JP2014186208A - Cleaning device, transfer device including the same, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トナー像を担持する像担持体を清掃するクリーニング装置、及びこれを備えた転写装置、画像形成装置に関する。 The present invention relates to a cleaning device that cleans an image carrier that carries a toner image, a transfer device including the same, and an image forming apparatus.
従来、電子写真方式が採用されたプリンターや複写機等の画像形成装置は、静電潜像を担持する感光体ドラムと、該感光体ドラムからトナー像をシートに転写する転写装置と、を備える。フルカラー画像に代表される複数色からなる画像がシートに転写される場合、転写装置は中間転写ベルトと一次転写部材および二次転写部材とを備える。中間転写ベルトが複数の感光体ドラムに対向して周回され、一次転写部材に印加される一次転写電圧によって各感光体ドラムから中間転写ベルト上にトナー像が転写される。そして、二次転写部材に印加される二次転写電圧によって、中間転写ベルトからシートにトナー画像が一括転写される。 2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus such as a printer or a copier employing an electrophotographic system includes a photosensitive drum that carries an electrostatic latent image and a transfer device that transfers a toner image from the photosensitive drum to a sheet. . When an image composed of a plurality of colors typified by a full-color image is transferred to a sheet, the transfer device includes an intermediate transfer belt, a primary transfer member, and a secondary transfer member. The intermediate transfer belt is circulated so as to face the plurality of photosensitive drums, and a toner image is transferred from each photosensitive drum onto the intermediate transfer belt by a primary transfer voltage applied to the primary transfer member. Then, the toner image is collectively transferred from the intermediate transfer belt to the sheet by the secondary transfer voltage applied to the secondary transfer member.
上記のような転写装置は、二次転写後に中間転写ベルト上に残存するトナーを回収するために、ベルトクリーニング装置を備える。ベルトクリーニング装置は、清掃用バイアスが印加されるクリーニング部材を備える。クリーニング部材は中間転写ベルトに当接しながら回転され、ベルト上のトナーを回収する。特許文献1には、中間転写ベルト上のトナー像の面積に応じて、クリーニング部材に印加される清掃用バイアスの値が変化される技術が開示されている。 The transfer device as described above includes a belt cleaning device in order to collect toner remaining on the intermediate transfer belt after the secondary transfer. The belt cleaning device includes a cleaning member to which a cleaning bias is applied. The cleaning member rotates while contacting the intermediate transfer belt, and collects toner on the belt. Patent Document 1 discloses a technique in which the value of the cleaning bias applied to the cleaning member is changed according to the area of the toner image on the intermediate transfer belt.
特許文献1に記載された技術では、多量の残存トナーを回収するために、より大きな清掃用バイアスが印加されることで、クリーニング性能が向上される。しかしながら、長期間の装置の使用に伴って、中間転写ベルトやクリーニング部材の表面状態が変化した場合、両者の間の摩擦帯電特性が変化する。この結果、中間転写ベルトとクリーニング部材との間の摩擦によって生じる摩擦電流が、清掃用バイアスを変動させ、クリーニング性能が不安定となるという課題があった。 In the technique described in Patent Document 1, the cleaning performance is improved by applying a larger cleaning bias to collect a large amount of residual toner. However, when the surface state of the intermediate transfer belt or the cleaning member changes with the use of the apparatus for a long time, the frictional charging characteristics between the two change. As a result, there is a problem that the friction current generated by the friction between the intermediate transfer belt and the cleaning member fluctuates the cleaning bias, and the cleaning performance becomes unstable.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、長期間の使用によって像担持体や清掃部材の表面状態が変化した場合であっても、安定したクリーニング性能が維持されたクリーニング装置、およびこれが適用された転写装置、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 problems, and a cleaning device in which stable cleaning performance is maintained even when the surface state of an image carrier or a cleaning member changes due to long-term use, and It is an object of the present invention to provide a transfer device and an image forming apparatus to which this is applied.
本発明の一局面に係るクリーニング装置は、所定の極性に帯電するトナーからなるトナー像を表面に担持し回転駆動される像担持体に当接し、前記表面を清掃する清掃部材と、前記清掃部材が前記表面を清掃する清掃時に、前記清掃部材に前記トナーの極性とは逆極性の清掃用バイアスを印加し、前記清掃部材と前記像担持体との間に所定の清掃用電流を流すバイアス印加部と、前記清掃部材に前記清掃用バイアスが印加されていない非清掃時に、前記回転駆動される前記像担持体と前記清掃部材との間の摩擦によって生じる摩擦電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部によって検出された前記摩擦電流に応じて、前記清掃時の前記清掃用バイアスまたは前記清掃用電流の値を調整する清掃条件調整部と、を備えることを特徴とする。 A cleaning device according to one aspect of the present invention includes a cleaning member that carries a toner image made of toner charged to a predetermined polarity on a surface and abuts on a rotationally driven image carrier, and cleans the surface, and the cleaning member Applies a cleaning bias having a polarity opposite to the polarity of the toner to the cleaning member during cleaning for cleaning the surface, and applies a predetermined cleaning current between the cleaning member and the image carrier. A current detection unit that detects a friction current generated by friction between the image carrier that is rotationally driven and the cleaning member during non-cleaning in which the cleaning bias is not applied to the cleaning member; A cleaning condition adjusting unit that adjusts a value of the cleaning bias or the cleaning current at the time of cleaning in accordance with the friction current detected by the current detection unit.
本構成によれば、クリーニング装置の長期間の使用に伴って、像担持体や清掃部材の表面状態が変化した場合であっても、電流検出部が像担持体と清掃部材との間の摩擦電流を検出する。そして、清掃条件調整部は、電流検出部によって検出された摩擦電流に応じて、清掃時の清掃用バイアスまたは清掃用電流の値を調整する。このため、摩擦電流の発生や増減によって、清掃部材の清掃性能が変動することが好適に抑止される。 According to this configuration, even when the surface state of the image carrier or the cleaning member changes as the cleaning device is used for a long time, the current detection unit causes the friction between the image carrier and the cleaning member. Detect current. Then, the cleaning condition adjustment unit adjusts the value of the cleaning bias or the cleaning current during cleaning according to the friction current detected by the current detection unit. For this reason, it is suppressed suitably that the cleaning performance of the cleaning member fluctuates due to generation or increase / decrease of the friction current.
上記の構成において、前記清掃条件調整部は、前記摩擦電流に応じて前記清掃用電流を調整し、前記清掃用電流の予め設定された基準電流をId、前記摩擦電流をIsとした場合、前記清掃条件調整部は、前記清掃時の前記清掃用電流IcをId+Isに調整することが望ましい。 In the above configuration, the cleaning condition adjusting unit adjusts the cleaning current according to the friction current, and when the preset reference current of the cleaning current is Id and the friction current is Is, It is desirable that the cleaning condition adjustment unit adjusts the cleaning current Ic during the cleaning to Id + Is.
本構成によれば、摩擦電流の影響が好適に打ち消された状態で、清掃用電流が安定して維持される。 According to this configuration, the cleaning current is stably maintained in a state where the influence of the friction current is preferably canceled out.
上記の構成において、前記清掃部材は、回転駆動され、導電性のファーブラシからなるブラシローラーであることが望ましい。 In the above configuration, the cleaning member is preferably a brush roller that is driven to rotate and is formed of a conductive fur brush.
本構成によれば、ファーブラシによって像担持体の表面が好適に清掃される。また、ファーブラシの表面性の変化や像担持体の表面の磨耗によって、摩擦電流の発生した場合や摩擦電流が増減した場合であっても、清掃部材の清掃性能が変動することが好適に抑止される。 According to this configuration, the surface of the image carrier is suitably cleaned by the fur brush. Further, even when a friction current is generated or when the friction current is increased or decreased due to a change in the surface property of the fur brush or the surface of the image carrier, fluctuations in the cleaning performance of the cleaning member are preferably suppressed. Is done.
上記の構成において、前記ブラシローラーに当接し、前記ブラシローラーから前記トナーを回収する導電性の回収ローラーを更に備え、前記バイアス印加部は、前記回収ローラーを介して前記ブラシローラーに前記清掃用バイアスを印加することが望ましい。 In the above configuration, the apparatus further includes a conductive recovery roller that contacts the brush roller and recovers the toner from the brush roller, and the bias application unit applies the cleaning bias to the brush roller via the recovery roller. It is desirable to apply.
本構成によれば、回収ローラーを介してブラシローラーに印加された清掃用バイアスによって、像担持体の表面に付着したトナーが好適に清掃される。また、ブラシローラーから回収ローラーに前記トナーが安定して回収される。 According to this configuration, the toner attached to the surface of the image carrier is suitably cleaned by the cleaning bias applied to the brush roller via the recovery roller. Further, the toner is stably recovered from the brush roller to the recovery roller.
本発明の他の局面に係る転写装置は、上記の何れかに記載のクリーニング装置と、前記像担持体としての中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトからシートに前記トナー像を転写させる転写部材と、を備えることを特徴とする。 A transfer device according to another aspect of the present invention includes any of the cleaning devices described above, an intermediate transfer belt as the image carrier, and a transfer member that transfers the toner image from the intermediate transfer belt to a sheet. It is characterized by providing.
本構成によれば、摩擦電流の発生や増減によって、清掃部材の清掃性能が変動することが好適に抑止される。したがって、中間転写ベルトの表面が安定して清掃され、シートにトナー像が好適に転写される。 According to this structure, it is suppressed suitably that the cleaning performance of the cleaning member fluctuates due to generation or increase / decrease of the friction current. Therefore, the surface of the intermediate transfer belt is stably cleaned, and the toner image is suitably transferred to the sheet.
上記の構成において、前記中間転写ベルトは、基材層と、前記基材層上に配設された弾性層と、前記弾性層上に形成され、内部にフィラーを含み、表面に前記トナー像が担持されるコート層とを備えることが望ましい。 In the above configuration, the intermediate transfer belt is formed on a base material layer, an elastic layer disposed on the base material layer, the elastic layer, includes a filler therein, and the toner image is formed on a surface thereof. It is desirable to provide a coat layer to be supported.
本構成によれば、弾性層に凹凸があると、該凹凸によってコート層の表面にも凹凸が形成される場合がある。この場合、中間転写ベルトの表面と清掃部材との間の摩擦電流が変化しやすい。更に、中間転写ベルトの表面からフィラーが露出することで、前記摩擦電流が変動しやすくなる。このような場合であっても、清掃条件調整部は、電流検出部によって検出された摩擦電流によって、清掃時の清掃用電流の値を調整する。このため、摩擦電流の発生や増減によって、清掃部材の清掃性能が変動することが好適に抑止される。 According to this configuration, if the elastic layer has irregularities, the irregularities may be formed on the surface of the coat layer due to the irregularities. In this case, the friction current between the surface of the intermediate transfer belt and the cleaning member is likely to change. Furthermore, when the filler is exposed from the surface of the intermediate transfer belt, the friction current is likely to fluctuate. Even in such a case, the cleaning condition adjustment unit adjusts the value of the cleaning current at the time of cleaning by the friction current detected by the current detection unit. For this reason, it is suppressed suitably that the cleaning performance of the cleaning member fluctuates due to generation or increase / decrease of the friction current.
本発明の他の局面に係る画像形成装置は、上記の何れかに記載のクリーニング装置と、前記トナー像を表面に担持し回転駆動される前記像担持体と、前記トナー像をシートに転写する転写部材と、を備えることを特徴とする。 An image forming apparatus according to another aspect of the present invention, the cleaning device according to any one of the above, the image carrier that carries the toner image on a surface and is driven to rotate, and the toner image is transferred to a sheet. And a transfer member.
本構成によれば、摩擦電流の発生や増減によって、清掃部材の清掃性能が変動することが好適に抑止される。したがって、像担持体の表面が安定して清掃され、シートにトナー像が好適に形成される。 According to this structure, it is suppressed suitably that the cleaning performance of the cleaning member fluctuates due to generation or increase / decrease of the friction current. Therefore, the surface of the image carrier is stably cleaned, and a toner image is suitably formed on the sheet.
本発明の他の局面に係る画像形成装置は、上記に記載の転写装置と、前記中間転写ベルトに対向して配置され、周面にトナー像を担持し、前記中間転写ベルトに前記トナー像を転写させる感光体ドラムと、を備えることを特徴とする。 An image forming apparatus according to another aspect of the present invention is disposed opposite to the above-described transfer device and the intermediate transfer belt, carries a toner image on a peripheral surface, and holds the toner image on the intermediate transfer belt. And a photosensitive drum to be transferred.
本構成によれば、摩擦電流の発生や増減によって、清掃部材の清掃性能が変動することが好適に抑止される。したがって、中間転写ベルトの表面が安定して清掃され、シートにトナー像が好適に形成される。 According to this structure, it is suppressed suitably that the cleaning performance of the cleaning member fluctuates due to generation or increase / decrease of the friction current. Therefore, the surface of the intermediate transfer belt is stably cleaned, and a toner image is suitably formed on the sheet.
本発明によれば、長期間の使用によって像担持体や清掃部材の表面状態が変化した場合であっても、安定したクリーニング性能が維持されたクリーニング装置、およびこれが適用された転写装置、画像形成装置が提供される。 According to the present invention, even when the surface state of the image carrier or the cleaning member changes due to long-term use, a cleaning device that maintains stable cleaning performance, a transfer device to which the cleaning device is applied, and image formation An apparatus is provided.
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る画像形成装置10について、図面に基づき詳細に説明する。本実施形態では、画像形成装置の一例として、タンデム方式のカラープリンタを例示する。画像形成装置は、例えば、複写機、ファクシミリ装置、及びこれらの複合機等であってもよい。また、画像形成装置は、モノクロ画像を印刷するものであってもよい。
Hereinafter, an
図1は、画像形成装置10の内部構造を示す断面図である。この画像形成装置10は、箱形の筐体構造を備える装置本体11を備える。この装置本体11内には、シートPを給紙する給紙部12、給紙部12から給紙されたシートPに転写するトナー像を形成する画像形成部13、前記トナー像が一次転写される中間転写ユニット14(転写装置)、画像形成部13にトナーを補給するトナー補給部15、及び、シートP上に形成された未定着トナー像をシートPに定着する処理を施す定着部16が内装されている。さらに、装置本体11の上部には、定着部16で定着処理の施されたシートPが排紙される排紙部17が備えられている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the internal structure of the
装置本体11の上面の適所には、シートPに対する出力条件等を入力操作するための図略の操作パネルが設けられている。この操作パネルには、電源キーや出力条件を入力するためのタッチパネルや各種の操作キーが設けられている。
At an appropriate position on the upper surface of the apparatus
装置本体11内には、さらに、画像形成部13より右側位置に、上下方向に延びるシート搬送路111が形成されている。シート搬送路111には、適所にシートを搬送する搬送ローラー対112が設けられている。また、シートのスキュー矯正を行うと共に、後述する二次転写のニップ部に所定のタイミングでシートを送り込むレジストローラー対113も、シート搬送路111における前記ニップ部の上流側に設けられている。シート搬送路111は、シートPを給紙部12から排紙部17まで、画像形成部13及び定着部16を経由して搬送させる搬送路である。
In the apparatus
給紙部12は、給紙トレイ121、ピックアップローラー122、及び給紙ローラー対123を備える。給紙トレイ121は、装置本体11の下方位置に挿脱可能に装着され、複数枚のシートPが積層されたシート束P1を貯留する。ピックアップローラー122は、給紙トレイ121に貯留されたシート束P1の最上面のシートPを1枚ずつ繰り出す。給紙ローラー対123は、ピックアップローラー122によって繰り出されたシートPをシート搬送路111に送り出す。
The
給紙部12は、装置本体11の、図1に示す左側側面に取り付けられる手差し給紙部を備える。手差し給紙部は、手差しトレイ124、ピックアップローラー125、及び給紙ローラー対126を備える。手差しトレイ124は、手差しされるシートPが載置されるトレイであり、手差しでシートPを給紙する際、図1に示すように、装置本体11の側面から開放される。ピックアップローラー125は、手差しトレイ124に載置されたシートPを繰り出す。給紙ローラー対126は、ピックアップローラー125によって繰り出されたシートPをシート搬送路111に送り出す。
The
画像形成部13は、シートPに転写するトナー像を形成するものであって、異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ユニットを備える。この画像形成ユニットとして、本実施形態では、後述する中間転写ベルト141の回転方向上流側から下流側へ(図1に示す左側から右側へ)向けて順次配設された、マゼンタ(M)色の現像剤を用いるマゼンタ用ユニット13M、シアン(C)色の現像剤を用いるシアン用ユニット13C、イエロー(Y)色の現像剤を用いるイエロー用ユニット13Y、及びブラック(Bk)色の現像剤を用いるブラック用ユニット13Bkが備えられている。各ユニット13M、13C、13Y、13Bkは、それぞれ感光体ドラム20と、感光体ドラム20の周囲に配置された帯電装置21、現像装置23、一次転写ローラー24及びクリーニング装置25とを備える。また、各ユニット13M、13C、13Y、13Bk共通の露光装置22が、画像形成ユニットの下方に配置されている。
The
感光体ドラム20は、その軸回りに回転駆動され、その周面に静電潜像及びトナー像が形成される。この感光体ドラム20としては、アモルファスシリコン(a−Si)系材料を用いた感光体ドラムを用いることができる。なお、図1に示されるように、各色の画像形成ユニットに対応して、感光体ドラム20がそれぞれ配置される。帯電装置21は、感光体ドラム20の表面を均一に帯電する。帯電装置21としては、帯電ローラーと、前記帯電ローラーに付着したトナーを除去するための帯電クリーニングブラシとを備える、接触帯電方式による帯電装置を採用することができる。露光装置22は、光源やポリゴンミラー、反射ミラー、偏向ミラーなどの各種の光学系機器を有し、均一に帯電された感光体ドラム20の周面に、画像データに基づき変調された光を照射して、静電潜像を形成する。
The
現像装置23は、感光体ドラム20上に形成された静電潜像を現像するために、感光体ドラム20の周面にトナーを供給する。現像装置23は、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤用のものであり、二本の攪拌ローラー23A、磁気ローラー23B、及び現像ローラー23Cを含む。攪拌ローラー23Aは、2成分現像剤を攪拌しながら循環搬送することで、トナーを帯電させる。磁気ローラー23Bの周面には2成分現像剤層が担持され、現像ローラー23Cの周面には、磁気ローラー23Bと現像ローラー23Cとの間の電位差によってトナーが受け渡されることにより形成されたトナー層が担持される。現像ローラー23C上のトナーは、感光体ドラム20の周面に供給され、前記静電潜像が現像される。なお、本実施形態では、一例として、前記トナーはプラスの極性に帯電する特性を備える。
The developing
一次転写ローラー24は、中間転写ユニット14に備えられている中間転写ベルト141を挟んで感光体ドラム20と一次転写ニップ部を形成し、感光体ドラム20上のトナー像を中間転写ベルト141上に一次転写する。図1に示されるように、各色の感光体ドラム20に対向して、それぞれ、一次転写ローラー24が配置される。各感光体ドラム20および一次転写ローラー24の間に、一次転写ニップ部がそれぞれ形成される。本実施形態では、一次転写ローラー24は、エピクロルヒドリンから構成される。また、一次転写ローラー24の外径は15mmであり、抵抗値は1000Vの電圧が印加された状態で1E+6Ωである。本実施形態では、転写動作時には、定電流制御をもってトナーの極性とは逆極性の転写バイアスが各色の一次転写ローラー24に印加される。また、転写動作時とは異なる非転写動作時において、定電圧制御をもってトナーの極性と同極性の転写バイアスが各色の一次転写ローラー24に印加される。また、クリーニング装置25は、トナー像転写後の感光体ドラム20の周面を清掃する。
The primary transfer roller 24 forms a primary transfer nip portion with the
中間転写ユニット14は、画像形成部13とトナー補給部15との間に設けられた空間に配置され、中間転写ベルト141(像担持体)と、図略のユニットフレームにて回転可能に支持された駆動ローラー142及び従動ローラー143とを備える。中間転写ベルト141は、無端状のベルト状回転体であって、その表面側が各感光体ドラム20の周面にそれぞれ当接するように、駆動ローラー142及び従動ローラー143に架け渡されている。中間転写ベルト141は、前記所定の極性に帯電するトナーからなるトナー像を表面に担持する。
The
駆動ローラー142には回転駆動力が与えられ、中間転写ベルト141は駆動ローラー142の回転により周回駆動される。本実施形態では、駆動ローラー142は、アルミ製の三ツ矢管から構成される。従動ローラー143の近傍には、中間転写ベルト141の表面上に残存したトナーを除去するベルトクリーニング装置144が配置されている。
A rotational driving force is applied to the driving
駆動ローラー142に対向して、二次転写ローラー145(転写部材)が配置されている。二次転写ローラー145は、中間転写ベルト141の表面に圧接されて二次転写ニップ部を形成している。中間転写ベルト141上に一次転写されたトナー像は、給紙部12から供給されるシートPに、前記二次転写ニップ部において二次転写される。本実施形態では、二次転写ローラー145は、エピクロルヒドリンから構成される。また、二次転写ローラー145の外径は20mmであり、抵抗値は1000Vの電圧が印加された状態で1E+7Ωである。
A secondary transfer roller 145 (transfer member) is disposed facing the
トナー補給部15は、画像形成に用いられるトナーを貯留するものであり、本実施形態ではマゼンタ用トナーコンテナ15M、シアン用トナーコンテナ15C、イエロー用トナーコンテナ15Y及びブラック用トナーコンテナ15Bkを備える。これらトナーコンテナ15M、15C、15Y、15Bkは、それぞれMCYBk各色の補給用トナーを貯留するものであり、コンテナ底面に形成されたトナー排出口15Hから、MCYBk各色に対応する画像形成ユニット13M、13C、13Y、13Bkの現像装置23に、図略のトナー搬送部を通して各色のトナーを補給する。
The
定着部16は、内部に加熱源を備えた加熱ローラー161と、加熱ローラー161と配向配置された定着ローラー162と、定着ローラー162と加熱ローラー161とに張架された定着ベルト163と、定着ベルト163を介して定着ローラー162と対向配置され定着ニップ部を形成する加圧ローラー164とを備えている。定着部16へ供給されたシートPは、前記定着ニップ部を通過することで、加熱加圧される。これにより、前記二次転写ニップ部でシートPに転写されたトナー像は、シートPに定着される。
The fixing
排紙部17は、装置本体11の頂部が凹没されることによって形成され、この凹部の底部に排紙されたシートPを受ける排紙トレイ171が形成されている。定着処理が施されたシートPは、定着部16の上部から延設されたシート搬送路111を経由して、排紙トレイ151へ向けて排紙される。
The
次に、図1乃至図3を参照して、本実施形態に係るベルトクリーニング装置144(クリーニング装置)について詳述する。図2は、画像形成装置10の内部の中間転写ユニット14のベルトクリーニング装置144の周辺を示した模式的な断面図である。また、図3は、中間転写ベルト141の厚さ方向の層構造を示した断面図である。
Next, the belt cleaning device 144 (cleaning device) according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the periphery of the
図2を参照して、ベルトクリーニング装置144は、ファーブラシ146(清掃部材)と、回収ローラー147と、ブレード148とを備える。
Referring to FIG. 2, the
ファーブラシ146は、中間転写ベルト141を挟んで、従動ローラー143に対向して配置される。ファーブラシ146は、導電性のファーブラシからなるブラシローラーである。ファーブラシ146は、回転駆動され、中間転写ベルト141の表面を清掃する。なお、他の実施形態において、固定式のバーブラシが適用されてもよい。
The
回収ローラー147は、ファーブラシ146に当接し、ファーブラシ146に付着したトナーを回収する。回収ローラー147は、不図示のシャフトの回りに導電性のローラー部材が配置されることで形成される。ファーブラシ146および回収ローラー147は不図示の駆動手段によって、図2の矢印に示す方向に回転駆動される。ブレード148は、回収ローラー147の周面に当接し、回収ローラー147によって回収されたトナーを掻き落とす。ブレード148によって掻き落とされたトナーは、図1に示す搬送部材144Rによって不図示の回収容器に搬送される。
The
また、図3を参照して、前述の中間転写ベルト141は、主に3層の層構造を備える。中間転写ベルト141は、基材層141Aと、弾性層141Bと、コート層141Cとを備える。基材層141Aは、中間転写ベルト141の最下層に相当し、中間転写ベルト141に所定の剛性を付与する。基材層141Aは、硬質樹脂層である。弾性層141Bは、基材層141A上に配設され、中間転写ベルト141の中間層に相当し、中間転写ベルト141に弾性を付与する。詳しくは、中間転写ベルト141と一次転写ローラー24との間で形成される一次転写ニップ部、および中間転写ベルト141と二次転写ローラー145との間で形成される二次転写ニップ部では、弾性層141Bによって中間転写ベルト141が僅かに圧縮変形する。この結果、前記ニップ部が、中間転写ベルト141の周回方向に所定の幅をもって形成され、トナー像の転写が促進される。本実施形態では、弾性層141Bは、ウレタンゴムから構成される。このため、弾性層141Bとコート層141Cとの界面において、弾性層141Bには所定の凹凸が形成される場合がある。なお、他の実施形態において、弾性層141Bは、CR(クロロプレン)ゴムやNBR(ニトリル)ゴムなどから構成されてもよい。コート層141Cは、弾性層141B上に形成され、中間転写ベルト141の最上層を構成する。コート層141Cは、中間転写ベルト141上でのトナーの保持と、中間転写ベルト141からのトナーの離型性を促進させる。コート層141Cは、ウレタンバインダーの中にフッ素系フィラーが含有(分散)されることで構成される。前述のように、弾性層141Bの表面層に所定の凹凸が形成された場合、弾性層141B上に配置されたコート層141Cの表面にも、弾性層141Bの凹凸に沿って凹凸が形成されやすい。コート層141Cの表面に形成された該凹凸は、中間転写ベルト141上に転写されたトナー層の離型性を促進させる。
Referring to FIG. 3, the above-described
更に、図2を参照して、ベルトクリーニング装置144は、スイッチ50と、清掃用バイアス印加部51(バイアス印加部)と、電流計52(電流検出部)とを備える。
Further, referring to FIG. 2, the
スイッチ50は、回収ローラー147への電気的な接続先を、清掃用バイアス印加部51と電流計52との間で切り替える。スイッチ50は、後記の清掃用バイアス制御部32によって制御される。
The
清掃用バイアス印加部51は、ファーブラシ146が中間転写ベルト141の表面を清掃する清掃時に、ファーブラシ146に前記トナーの極性とは逆極性の清掃用バイアスを印加する高圧電源である。前記清掃用バイアスが印加されることによって、ファーブラシ146と中間転写ベルト141との間に所定の清掃用電流が流れる。詳しくは、清掃用バイアス印加部51は、回収ローラー147を介してファーブラシ146に前記清掃用バイアスを印加する。清掃用バイアス印加部51は、回収ローラー147の前記シャフトに清掃用バイアスを印加し、回収ローラー147の前記ローラー部材とファーブラシ146との間で、清掃用電流が流れる。そして、ファーブラシ146と中間転写ベルト141との間にも、所定の電位差が形成され、中間転写ベルト141上に残存したトナーがファーブラシ146側に除去される。
The cleaning
電流計52は、スイッチ50の切替動作に伴って、回収ローラー147に電気的に接続される。電流計52は、ファーブラシ146に清掃用バイアスが印加されていない非清掃時に、回転駆動される中間転写ベルト141とファーブラシ146との間の摩擦によって生じる摩擦電流を検出する。より詳しくは、電流計52は、回収ローラー147を介して、前記摩擦電流を検出する。
The
次に、本実施形態における清掃用バイアスの調整動作について説明する。図4は、本実施形態に係る画像形成装置10が備える制御部30の電気的なブロック図である。また、図5は、後記の清掃用バイアス制御部32が、清掃用バイアスを調整する際のフローチャートである。
Next, the cleaning bias adjustment operation in the present embodiment will be described. FIG. 4 is an electrical block diagram of the
制御部30は、CPU(Central Processing Unit)、制御プログラムを記憶するROM(Read Only Memory)、CPUの作業領域として使用されるRAM(Random Access Memory)等から構成されている。また、制御部30には、前述の清掃用バイアス印加部51、駆動ローラー142、ファーブラシ146、回収ローラー147および電流計52が電気的に接続されている。制御部30は、前記CPUがROMに記憶された制御プログラムを実行することにより、駆動制御部31、清掃用バイアス制御部32(清掃条件調整部)、記憶部33を備えるように機能する。
The
駆動制御部31は、不図示の駆動手段を制御して、中間転写ユニット14の駆動ローラー142およびベルトクリーニング装置144のファーブラシ146、回収ローラー147を、図2の矢印で示す方向に回転させる。
The
清掃用バイアス制御部32は、清掃用バイアス印加部51を制御し、回収ローラー147を介してファーブラシ146に清掃用バイアスを印加する。本実施形態では、清掃用バイアス制御部32は、定電流制御をもって清掃用バイアス印加部51を制御する。前述のように、本実施形態では、プラス極性に帯電するトナーが使用されている。このため、中間転写ベルト141上に残存したプラス極性のトナーを回収するために、ファーブラシ146にマイナス極性の清掃用バイアスが印加される。
The cleaning
また、清掃用バイアス制御部32は、電流計52によって検出された摩擦電流によって、清掃時の清掃用バイアスの清掃用電流の値を調整する。詳しくは、予め設定された前記清掃用電流の基準電流がId、前記摩擦電流がIsとされた場合、清掃用バイアス制御部32は、前記清掃時の前記清掃用電流IcをId+Isに調整する。
Further, the cleaning
記憶部33は、予め設定された清掃用電流の基準電流Idを格納する。該基準電流Idは清掃用バイアス制御部32によって参照され、清掃時の清掃用電流Icが決定される。
The
図5を参照して、制御部30は、画像形成装置10において画像形成動作が行われていないとき、換言すれば、ベルトクリーニング装置144によって中間転写ベルト141の清掃動作が行われていないときに、清掃用バイアスの調整動作を開始する(図5のステップS1)。なお、本調整動作は、画像形成動作が実行される直前に毎回実行されてもよいし、所定の印刷枚数や所定の待機時間おきに実行されてもよい。更には、画像形成装置10の周辺の温度が変化した場合に、装置本体11の内部または外部に配置された不図示の環境センサーの検出結果に応じて、前記調整動作が実行されてもよい。
Referring to FIG. 5, when image forming operation is not performed in
清掃用バイアスの調整動作が開始されると、駆動制御部31によって不図示の駆動手段が制御され、駆動ローラー142、ファーブラシ146および回収ローラー147が回転駆動される(ステップS2)。この際、清掃用バイアス制御部32は、回収ローラー147、ファーブラシ146に清掃用バイアスが印加されないよう、清掃用バイアス印加部51を制御する。
When the cleaning bias adjustment operation is started, the driving
中間転写ベルト141およびファーブラシ146が回転されると、清掃用バイアス制御部32はスイッチ50(図2)を切り替えた後、電流計52を制御して摩擦電流Isを検出させる(ステップS3)。この際、前述のように、清掃用バイアス印加部51による清掃用バイアスはファーブラシ146、回収ローラー147に印加されていない。このため、中間転写ベルト141とファーブラシ146との間の摩擦によって生じる摩擦電流Isが、回収ローラー147を介して電流計52によって検出される。
When the
次に、清掃用バイアス制御部32は、電流計52によって検出された摩擦電流Isに応じて、清掃用電流Icを調整する。詳しくは、清掃用バイアス制御部32は、予め記憶部33に格納された清掃用電流の基準電流Idを参照する(ステップS4)。
Next, the cleaning
図6は、予め記憶部33に格納された基準電流Idを模式的に示したグラフである。図6(A)は、画像形成装置10の装置本体11の環境(湿度)に応じて、異なる基準電流Idが格納されていることを示している。これは、周囲の湿度が変化した場合、中間転写ベルト141上に担持されたトナーの帯電性が異なり、ファーブラシ146によるトナーの回収性が変化するためである。また、図6(B)は、画像形成装置10のプリント速度に応じて、異なる基準電流Idが格納されていることを示している。前記プリント速度が変化される場合、中間転写ベルト141の回転速度が変化される。すなわち、ファーブラシ146が、中間転写ベルト141上に担持されたトナーを回収することができる時間が変化する。たとえば、プリント速度が増大された場合、前記時間が短くなるため、より大きな清掃用電流をもってトナーを素早く回収する必要がある。また、図6(C)は、画像形成装置10において印刷される画像の画像密度に応じて、異なる基準電流Idが格納されていることを示している。前記画像密度が高い場合、感光体ドラム20から中間転写ベルト141にトナー像が転写される際に、単位面積あたりのトナー像を通過する転写電流値は小さい。一方、前記画像密度が低い場合、感光体ドラム20から中間転写ベルト141にトナー像が転写される際に、単位面積あたりのトナー像を通過する転写電流値は大きくなる。これは、画像が存在しない背景部では、感光体ドラム20と中間転写ベルト141との間で転写電流が流れにくく、トナー像に転写電流の流路が集中しやすいためである。したがって、図6(C)に示されるように、画像密度に応じて、二次転写後に中間転写ベルト141上に残存するトナーの電荷が異なることに着目して、異なる基準電流Idが格納されている。
FIG. 6 is a graph schematically showing the reference current Id stored in the
このように、清掃用バイアス制御部32は、図5のステップS4において、画像形成装置10の周囲の環境、画像形成装置10のプリント速度および印刷画像の画像密度を踏まえ、好適な基準電流Idを記憶部33から参照する。そして、清掃用バイアス制御部32は、参照された基準電流Idに、検出された摩擦電流Isを足すことによって、最新の清掃用電流Icを決定する(ステップS5)。
As described above, the cleaning
この際、基準電流Idの極性と、摩擦電流Isの極性とが同じ場合、清掃用バイアス制御部32は、清掃用電流Ic=Id+Isと算出する。これによって、清掃用バイアス印加部51における清掃用バイアスの定電流制御において、摩擦電流Isによって実質的な清掃用電流が低下することが抑止される。一方、基準電流Idの極性と、摩擦電流Isの極性とが逆の場合、清掃用バイアス制御部32は、清掃用電流Ic=Id+(−Is)(Isは絶対値)と算出する。これによって、清掃用バイアス印加部51における清掃用バイアスの定電流制御において、摩擦電流Isによって過剰な清掃用電流が流入されることが抑止される。そして、算出された清掃用電流Icを目標値とした定電流制御に基づいて、ファーブラシ146に清掃用バイアスが印加され、中間転写ベルト141上のトナーが清掃される。
At this time, when the polarity of the reference current Id and the polarity of the friction current Is are the same, the cleaning
このように、本実施形態によれば、ベルトクリーニング装置144の長期間の使用に伴って、中間転写ベルト141やファーブラシ146の表面状態が変化した場合であっても、電流計52が中間転写ベルト141とファーブラシ146との間の摩擦電流Isを検出する。そして、清掃用バイアス制御部32は、電流計52によって検出された摩擦電流Isに応じて、清掃時の清掃用電流Icの値を調整する。このため、摩擦電流Isの発生や増減によって、ファーブラシ146の清掃性能が変動することが好適に抑止される。特に、清掃用バイアス制御部32は、清掃時の清掃用電流IcをId+Isに調整する。このため、摩擦電流Isの影響が好適に打ち消された状態で、清掃用電流Icが安定して維持される。したがって、中間転写ベルト141の表面が安定して清掃され、シートにトナー像が好適に転写される。
As described above, according to the present embodiment, the
なお、本実施形態では、前述のように、中間転写ベルト141は、弾性層141Bとコート層141Cとを含む。そして、コート層141Cは、内部にフィラーを含む。弾性層141Bに凹凸があると、該凹凸によってコート層141Cの表面にも凹凸が形成される場合がある。この場合、前記凹凸にトナーの外添剤が埋まることなどによって、中間転写ベルト141の表面とファーブラシ146との間の摩擦電流Isが変化しやすい。更に、中間転写ベルト141の表面から前記フィラーが露出することで、前記摩擦電流Isが変動しやすくなる。このような場合であっても、清掃用バイアス制御部32は、電流計52によって検出された最新の摩擦電流Isによって、清掃時の清掃用電流Icの値を調整する。このため、摩擦電流Isが変動しやすい条件においても、ファーブラシ146の清掃性能が変動することが好適に抑止される。
In the present embodiment, as described above, the
以上、本発明の一実施形態につき詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、例えば以下のような変形実施形態を取ることができる。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to this. The present invention can take, for example, the following modified embodiments.
(1)上記実施形態では、像担持体として、中間転写ベルト141を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。像担持体として感光体ドラム20が適用され、該感光体ドラム20の表面を清掃するクリーニング装置に本発明が適用されてもよい。
(1) In the above embodiment, the
(2)また、上記の実施形態では、清掃用バイアス印加部51が、回収ローラー147を介して、ファーブラシ146に清掃用バイアスを印加する態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。清掃用バイアス印加部51はファーブラシ146に直接清掃用バイアスを印加してもよい。また、清掃バイアス制御部32は、摩擦電流Isに応じて、清掃用バイアスの電圧値を直接調整してもよい。この場合であっても、結果的に、前記清掃用電流Icが好適に調整される。
(2) In the above-described embodiment, the cleaning
10 画像形成装置
13 画像形成部
14 中間転写ユニット(転写装置)
141 中間転写ベルト(像担持体)
141A 基材層
141B 弾性層
141C コート層
142 駆動ローラー
143 従動ローラー
144 ベルトクリーニング装置(クリーニング装置)
145 二次転写ローラー(転写部材)
146 ファーブラシ(清掃部材、ブラシローラー)
147 回収ローラー
148 ブレード
30 制御部
31 駆動制御部
32 清掃用バイアス制御部(清掃条件調整部)
33 記憶部
50 スイッチ
51 清掃用バイアス印加部(バイアス印加部)
52 電流計(電流検出部)
DESCRIPTION OF
141 Intermediate transfer belt (image carrier)
141A
145 Secondary transfer roller (transfer member)
146 Fur brush (cleaning member, brush roller)
33
52 Ammeter (Current detector)
Claims (8)
前記清掃部材が前記表面を清掃する清掃時に、前記清掃部材に前記トナーの極性とは逆極性の清掃用バイアスを印加し、前記清掃部材と前記像担持体との間に所定の清掃用電流を流すバイアス印加部と、
前記清掃部材に前記清掃用バイアスが印加されていない非清掃時に、前記回転駆動される前記像担持体と前記清掃部材との間の摩擦によって生じる摩擦電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部によって検出された前記摩擦電流に応じて、前記清掃時の前記清掃用バイアスまたは前記清掃用電流の値を調整する清掃条件調整部と、
を備えることを特徴とするクリーニング装置。 A cleaning member that carries a toner image made of toner charged to a predetermined polarity on the surface and abuts on a rotationally driven image carrier, and cleans the surface;
When the cleaning member cleans the surface, a cleaning bias having a polarity opposite to the polarity of the toner is applied to the cleaning member, and a predetermined cleaning current is applied between the cleaning member and the image carrier. A bias application section to flow;
A current detection unit that detects a friction current generated by friction between the image carrier that is rotationally driven and the cleaning member at the time of non-cleaning in which the cleaning bias is not applied to the cleaning member;
A cleaning condition adjustment unit that adjusts the value of the cleaning bias or the cleaning current during the cleaning according to the friction current detected by the current detection unit;
A cleaning device comprising:
前記清掃用電流の予め設定された基準電流をId、前記摩擦電流をIsとした場合、前記清掃条件調整部は、前記清掃時の前記清掃用電流IcをId+Isに調整することを特徴とする請求項1に記載のクリーニング装置。 The cleaning condition adjustment unit adjusts the cleaning current according to the friction current,
The cleaning condition adjustment unit adjusts the cleaning current Ic at the time of cleaning to Id + Is when the preset reference current of the cleaning current is Id and the friction current is Is. Item 4. The cleaning device according to Item 1.
前記バイアス印加部は、前記回収ローラーを介して前記ブラシローラーに前記清掃用バイアスを印加することを特徴とする請求項3に記載のクリーニング装置。 A conductive recovery roller that contacts the brush roller and recovers the toner from the brush roller;
The cleaning apparatus according to claim 3, wherein the bias applying unit applies the cleaning bias to the brush roller through the recovery roller.
前記像担持体としての中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトからシートに前記トナー像を転写させる転写部材と、を備えることを特徴とする転写装置。 A cleaning device according to any one of claims 1 to 4,
An intermediate transfer belt as the image carrier;
And a transfer member that transfers the toner image from the intermediate transfer belt to a sheet.
前記トナー像を表面に担持し回転駆動される前記像担持体と、
前記トナー像をシートに転写する転写部材と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 A cleaning device according to any one of claims 1 to 4,
The image carrier that carries the toner image on its surface and is driven to rotate;
A transfer member for transferring the toner image to a sheet;
An image forming apparatus comprising:
前記中間転写ベルトに対向して配置され、周面にトナー像を担持し、前記中間転写ベルトに前記トナー像を転写させる感光体ドラムと、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 The transfer device according to claim 5 or 6,
A photoconductive drum disposed opposite to the intermediate transfer belt, carrying a toner image on a peripheral surface thereof, and transferring the toner image to the intermediate transfer belt;
An image forming apparatus comprising:
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