JP2017142283A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クリーニング部材を用いて中間転写ベルト表面の残留トナーを除去する機構を備えた画像形成装置に関し、特に中間転写ベルトへのトナーの再付着を防止する方法に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus provided with a mechanism for removing residual toner on the surface of an intermediate transfer belt using a cleaning member, and more particularly to a method for preventing toner from reattaching to an intermediate transfer belt.
従来、所定方向に回動される無端状の中間転写ベルトと、この中間転写ベルトに沿って設けられた複数の画像形成部とを備え、各画像形成部により中間転写ベルト上に各色のトナー像を順次重ね合わせて一次転写した後、記録媒体上に二次転写する中間転写方式の画像形成装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an endless intermediate transfer belt that rotates in a predetermined direction and a plurality of image forming units provided along the intermediate transfer belt are provided, and toner images of each color are formed on the intermediate transfer belt by the image forming units. There is known an intermediate transfer type image forming apparatus that sequentially superimposes images and performs primary transfer and then secondary transfer onto a recording medium.
このような中間転写方式の画像形成装置においては、二次転写後に中間転写ベルト上に残存するトナーを除去するベルトクリーニング装置が設けられている。中間転写ベルトが弾性層を有しない場合は、クリーニングブレードを中間転写ベルトの表面に押し当ててトナーを掻き落とすブレード方式が採用される。 Such an intermediate transfer type image forming apparatus is provided with a belt cleaning device for removing toner remaining on the intermediate transfer belt after the secondary transfer. When the intermediate transfer belt does not have an elastic layer, a blade method is employed in which the cleaning blade is pressed against the surface of the intermediate transfer belt to scrape off the toner.
一方、中間転写ベルトが弾性層を有する場合は、中間転写ベルト表面に残存するトナーを機械的、電気的に回収するクリーニングブラシと、クリーニングブラシからトナーを回収する回収ローラーと、回収ローラー表面からトナーを掻き落とすブレードと、回収ローラー表面から掻き落とされたトナーを廃トナー回収容器へ搬送する搬送スパイラルと、をハウジング内に備えたクリーニング装置が用いられることが多い。 On the other hand, when the intermediate transfer belt has an elastic layer, a cleaning brush that mechanically and electrically recovers toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt, a recovery roller that recovers toner from the cleaning brush, and toner from the surface of the recovery roller In many cases, a cleaning device is used that has a blade that scrapes off the toner and a conveying spiral that conveys the toner scraped off from the surface of the collecting roller to a waste toner collecting container.
また、中間転写ベルトのクリーニング条件を調整する技術も種々提案されており、例えば特許文献1には、クリーニング部材と中間転写ベルトの当接条件の調整を行う調整機構を備え、モノクロモードとカラーモードとでクリーニング部材と中間転写ベルトの当接条件をクリーニングに適した条件となるように調整する技術が開示されている。
Various techniques for adjusting the cleaning conditions of the intermediate transfer belt have also been proposed. For example,
また、特許文献2には、記録材の裏汚れを防止するために、カラーモードからモノクロモードに切り替える際に、中間転写ベルトに対する各画像形成部の一次転写手段の圧着を一旦全部解除した後、画像形成が行われる画像形成部の一次転写手段を圧着させてモノクロモードに移行する技術が開示されている。 Further, in Patent Document 2, when switching from the color mode to the monochrome mode in order to prevent the recording material from being soiled, after all the pressure bonding of the primary transfer unit of each image forming unit to the intermediate transfer belt is once released, A technique is disclosed in which a primary transfer unit of an image forming unit where image formation is performed is pressed to shift to a monochrome mode.
ところで、クリーニング装置には、ハウジング内部をクリーニングブラシ側と搬送スパイラル側とに仕切るシール部材を有するものがある。シール部材は、回収ローラー表面からトナーを掻き落とすブレードの上流側において先端部を回収ローラーに当接させることにより、ブレードによって回収ローラー表面から掻き落とされたトナーを搬送スパイラル側に案内し、クリーニングブラシ側(ハウジングの外側)に向かわないようにするものである。そのため、シール部材は、回収ローラーの軸方向全域に亘って回収ローラーに付着しているトナーを掻き落とさない程度のほぼ一定の接触圧で接触している必要がある。 Incidentally, some cleaning devices have a seal member that partitions the inside of the housing into a cleaning brush side and a conveying spiral side. The seal member guides the toner scraped off from the surface of the collecting roller by the blade to the conveying spiral side by bringing the tip part into contact with the collecting roller on the upstream side of the blade that scrapes the toner from the surface of the collecting roller. It does not go to the side (outside of the housing). For this reason, the seal member needs to be in contact with the contact roller with a substantially constant contact pressure so as not to scrape off the toner adhering to the recovery roller over the entire axial direction of the recovery roller.
しかし、中間転写ベルト上に記録媒体(用紙)から発生する紙粉が付着し、さらにクリーニングブラシ、回収ローラーを介してシール部材に紙粉が付着することがある。その結果、回収ローラーとシール部材との間に隙間が生じてしまい、搬送スパイラル側のトナーがクリーニングブラシ側に逆流してクリーニングブラシに再付着する。そして、クリーニングブラシに再付着したトナーが中間転写ベルト上に移行すると、いわゆるトナー落ちとなって画像不具合が発生するおそれがある。 However, paper dust generated from the recording medium (paper) may adhere to the intermediate transfer belt, and paper dust may adhere to the seal member via a cleaning brush and a collection roller. As a result, a gap is generated between the collection roller and the seal member, and the toner on the conveying spiral side flows backward to the cleaning brush side and reattaches to the cleaning brush. Then, when the toner reattached to the cleaning brush moves onto the intermediate transfer belt, there is a possibility that a so-called toner drop occurs and an image defect occurs.
特に、全ての一次転写ローラーが感光体ドラムに圧接されたカラーモードから、1本の一次転写ローラーのみがブラック画像に対応する感光体ドラムに圧接されたモノクロモードへ切り替える際、中間転写ベルトの張力の変化によりクリーニングブラシがハウジング内側に移動する。これにより、クリーニングブラシがシール部材やハウジングの底面に堆積したトナーに接触し、クリーニングブラシに再付着する。そして、クリーニングブラシに再付着したトナーが中間転写ベルトに移行し、モノクロモード切り替え後1枚目の印字においてトナー落ちや用紙の裏汚れが発生する。 In particular, when switching from the color mode in which all the primary transfer rollers are pressed against the photosensitive drum to the monochrome mode in which only one primary transfer roller is pressed against the photosensitive drum corresponding to the black image, the tension of the intermediate transfer belt The cleaning brush moves to the inside of the housing due to the change of. As a result, the cleaning brush comes into contact with the toner accumulated on the bottom surface of the seal member and the housing, and reattaches to the cleaning brush. Then, the toner reattached to the cleaning brush moves to the intermediate transfer belt, and after the monochrome mode is switched, the toner is dropped or the back side of the paper is smeared.
本発明は、上記問題点に鑑み、カラーモードからモノクロモードに切り替える際のトナー落ちや記録媒体の裏汚れの発生を効果的に防止可能な画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can effectively prevent the occurrence of toner drop and backside contamination of a recording medium when switching from a color mode to a monochrome mode.
上記目的を達成するために本発明の第1の構成は、異なる色の画像を形成する複数の画像形成部と、中間転写ユニットと、二次転写ローラーと、ベルトクリーニング装置と、バイアス印加装置と、制御部と、を備えた画像形成装置である。中間転写ユニットは、画像形成部に沿って移動する無端状の中間転写ベルトと、中間転写ベルトを挟んで各画像形成部に配置された像担持体に対向配置され、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写ベルト上に一次転写する複数の一次転写ローラーと、中間転写ベルトを回動する駆動ローラーと、中間転写ベルトに従動して回転するとともに中間転写ベルトに所定の張力を付与するテンションローラーと、一次転写ローラーを中間転写ベルトに対し接近または離間する方向に往復移動させるローラー接離機構と、を有する。二次転写ローラーは、中間転写ベルト上に一次転写されたトナー像を記録媒体上に二次転写する。ベルトクリーニング装置は、中間転写ベルト表面の残留トナーを除去する。バイアス印加装置は、ベルトクリーニング装置にバイアスを印加する。制御部は、中間転写ユニット、ベルトクリーニング装置及びバイアス印加装置を制御する。ローラー接離機構は、全ての一次転写ローラーが中間転写ベルトを挟んで像担持体に圧接されるカラーモードと、1つの一次転写ローラーのみが中間転写ベルトを挟んでブラックの画像を形成する画像形成部に配置された像担持体に圧接されるモノクロモードと、を切り替え可能である。ベルトクリーニング装置は、中間転写ベルトに対向する開口部と、中間転写ベルト表面から除去されたトナーを貯留するトナー収容部と、が形成されたハウジングと、中間転写ベルトを挟んでテンションローラーに対向する位置に配置されるクリーニング部材と、バイアス印加装置からトナーと逆極性のバイアスを印加することにより、クリーニング部材に付着したトナーを電気的に回収する回収ローラーと、回収ローラーの長手方向全域に亘って対向配置され、トナー収容部と前記開口部とを区画するシール部材と、を有する。クリーニング部材は、モノクロモードではテンションローラーの押圧力によってカラーモードに比べて開口部からハウジングの内側方向に移動した位置に配置される。制御部は、連続印字中にカラーモードからモノクロモードへの切り替えを行う場合、回収ローラーに印加するバイアスをオフまたはトナーと同極性とした後、中間転写ベルトのモノクロモードでの印字1枚目の画像の後端部に相当する位置がベルトクリーニング装置を通過した直後に回収ローラーにトナーと逆極性のバイアスを印加する。 In order to achieve the above object, a first configuration of the present invention includes a plurality of image forming units that form images of different colors, an intermediate transfer unit, a secondary transfer roller, a belt cleaning device, and a bias applying device. And an image forming apparatus including a control unit. The intermediate transfer unit is disposed opposite to an endless intermediate transfer belt that moves along the image forming unit and an image carrier disposed in each image forming unit across the intermediate transfer belt, and is formed on the image carrier. A plurality of primary transfer rollers that primarily transfer the toner image onto the intermediate transfer belt, a drive roller that rotates the intermediate transfer belt, and a rotation that follows the intermediate transfer belt and applies a predetermined tension to the intermediate transfer belt. A tension roller and a roller contact / separation mechanism that reciprocates the primary transfer roller in a direction approaching or separating from the intermediate transfer belt. The secondary transfer roller secondarily transfers the toner image primarily transferred onto the intermediate transfer belt onto the recording medium. The belt cleaning device removes residual toner on the surface of the intermediate transfer belt. The bias applying device applies a bias to the belt cleaning device. The control unit controls the intermediate transfer unit, the belt cleaning device, and the bias applying device. The roller contact / separation mechanism includes a color mode in which all primary transfer rollers are pressed against the image carrier with the intermediate transfer belt interposed therebetween, and image formation in which only one primary transfer roller forms a black image with the intermediate transfer belt interposed therebetween. It is possible to switch between the monochrome mode pressed against the image carrier disposed in the section. The belt cleaning device opposes the tension roller with the intermediate transfer belt sandwiched between a housing formed with an opening facing the intermediate transfer belt, a toner accommodating portion for storing toner removed from the surface of the intermediate transfer belt. A cleaning member disposed at a position, a recovery roller that electrically recovers toner adhering to the cleaning member by applying a bias having a polarity opposite to that of the toner from a bias application device, and a longitudinal direction of the recovery roller. A seal member disposed opposite to each other and partitioning the toner containing portion and the opening. In the monochrome mode, the cleaning member is disposed at a position moved inward of the housing from the opening by the pressing force of the tension roller as compared with the color mode. When switching from the color mode to the monochrome mode during continuous printing, the control unit turns off the bias applied to the collection roller or sets the same polarity as the toner, and then prints the first sheet in the monochrome mode of the intermediate transfer belt. Immediately after the position corresponding to the rear end of the image has passed through the belt cleaning device, a bias having a polarity opposite to that of the toner is applied to the collecting roller.
本発明の第1の構成によれば、カラーモードからモノクロモードへの切り替え時に、中間転写ベルトのモノクロ印字1枚目の画像の後端部に相当する位置が通過するまで回収ローラーに印加するバイアスをオフまたはトナーと同極性とすることにより、中間転写ベルトのモノクロ印字1枚目の画像に相当する領域が通過するまではベルトクリーニング装置内に堆積したトナー等がクリーニング部材に付着しない。そして、モノクロ印字1枚目の画像の後端部に相当する位置が通過したタイミングでトナーと逆極性のバイアスを印加することにより、クリーニング部材にトナー等を付着させ、さらに中間転写ベルトのモノクロ印字1枚目と2枚目の間に付着させる。これにより、モノクロ印字1枚目におけるトナー落ちや記録媒体の裏汚れの発生を効果的に抑制することができる。 According to the first configuration of the present invention, when switching from the color mode to the monochrome mode, the bias applied to the collection roller until the position corresponding to the rear end portion of the first monochrome image of the intermediate transfer belt passes. By turning off or having the same polarity as the toner, the toner or the like accumulated in the belt cleaning device does not adhere to the cleaning member until the region corresponding to the first monochrome print image of the intermediate transfer belt passes. By applying a bias having a polarity opposite to that of the toner at the timing when the position corresponding to the rear end of the first monochrome image has passed, the toner is adhered to the cleaning member, and further, monochrome printing is performed on the intermediate transfer belt. Adhere between the first and second sheets. As a result, it is possible to effectively suppress the occurrence of toner drop and backside contamination of the recording medium in the first monochrome print.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置100の構成を示す概略図であり、図2は、図1における画像形成部Pa付近の拡大図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an
図1に示す画像形成装置100は、いわゆるタンデム方式のカラープリンターであり、以下のような構成になっている。画像形成装置100本体内には4つの画像形成部Pa、Pb、Pc及びPdが、搬送方向上流側(図1では右側)から順に配設されている。これらの画像形成部Pa〜Pdは、異なる4色(シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック)の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
An
これらの画像形成部Pa〜Pdには、各色の可視像(トナー像)を担持する感光体ドラム1a、1b、1c及び1dが配設されており、さらに駆動手段(図示せず)により図1において時計回り方向に回転する中間転写ベルト8が各画像形成部Pa〜Pdに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム1a〜1d上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム1a〜1dに当接しながら移動する中間転写ベルト8上に順次転写された後、二次転写ローラー9において記録媒体の一例としての転写紙P上に一度に転写され、さらに、定着部13において転写紙P上に定着された後、画像形成装置100本体より排出される。感光体ドラム1a〜1dを図1において反時計回り方向に回転させながら、各感光体ドラム1a〜1dに対する画像形成プロセスが実行される。
These image forming portions Pa to Pd are provided with
トナー像が転写される転写紙Pは、画像形成装置100本体下部の用紙カセット16内に収容されており、給紙ローラー12a及びレジストローラー対12bを介して二次転写ローラー9へと搬送される。中間転写ベルト8には継ぎ目を有しない(シームレス)ベルトが主に用いられる。
The transfer paper P onto which the toner image is transferred is accommodated in a
次に、画像形成部Pa〜Pdについて説明する。以下、画像形成部Paについて詳細に説明するが、画像形成部Pb〜Pdについても基本的に同様の構成であるため説明を省略する。図2に示すように、感光体ドラム1aの周囲には、ドラム回転方向(図1の反時計回り方向)に沿って帯電装置2a、現像装置3a、クリーニング装置7aが配設され、中間転写ベルト8を挟んで一次転写ローラー6aが配置されている。また、感光体ドラム1aに対し中間転写ベルト8の回転方向上流側には中間転写ベルト8を挟んでテンションローラー11に対向するベルトクリーニングユニット19が配置されている。
Next, the image forming units Pa to Pd will be described. Hereinafter, the image forming unit Pa will be described in detail. However, the image forming units Pb to Pd have basically the same configuration, and thus the description thereof is omitted. As shown in FIG. 2, a
次に、画像形成装置100における画像形成手順について説明する。ユーザーにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電装置2a〜2dによって感光体ドラム1a〜1dの表面を一様に帯電させる。次いで露光装置5の光出射窓5aから出射されたビーム光(レーザー光)によって感光体ドラム1a〜1dの表面を光照射し、各感光体ドラム1a〜1d上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像装置3a〜3dには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーが所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置3a〜3d内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ4a〜4dから各現像装置3a〜3dにトナーが補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置3a〜3dにより感光体ドラム1a〜1d上に供給され、静電的に付着することにより、露光装置5からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
Next, an image forming procedure in the
そして、一次転写ローラー6a〜6dにより一次転写ローラー6a〜6dと感光体ドラム1a〜1dとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム1a〜1d上のシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナー像が中間転写ベルト8上に一次転写される。これらの4色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム1a〜1dの表面に残留したトナーがクリーニング装置7a〜7dにより除去される。
The
ベルト駆動モーター(図示せず)による駆動ローラー10の回転に伴い中間転写ベルト8が時計回り方向に回転を開始すると、転写紙Pがレジストローラー12bから所定のタイミングで中間転写ベルト8に隣接して設けられた二次転写ローラー9へ搬送され、フルカラー画像が転写される。トナー像が転写された転写紙Pは定着部13へと搬送される。中間転写ベルト8表面に残存したトナーはベルトクリーニングユニット19によって除去される。
When the
定着部13に搬送された転写紙Pは、定着ローラー対13aにより加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Pの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Pは、複数方向に分岐した分岐部14によって搬送方向が振り分けられる。転写紙Pの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラー15によって排出トレイ17に排出される。
The transfer paper P conveyed to the fixing
一方、転写紙Pの両面に画像を形成する場合は、定着部13を通過した転写紙Pの一部を一旦排出ローラー15から装置外部にまで突出させる。その後、転写紙Pは排出ローラー15を逆回転させることにより分岐部14で用紙搬送路18に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ローラー9に再搬送される。そして、中間転写ベルト8上に形成された次の画像が二次転写ローラー9により転写紙Pの画像が形成されていない面に転写され、定着部13に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ17に排出される。
On the other hand, when images are formed on both sides of the transfer paper P, a part of the transfer paper P that has passed through the fixing
図3は、画像形成装置100に搭載される中間転写ユニット30の側面断面図である。なお、図3では中間転写ユニット30を図1の背面側から見た状態を示している。図3に示すように、中間転写ユニット30は、下流側の駆動ローラー10と上流側のテンションローラー11とに掛け渡された中間転写ベルト8と、中間転写ベルト8を介して感光体ドラム1a〜1dに接触する一次転写ローラー6a〜6dとを有する。また、テンションローラー11に対向する位置には、中間転写ベルト8表面に残存するトナーを除去するためのベルトクリーニングユニット19が配置されている。ベルトクリーニングユニット19の詳細な構成については後述する。
FIG. 3 is a side sectional view of the
中間転写ユニット30は、一次転写ローラー6a〜6dの回転軸の両端部を回転可能に支持する一対の支持部材(図示せず)と、支持部材を中間転写ベルト8の進行方向に対し垂直に往復移動させる駆動手段(図示せず)と、を有するローラー接離機構60を備えている。ローラー接離機構60は、4本の一次転写ローラー6a〜6dを、それぞれ中間転写ベルト8を介して感光体ドラム1a〜1d(図1参照)に圧接するカラーモードと、一次転写ローラー6dのみを中間転写ベルト8を介して感光体ドラム1dに圧接するモノクロモードと、4本の一次転写ローラー6a〜6dの全てを中間転写ベルト8から離間させる退避モードとに切り替え可能である。
The
図4は、図3に示したベルトクリーニングユニット19の外観斜視図、図5は、ベルトクリーニングユニット19の内部構成を示す側面断面図である。ベルトクリーニングユニット19は、ハウジング40内に、ファーブラシ41、回収ローラー43、ブレード45、搬送スパイラル47を備えており、ハウジング40の一端にはファーブラシ41、回収ローラー43、及び搬送スパイラル47にクリーニング駆動モーター(図示せず)からの駆動力を入力する駆動入力ギア列48が配置されている。
4 is an external perspective view of the
ファーブラシ41は、ハウジング40の開口部40a側において、中間転写ベルト8を介してテンションローラー11と対向配置されている。ファーブラシ41は、中間転写ベルト8の移動方向に対しカウンター方向(図5の反時計回り方向)に回転することにより、中間転写ベルト8上に残存するトナーや紙粉等の異物(以下、トナー等という)を掻き取る。回収ローラー43に接触するファーブラシ41のブラシ部分は抵抗値1〜900MΩ程度の導電性の繊維で形成されている。
The
回収ローラー43は、ファーブラシ41の表面に接触しながらファーブラシ41と逆方向(図5の時計回り方向)に回転することにより、ファーブラシ41に付着したトナー等を回収する。回収ローラー43にはクリーニングバイアス電源65(図7参照)が接続されている。その結果、中間転写ベルト8から掻き取られたトナー等はファーブラシ41のブラシ部分に電気的及び機械的に回収され、さらに回収ローラー43に電気的に移動する。
The
ファーブラシ41、回収ローラー43の各回転軸41a、43aは、軸受部材51によって回転可能に支持されており、ファーブラシ41は回収ローラー43の回転軸43aを中心として揺動可能となっている。また、軸受部材51の揺動端側(回転軸41a側)は圧縮バネ49によって図5の右上方向に付勢されている。
The
ブレード45は、回収ローラー43の回転方向に対し上流側(回収ローラー43の表面の移動方向に対しカウンター方向)から回収ローラー43に接触して回収ローラー43によって回収されたトナー等を掻き落として回収ローラー43を清掃する。搬送スパイラル47は、ハウジング40のトナー収容部40b内に配置されており、ブレード45によって回収ローラー43から掻き落とされたトナー等をハウジング40の外部の廃トナー回収容器(図示せず)へ搬送する。
The
図5に示すように、ハウジング40内には回収ローラー43の長手方向全域に亘ってシール部材50が対向配置されている。シール部材50は、例えばポリウレタン等で形成されたシート状の部材であり、所定の接触圧で回収ローラー43に接触している。このシール部材50の接触圧は、回収ローラー43に付着しているトナーは掻き落とさずに、ブレード45で掻き落としたトナー等が再び回収ローラー43側に向かわないように設定する必要がある。
As shown in FIG. 5, a
前述したように、中間転写ベルト8上に付着した紙粉が、ファーブラシ41、回収ローラー43を介してシール部材50に付着すると、回収ローラー43とシール部材50との間に隙間が生じてしまい、トナー収容部40bのトナー等が開口部40a側に逆流してシール部材50やハウジング40の底面40cに堆積する。そして、堆積したトナー等がファーブラシ41に再付着し、中間転写ベルト8上に移行するとトナー落ちが発生するおそれがある。
As described above, when the paper dust adhered on the
特に、ローラー接離機構60によりカラーモードからモノクロモードに切り替える際、一次転写ローラー6a〜6cが中間転写ベルト8から離間することで中間転写ベルト8に加わる張力が若干開放されるため、図6に示すように、テンションローラー11がファーブラシ41に接近する方向(図6の黒矢印方向)に移動する。これに伴い、ファーブラシ41がテンションローラー11に押圧され、圧縮バネ49の付勢力に抗してシール部材50及びハウジング40の底面40cに接近する方向(図6の白矢印方向)に移動するため、シール部材50及びハウジング40の底面40cに堆積したトナー等がファーブラシ41によって回収される。その結果、ファーブラシ41から中間転写ベルト8にトナー等が移行し、モノクロモードに切り替え後1枚目の印字時にトナー落ちや転写紙の裏汚れが発生する。
In particular, when the color mode is changed from the color mode to the monochrome mode by the roller contact /
そこで、本実施形態では、カラーモードからモノクロモードへの切り替え時に、中間転写ベルト8のモノクロ印字1枚目に相当する領域がベルトクリーニングユニット19を通過中は回収ローラー43に印加するクリーニングバイアスをOFFとする。そして、モノクロ印字1枚目の後端がベルトクリーニングユニット19を通過した時点でクリーニングバイアスを印加する。
Therefore, in this embodiment, when the color mode is switched to the monochrome mode, the cleaning bias applied to the
図7は、画像形成装置100の制御経路を示すブロック図である。なお、画像形成装置100を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、画像形成装置100全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a control path of the
バイアス制御回路61は、帯電バイアス電源62、現像バイアス電源63、転写バイアス電源64、及びクリーニングバイアス電源65と接続され、制御部90からの出力信号によりこれらの各電源を作動させるものであり、これらの各電源はバイアス制御回路61からの制御信号によって、帯電バイアス電源62は帯電装置2a〜2d内の帯電ローラーに、現像バイアス電源63は現像装置3a〜3d内のトナー供給ローラー及び現像ローラーに、転写バイアス電源64は一次転写ローラー6a〜6d及び二次転写ローラー9に、クリーニングバイアス電源65はベルトクリーニングユニット19内の回収ローラー43にそれぞれ所定のバイアスを印加する。
The
画像入力部66は、画像形成装置100にパソコン等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部66より入力された画像信号はデジタル信号に変換された後、一時記憶部94に送出される。
The
操作部70には、液晶表示部71、各種の状態を示すLED72が設けられており、画像形成装置100の状態を示したり、画像形成状況や印字部数を表示したりするようになっている。画像形成装置100の各種設定はパソコンのプリンタードライバーから行われる。
The
その他、操作部70には、画像形成を開始するようにユーザーが指示するスタートボタン、画像形成を中止する際等に使用するストップ/クリアボタン、画像形成装置100の各種設定をデフォルト状態にする際に使用するリセットボタン等が設けられている。
In addition, the
制御部90は、中央演算処理装置としてのCPU(Central Processing Unit)91、読み出し専用の記憶部であるROM(Read Only Memory)92、読み書き可能な記憶部であるRAM(Random Access Memory)93、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部94、カウンター95、画像形成装置100内の各装置に制御信号を送信したり操作部50からの入力信号を受信したりする複数(ここでは2つ)のI/F(インターフェイス)96を少なくとも備えている。
The
ROM92には、画像形成装置100の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、画像形成装置100の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。RAM93には、画像形成装置100の制御途中で発生した必要なデータや、画像形成装置100の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。一時記憶部94は、画像入力部66より入力され、デジタル信号に変換された画像信号を一時的に記憶する。カウンター95は、印字枚数を累積してカウントする。
The
また、制御部90は、画像形成装置100における各部分、装置に対し、CPU91からI/F96を通じて制御信号を送信する。また、各部分、装置からその状態を示す信号や入力信号がI/F96を通じてCPU91に送信される。制御部90が制御する各部分、装置としては、例えば、画像形成部Pa〜Pd、露光装置5、ベルトクリーニングユニット19、ローラー接離機構60、バイアス制御回路61、画像入力部66、操作部70等が挙げられる。
In addition, the
図8は、本実施形態の画像形成装置100におけるカラーモードからモノクロモードへの切り替え動作例を示すタイミングチャートであり、図9は、本実施形態の画像形成装置100におけるカラーモードからモノクロモードへの切り替え制御を示すフローチャートである。必要に応じて図1〜図7を参照しながら、図8及び図9を用いて本実施形態の画像形成装置100におけるカラーモードからモノクロモードへの切り替え手順について説明する。
FIG. 8 is a timing chart showing an example of the switching operation from the color mode to the monochrome mode in the
なお、試験機として図1に示したようなカラープリンター(Ecosys P6040、京セラドキュメントソリューションズ社製)を用い、中間転写ベルト8としてポリフッ化ビニリデン(PVDF)製の基材層にウレタン弾性層を積層し、さらにポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製のコート層を積層した弾性ベルト(大倉工業社製)を用いた。
A color printer (Ecosys P6040, manufactured by Kyocera Document Solutions) as shown in FIG. 1 is used as a test machine, and a urethane elastic layer is laminated on a base layer made of polyvinylidene fluoride (PVDF) as an
ベルトクリーニングユニット19は、導電性アクリルで形成されたファーブラシ41(SA−7、東英産業社製)、表面にアルマイト処理が施された回収ローラー43、ポリウレタンゴム(1577E、バンドー化学社製)のブレード45、0.3mmのステンレス箔で裏打ちした厚さ0.05mmの熱可塑性ポリウレタン(シーダム社製)のシール部材50を用いて構成した。また、中間転写ベルト8のクリーニング時に回収ローラー43に流れる電流を30μAとした。
The
先ず、パソコンからの印字命令を受信することによりカラーモードでの印字(以下、カラー印字という)が開始される(ステップS1)。このとき、ベルトクリーニングユニット19の回収ローラー43にはクリーニングバイアスが印加されている。次に、制御部90はモノクロモードへの切り替え命令を受信したか否かを判断する(ステップS2)。モノクロモードへの切り替え命令を受信していない場合は(ステップS2でNo)カラー印字を継続する。
First, printing in the color mode (hereinafter referred to as color printing) is started by receiving a printing command from the personal computer (step S1). At this time, a cleaning bias is applied to the
モノクロモードへの切り替え命令を受信した場合は(ステップS2でYes)、制御部90はローラー接離機構60に制御信号を送信し、一次転写ローラー6a〜6cを感光体ドラム1a〜1cから離間させる3色離間動作を行う(ステップS3)。この3色離間動作により、中間転写ベルト8の張力が開放されてテンションローラー11がファーブラシ41に接近する方向(図6の黒矢印方向)に移動するため、ファーブラシ41がテンションローラー11に押圧されてシール部材50及びハウジング40の底面40cに接近する方向(図6の白矢印方向)に移動する。
When the instruction to switch to the monochrome mode is received (Yes in Step S2), the
次に、制御部90は、中間転写ベルト8上においてカラー印字の最終画像の後端部に相当する箇所がベルトクリーニングユニット19を通過したか否かを判断する(ステップS4)。そして、カラー印字の最終画像の後端に相当する箇所がベルトクリーニングユニット19を通過したタイミング(図8のT1)でクリーニングバイアスをOFFとする(ステップS5)。これにより、ファーブラシ41にハウジング40内に堆積したトナー等が付着しなくなる。
Next, the
なお、カラーモードからモノクロモードへの切り替え、即ち3色離間動作が完了する前にクリーニングバイアスをOFFとすると、カラー印字で中間転写ベルト8上に残存したトナーが十分に除去されないおそれがある。そのため、クリーニングバイアスをOFFとするタイミングは、3色離間動作が完了した後であることが好ましい。
If the cleaning bias is turned off before the color mode is switched to the monochrome mode, that is, the three-color separation operation is completed, the toner remaining on the
さらに、制御部90は、中間転写ベルト8上においてモノクロモードでの印字(以下、モノクロ印字という)1枚目の画像の後端部に相当する位置がベルトクリーニングユニット19を通過したか否かを判断する(ステップS6)。そして、モノクロ印字1枚目の画像の後端に相当する箇所がベルトクリーニングユニット19を通過したタイミング(図8のT2)でクリーニングバイアスを印加する(ステップS7)。これにより、ハウジング40内に堆積したトナー等がファーブラシ41に付着する。ファーブラシ41に付着したトナー等は回収ローラー43によって回収されるが、トナー等の一部は中間転写ベルト8上においてモノクロ印字1枚目と2枚目の間(紙間)に相当する部分に移行する。
Further, the
その後、モノクロ印字が開始され(ステップS8)、カラーモードからモノクロモードへの切り替え制御を終了する。ファーブラシ41から中間転写ベルト8上に移行したトナー等は、クリーニングバイアスを印加してから時間t1後、即ち、モノクロ印字1枚目の画像が一次転写された直後に一次転写ローラー6d(感光体ドラム1d)を通過する。ここで、時間t1は、中間転写ベルト8の所定領域がベルトクリーニングユニット19から一次転写ローラー6dまでの距離を移動するのに要する時間である。
Thereafter, monochrome printing is started (step S8), and the control for switching from the color mode to the monochrome mode is terminated. The toner or the like transferred from the
上記制御によれば、カラーモードからモノクロモードへの切り替え時に、ファーブラシ41がベルトクリーニングユニット19内に堆積したトナー等に接触しても、中間転写ベルト8のモノクロ印字1枚目の画像に相当する領域が通過するまではファーブラシ41にトナーが付着しない。そして、モノクロ印字1枚目の画像に相当する領域が通過したタイミングでクリーニングバイアスを印加することで、中間転写ベルト8のモノクロ印字1枚目と2枚目の間にトナー等を付着させる。これにより、モノクロ印字1枚目の画像にトナー落ちや転写紙Pの裏汚れの発生を効果的に抑制することができる。
According to the above control, even when the
また、カラーモードからモノクロモードへの切り替え時にクリーニングバイアスを継続して印加し、ベルトクリーニングユニット19内に堆積したトナー等を中間転写ベルト8上に回収することも可能であるが、その場合、モノクロ印字を開始する前に中間転写ベルト8を所定時間駆動(エージング)させて回収したトナー等を除去する必要が生じる。本実施形態の制御によれば、中間転写ベルト8のエージング動作を必要としないため、堆積したトナーを回収しつつ、印字待ち時間を短縮して画像形成効率を向上させることができる。
In addition, it is possible to continuously apply a cleaning bias when switching from the color mode to the monochrome mode and collect the toner and the like accumulated in the
なお、カラーモードからモノクロモードへの切り替えは比較的頻繁に行われ、ハウジング40やシール部材50に堆積したトナーは切り替え毎にファーブラシ41に付着する。そのため、ファーブラシ41から中間転写ベルト8に移行するトナー量はモノクロ印字1枚目と2枚目の間(紙間)に収まる程度であり、モノクロ印字2枚目の画像に影響を及ぼすおそれはない。
Note that switching from the color mode to the monochrome mode is performed relatively frequently, and the toner deposited on the
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態では、ファーブラシ41を備えたベルトクリーニングユニット19を例示しているが、ファーブラシ41に代えてクリーニングローラーを用いた構成においても同様に適用できる。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, in the above embodiment, the
また、上記実施形態ではカラーモードからモノクロモードへの切り替え時に回収ローラー43に印加するクリーニングバイアスをOFFとし、モノクロ印字1枚目の画像に相当する領域が通過したタイミングでクリーニングバイアスを印加しているが、クリーニングバイアスをOFFとする代わりにトナーと同極性のバイアスを回収ローラー43に印加してもよい。
In the above embodiment, the cleaning bias applied to the
また、本発明は図1に示したようなタンデム型のカラープリンターに限らず、カラー複写機やカラー複合機等、中間転写ベルトとそのクリーニング装置とを用いる種々の画像形成装置に適用可能である。 The present invention is not limited to the tandem type color printer as shown in FIG. 1, and can be applied to various image forming apparatuses using an intermediate transfer belt and its cleaning device, such as a color copying machine and a color composite machine. .
本発明は、クリーニング部材を用いて中間転写ベルト表面の残留トナーを除去する機構を備えた画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、カラーモードからモノクロモードに切り替える際のトナー落ちや記録媒体の裏汚れの発生を効果的に防止可能な画像形成装置を提供することができる。 The present invention is applicable to an image forming apparatus having a mechanism for removing residual toner on the surface of an intermediate transfer belt using a cleaning member. By utilizing the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus capable of effectively preventing toner drop and backside contamination of a recording medium when switching from a color mode to a monochrome mode.
Pa〜Pd 画像形成部
1a〜1d 感光体ドラム(像担持体)
3a〜3d 現像装置
6a〜6d 一次転写ローラー
8 中間転写ベルト
9 二次転写ローラー
19 ベルトクリーニングユニット(ベルトクリーニング装置)
30 中間転写ユニット
40 ハウジング
41 ファーブラシ(クリーニング部材)
43 回収ローラー
45 ブレード
47 搬送スパイラル
50 シール部材
51 軸受部材
60 ローラー接離機構
61 バイアス制御回路(バイアス印加装置)
65 クリーニングバイアス電源(バイアス印加装置)
90 制御部
100 画像形成装置
Pa to Pd
3a to
30
43
65 Cleaning bias power supply (bias application device)
90
Claims (4)
該画像形成部に沿って移動する無端状の中間転写ベルトと、該中間転写ベルトを挟んで前記各画像形成部に配置された像担持体に対向配置され、前記像担持体上に形成されたトナー像を前記中間転写ベルト上に一次転写する複数の一次転写ローラーと、前記中間転写ベルトを回動する駆動ローラーと、前記中間転写ベルトに従動して回転するとともに前記中間転写ベルトに所定の張力を付与するテンションローラーと、前記一次転写ローラーを前記中間転写ベルトに対し接近または離間する方向に往復移動させるローラー接離機構と、を有する中間転写ユニットと、
前記中間転写ベルト上に一次転写されたトナー像を記録媒体上に二次転写する二次転写ローラーと、
前記中間転写ベルト表面の残留トナーを除去するベルトクリーニング装置と、
該ベルトクリーニング装置にバイアスを印加するバイアス印加装置と、
前記中間転写ユニット、前記ベルトクリーニング装置及び前記バイアス印加装置を制御する制御部と、
を備えた画像形成装置において、
前記ローラー接離機構は、全ての前記一次転写ローラーが前記中間転写ベルトを挟んで前記像担持体に圧接されるカラーモードと、1つの前記一次転写ローラーのみが前記中間転写ベルトを挟んでブラックの画像を形成する前記画像形成部に配置された前記像担持体に圧接されるモノクロモードと、を切り替え可能であり、
前記ベルトクリーニング装置は、
前記中間転写ベルトに対向する開口部と、前記中間転写ベルト表面から除去されたトナーを貯留するトナー収容部と、が形成されたハウジングと、
前記中間転写ベルトを挟んで前記テンションローラーに対向する位置に配置されるクリーニング部材と、
前記バイアス印加装置からトナーと逆極性のバイアスを印加することにより、前記クリーニング部材に付着したトナーを電気的に回収する回収ローラーと、
該回収ローラーの長手方向全域に亘って対向配置され、前記トナー収容部と前記開口部とを区画するシール部材と、
を有し、
前記クリーニング部材は、前記モノクロモードでは前記テンションローラーの押圧力によって前記カラーモードに比べて前記開口部から前記ハウジングの内側方向に移動した位置に配置され、
前記制御部は、連続印字中に前記カラーモードから前記モノクロモードへの切り替えを行う場合、前記回収ローラーに印加するバイアスをオフまたはトナーと同極性とした後、前記中間転写ベルトの前記モノクロモードでの印字1枚目の画像の後端部に相当する位置が前記ベルトクリーニング装置を通過した直後に前記回収ローラーにトナーと逆極性のバイアスを印加することを特徴とする画像形成装置。 A plurality of image forming units for forming images of different colors;
An endless intermediate transfer belt that moves along the image forming unit and an image carrier disposed in each of the image forming units with the intermediate transfer belt interposed therebetween are formed on the image carrier. A plurality of primary transfer rollers for primary transfer of a toner image onto the intermediate transfer belt, a driving roller for rotating the intermediate transfer belt, and rotation driven by the intermediate transfer belt and a predetermined tension on the intermediate transfer belt An intermediate transfer unit comprising: a tension roller for applying a roller; and a roller contact / separation mechanism for reciprocating the primary transfer roller in a direction approaching or separating from the intermediate transfer belt;
A secondary transfer roller for secondary transfer of the toner image primarily transferred onto the intermediate transfer belt onto a recording medium;
A belt cleaning device for removing residual toner on the surface of the intermediate transfer belt;
A bias applying device for applying a bias to the belt cleaning device;
A control unit for controlling the intermediate transfer unit, the belt cleaning device, and the bias applying device;
In an image forming apparatus comprising:
The roller contact / separation mechanism includes a color mode in which all the primary transfer rollers are pressed against the image carrier with the intermediate transfer belt interposed therebetween, and only one primary transfer roller has a black color with the intermediate transfer belt interposed therebetween. It is possible to switch between a monochrome mode pressed against the image carrier disposed in the image forming unit that forms an image,
The belt cleaning device includes:
A housing in which an opening facing the intermediate transfer belt and a toner containing portion for storing toner removed from the surface of the intermediate transfer belt are formed;
A cleaning member disposed at a position facing the tension roller across the intermediate transfer belt;
A collection roller that electrically collects toner adhering to the cleaning member by applying a bias having a polarity opposite to that of the toner from the bias application device;
A seal member disposed oppositely over the entire longitudinal direction of the collection roller, and partitioning the toner storage portion and the opening;
Have
In the monochrome mode, the cleaning member is disposed at a position moved from the opening to the inside of the housing by the pressing force of the tension roller compared to the color mode.
When switching from the color mode to the monochrome mode during continuous printing, the control unit turns off the bias applied to the collection roller or sets the same polarity as the toner, and then performs the monochrome transfer mode in the intermediate transfer belt. An image forming apparatus, wherein a bias having a polarity opposite to that of the toner is applied to the collecting roller immediately after a position corresponding to a rear end portion of the first printed image of the first sheet passes through the belt cleaning device.
Priority Applications (1)
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