーニング動作におけるロールバイアス電圧について特に限定はしないが、このロールバイアス電圧は、ブラシバイアス電圧との差が200V以上となるものであることが好ましい。
The cleaning operation for the reversely charged toner is controlled such that the
また、この逆帯電トナー用のクリーニング動作では、回収ロール85がクリーニングブラシ81よりも遅く回転するように、ロール駆動モータ86とブラシ駆動モータ82とが制御部90に制御される。尚、本実施形態では、この制御は、次式に基いて実行される。
In the cleaning operation for the reversely charged toner, the
回収ロール85の回転速度/(クリーニングブラシ81の回転速度+回収ロール85の回転速度)≦0.5
この逆帯電トナー用のクリーニング動作では、プラス極性を有する逆帯電トナーが、クリーニングブラシ81よりも電位が低い回収ロール85に移行することで回収される。
Rotation speed of
In the cleaning operation for the reversely charged toner, the reversely charged toner having a positive polarity is recovered by moving to the
また、逆帯電トナーにおける帯電は、通常帯電トナーの帯電に比べて弱く、逆帯電トナーの静電的な移動は、通常帯電トナーの移動よりも時間が掛る。本実施形態では、逆帯電トナーを回収ロール85で回収する際には、上記のように回収ロール85はクリーニングブラシ81よりも遅く回転する。これにより、逆帯電トナーが回収ロール85に時間を掛けて確実に回収される。
Further, the charge of the reversely charged toner is weaker than that of the normally charged toner, and the electrostatic movement of the reversely charged toner takes longer than the movement of the normally charged toner. In the present embodiment, when the reversely charged toner is collected by the
また、この逆帯電トナー用のクリーニング動作が実行されると、上記のフラグが、逆帯電トナー用のクリーニング動作の実行を示すHレベルにセットされる。 When the reverse charging toner cleaning operation is executed, the flag is set to an H level indicating the execution of the reverse charging toner cleaning operation.
ステップS105では、この逆帯電トナー用のクリーニング動作が所定時間に亘って実行されるように、クリーニング装置80が制御部90によって制御される。
In step S105, the
ここで、本実施形態では、上記のステップS103からステップS105までの処理は適宜に繰り返される。そして、その繰返しにおいて、ステップS105における逆帯電トナー用のクリーニング動作が実行される度に、クリーニングブラシ81から逆帯電トナーが段階的に除去され、最終的に、逆帯電トナーはクリーニングブラシ81からほぼ除去されて、ブラシ用電源83からの電流は上記の初期電流値とほぼ等しくなるまで復帰する。
Here, in the present embodiment, the processes from step S103 to step S105 are repeated as appropriate. In the repetition, every time the cleaning operation for the reversely charged toner in step S105 is executed, the reversely charged toner is removed stepwise from the cleaning
そして、この電流の復帰が、ステップS104において、上記の差が所定の許容値Vaになっているか否かの判定によって確認される。ここで、許容値Vaに初期電流値を加えた値が、本発明にいう閾値の一例に相当する。即ち、本実施形態は、この本発明にいう閾値が、間接的に更新される一例に相当する。 The return of the current is confirmed by determining whether or not the above difference is a predetermined allowable value Va in step S104. Here, the value obtained by adding the initial current value to the allowable value Va corresponds to an example of the threshold according to the present invention. That is, this embodiment corresponds to an example in which the threshold value according to the present invention is indirectly updated.
ここで、ステップS104において上記の電流の復帰が確認されたとしても、ブラシ用電源83からの電流は初期電流値とは完全に等しくはならず経時的な変動分が若干残る。そこで、本実施形態では、以下に説明するように、この電流の復帰が確認される度に、ステップS104の判定で使われる初期電流値が、上記の経時的な変動分を含んだ電流値に更新される。
Here, even if the return of the current is confirmed in step S104, the current from the
ステップS104において、上記の差が、所定の許容値Va以下になっていると判定されると(ステップS104におけるNo判定)、次に、上記のフラグがHレベルにセットされているか否かが判定される(ステップS106)。 If it is determined in step S104 that the difference is equal to or less than a predetermined allowable value Va (No determination in step S104), it is then determined whether or not the flag is set to H level. (Step S106).
フラグがHレベルにセットされていた場合は(ステップS106におけるYes判定)、上記の逆帯電トナーの除去処理を経ているので、上記の初期電流値が、逆帯電トナーの除去処理において測定された最新の電流値に更新される(ステップS107)。その後、ステップS101に戻って、通常のクリーニング動作が再開される。 If the flag is set at the H level (Yes determination in step S106), since the reversely charged toner removal process has been performed, the initial current value is the latest measured in the reversely charged toner removal process. The current value is updated (step S107). Thereafter, the process returns to step S101, and the normal cleaning operation is resumed.
一方、フラグがLレベルのままであった場合は(ステップS106におけるNo判定)、逆帯電トナーの除去処理は行なわれていないので、ステップS107の処理が省略されてステップS101に戻る。 On the other hand, if the flag remains at the L level (No determination in step S106), the process of removing the reversely charged toner is not performed, so the process of step S107 is omitted and the process returns to step S101.
上記のステップS101からステップS107に至る処理は、ステップS102において、このフローチャートの処理が開始されてからの経過時間が所定の規定時間を越えたと判定されるまで(ステップS102におけるYes判定)繰り返される。そして、このステップS102において、経過時間が規定時間を越えたと判定されると、このフローチャートの処理が終了する。 The processing from step S101 to step S107 is repeated until it is determined in step S102 that the elapsed time from the start of the processing of this flowchart has exceeded a predetermined specified time (Yes determination in step S102). If it is determined in step S102 that the elapsed time has exceeded the specified time, the processing of this flowchart ends.
以上、説明したように、本実施形態の画像形成装置1では、制御部90の制御により、電源投入の度に、クリーニングブラシ81に堆積した通常帯電トナーおよび逆帯電トナーが共に除去される。これにより、画像形成装置1は、良好なクリーニング性能を長期に亘って発揮することができる。
As described above, in the image forming apparatus 1 of the present embodiment, both the normally charged toner and the reversely charged toner accumulated on the cleaning
尚、上記では、本発明にいう印加制御部と回転制御部の各一例を合わせたものとして、図2のフローチャートが示すようなクリーニング動作を、画像形成装置に電源が投入されたタイミングで実行させる制御部90を例示したが、本発明はこれに限るものではない。本発明の印加制御部や回転制御部は、このようなクリーニング動作を、例えば、電源投入中に定期的に実行するものであっても良く、あるいは、画像形成が1回行なわれる度に実行するもの等であっても良い。
(実施例)
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
In the above description, the cleaning operation as shown in the flowchart of FIG. 2 is executed at the timing when the power is turned on to the image forming apparatus as a combination of each example of the application control unit and the rotation control unit according to the present invention. Although the
(Example)
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example at all.
[実施例1]
試験機として、富士ゼロックス製ColorDocuTech60V(登録商標)を図1に示す画像形成装置のように改造したものを用いた。即ち、クリーニング装置には、クリーニングブラシ、ブラシ駆動モータ、ブラシ用電源、回収ロール、ロール駆動モータ、ロール用電源、スクレーパ部材、および電流計を備えた図1に示すクリーニング装置を用いた。以下、クリーニングブラシ、ブラシ駆動モータ、ブラシ用電源、回収ロール、ロール駆動モータ、ロール用電源、およびスクレーパ部材の詳細を示す。尚、電流計については、実施例についての評価結果にとくに影響を及ぼすものではないので詳細説明を省略する。
[Example 1]
As a testing machine, a color DocuTech60V (registered trademark) manufactured by Fuji Xerox was remodeled like the image forming apparatus shown in FIG. That is, the cleaning device shown in FIG. 1 provided with a cleaning brush, a brush drive motor, a brush power source, a collection roll, a roll drive motor, a roll power source, a scraper member, and an ammeter was used. Hereinafter, details of the cleaning brush, the brush drive motor, the brush power supply, the collection roll, the roll drive motor, the roll power supply, and the scraper member will be described. The ammeter will not be described in detail because it does not particularly affect the evaluation results of the examples.
(1)クリーニングブラシ
ブラシ材質:導電性ナイロン(登録商標)、繊維太さ:2デニール(約17μm)、電気抵抗:108Ω、毛足長さ:3.5mm、繊維密度:1inch2(約6.45cm2)当たり120,000本、感光体への食い込み量:約0.5mm
(2)ブラシ駆動モータ
回転方向:感光体の回転方向に対し逆回転、回転速度:171mm/sでクリーニングブラシを回転駆動
(3)ブラシ用電源
ブラシバイアス電圧:+260V
(4)回収ロール
材質:導電性カーボンを分散したフェノール樹脂、電気抵抗:108Ω、曲げ弾性率(JIS K7171:94):100MPa、磨耗量(JIS K6902:98):2mg、ロックウェル硬度(JIS K7202:95、Mスケール):120、クリーニングブラシへの食い込み量:1.0mm
(5)ロール駆動モータ
以下の条件で、回収ロールを回転駆動
回転方向:クリーニングブラシと逆回転
(a)通常のクリーニング動作時の回転速度:201mm/s
(b)逆帯電トナー用のクリーニング動作時の回転速度:171mm/s
(6)ロール用電源
通常のクリーニング動作時のロールバイアス電圧:660V
逆帯電トナー用のクリーニング動作時のロールバイアス電圧:0V
(7)スクレーパー部材
材質:SUS304、厚み:80μm、回収ロールへの食い込み量:1.3mm、フリーレングス(自由長):8.0mm
(1) Cleaning brush Brush material: conductive nylon (registered trademark), fiber thickness: 2 denier (about 17 μm), electric resistance: 10 8 Ω, length of hair leg: 3.5 mm, fiber density: 1 inch 2 (about 120,000 per 6.45 cm 2 ), biting into the photoreceptor: approx. 0.5 mm
(2) Brush drive motor Rotation direction: Reverse rotation with respect to the rotation direction of the photoconductor, and rotationally drive the cleaning brush at a rotation speed of 171 mm / s. (3) Brush power supply Brush bias voltage: + 260V
(4) Recovery roll Material: phenol resin in which conductive carbon is dispersed, electric resistance: 10 8 Ω, flexural modulus (JIS K7171: 94): 100 MPa, wear amount (JIS K6902: 98): 2 mg, Rockwell hardness ( JIS K7202: 95, M scale): 120, biting amount into the cleaning brush: 1.0 mm
(5) Roll drive motor The collection roll is rotationally driven under the following conditions. Rotation direction: reverse rotation with the cleaning brush (a) Rotational speed during normal cleaning operation: 201 mm / s
(B) Rotational speed during cleaning operation for reversely charged toner: 171 mm / s
(6) Roll power supply Roll bias voltage during normal cleaning operation: 660 V
Roll bias voltage during cleaning operation for reversely charged toner: 0V
(7) Scraper member Material: SUS304, thickness: 80 μm, amount of biting into the collecting roll: 1.3 mm, free length (free length): 8.0 mm
以上、(1)〜(7)に詳細を示した画像形成装置で、画像密度5%、50%、および100%の3本の帯が描かれた画像を10万枚出力させた後、一度、画像形成装置の電源を落として再起動させる。そして、再起動時に実行されるクリーニングブラシに対するクリーニング動作が終了した後、感光体上の残留トナー量と、クリーニング装置内のクリーニングブラシに堆積しているトナー量とを目視で評価した。その後、画像形成装置でA3サイズのベタ画像を2枚出力させてから、さらに、10%ハーフトーン画像を出力させて、その10%ハーフトーン画像の画質を目視で確認することでクリーニング性能を評価した。これらの評価結果を表1に示す。また、この表1には、後述の実施例2や比較例についての評価結果も示されている。 As described above, in the image forming apparatus shown in detail in (1) to (7), after outputting 100,000 images on which three bands with image densities of 5%, 50%, and 100% are drawn, once Then, the image forming apparatus is turned off and restarted. Then, after the cleaning operation for the cleaning brush executed at the time of restarting was completed, the amount of residual toner on the photosensitive member and the amount of toner accumulated on the cleaning brush in the cleaning device were visually evaluated. After that, two A3-sized solid images are output by the image forming apparatus, and then a 10% halftone image is further output, and the image quality of the 10% halftone image is visually checked to evaluate the cleaning performance. did. These evaluation results are shown in Table 1. Table 1 also shows evaluation results for Example 2 and Comparative Example described later.
この表1における評価基準は以下の通りである。 The evaluation criteria in Table 1 are as follows.
〔感光体上の残留トナー量〕
○:感光体の表面上にトナーが残っていることが目視にて確認できない。
×:感光体の表面上におけるトナーの存在が目視にて確認できる。
[Residual toner amount on photoconductor]
○: It is impossible to visually confirm that toner remains on the surface of the photoreceptor.
X: The presence of toner on the surface of the photoreceptor can be confirmed visually.
〔クリーニングブラシに堆積しているトナー量〕
○:クリーニングブラシに堆積しているトナーの量が目視判断で少量である。
×:クリーニングブラシに堆積しているトナーの量が目視判断で多量である。
[Toner amount accumulated on the cleaning brush]
○: The amount of toner accumulated on the cleaning brush is small by visual judgment.
X: The amount of toner accumulated on the cleaning brush is large by visual judgment.
〔クリーニング性能〕
○:10%ハーフトーン画像に色スジの存在が目視にて確認できない。
×:10%ハーフトーン画像に色スジの存在が目視にて確認できる。
[実施例2]
クリーニングブラシを、繊維密度が1inch2(約6.45cm2)当たり240,000本という密度である以外は実施例1のクリーニングブラシと同じ構造を有するものと取替え、逆帯電トナー用のクリーニング動作時の回収ロールの回転速度を152mm/sに変更し、ロール用電源における逆帯電トナー用のクリーニング動作時のロールバイアス電圧を100Vに変更した以外は、実施例1と同じ画像形成装置を用いて、実施例1と同様な試験および評価を行った。結果を表1に示す。
[比較例]
回収ロールの回転速度が常に201mm/sとなるように変更し、ロール用電源におけるロールバイアス電圧が常に600Vとなるように変更した以外は、実施例1と同じ画像形成装置を用いて、実施例1と同様な試験および評価を行った。結果を表1に示す。
[Cleaning performance]
○: The presence of color streaks cannot be visually confirmed in the 10% halftone image.
X: The presence of color streaks can be visually confirmed in a 10% halftone image.
[Example 2]
The cleaning brush was replaced with one having the same structure as the cleaning brush of Example 1 except that the fiber density was 240,000 per 1 inch 2 (about 6.45 cm 2 ), and during the cleaning operation for the reversely charged toner Using the same image forming apparatus as in Example 1, except that the rotation speed of the collecting roll was changed to 152 mm / s, and the roll bias voltage at the time of the cleaning operation for the reversely charged toner in the roll power supply was changed to 100 V. Tests and evaluations similar to those in Example 1 were performed. The results are shown in Table 1.
[Comparative example]
An example using the same image forming apparatus as in Example 1 except that the rotation speed of the collection roll is always changed to 201 mm / s and the roll bias voltage in the roll power source is always changed to 600 V. Tests and evaluations similar to 1 were performed. The results are shown in Table 1.
以下、2つの実施例と比較例における評価結果について、表1を参照して説明する。 Hereinafter, the evaluation results in the two examples and the comparative example will be described with reference to Table 1.
上記の2つの実施例および比較例では、10万枚の画像出力において生じた感光体上の残留トナーがクリーニング装置によって良好に除去されたことが、表1における、感光体表面のトナー量に対する評価結果からわかる。 In the two examples and comparative examples described above, the residual toner on the photoconductor generated in the output of 100,000 images was satisfactorily removed by the cleaning device. You can see from the results.
しかし、その表1における、クリーニングブラシ上のトナー量に対する評価結果から、2つの実施例では、再起動時に実行されるクリーニングブラシに対するクリーニング動作において、クリーニングブラシに堆積した残留トナーが良好に除去されているのに対し、比較例では、クリーニングブラシに残留トナーが堆積したままとなっていることがわかる。この結果は、以下の理由による。 However, from the evaluation results with respect to the toner amount on the cleaning brush in Table 1, in the two examples, the residual toner accumulated on the cleaning brush is well removed in the cleaning operation for the cleaning brush executed at the time of restart. In contrast, in the comparative example, it can be seen that residual toner remains accumulated on the cleaning brush. This result is due to the following reason.
10万枚の画像出力ではクリーニングブラシにおける残留トナーの堆積量が多いため、そのクリーニングブラシにおける残留トナーが逆極性に帯電して上記の逆帯電トナーが生じてしまう。上記の比較例では、再起動時のクリーニング動作において、回収ロールには常にクリーニングブラシよりも高いロールバイアス電圧が印加される。そのため、そのクリーニング動作において、逆帯電トナーは、回収ロールに移行せずにクリーニングブラシに留まったままとなってしまう。 When 100,000 sheets of images are output, the amount of residual toner accumulated on the cleaning brush is large. Therefore, the residual toner on the cleaning brush is charged with a reverse polarity, and the reversely charged toner is generated. In the above comparative example, in the cleaning operation at the time of restart, a higher roll bias voltage than that of the cleaning brush is always applied to the collection roll. Therefore, in the cleaning operation, the reversely charged toner remains on the cleaning brush without moving to the collecting roll.
その結果、表1のクリーニング性能についての評価結果が示すように、再起動後の画像出力時におけるクリーニング性能が低く、感光体表面のクリーニングが不十分で、不要な色スジが生じた画質の低い画像が出力されることとなってしまう。 As a result, as shown in the evaluation results for the cleaning performance in Table 1, the cleaning performance at the time of image output after restart is low, the surface of the photoreceptor is not sufficiently cleaned, and unnecessary color streaks are generated. An image will be output.
一方、2つの実施例では、再起動時のクリーニング動作において、クリーニングブラシに逆帯電トナーが生じたことによるクリーニング性能の低下が、クリーニングブラシに流入する電流を測定することで検知される。そして、クリーニング性能の低下が検知された場合には、上記の逆帯電トナー用のクリーニング動作が実行されて、クリーニングブラシから逆帯電トナーが回収ロールに回収される。 On the other hand, in the two embodiments, in the cleaning operation at the time of restart, the deterioration of the cleaning performance due to the occurrence of the reversely charged toner on the cleaning brush is detected by measuring the current flowing into the cleaning brush. When a decrease in cleaning performance is detected, the cleaning operation for the reversely charged toner is performed, and the reversely charged toner is recovered from the cleaning brush to the recovery roll.
ここで、実施例1では、回収ロールとクリーニングブラシとの間には、260Vの電位差という大きな電位勾配が形成される。このため、逆帯電トナーは、この大きな電位勾配に促されて回収ロールに速やかに移行するので、回収ロールの回転速度がクリーニングブラシの回転速度と同じであっても良好に除去される。 Here, in Example 1, a large potential gradient of a potential difference of 260 V is formed between the collection roll and the cleaning brush. For this reason, the reversely charged toner is promptly transferred to the collecting roll by being urged by this large potential gradient, and thus is easily removed even if the rotating speed of the collecting roll is the same as the rotating speed of the cleaning brush.
一方、実施例2では、回収ロールとクリーニングブラシとの間の電位差は160Vであり、上記の実施例1に比べれば電位勾配は小さい。しかし、回収ロールの回転速度がクリーニングブラシの回転速度よりも遅いので、逆帯電トナーの回収ロールへの移行に多少時間が掛っても、逆帯電トナーが良好に除去される。 On the other hand, in Example 2, the potential difference between the collection roll and the cleaning brush is 160 V, and the potential gradient is smaller than that in Example 1 described above. However, since the rotation speed of the collection roll is slower than the rotation speed of the cleaning brush, the reverse charge toner is satisfactorily removed even if it takes some time to transfer the reverse charge toner to the collection roll.
このように、2つの実施例では、再起動時のクリーニング動作において、クリーニングブラシに堆積した残留トナーが良好に除去されるので、表1のクリーニング性能についての評価結果からわかるように、再起動後に実行される画像出力において、良好なクリーニング性能が発揮されて画質の良好な画像が出力されることとなる。 As described above, in the two embodiments, the residual toner accumulated on the cleaning brush is well removed in the cleaning operation at the time of restart. Therefore, as can be seen from the evaluation result of the cleaning performance in Table 1, after the restart, In the image output to be executed, good cleaning performance is exhibited and an image with good image quality is output.
1 画像形成装置
10 感光体
10a 回転軸
20 感光体用帯電器
21 感光体帯電用高圧電源
30 露光器
40 現像器
41 現像剤収容体
42 現像ロール
50 転写用帯電器
51 転写帯電用高圧電源
60 クリーニング前帯電器
61 前帯電用高圧電源
70 クリーニング前除電器
80 クリーニング装置
81 クリーニングブラシ
81a ブラシ回転軸
81b 導電性繊維
82 ブラシ駆動モータ
83 ブラシ用電源
84 電流計
85 回収ロール
85a ロール回転軸
86 ロール駆動モータ
87 ロール用電源
88 スクレーパ部材
90 制御部
110 定着器
111 定着ロール
112 圧力ロール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
電圧を印加されて帯電する、前記トナー像が転写された後の像担持面を摺擦することで、その像担持面に残留した残留トナーを吸着する吸着部材と、
現像時のトナーの帯電極性とは逆極性に前記吸着部材が帯電するような電圧を該吸着部材に印加する吸着部材用電源と、
電圧を印加されて帯電する、前記吸着部材に接触することで、該吸着部材に吸着されている残留トナーを回収する回収部材と、
前記回収部材に、電圧を印加して該回収部材を帯電させる回収部材用電源と、
前記吸着部材用電源と前記吸着部材との間に流れる電流を測定する電流測定部と、
前記回収部材に対して前記回収部材用電源が印加する電圧を、前記電流測定部で測定された電流に応じた電圧に制御する印加制御部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。 An electrostatic latent image is formed by charging the image bearing surface and irradiating the image bearing surface with exposure light, and developing the electrostatic latent image by supplying charged toner to the electrostatic latent image. In an image forming apparatus that forms a toner image on a recording medium by obtaining a toner image, transferring the toner image, and fixing the toner image on the recording medium.
An adsorbing member that is charged by applying a voltage and adsorbs residual toner remaining on the image carrying surface by rubbing the image carrying surface after the toner image is transferred;
A power supply for the suction member that applies a voltage to the suction member so that the suction member is charged to a polarity opposite to the charging polarity of the toner during development;
A collecting member that collects residual toner adsorbed on the adsorbing member by contacting the adsorbing member that is charged by applying a voltage;
A power supply for a recovery member that applies a voltage to the recovery member to charge the recovery member;
A current measuring unit for measuring a current flowing between the power supply for the adsorbing member and the adsorbing member;
An image forming apparatus comprising: an application control unit configured to control a voltage applied by the recovery member power source to the recovery member to a voltage corresponding to the current measured by the current measurement unit.
Priority Applications (1)
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