JP2017122850A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関し、より詳細には中間転写方式の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile using an electrophotographic system or an electrostatic recording system, and more particularly to an intermediate transfer type image forming apparatus.
従来、電子写真方式や静電記録方式を用いた画像形成装置では、中間転写方式の画像形成装置が知られている。この画像形成装置では、中間転写体から記録材にトナー像を2次転写した後に、中間転写体上にトナーが残留する。この中間転写体上に残留したトナー(2次転写残トナー)は、中間転写体クリーニング手段により中間転写体上から除去されて回収される。 Conventionally, as an image forming apparatus using an electrophotographic system or an electrostatic recording system, an intermediate transfer type image forming apparatus is known. In this image forming apparatus, after the toner image is secondarily transferred from the intermediate transfer member to the recording material, the toner remains on the intermediate transfer member. The toner remaining on the intermediate transfer member (secondary transfer residual toner) is removed from the intermediate transfer member by the intermediate transfer member cleaning unit and collected.
特許文献1には、中間転写体クリーニング手段として、中間転写体上の2次転写残トナーをトナーの正規の帯電極性とは逆極性に帯電させるトナー帯電手段を設けることが提案されている。この場合、2次転写残トナーは、トナーの正規の帯電極性とは逆極性に帯電されることで、その直後の画像形成部の1次転写部において中間転写体から感光体に静電的に転移し、感光体クリーニング手段によって回収される。 Patent Document 1 proposes to provide a toner charging unit that charges the secondary transfer residual toner on the intermediate transfer member with a polarity opposite to the normal charging polarity of the toner as an intermediate transfer member cleaning unit. In this case, the secondary transfer residual toner is electrostatically charged from the intermediate transfer member to the photosensitive member in the primary transfer portion of the image forming portion immediately after that by being charged with a polarity opposite to the normal charging polarity of the toner. It is transferred and collected by the photoconductor cleaning means.
また、特許文献2には、中間転写体クリーニング手段として、2次転写残トナーを静電的に一時的に回収する一時回収部材を設けることが提案されている。一時回収部材上に回収された2次転写残トナーは、画像形成工程の後の後回転工程などにおいて中間転写体に吐き出される。そして、この吐き出されたトナーは、その直後の画像形成部の1次転写部において中間転写体から感光体に静電的に転移し、感光体クリーニング手段によって回収される。 Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 proposes providing a temporary collection member that electrostatically and temporarily collects secondary transfer residual toner as an intermediate transfer member cleaning unit. The secondary transfer residual toner recovered on the temporary recovery member is discharged to the intermediate transfer member in a post-rotation process after the image forming process. Then, the discharged toner is electrostatically transferred from the intermediate transfer member to the photosensitive member in the primary transfer portion of the image forming unit immediately thereafter, and is collected by the photosensitive member cleaning unit.
ここでは、トナー帯電手段や一時回収部材といった静電クリーニング手段を用いて中間転写体上のトナーを静電的にクリーニングする方式を「静電クリーニング方式」と呼ぶ。 Here, a method of electrostatically cleaning the toner on the intermediate transfer member using an electrostatic cleaning unit such as a toner charging unit or a temporary recovery member is referred to as an “electrostatic cleaning method”.
しかしながら、静電クリーニング方式には、以下のような課題があることが分かった。上記トナー帯電手段を例として説明する。 However, it has been found that the electrostatic cleaning method has the following problems. The toner charging unit will be described as an example.
トナー帯電手段としては、導電性を有するゴムローラやブラシといったトナー帯電部材が用いられる。このようなトナー帯電部材は、プリント枚数の増加に伴い、トナー帯電部材の電気抵抗が上昇していく。そのため、トナー帯電部材に所望の電流を流すためには、トナー帯電部材に印加するバイアスの値を高くしていく必要が生じることがある。また、トナー帯電部材を構成するゴムや樹脂が劣化したり、トナー帯電部材に放電生成物やトナーが付着したりしてトナー帯電部材が劣化すると、トナー帯電部材に相対的に電気抵抗が低い箇所と高い箇所とがまだらに生じる。そして、トナー帯電部材に、その劣化前と同じ電流を流しても、相対的に電気抵抗が低い箇所に電流が集中し、高い箇所には電流が流れにくくなる。その結果、トナー帯電部材の相対的に電気抵抗が高い箇所に対応する位置を通過したトナーの帯電量が小さくなり、クリーニング不良が発生することがある。したがって、相対的に電気抵抗が高い箇所にも十分な電流が流れるように、トナー帯電部材の電気抵抗の上昇に伴って、トナー帯電部材に流す電流の目標値も上げていく必要が生じることがある。 As the toner charging means, a toner charging member such as a conductive rubber roller or brush is used. In such a toner charging member, the electrical resistance of the toner charging member increases as the number of printed sheets increases. Therefore, in order to flow a desired current through the toner charging member, it may be necessary to increase the value of the bias applied to the toner charging member. Also, when the toner charging member deteriorates due to deterioration of the rubber or resin constituting the toner charging member, or due to the discharge product or toner adhering to the toner charging member, the portion where the electrical resistance is relatively low on the toner charging member. And mottled spots. Even when the same current as before the deterioration is supplied to the toner charging member, the current concentrates at a location where the electrical resistance is relatively low, and the current does not easily flow at a high location. As a result, the charge amount of the toner that has passed through the position corresponding to the portion having a relatively high electrical resistance of the toner charging member becomes small, and cleaning failure may occur. Therefore, as the electric resistance of the toner charging member increases, it is necessary to increase the target value of the current flowing through the toner charging member so that a sufficient current flows also in a portion having a relatively high electric resistance. is there.
しかし、いたずらにトナー帯電部材に印加するバイアスの値を高くしたり、トナー帯電部材に流す電流の目標値を上げたりしていくと、トナー帯電部材の劣化を促進させ、電気抵抗の上昇が加速することになる。また、トナー帯電部材の電気抵抗の上昇が続き、トナー帯電部材に印加するバイアスの値が高圧電源の上限出力に達してしまうと、それ以降は所望の電流が流せなくなり、トナーの帯電が不十分となって、クリーニング不良が発生することがある。そのため、トナー帯電部材の電気抵抗の上昇によってトナー帯電部材に所望の電流が流せなくなり、クリーニング不良が発生してしまうことが、製品寿命の制約になり、長寿命化の観点から課題となる。 However, if the bias value applied to the toner charging member is increased unnecessarily or the target value of the current flowing through the toner charging member is increased, the deterioration of the toner charging member is promoted and the increase in electrical resistance is accelerated. Will do. Also, if the electrical resistance of the toner charging member continues to increase and the bias value applied to the toner charging member reaches the upper limit output of the high voltage power source, the desired current cannot flow thereafter, and the toner is not sufficiently charged. As a result, a cleaning failure may occur. For this reason, the increase in the electrical resistance of the toner charging member prevents a desired current from flowing through the toner charging member and the occurrence of a cleaning failure is a limitation on the product life, which is a problem from the viewpoint of extending the life.
ここで、上記課題の対策として、高圧電源の性能を高め、上限出力を高くすることが考えられる。しかし、この場合、出力耐圧の大きいトランスが必要となり、電気基板の回路面積の増大やコストアップなどの弊害が生じることがある。 Here, as a countermeasure for the above problem, it is conceivable to increase the performance of the high-voltage power supply and increase the upper limit output. However, in this case, a transformer having a high output withstand voltage is required, which may cause problems such as an increase in circuit area of the electric substrate and an increase in cost.
以上では、トナー帯電部材を例として説明したが、一時回収部材についても上記同様の課題がある。 The toner charging member has been described above as an example, but the temporary recovery member has the same problem as described above.
したがって、本発明の目的は、中間転写体上のトナーを静電的にクリーニングするクリーニング部材の電気抵抗の変化に応じて、クリーニング部材に印加するバイアスを必要十分な値に調整することを可能とする画像形成装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to adjust the bias applied to the cleaning member to a necessary and sufficient value in accordance with a change in electric resistance of the cleaning member that electrostatically cleans the toner on the intermediate transfer member. An image forming apparatus is provided.
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、1次転写部で前記像担持体から1次転写されたトナー像を2次転写部で記録材に2次転写するために搬送する回転可能な中間転写体と、前記中間転写体の回転方向において前記2次転写部の下流かつ前記1次転写部の上流で前記中間転写体と接触し、前記中間転写体上のトナーをクリーニングするクリーニング部材と、前記クリーニング部材にバイアスを印加する電源と、前記中間転写体上のトナーを検知する検知手段と、前記電源から前記クリーニング部材に前記中間転写体上のトナーをクリーニングするために印加するクリーニングバイアスを調整する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記中間転写体上に形成された所定のトナー像を前記クリーニング部材によりクリーニングさせ、前記クリーニング部材によりクリーニングされた前記所定のトナー像のトナーの量に関する情報を前記検知手段により前記中間転写体上の前記所定のトナー像のトナーを検知した結果から取得し、前記情報に基づいて前記クリーニング部材によりクリーニングされる前記所定のトナー像のトナーの量が所定の基準値に近づくように前記クリーニングバイアスを調整することを特徴とする画像形成装置である。 The above object is achieved by the image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention relates to an image carrier that carries a toner image, a toner image forming unit that forms a toner image on the image carrier, and a toner that is primarily transferred from the image carrier in a primary transfer portion. A rotatable intermediate transfer member transported for secondary transfer of the image to the recording material at the secondary transfer unit; and downstream of the secondary transfer unit and upstream of the primary transfer unit in the rotational direction of the intermediate transfer member. A cleaning member that contacts the intermediate transfer member and cleans the toner on the intermediate transfer member; a power source that applies a bias to the cleaning member; a detection unit that detects toner on the intermediate transfer member; Control means for adjusting a cleaning bias applied to the cleaning member to clean the toner on the intermediate transfer body, and the control means is formed on the intermediate transfer body. A predetermined toner image is cleaned by the cleaning member, and information on the amount of toner of the predetermined toner image cleaned by the cleaning member is detected by the detection unit to detect the toner of the predetermined toner image on the intermediate transfer member. And the cleaning bias is adjusted so that the amount of toner of the predetermined toner image cleaned by the cleaning member approaches a predetermined reference value based on the information. It is.
本発明によれば、中間転写体上のトナーを静電的にクリーニングするクリーニング部材の電気抵抗の変化に応じて、クリーニング部材に印加するバイアスを必要十分な値に調整することが可能となる。 According to the present invention, the bias applied to the cleaning member can be adjusted to a necessary and sufficient value in accordance with the change in the electrical resistance of the cleaning member that electrostatically cleans the toner on the intermediate transfer member.
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。 The image forming apparatus according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings.
[実施例1]
1.画像形成装置の全体的な構成及び動作
図1は、本実施例の画像形成装置100の概略断面図である。本実施例の画像形成装置100は、電子写真方式を利用してフルカラー画像の形成が可能な、インライン方式、中間転写方式を採用したレーザビームプリンタである。
[Example 1]
1. Overall Configuration and Operation of Image Forming Apparatus FIG. 1 is a schematic sectional view of an
画像形成装置100は、複数の画像形成部(ステーション)として、第1、第2、第3、第4の画像形成部1a、1b、1c、1dを有する。第1、第2、第3、第4の画像形成部1a、1b、1c、1dはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像を形成するためのものである。これらの画像形成部1a、1b、1c、1dは、一定の間隔をおいて1列に配置されている。なお、本実施例では、各画像形成部1a〜1dの基本的な構成及び動作は、後述する現像工程で用いられるトナーの色が異なることを除いて実質的に同じである。したがって、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを示す符号の末尾のa、b、c、dは省略して、当該要素について総括的に説明する。
The
トナー像を担持する像担持体である感光ドラム2は、図中矢印R1方向に所定のプロセススピード(周速度)で回転駆動される。回転する感光ドラム2の表面は、ドラム帯電ローラ3によって所定の極性(本実施例では負極性)の所定の電位に一様に帯電される。感光ドラム2の帯電工程時に、ドラム帯電ローラ3には、感光体帯電バイアス印加手段としての感光体帯電電源(高圧電源回路)から、感光体帯電バイアス(感光体帯電電圧)が印加される。帯電された感光ドラム2の表面は、露光装置7によって画像情報に応じて走査露光される。これにより、感光ドラム2上に、画像情報に応じた静電潜像(静電像)が形成される。感光ドラム2上に形成された静電潜像は、現像装置4により現像剤としてのトナーを用いて現像(可視化)される。これにより、感光ドラム2上に、画像情報に応じたトナー像が形成される。本実施例では、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光ドラム2上の露光部に、感光ドラム2の帯電極性と同極性(本実施例では負極性)に帯電したトナーが付着する(反転現像)。本実施例では、現像時のトナーの帯電極性であるトナーの正規の帯電極性は負極性であり、トナー像を形成するトナーは主として負極性の電荷を有している。
The
画像形成装置100は、各画像形成部1a〜1dの各感光ドラム2a〜2dの全てに対向するように配置された、無端ベルト状の中間転写ベルト20を有する。中間転写ベルト20は、1次転写部で像担持体から1次転写されたトナー像を2次転写部で記録材に2次転写するために搬送する回転可能な中間転写体の一例である。中間転写ベルト20は、複数の支持部材(張架ローラ)としての駆動ローラ21、クリーニング対向ローラ22、2次転写対向ローラ23に掛け回されて、所定の張力をもって張架されている。中間転写ベルト20は、駆動ローラ21が図中矢印R2方向に回転駆動されることで、図中矢印R3方向に感光ドラム2の周速度と略等速で回転(周回移動)する。中間転写ベルト20の内周面側において、各画像形成部1a〜1dの各感光ドラム2a〜2dに対応して、上述の各1次転写ローラ5a〜5dが配置されている。1次転写ローラ5は、中間転写ベルト20を介して感光ドラム2に向けて付勢(押圧)され、感光ドラム2と中間転写ベルト20との当接部である1次転写部(1次転写ニップ)N1を形成する。また、中間転写ベルト20の外周面側において、2次転写対向ローラ23に対向する位置には、2次転写手段としてのローラ型の2次転写部材である2次転写ローラ24が配置されている。2次転写ローラ24は、中間転写ベルト20を介して2次転写対向ローラ23に向けて付勢(押圧)され、中間転写ベルト20と2次転写ローラ24との当接部である2次転写部(2次転写ニップ)N2を形成する。
The
上述のようにして感光ドラム2上に形成されたトナー像は、1次転写部N1において、1次転写ローラ5の作用により、回転している中間転写ベルト20上に転写(1次転写)される。1次転写工程時に、1次転写ローラ5には、1次転写バイアス印加手段としての1次転写電源(高圧電源回路)40から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の1次転写バイアス(1次転写電圧)が印加される。例えばフルカラー画像の形成時には、各感光ドラム2a〜2dに形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が、重ね合わせるようにして中間転写ベルト20上に順次転写される。
The toner image formed on the
中間転写ベルト20上に形成されたトナー像は、2次転写部N2において、2次転写ローラ24の作用により、中間転写ベルト20と2次転写ローラ24とに挟持されて搬送される紙などの記録材Pに転写(2次転写)される。2次転写工程時に、2次転写ローラ24には、2次転写バイアス印加手段としての2次転写電源(高圧電源回路)44から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の2次転写バイアス(2次転写電圧)が印加される。記録材Pは、中間転写ベルト20上のトナー像の先端が2次転写部N2に移動するタイミングに合わせて、レジストローラ13により2次転写部N2に搬送される。
The toner image formed on the
トナー像が転写された記録材Pは、定着手段としての定着装置12に搬送され、定着装置12が備える定着ローラ12Aと加圧ローラ12Bとの間の定着ニップ部で加熱及び加圧される。これにより、記録材Pの表面にトナー像が熱定着(溶融定着)され、記録材P上に例えばフルカラー画像が形成される。その後、記録材Pは、画像形成装置100の外部に排出される。
The recording material P onto which the toner image has been transferred is conveyed to a fixing
1次転写工程後に感光ドラム2上に残留したトナー(1次転写残トナー)は、ドラムクリーニング装置6によって感光ドラム2上から除去されて回収される。ドラムクリーニング装置6は、クリーニング部材としての弾性体で形成された板状部材であるクリーニングブレード8によって、回転する感光ドラム2上から1次転写残トナーを掻き取って回収トナー容器10に回収する。また、2次転写工程後に中間転写ベルト20上に残留したトナー(2次転写残トナー)は、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置30を用いて、静電クリーニング方式により中間転写ベルト20上から除去され回収される。ベルトクリーニング装置30の構成及び動作については後述して詳しく説明する。
The toner remaining on the
ここで、本実施例では、中間転写ベルト20は、PEN(ポリエチレンナフタレート)樹脂で形成されている。中間転写ベルト20の表面抵抗率は5.0×1011Ω/□であり、体積抵抗率は8.0×1011Ωcmである。なお、中間転写ベルト20としては、PVDF(弗化ビニリデン樹脂)、ETFE(四弗化エチレン−エチレン共重合樹脂)、ポリイミド、PET(ポリエチレンテレフタレート)、ポリカーボネートなどの樹脂を無端ベルト状に構成したものを用いてもよい。あるいは、中間転写ベルト20としては、例えばEPDMなどのゴム基層の上に、例えばウレタンゴムにPTFEなど弗素樹脂を分散したものを被覆して無端ベルト状に構成したものを用いてもよい。
Here, in this embodiment, the
また、本実施例では、1次転写ローラ5は、芯金(心材)の上に弾性部材としてスポンジゴムなどで構成された弾性体層を有する。1次転写ローラ5は、中間転写ベルト20の移動に従動して回転する。なお、本実施例では、1次転写ローラ5に接続された1次転写電源40は、正極性と負極性のバイアスを選択して1次転写ローラ5に印加することができる。
In this embodiment, the
また、2次転写ローラ24は、芯金(心材)の上に弾性部材としてのスポンジゴムなどで構成された弾性体層を有する。本実施例では、2次転写ローラとして、直径6mmのニッケルメッキ鋼棒上に、NBRヒドリンゴムを肉厚6mmで被覆したものを用いた。2次転写ローラ24の電気抵抗値は、2次転写ローラ24をアルミシリンダ上に9.8Nの力で押圧し、アルミシリンダを50mm/secで回転させた状態で1000Vを印加した場合において3.0×107Ωである。2次転写ローラ24は、中間転写ベルト24の移動に従動して回転する。なお、本実施例では、2次転写ローラ24に接続された2次転写電源24は、正極性と負極性のバイアスを選択して2次転写ローラ24に印加することができる。
The
本実施例では、各画像形成部1の帯電ローラ3、露光装置7、現像装置4などによって感光ドラム2にトナー像を形成するトナー像形成手段が構成される。
In this embodiment, a toner image forming unit that forms a toner image on the
2.ベルトクリーニング装置
次に、本実施例におけるベルトクリーニング装置30について説明する。図2は、ベルトクリーニング装置30の概略構成図である。
2. Belt Cleaning Device Next, the
中間転写ベルト20の外周面側において、クリーニング対向ローラ22と対向する位置に、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置30が配置されている。本実施例では、ベルトクリーニング装置30は、静電クリーニング手段として、第1のクリーニング部材(一時回収部材)である導電性ブラシ31と、第2のクリーニング部材(トナー帯電部材)である帯電ローラ32と、を有する。なお、詳しくは後述するように、導電性ブラシ31は、中間転写ベルト20上のトナーを一時回収する機能を有するとともに、帯電させる機能も有する。また、帯電ローラ32は、中間転写ベルト20上のトナーを帯電させる機能を有するとともに、一時回収する機能も有する。また、クリーニング対向ローラ22は、電気的に接地(グランドに接続)されている。
On the outer peripheral surface side of the
導電性ブラシ31、帯電ローラ32は、中間転写ベルト20の回転方向において2次転写部N2の下流かつ1次転写部N1(最上流の1次転写部N1a)の上流の第1、第2の接触部CL1、CL2でそれぞれ中間転写ベルト20と接触するように配置される。つまり、導電性ブラシ31は、中間転写ベルト20の回転方向において帯電ローラ32よりも上流側かつ2次転写部N2よりも下流側に位置している。また、帯電ローラ32は、中間転写ベルト20の回転方向において導電性ブラシ31よりも下流側かつ1次転写部N1(最上流の1次転写部N1a)よりも上流側に位置する。
The
本実施例では、導電性ブラシ31は、導電性を有するブラシ状の部材で構成されている。特に、本実施例では、導電性ブラシ31は、材料にナイロンを使用して形成されており、繊度は7デシテックス、パイル長さは5mm、ブラシ幅は5mmである。この導電性ブラシ31の電気抵抗値は、導電性ブラシ31をアルミシリンダ上に9.8Nの力で押圧し、アルミシリンダを50mm/secで回転させた状態で500Vを印加した場合において1.0×108Ωである。導電性ブラシ31は、中間転写ベルト20を介してクリーニング対向ローラ22に向けて付勢(押圧)されている。また、導電性ブラシ31は、固定配置されており、移動する中間転写ベルト20の表面を摺擦する。
In this embodiment, the
導電性ブラシ31は、電流検知手段としての第1の電流検知回路70を介して、第1のクリーニングバイアス印加手段としての第1のクリーニング電源(高圧電源回路)50に接続可能とされている。第1のクリーニング電源50は、正極性のバイアス(ここでは「正バイアス」ともいう。)を出力する第1の正バイアス出力部51と、負極性のバイアス(ここでは「負バイアス」ともいう。)を出力する第1の負バイアス出力部52と、を有する。これら第1の正バイアス出力部51、第1の負バイアス出力部52は、それぞれスイッチング素子SW1、SW2によって、選択的に第1の電流検知回路70を介して導電性ブラシ31に接続される。つまり、第1のクリーニング電源50は、導電性ブラシ31に正極性と負極性のバイアスを選択的に印加できるようになっている。本実施例では、第1のクリーニング電源50の第1の正バイアス出力部51、第1の負バイアス出力部52の上限出力は、それぞれ4000V、−4000Vである。導電性ブラシ31に印加されるバイアスは直流電圧であり、その出力は第1の電流検知回路70が検知した電流に基づきコントロールされ、電流値が予め設定したブラシ目標電流値IBになるように定電流制御される。本実施例では、使用初期のブラシ目標電流値IB=10μAとした。なお、使用初期とは、新品時と機能的に同等の(後述のクリーニングバイアス調整動作にて調整の必要がない)状態であることをいう。
The
本実施例では、帯電ローラ32は、導電性を有するローラ状の部材で構成されている。特に、本実施例では、帯電ローラ32としては、芯金(心材)としての直径6mmのニッケルメッキ鋼棒上に、弾性部材としてEPDMゴムにカーボンが分散されたソリッドゴムで形成された弾性体層を肉厚5mmで被覆したものを用いた。この帯電ローラ32の電気抵抗値は、帯電ローラ32をアルミシリンダ上に9.8Nの力で押圧し、アルミシリンダを50mm/secで回転させた状態で500Vを印加した場合において5.0×107Ωである。また、帯電ローラ32は、中間転写ベルト20を介してクリーニング対向ローラ22に向けて総圧9.8Nの圧力で付勢(押圧)されている。帯電ローラ32は、中間転写ベルト20の移動に従動して回転する。
In this embodiment, the charging
帯電ローラ32は、電流検知手段としての第2の電流検知回路80を介して、第2のクリーニングバイアス印加手段としての第2のクリーニング電源(高圧電源回路)60に接続可能とされている。第2のクリーニング電源60は、正バイアスを出力する第2の正バイアス出力部61と、負バイアスを出力する第2の負バイアス出力部62と、を有する。これら第2の正バイアス出力部61、第2の負バイアス出力部62は、それぞれスイッチング素子SW3、SW4によって、選択的に第2の電流検知回路80を介して帯電ローラ32に接続される。つまり、第2のクリーニング電源60は、帯電ローラ32に正極性と負極性のバイアスを選択的に印加できるようになっている。本実施例では、第2のクリーニング電源60の第2の正バイアス出力部61、第2の負バイアス出力部62の上限出力は、それぞれ4000V、−4000Vである。帯電ローラ32に印加されるバイアスは直流電圧であり、その出力は第2の電流検知回路80が検知した電流に基づきコントロールされ、電流値が予め設定したローラ目標電流値IRになるように定電流制御される。本実施例では、使用初期のローラ目標電流値IR=10μAとした。
The charging
2次転写工程前の中間転写ベルト20上のトナーは、感光ドラム2の表面の帯電電荷と同極性(トナーの正規の帯電極性と同極性)の負極性で、かつ、電荷の分布のばらつきが相対的に小さい状態で帯電している。一方、2次転写工程後の中間転写ベルト上の2次転写残トナーは、電荷の分布が相対的に広くなった上に、トナーの正規の帯電極性とは逆極性である正極性側にピークが移動した状態で帯電している。その結果、2次転写残トナーは、負極性に帯電したもの、殆ど帯電されていないもの、及び正極性に帯電したもの、が混在した状態となっている。
The toner on the
ベルトクリーニング装置30により中間転写ベルト7上の2次転写残トナーをクリーニングするクリーニング動作時には、図2(a)に示すように、スイッチング素子SW1、SW3がそれぞれ導通する。そして、導電性ブラシ31には第1の正バイアス出力部51から正バイアス(第1のクリーニングバイアス)が、帯電ローラ32には第2の正バイアス出力部61から正バイアス(第2のクリーニングバイアス)が印加される。上流側に位置する導電性ブラシ31では、2次転写残トナーのうち負極性に帯電したトナーが静電的に回収(一時回収)される。これにより、中間転写ベルト20のクリーニング動作時に、下流側に位置する帯電ローラ32に到達する2次転写残トナーの量を減少させることができる。加えて、導電性ブラシ31は、導電性ブラシ31と2次転写残トナーとの間の放電により、2次転写残トナーを正極性側に帯電(プレ帯電)させる作用もなす。
At the time of the cleaning operation for cleaning the secondary transfer residual toner on the intermediate transfer belt 7 by the
一方、中間転写ベルト20のクリーニング動作時に、下流側に位置する帯電ローラ32は、中間転写ベルト20との間の電位差による放電により、導電性ブラシ31を通過した2次転写残トナーを一様に正極性に帯電させる。帯電ローラ32によって正極性に帯電された2次転写残トナーは、本実施例では中間転写ベルト20の回転方向において最上流の第1の画像形成部1aの1次転写部N1aで、中間転写ベルト20から感光ドラム2aに転移する。この時、第1の画像形成部1aの1次転写ローラ5aには、トナーの正規の帯電極性とは逆極性(本実施例では正極性)のバイアスが印加される。この中間転写ベルト20から感光ドラム2aへの2次転写残トナーの転移は、感光ドラム2aから中間転写ベルト20へのトナー像の転写と同時に行うことができる。そして、感光ドラム2aに転移した2次転写残トナーは、ドラムクリーニング装置6aにより感光ドラム2a上から除去されて回収される。
On the other hand, during the cleaning operation of the
このように、ベルトクリーニング装置30によって、中間転写ベルト20上の2次転写残トナーを正極性に帯電させ、その後1次転写部N1aで感光ドラム2aに回収することにより、2次転写残トナーを中間転写ベルト20上から除去することができる。一度に大量の2次転写残トナーが帯電ローラ32に到達してしまうと、2次転写残トナーへの正電荷付与が不十分になり、クリーニング不良が発生する。そのため、導電性ブラシ31には、2次転写残トナーを一時回収することが期待されている。しかし、導電性ブラシ31で2次転写残トナーを一時回収しすぎると、後述する吐き出し工程の頻度を上げる必要が生じるため、導電性ブラシ31を通過するトナーの量を適正な量で略一定に保つことが重要となる。また、クリーニング不良を抑制するためには、帯電ローラ32の帯電性能を略一定に保つことも重要となる。つまり、導電性ブラシ31、帯電ローラ32のそれぞれの機能が、プリント枚数が増加してもバランスよく保たれることが重要となる。
In this way, the secondary transfer residual toner on the
なお、クリーニング部材は、本実施例における導電性ブラシ31、帯電ローラ32に限定されるものではない。例えば、本実施例における導電性ブラシ31、あるいは帯電ローラ32の代わりに、固定配置される発泡スポンジなどで形成されたパッド状の部材(例えばウレタンゴムやNBRヒドリンゴムにて形成されたもの)を用いてもよい。また、本実施例における帯電ローラ32、あるいは導電性ブラシ31の代わりに、回転可能なファーブラシローラや、回転可能な発泡スポンジローラなどを用いてもよい。
The cleaning member is not limited to the
次に、導電性ブラシ31による中間転写ベルト20上のトナーの回収量について説明する。図3は、導電性ブラシ31に流れる電流と、導電性ブラシ31による中間転写ベルト20上のトナーの回収量と、の関係を調べた結果を示す。図3の横軸は、第1の電流検知回路70で検知された導電性ブラシ31に流れる電流値を示している。また、図3の縦軸は、導電性ブラシ31による中間転写ベルト20上のトナーの回収量を示しており、使用初期のブラシ目標電流値IB=10μAでの回収量を1として規格化している。また、図3において、実線は測定したデータ、点線はその近似線を示しており、近似線についてはその式も示している。
Next, the amount of toner collected on the
図3に示すように、導電性ブラシ31による中間転写ベルト20上のトナーの回収量は、導電性ブラシ31に流れる電流値と相関がある。電流値が小さいと回収量は少なく、電流値を大きくしていくと回収量は多くなり、いずれ飽和する。
As shown in FIG. 3, the amount of toner collected on the
次に、帯電ローラ32のクリーニング性能について説明する。図4は、帯電ローラ32に印加される正バイアスと電流との関係を調べた結果を示す。図4において、横軸は帯電ローラ32に印加される正バイアスの値を示しており、縦軸は第2の電流検知回路80で検知された帯電ローラ32に流れる電流値を示している。また、図4には、帯電ローラ32のクリーニング性能を調べた結果も示している。
Next, the cleaning performance of the charging
なお、クリーニング性能の評価は、次のような手順で行った。記録材PにGFC−081(キヤノンマーケティングジャパン、商品名)を用いた。ベタ画像(最大濃度レベル画像)、ハーフトーン画像、文字細線画像を、それぞれC(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラック)、R(レッド)、B(ブルー)、G(グリーン)の各色にて3枚ずつ出力した。そして、サンプリングした評価画像について、クリーニング不良に起因する画像不良が発生するか評価した。具体的には、サンプリングした評価画像に中間転写ベルト20の1周分前の画像が発生するかを観察することで評価した。評価基準は、画像不良が発生しない場合を○、発生する場合を×とした。
The cleaning performance was evaluated according to the following procedure. GFC-081 (Canon Marketing Japan, trade name) was used for the recording material P. A solid image (maximum density level image), a halftone image, and a character thin line image are represented by C (cyan), M (magenta), Y (yellow), K (black), R (red), B (blue), and G, respectively. Three sheets were output in each (green) color. The sampled evaluation images were evaluated for occurrence of image defects due to cleaning defects. Specifically, the evaluation was performed by observing whether an image of one cycle before the
図4に示すように、クリーニング性能は帯電ローラ32に流れる電流値と相関があり、電流値が10μAより小さいとクリーニング不良が発生する。また、帯電ローラ32に流れる電流は、帯電ローラ32に印加される正バイアスの大きさに依存しており、バイアスが大きいほど、電流値は大きくなる。
As shown in FIG. 4, the cleaning performance correlates with the current value flowing through the charging
3.制御態様
本実施例では、画像形成装置100の各部の動作は、画像形成装置100の装置本体に設けられた制御手段としての制御部150(図1)によって制御される。制御部150は、演算制御部(CPU)、記憶部(ROM、RAM)などを備えており、演算制御部が記憶部に記憶されたプログラムやデータに従って画像形成装置100の各部の動作を統括的に制御する。本実施例との関係では、制御部150は、画像形成動作を実行させると共に、第1、第2のクリーニング電源50、60(スイッチング素子SW1〜SW4)などを制御して中間転写ベルト20のクリーニング動作を実行させる。
3. Control Mode In this embodiment, the operation of each unit of the
ここで、画像形成装置100は、一の開始指示により開始される、単一又は複数の記録材Pに画像を形成して出力する一連の画像出力動作(ジョブ、プリント動作)を実行する。ジョブは、一般に、画像形成工程、前回転工程、複数の記録材Pに画像を形成する場合の紙間工程、及び後回転工程を有する。画像形成工程は、実際に記録材Pに形成して出力する画像の静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の1次転写や2次転写を行う期間であり、画像形成時とはこの期間のことをいう。より詳細には、これら静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の1次転写や2次転写の各工程を行う位置で、画像形成時のタイミングは異なる。前回転工程は、開始指示が入力されてから実際に画像を形成し始めるまでの、画像形成工程の前の準備動作を行う期間である。紙間工程は、複数の記録材Pに対する画像形成を連続して行う際(連続画像形成)の記録材Pと記録材Pとの間に対応する期間である。後回転工程は、画像形成工程の後の整理動作(準備動作)を行う期間である。非画像形成時とは、画像形成時以外の期間であって、上記前回転工程、紙間工程、後回転工程、更には画像形成装置100の電源投入時又はスリープ状態からの復帰時の準備動作である前多回転工程時などが含まれる。後述のクリーニングバイアス調整動作は、非画像形成時に実行される。
Here, the
4.吐き出し工程
次に、導電性ブラシ31及び帯電ローラ32に付着した2次転写残トナーを中間転写ベルト20に転移させる(吐き出させる)工程である吐き出し工程について説明する。
4). Discharging Process Next, the discharging process, which is a process of transferring (discharging) the secondary transfer residual toner attached to the
中間転写ベルト20のクリーニング動作中に、導電性ブラシ31及び帯電ローラ32には正バイアスが印加され、クリーニング対向ローラ22に向かって正の電界が形成される。つまり、この時、第1の接触部CL1において、中間転写ベルト20と導電性ブラシ31との間には、正規の帯電極性に帯電したトナーを中間転写ベルト20側から導電性ブラシ31側に向かわせる(付勢する)電界が形成される。また、この時、第2の接触部CL2において、中間転写ベルト20と帯電ローラ32との間には、正規の帯電極性に帯電したトナーを中間転写ベルト20側から帯電ローラ32側に向かわせる(付勢する)電界が形成される。すると、2次転写残トナー中の正規の帯電極性(負極性)を持ったトナーの一部が、正極性に帯電されることなく、静電引力により導電性ブラシ31及び帯電ローラ32に付着する。導電性ブラシ31に付着したトナーが蓄積していき、所定の量に達すると、それ以上のトナーの回収、保持ができなくなり、クリーニング性能が低下する。同様に、帯電ローラ32の表面にトナーが付着し、その付着量が増えていくと、帯電ローラ32の帯電性能が不安定になり、クリーニング性能が低下する。
During the cleaning operation of the
そこで、導電性ブラシ31及び帯電ローラ32に付着しているトナーを中間転写ベルト20に転移させ(吐き出させ)、そのトナーを感光ドラム2に転移させてドラムクリーニング装置6で回収する工程である吐き出し工程が行われる。吐き出し工程は、後回転工程時やジャム(記録材Pがその搬送経路中で詰まること)発生後の処理動作時などの画像形成をしていないタイミング(非画像形成時)に実行される。これにより、導電性ブラシ31及び帯電ローラ32に付着したトナーの量が減少して、クリーニング性能の低下が抑制される。
Therefore, the toner adhering to the
導電性ブラシ31及び帯電ローラ32に保持されているトナーの大部分は負極性に帯電しているが、放電によって正極性になったトナーも微量が付着している。そこで、本実施例では、吐き出し工程において、導電性ブラシ31、帯電ローラ32に、それぞれ負バイアスと正バイアスとが交互に切り替えられて印加される。つまり、この時、中間転写ベルト20と導電性ブラシ31との間には、正規の帯電極性に帯電したトナーとそれとは逆極性に帯電したトナーとを、それぞれ導電性ブラシ31側から中間転写ベルト20側に向かわせる(付勢する)電界が交互に形成される。また、この時、中間転写ベルト20と帯電ローラ32との間には、正規の帯電極性に帯電したトナーとそれとは逆極性に帯電したトナーとを、それぞれ帯電ローラ32側から中間転写ベルト20側に向かわせる(付勢する)電界が交互に形成される。すなわち、次の2つの状態が交互に切り替えられる。第1に、図2(b)に示すようにスイッチング素子SW2、SW4がそれぞれ導通し、導電性ブラシ31、帯電ローラ32に第1、第2の負バイアス出力部52、62からそれぞれ負バイアスが印加される状態である。第2に、図2(a)に示すようにスイッチング素子SW1、SW3がそれぞれ導通し、導電性ブラシ31、帯電ローラ32に第1、第2の正バイアス出力部51、61からそれぞれ正バイアスが印加される状態である。このように、吐き出し工程時には、導電性ブラシ31とクリーニング対向ローラ22との間の電界、及び帯電ローラ32とクリーニング対向ローラ22との間の電界が、正負に交互に反転される。これにより、導電ブラシ31に蓄積されたトナー、及び帯電ローラ32上に付着したトナーが中間転写ベルト20上に吐き出される。
Most of the toner held on the
なお、吐き出し工程では、導電性ブラシ31には、いずれも流れる電流の絶対値がブラシ目標電流値IBとなる正バイアスと負バイアスとが印加される。また、吐き出し工程では、帯電ローラ32には、いずれも流れる電流の絶対値がローラ目標電流値IRとなる正バイアスと負バイアスとが印加される。
In the discharging process, the
吐き出し工程時に、中間転写ベルト20は図1中の矢印R3方向に回転駆動される。中間転写ベルト20上に吐き出されたトナー(ここでは「吐き出しトナー」ともいう。)は、本実施例では主に中間転写ベルト20の回転方向において最上流の第1の画像形成部1aの1次転写部N1aで、中間転写ベルト20から感光ドラム2aに転移する。この時、第1の画像形成部1aの1次転写ローラ5aには、トナーの正規の帯電極性と同極性(本実施例では負極性)のバイアスが印加される。これにより、主に負極性に帯電している吐き出しトナーが、第1の画像形成部1aの感光ドラム2aに回収される。そして、感光ドラム2aに転移した吐き出しトナーは、ドラムクリーニング装置6aにより感光ドラム2a上から除去されて回収される。正極性に帯電している吐き出しトナーは、同じ第1の画像形成部1aの感光ドラム2aに回収したり、他の画像形成部1の感光ドラム2に回収したりすることができる。その時、その画像形成部1の1次転写ローラ5には、トナーの正規の帯電極性とは逆極性(本実施例では正極性)のバイアスが印加される。
During the discharging process, the
5.光学センサ
次に、画像形成装置100が有する検知手段としての光学センサ9について説明する。光学センサ9は、画像濃度補正、レジストレーション補正に用いられるとともに、詳しくは後述するクリーニングバイアス調整動作に用いられる。
5. Optical Sensor Next, the
光学センサ9は、中間転写ベルト20の回転方向において1次転写部N1(最下流の1次転写部N1a)の下流かつ2次転写部N2の上流で中間転写ベルト20上のトナーを検知できるように配置されている。本実施例では、中間転写ベルト20の幅方向(移動方向と略直交する方向)の中央に対し両端部側で中間転写ベルト20上のトナーを検知できるように、該幅方向(主走査方向)に2個の光学センサ9が配置されている(図7参照)。
The
図5は、光学センサ9の模式図である。光学センサ9は、LEDなどの発光素子91と、フォトダイオードなどの受光素子92と、を有して構成されている。光学センサ9は、発光素子91から赤外光を中間転写ベルト20上のトナーTに照射し、その正反射光を受光素子92で測定することにより、トナーTの位置及び濃度(単位面積当たりのトナー量、トナー載り量(mg/cm2))を検知することができる。
FIG. 5 is a schematic diagram of the
図6は、光学センサ9の出力特性を示している。光学センサ9の出力(フォトダイオード92の受光光量)は、トナー載り量が多くなるに従って減少する。これは、中間転写ベルト20上のトナー載り量が増加すると、トナーによって照射光が拡散されるとともに、下地である中間転写ベルト20の表面が隠されて中間転写ベルト20からの正反射光が減少するからである。
FIG. 6 shows the output characteristics of the
画像形成装置100においては、環境の変化や長時間の使用による装置各部の変動があると、得られる画像の濃度や位置が変動することがある。そのため、濃度や位置の変動の補正を目的として定期的に画像濃度補正及びレジストレーション補正(ここでは「キャリブレーション」ともいう。)を行なう必要がある。本実施例では、前回のキャリブレーションから、環境温度が5℃以上変動した場合、又はプリント枚数が1000枚を超えるごとにキャリブレーションが実行される。
In the
図7は、本実施例におけるキャリブレーション用の画像パターンを示す模式図である。本実施例では、中間転写ベルト20の幅方向の両端部側の光学センサ9、9により検知が可能な位置に、それぞれ次の画像パターンが形成される。まず、中間転写ベルト20の移動方向(副走査方向)のレジストレーション補正用として、主走査方向に延びる直線状のレジパターンP−Y、P−M、P−C、P−Kが、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に形成される。次に、主走査方向のレジストレーション補正用として、副走査方向に対し傾斜した略L字形のレジパターンS−Y、S−M、S−C、S−Kが、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に形成される。次に、画像濃度補正用として、8mm角のパッチが10mm間隔で、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に、色ごとに画像印字率(濃度階調度)を5段階に変化させて(各色5パッチずつ)、合計20個形成される。各パッチと印字率(階調度)との対応は、Y1、M1、C1、K1=20%、Y2、M2、C2、K2=40%、Y3、M3、C3、K3=60%、Y4、M4、C4、K4=80%、Y5、M5、C5、K5=100%、に設定されている。
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an image pattern for calibration in the present embodiment. In this embodiment, the following image patterns are formed at positions that can be detected by the
6.クリーニングバイアス調整動作
次に、本実施例における光学センサ9を用いたクリーニングバイアス調整動作(ここでは、単に「調整動作」ともいう。)について説明する。図8は、その調整動作のフローチャートを示す。
6). Cleaning Bias Adjustment Operation Next, a cleaning bias adjustment operation using the
まず、STEP1において、制御部150は、画像濃度補正及びレジストレーション補正(キャリブレーション)を実行させる。キャリブレーション時には、中間転写ベルト20上に図7に示したキャリブレーション用の画像パターンが形成され、光学センサ9によってその画像パターンが検知され、画像濃度補正とレジストレーション補正とが行なわれる。キャリブレーション時には、毎回実質的に同じ画像パターンが形成されるため、毎回のキャリブレーション時に中間転写ベルト20上に載せられるトナーの量はほぼ一定となる。
First, in STEP 1, the
次に、STEP2において、制御部150は、中間転写ベルト20のクリーニング動作を実行させる。中間転写ベルト20上のキャリブレーション用の画像パターンを正極性に帯電させるために、導電性ブラシ31、帯電ローラ32に、それぞれ正バイアスが印加され、それぞれ調整前のブラシ目標電流値IB、ローラ目標電流値IRが流れる。ここでの説明では、一例として、調整前(現在)のブラシ目標電流値IB=14μA、調整前(現在)のローラ目標電流値IR=14μAとする。キャリブレーション用の画像パターンの正極性に帯電したトナーは、第1の画像形成部1aの感光ドラム2aに転移してドラムクリーニング装置6aにより回収される。一方、キャリブレーション用の画像パターンの負極性のトナーは一時的に導電性ブラシ31及び帯電ローラ32に回収される。キャリブレーション時には、中間転写ベルト20上のキャリブレーション用の画像パターンは、記録材Pに転写させずに実質的に全てベルトクリーニング装置30を用いてクリーニングされる。そのため、キャリブレーション時には、通常の画像形成時と比較して、ベルトクリーニング装置30に到達する中間転写ベルト20上のトナーの量が多い。例えば、2次転写工程における転写効率を95%とした場合、95%が記録材Pに転写され、残りの5%しか中間転写ベルト20上には残らないが、キャリブレーション時には100%が中間転写ベルト20上に残ることになる。
Next, in
次に、STEP3において、制御部150は、吐き出し工程を実行させる。このキャリブレーション後の吐き出し工程時には、通常の画像形成時に回収された2次転写トナーの吐き出し工程(ここでは、「通常の吐き出し工程」ともいう。)よりも多くのトナーが導電性ブラシ31及び帯電ローラ32に回収されている。そのため、キャリブレーション後の吐き出し工程時には、比較的大量のトナーが吐き出される。つまり、毎回の後回転工程時などでトナーが吐き出されるため、通常の吐き出し工程時には、導電性ブラシ31及び帯電ローラ32から比較的少量のトナーしか吐き出されない。一方、キャリブレーション後の吐き出し工程時には、通常の吐き出し工程時よりも多くのトナーが導電性ブラシ31及び帯電ローラ32から吐き出される。そのため、このトナーを利用することで、導電性ブラシ31及び帯電ローラ32の劣化具合を精度良く判断することができる。導電性ブラシ31及び帯電ローラ32の比較的広範囲にわたる劣化程度に関するデータを取得できるからである。なお、調整動作においては、主走査方向に2個設けられている光学センサ9のうち一方による検知結果を用いてもよいし、両方による検知結果を合算処理、平均処理などの統計処理をして用いてもよい。
Next, in
次に、STEP4において、制御部150は、中間転写ベルト20の回転の1周目で吐き出されたトナー(吐き出しトナー)の量を測定することによって、ブラシ目標電流値IBの適正化を行なう。
Then, in STEP4, the
本実施例では、概略、次のように設定(調整)することを、ブラシ目標電流値IBの適正化としている。つまり、調整動作の時点での導電性ブラシ31によるトナーの回収量を、使用初期の導電性ブラシ31によるトナーの回収量に近づける(典型的には実質的に同じにする)ようにブラシ目標電流値IBを設定することである。
In this embodiment, schematically, to set as follows (adjustment), and the optimization of the brush target current value I B. That is, the brush target current is set so that the amount of toner collected by the
導電性ブラシ31には、負極性に帯電したトナーを静電的に一時回収することにより、下流側の帯電ローラ32に到達するトナーの量を減少させ、クリーニング不良の発生を抑制することが期待されている。しかし、導電性ブラシ31は、通電劣化や放電生成物の付着により機能が低下すると、回収できるトナーの量が減る。この機能の低下を補うためには、ブラシ目標電流値IBを上げる必要があるが、上げすぎると更なる通電劣化を招くため、導電性ブラシ31の劣化具合に合わせて適切なブラシ目標電流値IBを選ぶことが望まれる。
The
本実施例では、STEP2において導電性ブラシ31が回収することができたトナーの量が使用初期よりも多ければ、ブラシ目標電流値IBが導電性ブラシ31の劣化程度に対する適正値よりも大きいと判断する。逆に、STEP2において導電性ブラシ31が回収することができたトナーの量が使用初期よりも少なければ、ブラシ目標電流値IBが導電性ブラシ31の劣化程度に対する適正値より小さいと判断する。
In this embodiment, The greater than the amount that initial use of the toner
ブラシ目標電流値IBを設定するプロセスを更に具体的に説明する。STEP3で吐き出し工程が開始されると、中間転写ベルト20の回転の1周目で、導電性ブラシ31及び帯電ローラ32からトナーが吐き出される。この時の吐き出しトナーの量は、導電性ブラシ31から吐き出されたトナーの量が支配的となる。そのため、この吐き出しトナーの量によって、導電性ブラシ31が一時回収できたトナーの量を推定することができ、調整動作の時点での導電性ブラシ31の一時回収性能を見積もることができる。したがって、この吐き出しトナーの量が光学センサ9で検知され、吐き出しトナーの量、つまり導電性ブラシ31及び帯電ローラ32(主に導電性ブラシ31)が一時回収していたトナーの量が測定される。
Further illustrate the process of setting the brush target current value I B. When the discharging process is started in
ここで、通常の吐き出し工程であれば、吐き出しトナーは感光ドラム2に転移させられてドラムクリーニング装置6で回収される。これに対し、STEP4では、STEP3における吐き出しトナーは各画像形成部1a〜1dの1次転写部N1a〜N1dを通過させられる。本実施例では、画像形成装置100には、各画像形成部1a〜1dの感光ドラム2a〜2dから中間転写ベルト20を離間させる離間機構(図示せず)が設けられている。そして、調整動作時には、全ての画像形成部1a〜1dの感光ドラム2a〜2dから中間転写ベルト20が離間される。これにより、STEP3における吐き出しトナーは、各1次転写部N1a〜N1dに対応する位置を通過し、その量を光学センサ9で測定することができる。
Here, in the normal discharging process, the discharged toner is transferred to the
図9は、導電性ブラシ31の使用初期と寿命の後半まで使用した時(ここでは「耐久後」ともいう。)とで、STEP3における吐き出しトナーを光学センサ9で検知した際の光学センサ9の出力を示す。使用初期は、導電性ブラシ31で一時回収できるトナーの量が多く、光学センサ9の出力は相対的に小さい。これに対し、耐久後は、通電による劣化や放電生成物の付着により導電性ブラシ31が一時回収できるトナーの量が減り、光学センサ9の出力は相対的に大きくなる。本実施例では、耐久後の光学センサ9の出力を使用初期の光学センサ9の出力に近づける(典型的には実質的に同じにする)ようなブラシ目標電流値IBを設定する。これにより、いたずらにブラシ目標電流値IBを上げて、導電性ブラシ31の電気抵抗の上昇を加速させることなく、耐久後と使用初期とで略一定の導電性ブラシ31の一時回収性能を得ることができる。
FIG. 9 shows the state of the
本実施例では、中間転写ベルト20上の吐き出しトナーの領域(吐き出しトナー検知範囲)を検知した際の光学センサ9の出力の平均値(平均出力値)が、耐久後と使用初期とで同じなるように、調整後のブラシ目標電流値IBを設定する。具体的には、本実施例では、次の各情報を用いて、ブラシ目標電流値IBの適正化を行なう。図9に示す予め取得した使用初期のブラシ目標電流値IB=10μAでの平均出力値、STEP4で取得した耐久後の平均出力値、図3に示す電流値とトナー回収量との関係、及び図6に示す光学センサ9の出力とトナー載り量との関係である。上記使用初期の平均出力値、図3の関係、図6の関係の情報は、予め取得されて制御部150の記憶部に記憶されている。
In this embodiment, the average value (average output value) of the output of the
まず、制御部150は、図9に示す耐久後の平均出力値を算出する。次に、制御部150は、算出した平均出力値と、図6に示す光学センサ9の出力とトナー載り量との関係から、導電性ブラシ31及び帯電ローラ32(主に導電性ブラシ31)から吐き出されたトナーの量(単位面積当たり)を算出する。次に、制御部150は、次の各情報を用いて、使用初期と耐久後の吐き出しトナーの量の比率を算出する。使用初期のブラシ目標電流値IB=10μAでの吐き出しトナーの量(単位面積当たり)、及び耐久後(現在)のブラシ目標電流値IB=14μAでの吐き出しトナーの量(単位面積当たり)である。例えば、使用初期の吐き出しトナーの量:耐久後の吐き出しトナーの量=1.0:0.9のように比率が算出される。
First, the
次に、制御部150は、吐き出しトナーの量を導電性ブラシ31が回収したトナーの量として、図3に示す近似式を用いてブラシ目標電流値IBを算出する。例えば、ブラシ目標電流値IBは、次のように算出される。
Next, the
まず、以上の説明より、次式が成り立つ。
1.0(使用初期の吐き出しトナーの量)−0.9(耐久後の吐き出しトナーの量)
=0.1
First, from the above description, the following equation holds.
1.0 (amount of discharged toner at the beginning of use) −0.9 (amount of discharged toner after endurance)
= 0.1
また、図3に示す近似式は傾きが0.05であるので、次式より、ブラシ目標電流値IBは2[μA]だけ上げればよいことがわかる。
0.1/0.05=2[μA]
Further, since the approximate expression shown in FIG. 3 the slope is 0.05, the following formula, brush target current value I B it is seen that may be increased by 2 [μA].
0.1 / 0.05 = 2 [μA]
したがって、次式より、ブラシ目標電流値IBは16[μA]と算出することができる。
14[μA](調整前のブラシ目標電流値IB)+2=16[μA](調整後のブラシ目標電流値IB)
Therefore, the following equation, brush target current value I B can be calculated as 16 [μA].
14 [μA] (Brush target current value I B before adjustment) + 2 = 16 [μA] (Brush target current value I B after adjustment)
次に、STEP5において、制御部150は、吐き出し工程を開始後の中間転写ベルト20の回転の2周目から、STEP3における吐き出しトナーから感光ドラム2に回収されたトナーの量を測定することによって、ローラ目標電流値IRの適正化を行なう。
Next, in
本実施例では、概略、次のように設定(調整)することを、ローラ目標電流値IRの適正化としている。つまり、調整動作の時点での帯電ローラ32の帯電性能を、使用初期の帯電ローラ32の帯電性能に近づける(典型的には実質的に同じにする)ようにローラ目標電流値IRを設定することである。
In this embodiment, schematically, to set as follows (adjustment), and the optimization of the roller target current value I R. In other words, the charging performance of the charging
STEP5では、導電性ブラシ31にバイアスは印加せず、STEP3における吐き出しトナーは実質的に全て帯電ローラ32を通過する。この吐き出しトナーは、帯電ローラ32によって正電荷が付与され、第1の画像形成部1aの感光ドラム2aに転移してドラムクリーニング装置6aにより回収される。前述のように、この時、帯電ローラ32にはローラ目標電流値IR=14μAが流れているものとする。キャリブレーション後の吐き出し工程時の吐き出しトナーの量は比較的大量であるため、帯電ローラ32による一度の正電荷の付与では、実質的に全ての吐き出しトナーを正極性にすることができない。そのため、複数回中間転写ベルト20を回転させる必要があり、光学センサ9では正極性に帯電できず感光ドラム2aに回収できなかったトナーが検知される。なお、本実施例では、画像形成装置100は、中間転写ベルト20から2次転写ローラ24を離間させる離間機構を有しており、調整動作時に2次転写部N2に対応する位置をトナーが通過する際には、中間転写ベルト20から2次転写ローラ24が離間される。
In
ここで、通常の吐き出し工程時の吐き出しトナーの量は比較的少ない。そのため、通常の吐き出し工程時に、キャリブレーション後の吐き出し工程時よりも少ない回数だけ中間転写ベルト20を回転させることで吐き出しトナーを十分に感光ドラム2aに回収できるように、ローラ目標電流値IRを設定するのが好ましい。本実施例では、通常の吐き出し工程時に、1回中間転写ベルト20を回転させることで、実質的に全ての吐き出しトナーを感光ドラム2aに回収できるように、ローラ目標電流値IRを設定する。これにより、帯電ローラ32の通電劣化を抑制することができる。
Here, the amount of toner discharged during the normal discharging process is relatively small. Therefore, when the normal discharging process, as the toner discharge by rotating the number of times the
本実施例では、使用初期のローラ目標電流値IRは10μAである。この場合、帯電ローラ32の使用初期には、キャリブレーション後の吐き出し工程で4回中間転写ベルト20を回転させることで中間転写ベルト20上の実質的に全ての吐き出しトナーを感光ドラム2aに回収することができる。
In this embodiment, the initial use of the roller target current value I R is 10 .mu.A. In this case, in the initial stage of use of the charging
そして、本実施例では、STEP5において感光ドラム2aに回収することができたトナーの量が使用初期よりも多ければ、ローラ目標電流値IRが帯電ローラ32の劣化程度に対する適正値よりも大きいと判断する。逆に、STEP5において感光ドラム2aに回収することができたトナーの量が使用初期よりも少なければ、ローラ目標電流値IRが帯電ローラ32の劣化程度に対する適正値より小さいと判断する。
Then, in this embodiment, The greater than the amount that initial use of the toner can be recovered to the
ローラ目標電流値IRを設定するプロセスを更に具体的に説明する。STEP5において、まず、1回目の中間転写ベルト20の回転で感光ドラム2aに回収しきれずに中間転写ベルト20上に残った吐き出しトナーが、光学センサ9によって検知される。そして、2回目、3回目、4回目と中間転写ベルト20を回転させると、光学センサ9によって中間転写ベルト20上の吐き出しトナーが減っていく過程を検知でき、光学センサ9の出力から中間転写ベルト20上のトナーの量を推定することができる。
Further illustrate the process of setting the roller target current value I R. In
図10は、使用初期のローラ目標電流値IRを振った時の光学センサ9の出力(実線、破線、一点鎖線)と、耐久後のSTEP5において取得した光学センサ9の出力(二点鎖線)を示す。図10の横軸は、中間転写ベルト20の回転回数を示している。また、図10の縦軸は、中間転写ベルト20の下地に対する光学センサ9の出力を100とした場合の、中間転写ベルト20上の吐き出しトナーの領域(吐き出しトナー検知範囲)を検知した際の光学センサ9の出力の平均値(平均出力値)を示している。
10, the output of the
ローラ目標電流値IRを大きくすると、帯電ローラ32による1回の帯電処理で正極性に帯電させられるトナーが増えるため、感光ドラム2aに回収されるトナーが増え、光学センサ9の出力は大きくなる。逆に、ローラ目標電流値IRを小さくすると、帯電ローラ32による1回の帯電処理で正極性に帯電させられるトナーが減るため、感光ドラム2aに回収されるトナーが減り、光学センサ9の出力は小さくなる。また、耐久後の光学センサ9の出力は、中間転写ベルト20の4回目の回転でも、中間転写ベルト20の下地に対する光学センサ9の出力である100になっていないことがわかる。
Larger rollers target current value I R, since the toner is caused to positively charged in one charging process by the charging
この結果から、使用初期と比較した、耐久後の帯電ローラ32が中間転写ベルト20上のトナーを正極性に帯電させる能力を推定することができる。本実施例では、1回の正電荷付与で感光ドラム2に回収できた吐き出しトナーの量を、帯電ローラ32の帯電性能の目安とする。特に、本実施例では、2回目の正電荷付与で感光ドラム2に回収できた吐き出しトナーの量から、帯電ローラ32の帯電性能を見積もる。これは、図10においては、1回目と2回目とでの光学センサ9の出力の差から帯電ローラ32の帯電性能を見積もることに相当する。つまり、本実施例では、耐久後の上記出力の差を、使用初期のローラ目標電流値IR=10μAでの上記出力の差に近づける(典型的には同じにする)ようなローラ目標電流値IRを設定する。これにより、いたずらにローラ目標電流値IRを上げて、帯電ローラ32の電気抵抗の上昇を加速することなく、耐久後と使用初期とで略一定の帯電ローラ32の帯電性能を得ることができる。なお、帯電ローラ32の帯電性能は、2回目の正電荷付与で感光ドラム2に回収できた吐き出しトナーの量から見積もることに限定されず、1回目、3回目又は4回目であってもよい。本実施例では、2回目で回収できるトナーの量が相対的に多いため、2回目で回収できたトナーの量を利用することで調整精度を向上することができる。
From this result, it is possible to estimate the ability of the charging
具体的な算出方法の例を挙げて更に説明する。図10において、使用初期のローラ目標電流値IR=10μAにおける1回目の光学センサ9の出力は10、2回目の光学センサ9の出力は50である。したがって、使用初期の帯電ローラ32の帯電性能は、50(2回目の光学センサ9の出力)−10(1回目の光学センサ9の出力)=40となる。この使用初期の帯電性能の情報は、予め取得されて制御部150の記憶部に記憶されている。上記同様にして、耐久後の帯電ローラ32の帯電性能は、35(=55−20)となる。この結果から、帯電性能差である5(=40−35)を埋めるように、ローラ目標電流値IRを設定すればよいことがわかる。
This will be further described with an example of a specific calculation method. In FIG. 10, the output of the first
また、使用初期のローラ目標電流値IR=20μAにおける帯電性能は、上記同様にして、80(=90−10)となる。そして、使用初期のローラ目標電流値IR=10μAの場合と、ローラ目標電流値IR=20μAの場合の光学センサ9の出力の差から、光学センサ9の出力とローラ目標電流値IRとの関係式が算出できる。つまり、ローラ目標電流値IR=10μAの場合の上記光学センサ9の出力の差分は40、ローラ目標電流値IR=20μAの場合の上記光学センサ9の出力の差分は80である。そのため、ローラ目標電流値IR=1μAあたりの光学センサ9の出力の増減(傾き、変化割合)は4であると算出できる。この関係式の情報は、予め取得されて制御部150の記憶部に記憶されている。したがって、ローラ目標電流値IRは、次のように算出される。まず、以上の説明より、次式が成り立つ。
Y(光学センサ出力増減)=4×X(ローラ目標電流値IR増減)
The charging performance at the initial roller target current value I R = 20 μA is 80 (= 90−10) in the same manner as described above. Then, in the case of initial use of the roller target
Y (optical sensor output increases or decreases) = 4 × X (roller target current value I R increases or decreases)
また、この関係式を用いることで、使用初期と耐久後の光学センサ9の出力の差5を埋めるためには、次式のように、ローラ目標電流値IRは1.25[μA]だけ上げればよいことがわかる。
5(光学センサ出力差)÷4=1.25[μA]
Further, by using this relationship, in order to fill the difference between 5 the output of the
5 (optical sensor output difference) ÷ 4 = 1.25 [μA]
したがって、次式より、ローラ目標電流値IRは15.25[μA]と算出することができる。
14[μA](調整前ローラ目標電流値IR)+1.25[μA]=15.25[μA](調整後ローラ目標電流値IR)
Therefore, the following equation, the roller target current value I R can be calculated as 15.25 [μA].
14 [μA] (Roller target current value I R before adjustment) +1.25 [μA] = 15.25 [μA] (Roller target current value I R after adjustment)
7.本実施例の効果の検証
図1に示す画像形成装置100において上述の調整動作を行った場合(本実施例)と、行わなかった場合(比較例)とで、クリーニング不良の発生の有無を確認した。上述の調整動作を行わないことを除いて、比較例の画像形成装置100の構成及び動作は本実施例と実質的に同じである。表1は比較例の結果を示し、表2は本実施例の結果を示す。
7). Verification of the effect of the present embodiment The presence or absence of a cleaning defect is confirmed when the above-described adjustment operation is performed in the
ここでは、プリント枚数5000枚ごとにクリーニング性能の評価を行ない、その時にブラシ目標電流IB、ローラ目標電流IRを流すのに必要だった電圧を記録した。比較例では、プリント枚数が増加して導電性ブラシ31及び帯電ローラ32が通電劣化した場合でもクリーニング不良が発生しないように、使用初期からブラシ目標電流値IB及びローラ目標電流IRを本実施例よりも大きめの20μAに設定した。なお、クリーニング性能の評価方法、評価基準は、図4の評価結果を得た上述の評価方法、評価基準と同じである。
Here, we perform evaluation of cleaning performance for each 5000 sheets printed sheets were recorded voltage was required to flow that time brush target current I B, the roller target current I R. In the comparative example, as cleaning failure does not occur even when the
表1に示すように比較例では35000枚目でクリーニング不良が発生するが、表2に示すように本実施例では50000枚目までクリーニング不良の発生を遅らせることができる。これは、次のような理由によるものと考えられる。 As shown in Table 1, in the comparative example, the cleaning failure occurs at the 35,000th sheet, but as shown in Table 2, the occurrence of the cleaning failure can be delayed up to the 50000th sheet in this embodiment. This is considered due to the following reasons.
まず、比較例では、使用初期から導電性ブラシ31及び帯電ローラ32に流れる電流値が20μAであるため、導電性ブラシ31及び帯電ローラ32の通電劣化が進みやすい。そのため、導電性ブラシ31に印加するバイアスの値は、20000枚目で第1のクリーニング電源50の上限電圧である4000Vに到達する。また、帯電ローラ32に印加するバイアスの値は、25000枚目で第2のクリーニング電源60の上限電圧である4000Vに到達する。なお、本実施例及び比較例において、第1、第2のクリーニング電源50、60の出力が上限電圧に達した後は、該上限電圧が導電性ブラシ31、帯電ローラ32に印加される。そして、上限電圧に到達した後は、20μAのブラシ目標電流値IB及びローラ目標電流値IRを流すには電源の出力が足りないため、電流が下がっている。そして、更に導電性ブラシ31及び帯電ローラ32の電気抵抗の上昇が続き、35000枚目で導電性ブラシ31に流れる電流が14μA、帯電ローラ32に流れる電流が16μAに下がると、クリーニング不良が発生してしまう。
First, in the comparative example, since the current value flowing through the
一方、本実施例では、プリント枚数1000枚ごとに、キャリブレーションが実行される際に、クリーニングバイアス調整動作が実行される。そして、導電性ブラシ31の一時回収性能及び帯電ローラ32の帯電性能が使用初期と実質的に同じになるように、ブラシ目標電流IB及びローラ目標電流IRの適正化が行なわれる。そのため、比較例と比較して、使用初期のブラシ目標電流値IB及びローラ目標電流値IRを小さく抑えることができるため、導電性ブラシ31及び帯電ローラ32の通電劣化を抑えることができる。その後、導電性ブラシ31に印加するバイアスの値は、35000枚目で第1のクリーニング電源50の上限電圧である4000Vに到達する。また、帯電ローラ32に印加するバイアスの値は、45000枚目で第2のクリーニング電源60の上限電圧である4000Vに到達する。最終的に、50000枚目で導電性ブラシ31に流れる電流が14μA、帯電ローラ32に流れる電流が17μAに下がると、クリーニング不良が発生する。
On the other hand, in this embodiment, the cleaning bias adjustment operation is executed when calibration is executed for every 1000 printed sheets. Then, the charging performance of the temporary collecting performance and the charging
本実施例では、クリーニング不良の発生までのプリント枚数を、比較例での35000枚から50000枚に増やすことができる。つまり、本実施例では、中間転写ベルト20上の2次転写残トナーの良好なクリーニングを、従来よりも長期にわたって持続できる。また、本実施例では、第1、第2のクリーニング電源50、60の上限出力を上げる必要性を低減することができるので、装置の小型化や低コスト化の点でも有利である。また、本実施例では、キャリブレーション用の画像パターンを利用して導電性ブラシ31の一時回収性能、帯電ローラ32の帯電性能を測定するため、専用の画像パターンを形成する必要がなく、トナーの消費量や調整のために必要な時間を低減することができる。
In this embodiment, the number of prints until the occurrence of a cleaning failure can be increased from 35,000 sheets in the comparative example to 50000 sheets. In other words, in this embodiment, good cleaning of the secondary transfer residual toner on the
このように、本実施例では、画像形成装置100は、電源50、60からクリーニング部材31、32に中間転写体上のトナーをクリーニングするために印加するクリーニングバイアスを調整する制御手段150を有する。この制御手段150は、次のような調整動作を実行させる。つまり、中間転写体上に形成された所定のトナー像を、クリーニング部材31、32によりクリーニングさせる。また、クリーニング部材31、32によりクリーニングされた所定のトナー像のトナーの量に関する情報を、検知手段9により中間転写体上の所定のトナー像のトナーを検知した結果から取得する。そして、該情報に基づいて、クリーニング部材31、32によりクリーニングされる所定のトナー像のトナーの量が所定の基準値に近づくように、クリーニングバイアスを調整する。本実施例では、上記所定の基準値は、使用初期のクリーニング部材31、32によりクリーニングされる所定のトナー像のトナーの量である。また、本実施例では、制御手段150は、第1のクリーニング部材(導電性ブラシ)31については、これに回収された後に中間転写体20に吐き出された所定のトナー像のトナーを検知手段により検知した結果から上記情報を取得する。また、本実施例では、制御手段150は、第2のクリーニング部材(帯電ローラ)32については、これに帯電された後に像担持体2に転移せずに中間転写体上に残留した所定のトナー像のトナーを検知手段9により検知した結果から上記情報を取得する。また、本実施例では、上記所定のトナー像は、クリーニングバイアス以外の少なくとも一つの調整項目の調整のために中間転写体20に形成されたものである。該少なくとも一つの調整項目は、本実施例では、画像濃度及びレジストレーションである。
As described above, in this embodiment, the
以上、本実施例によれば、中間転写ベルト20上のトナーを静電的にクリーニングする導電性ブラシ31、帯電ローラ32の電気抵抗の変化に応じて、これらに印加するバイアスを必要十分な値に調整することが可能となる。これにより、中間転写ベルト20上のトナーの良好なクリーニングを、従来よりも長期にわたって持続できる。
As described above, according to the present exemplary embodiment, the bias applied to the
[実施例2]
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例1のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において、実施例1のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一符号を付して、詳しい説明を省略する。
[Example 2]
Next, another embodiment of the present invention will be described. The basic configuration and operation of the image forming apparatus of this embodiment are the same as those of the first embodiment. Therefore, in the image forming apparatus of the present embodiment, elements having the same or corresponding functions or configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
1.本実施例の概要
本実施例では、導電性ブラシ31、帯電ローラ32の寿命を判断し、それをクリーニング不良が発生する前にユーザーなどの操作者に報知して、導電性ブラシ31、帯電ローラ32の交換を促す方法について説明する。
1. Outline of the present embodiment In the present embodiment, the lifetimes of the
本実施例では、概略、実施例1で説明したクリーニングバイアス調整動作を行なっても十分なクリーニング性能(典型的には使用初期と実質的に同じクリーニング性能)を満たせない場合に、導電性ブラシ31、帯電ローラ32の寿命と判断する。そして、画像形成装置100の操作部200(図1)の表示装置、あるいは画像形成装置100と通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部機器の表示装置において、導電性ブラシ31、帯電ローラ32の寿命に関する情報を操作者に報知する。例えば、寿命が近いことを警告する表示や、交換を促す表示などを行うことができる。報知方法は、表示に限定されるものではなく、例えば音声で報知してもよい。これにより、クリーニング不良が発生する前に導電性ブラシ31、帯電ローラ32を交換することを可能として、クリーニング不良の発生を抑制することができる。
In the present embodiment, when the cleaning bias adjustment operation described in the first embodiment is performed in general, sufficient conductive cleaning performance (typically substantially the same cleaning performance as in the initial use) cannot be satisfied. The life of the charging
なお、導電性ブラシ31、帯電ローラ32は、画像形成装置100の装置本体に対して、それぞれ個別に着脱可能とされていてもよいし、一体的に着脱可能なユニットとされていてもよい。また、導電性ブラシ31又は帯電ローラ32の少なくとも一方が他の要素と共に一体的に、画像形成装置100の装置本体に対して着脱可能なユニットとされていてもよい。
The
2.寿命検知制御
次に、本実施例における光学センサ9を用いた寿命検知制御について説明する。図11は、そのフローチャートを示す。
2. Life Detection Control Next, life detection control using the
図11において、STEP1からSTEP5までの動作は、実施例1で説明した調整動作と同じであるので、説明は省略する。以下、STEP6以降について説明する。 In FIG. 11, the operations from STEP 1 to STEP 5 are the same as the adjustment operations described in the first embodiment, and thus description thereof is omitted. Hereinafter, STEP 6 and after will be described.
STEP6において、制御部150は、導電性ブラシ31、帯電ローラ32にそれぞれバイアスを印加する第1、第2のクリーニング電源50、60の出力がともに上限電圧に到達したか否か判断する。ここでは、今回の調整動作の1回前の調整動作の結果、第1、第2のクリーニング電源50、60の出力が上限電圧に到達したか否かを判断するものとする。到達していなかった場合は、次回の調整動作を実施例1で説明したのと同様に行う。到達していた場合は、STEP7に進む。なお、本実施例では、プリント枚数45000枚目で、第1、第2のクリーニング電源50、60の出力がともに上限電圧である4000Vに到達する(後述の表3)。
In STEP 6, the
次に、STEP7において、制御部150は、所望のクリーニング性能を満たせるか否かを判断する。第1、第2のクリーニング電源50、60の出力が上限電圧に到達した場合は、ブラシ目標電流IB、ローラ目標電流IRの適正化を行っても、実際に流れる電流を大きくすることはできない。したがって、STEP4における光学センサ9の出力は、相対的に大きくなり(吐き出しトナーの量が少なくなり)、STEP5における光学センサ9の出力は相対的に小さくなる(感光ドラム2aに回収されるトナーの量が少なくなる)。本実施例では、STEP4における光学センサ9の出力が使用初期より20%大きくなり、STEP5における光学センサ9の出力が使用初期よりも20%小さくなった場合に、クリーニング不良の発生が懸念される。なお、本実施例では、第1、第2のクリーニング電源50、60の出力の両方が上限電圧に到達してからクリーニング性能を満たすか否かを判断しているが、これは本実施例の構成ではこの場合にクリーニング不良の発生が懸念されるからである。
Next, in STEP 7, the
更に説明すると、図12は、使用初期と46000枚目とでの、STEP4における図9と同様の光学センサ9の出力を示している。図12には、使用初期よりも20%大きい出力(平均出力値)が寿命判断ラインとして示されている。また、図13は、使用初期と47000枚目とでの、STEP5における図10と同様の光学センサ9の出力を示している。図13には、中間転写ベルト20の回転回数4回目について、使用初期よりも20%小さい出力(平均出力値)が、寿命判断ラインとして示されている。なお、帯電ローラ32の寿命は、4回目の光学センサ9の出力で判断することに限定されず、1回目、2回目又は3回目であってもよい。
More specifically, FIG. 12 shows the output of the
図12に示すように、導電性ブラシ31については、46000枚目では、光学センサ9の出力が寿命判断ラインを超えているため、一時回収性能が不十分であると推測し、寿命と判断することができる。また、図13に示すように、帯電ローラ32については、47000枚目では、中間転写ベルト20の回転回数4回目の光学センサ9の出力が寿命判断ラインを超えているため、帯電性能が不十分であると推測し、寿命と判断することができる。本実施例では、今回の調整動作のSTEP4、STEP5での光学センサ9の出力に基づいて導電性ブラシ31及び帯電ローラ32がともに寿命であると判断した場合に、STEP8に進む。導電性ブラシ31又は帯電ローラ32(本実施例の構成では、通常帯電ローラ32)が未だ寿命に達していないと判断した場合は、次回の調整動作を実施例1で説明したのと同様にして行う。
As shown in FIG. 12, with respect to the
次に、STEP8において、制御部150は、導電性ブラシ31及び帯電ローラ32がともに寿命に近いことをユーザーに通知する処理を行う。
Next, in
上述の寿命検知制御を行った場合(本実施例)と、行わなかった場合(実施例1)とでのクリーニング不良の発生の有無を確認した。表3は本実施例の結果を示す。実施例1の結果は、前述の表2に示したとおりである。 The presence or absence of cleaning failure was confirmed when the above-described life detection control was performed (this example) and when it was not performed (example 1). Table 3 shows the results of this example. The results of Example 1 are as shown in Table 2 above.
表2に示したとおり、実施例1では50000枚目でクリーニング不良が発生した。これに対して、本実施例では、導電性ブラシ31、帯電ローラ32の寿命の判断を、それぞれ使用初期の光学センサ9の出力からの変化が20%以上となった時点とした。これは、交換までに一カ月の猶予を持たせることを想定し、また一カ月の平均プリント枚数が3000枚として、その間にクリーニング不良が発生しないように設定したものである。その結果、本実施例では、表4に示すように、未だクリーニング不良が発生していないうちに導電性ブラシ31及び帯電ローラ32の両者が機能上寿命に到達したことを判断して、それをユーザーに通知することができる。これにより、クリーニング不良が発生する前に、ユーザーに交換用の導電性ブラシ31、帯電ローラ32(あるいはこれらを含むユニット)を準備する猶予を与えることができる。
As shown in Table 2, in Example 1, cleaning failure occurred at the 50,000th sheet. In contrast, in this embodiment, the lifespans of the
なお、寿命判断時期(上述の光学センサ9の出力に対する寿命判断ラインに対応)は、本実施例のものに限定されるものではなく、本発明を適用する画像形成装置の構成に合わせて適切な時期に設定すればよい。 The lifetime determination timing (corresponding to the lifetime determination line with respect to the output of the optical sensor 9) is not limited to that of the present embodiment, and is appropriate for the configuration of the image forming apparatus to which the present invention is applied. What is necessary is just to set to a time.
また、本実施例では、導電性ブラシ31、帯電ローラ32の両方が寿命であると判断された場合に寿命に関する情報を報知したが、これに限定されるものではない。導電性ブラシ31、帯電ローラ32のそれぞれの寿命を独立して判断して、その寿命に関する情報を独立して報知するようにしてもよい。
Further, in the present embodiment, the information about the lifetime is notified when it is determined that both the
このように、本実施例では、制御手段150は、次の場合に、クリーニング部材31、32の寿命に関する情報を報知する処理を行う。つまり、電源50、60の出力が大きくなる方向にクリーニングバイアスを調整することで電源50、60の出力が所定の出力値に達し、クリーニング部材31、32によりクリーニングされる所定のトナー像のトナーの量が所定値以下となった場合である。本実施例では、上記所定の出力値は、電源50、60の上限出力値であるが、これに限定されるものではなく、クリーニング部材31、32が所望のクリーニング性能を満たさなくなる可能性があるとして予め求められた任意の出力値であってよい。また、本実施例では、上記トナーの量の所定値は、検知手段9の検知結果が使用初期に比較して所定値(20%)だけ変化した場合に対応するトナーの量であるが、前述のようにこれに限定されるものではない。
As described above, in this embodiment, the
以上説明したように、本実施例によれば、実施例1と同様の効果が得られるとともに、導電性ブラシ31、帯電ローラ32の寿命を判断し、クリーニング不良が発生する前にユーザーに導電性ブラシ31、帯電ローラ32の交換を促すことができる。
As described above, according to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, the lifetimes of the
[その他]
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
[Others]
As mentioned above, although this invention was demonstrated according to the specific Example, this invention is not limited to the above-mentioned Example.
上述の実施例では、導電性ブラシと帯電ローラとを有する構成において、これら両方に印加するバイアスを調整する例について説明したが、本発明は斯かる態様に限定されるものではない。静電クリーニング方式には、単独のトナー帯電部材(帯電ローラ、帯電ブラシなど)を用いて2次転写残トナーをトナーの正規の帯電極性とは逆極性に帯電させ、その後の1次転写部において中間転写体から感光体に転移させて回収する構成もある。また、静電クリーニング方式には、単独の一時回収部材(導電性ブラシ、スポンジローラなど)を用いて画像形成工程時に2次転写残トナーを一時回収し、これを非画像形成工程時に中間転写体に吐き出し、感光体に転移させて回収する構成もある。本発明は、中間転写体上のトナーを静電的にクリーニングするクリーニング部材を有する構成であれば、上記いずれの構成においても適用できるものである。前者の場合、例えば、次のような調整動作を行うことができる。上述の実施例ではキャリブレーション用の画像パターンのトナーをクリーニングし、その後の吐き出し工程で吐き出されたトナーをトナー帯電部材で帯電させた際の帯電性能を、光学センサを用いて測定した。これに対し、キャリブレーション用の画像パターンのトナーをクリーニングする際のトナー帯電部材の帯電性能を、光学センサを用いて測定することができる。この場合も、通常、中間転写体を複数回転させながら徐々に減っていくキャリブレーション用の画像パターンのトナーを光学センサで検知して、上述の実施例と同様にしてトナー帯電部材の帯電性能を測定することができる。また、後者の場合は、トナー帯電部材の帯電性能を測定する動作を設けないことを除いて、実質的に上述の実施例と同様にして一時回収部材の一時回収性能を測定することができる。 In the above-described embodiment, the example in which the bias applied to both of the configurations having the conductive brush and the charging roller is adjusted has been described, but the present invention is not limited to such an embodiment. In the electrostatic cleaning method, the secondary transfer residual toner is charged to a polarity opposite to the normal charging polarity of the toner by using a single toner charging member (charging roller, charging brush, etc.), and then in the primary transfer portion. There is also a configuration in which the intermediate transfer member is transferred to the photosensitive member and collected. The electrostatic cleaning method uses a single temporary collection member (conductive brush, sponge roller, etc.) to temporarily collect secondary transfer residual toner during the image forming process, and this is used as an intermediate transfer body during the non-image forming process. There is also a configuration in which the ink is discharged and transferred to a photoconductor. The present invention can be applied to any of the above configurations as long as it has a cleaning member that electrostatically cleans the toner on the intermediate transfer member. In the former case, for example, the following adjustment operation can be performed. In the above-described embodiment, the toner of the image pattern for calibration was cleaned, and the charging performance when the toner discharged in the subsequent discharging process was charged by the toner charging member was measured using an optical sensor. On the other hand, the charging performance of the toner charging member when cleaning the toner of the image pattern for calibration can be measured using an optical sensor. Also in this case, normally, the toner of the image pattern for calibration that gradually decreases while rotating the intermediate transfer member a plurality of times is detected by the optical sensor, and the charging performance of the toner charging member is improved in the same manner as in the above-described embodiment. Can be measured. In the latter case, the temporary collection performance of the temporary collection member can be measured in substantially the same manner as in the above-described embodiment, except that the operation for measuring the charging performance of the toner charging member is not provided.
また、ブラシ目標電流IB、ローラ目標電流IRの算出方法は、上述の実施例で説明したものに限定されるものではない。クリーニング部材によりクリーニングされたトナーの量に関する情報を、検知手段で中間転写体上のトナーを検知することで取得できればよい。 Further, the method of calculating the brush target current I B, the roller target current I R is not intended to be limited to those described in the above embodiments. Information regarding the amount of toner cleaned by the cleaning member may be acquired by detecting the toner on the intermediate transfer member by the detection unit.
また、上述の実施例では、クリーニングバイアスは、電源の出力の電流値(目標電流値)を変更して調整したが、これに限定されるものではなく、電源の出力の電圧値(目標電圧値)を変更して調整してもよい。そして、上述の実施例ではクリーニングバイアスは定電流制御されたが、これは定電圧制御されてもよい。 In the above-described embodiment, the cleaning bias is adjusted by changing the current value (target current value) of the power supply output. However, the present invention is not limited to this, and the voltage value (target voltage value) of the power supply output is not limited thereto. ) May be changed and adjusted. In the above-described embodiment, the cleaning bias is controlled with a constant current, but this may be controlled with a constant voltage.
また、上述の実施例では、キャリブレーション行う際に、キャリブレーション用の画像パターンを利用して、クリーニングバイアスを調整したが、これに限定されるものではない。例えば、クリーニングバイアスを調整するために、キャリブレーション用の画像パターンとは独立して専用の画像パターンを形成することができる。また、クリーニングバイアスを調整する動作を、キャリブレーションの実行とは独立したタイミングで行うことができる。 In the above-described embodiment, the calibration bias is adjusted using the calibration image pattern when performing calibration. However, the present invention is not limited to this. For example, a dedicated image pattern can be formed independently of the calibration image pattern in order to adjust the cleaning bias. Further, the operation of adjusting the cleaning bias can be performed at a timing independent of the execution of calibration.
また、上述の実施例では、クリーニング部材からトナーを吐き出すために、クリーニング部材に正負両極性のバイアスを印加したが、これに限定されるものではない。要求される吐き出し性能などに応じて、所望によりクリーニング部材に回収されているトナーの帯電極性(典型的には正規の帯電極性)と同極性のバイアスのみを印加してもよい。この場合バイアスの印加のON、OFFを繰り返してもよい。さらに、場合によっては、クリーニング部材に印加するバイアスをOFFすることによって、トナーを吐き出させてもよい。 In the above-described embodiment, in order to discharge toner from the cleaning member, a positive / negative bias is applied to the cleaning member. However, the present invention is not limited to this. Only a bias having the same polarity as the charge polarity (typically normal charge polarity) of the toner collected by the cleaning member may be applied as desired according to the required discharge performance. In this case, ON / OFF of bias application may be repeated. Further, in some cases, the toner may be discharged by turning off the bias applied to the cleaning member.
また、上述の実施例では、調整動作時にトナーが1次転写部に対応する位置を通過できるように感光体から中間転写体を離間させたが、これに限定されるものではない。1次転写部に対応する位置を通過させたいトナーを感光体側から中間転写体側に引き付ける方向の電界を1次転写部に形成してもよい。同様に、上述の実施例では、調整動作時にトナーが2次転写部に対応する位置を通過できるように中間転写体から2次転写ローラを離間させたが、これに限定されるものではない。2次転写部に対応する位置を通過させたいトナーを2次転写ローラ側から中間転写体側に引き付ける方向の電界を2次転写部に形成してもよい。 In the above-described embodiment, the intermediate transfer member is separated from the photosensitive member so that the toner can pass through the position corresponding to the primary transfer portion during the adjustment operation. However, the present invention is not limited to this. An electric field may be formed in the primary transfer portion in a direction that attracts toner to be passed through a position corresponding to the primary transfer portion from the photosensitive member side to the intermediate transfer member side. Similarly, in the above-described embodiment, the secondary transfer roller is separated from the intermediate transfer member so that the toner can pass through the position corresponding to the secondary transfer portion during the adjustment operation. However, the present invention is not limited to this. An electric field may be formed in the secondary transfer portion in a direction that attracts toner to be passed through a position corresponding to the secondary transfer portion from the secondary transfer roller side to the intermediate transfer member side.
1 画像形成部
2 感光ドラム
9 光学センサ
20 中間転写ベルト
30 ベルトクリーニング装置
31 導電性ブラシ
32 帯電ローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (12)
前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
1次転写部で前記像担持体から1次転写されたトナー像を2次転写部で記録材に2次転写するために搬送する回転可能な中間転写体と、
前記中間転写体の回転方向において前記2次転写部の下流かつ前記1次転写部の上流で前記中間転写体と接触し、前記中間転写体上のトナーをクリーニングするクリーニング部材と、
前記クリーニング部材にバイアスを印加する電源と、
前記中間転写体上のトナーを検知する検知手段と、
前記電源から前記クリーニング部材に前記中間転写体上のトナーをクリーニングするために印加するクリーニングバイアスを調整する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記中間転写体上に形成された所定のトナー像を前記クリーニング部材によりクリーニングさせ、前記クリーニング部材によりクリーニングされた前記所定のトナー像のトナーの量に関する情報を前記検知手段により前記中間転写体上の前記所定のトナー像のトナーを検知した結果から取得し、前記情報に基づいて前記クリーニング部材によりクリーニングされる前記所定のトナー像のトナーの量が所定の基準値に近づくように前記クリーニングバイアスを調整することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier for carrying a toner image;
Toner image forming means for forming a toner image on the image carrier;
A rotatable intermediate transfer member that conveys a toner image that has been primarily transferred from the image carrier in a primary transfer unit in order to perform secondary transfer to a recording material in a secondary transfer unit;
A cleaning member that contacts the intermediate transfer member downstream of the secondary transfer unit and upstream of the primary transfer unit in the rotation direction of the intermediate transfer member and cleans the toner on the intermediate transfer member;
A power source for applying a bias to the cleaning member;
Detecting means for detecting toner on the intermediate transfer member;
Control means for adjusting a cleaning bias applied to clean the toner on the intermediate transfer member from the power source to the cleaning member;
Have
The control unit causes the predetermined toner image formed on the intermediate transfer member to be cleaned by the cleaning member, and information on the toner amount of the predetermined toner image cleaned by the cleaning member is acquired by the detection unit. Obtained from the result of detecting the toner of the predetermined toner image on the intermediate transfer body, and based on the information, the amount of toner of the predetermined toner image cleaned by the cleaning member approaches a predetermined reference value. An image forming apparatus, wherein the cleaning bias is adjusted.
前記制御手段は、前記情報として前記第1、第2のクリーニング部材によりそれぞれクリーニングされた前記所定のトナー像のトナーの量に関する第1、第2の情報を取得し、前記第1の情報に基づいて前記第1のクリーニング部材によりクリーニングされる前記所定のトナー像のトナーの量が第1の前記所定の基準値に近づくように前記第1のクリーニング部材に印加する前記クリーニングバイアスを調整し、前記第2の情報に基づいて前記第2のクリーニング部材によりクリーニングされる前記所定のトナー像のトナーの量が第2の前記所定の基準値に近づくように前記第2のクリーニング部材に印加する前記クリーニングバイアスを調整することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The cleaning member includes a first cleaning member disposed on the upstream side in the rotation direction of the intermediate transfer member, and a second cleaning member disposed on the downstream side, and the cleaning power source includes the first cleaning member. Having first and second power supplies for applying a bias to the first and second cleaning members,
The control means acquires first and second information regarding the amount of toner of the predetermined toner image cleaned by the first and second cleaning members as the information, and based on the first information. Adjusting the cleaning bias applied to the first cleaning member so that the amount of toner of the predetermined toner image cleaned by the first cleaning member approaches the first predetermined reference value, The cleaning applied to the second cleaning member such that the amount of toner of the predetermined toner image cleaned by the second cleaning member based on the second information approaches the second predetermined reference value. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the bias is adjusted.
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