JP2020003718A - Image formation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、像担持体上に形成したトナー像を中間転写体に転写し、その後そのトナー像を転写材に転写する中間転写方式を採用した画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus employing an intermediate transfer method in which a toner image formed on an image carrier is transferred to an intermediate transfer member, and then the toner image is transferred to a transfer material.
従来から、レーザビームプリンタ等の画像形成装置として、中間転写体の回転方向に像担持体を複数並べた構成を有するインラインカラー方式の画像形成装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as an image forming apparatus such as a laser beam printer, an in-line color type image forming apparatus having a configuration in which a plurality of image carriers are arranged in the rotation direction of an intermediate transfer body has been known.
この画像形成装置は、像担持体としての感光ドラムに形成した静電潜像に、現像手段によりトナー像を現像し、中間転写体に1次転写する。その後、複数色で同様の1次転写を繰り返すことにより、中間転写体にフルカラートナー像を形成する。続けて、前記フルカラートナー像を記録材に2次転写し、さらに定着手段によりフルカラートナー像が記録材に永久定着される。そしてこのとき、2次転写工程で転写材に転写されずに中間転写体上に残留したトナー(転写残トナー)を、中間転写体上から除去する必要がある。 In this image forming apparatus, a toner image is developed on an electrostatic latent image formed on a photosensitive drum as an image carrier by a developing unit, and primary-transferred to an intermediate transfer body. Thereafter, by repeating the same primary transfer for a plurality of colors, a full-color toner image is formed on the intermediate transfer member. Subsequently, the full-color toner image is secondarily transferred to a recording material, and the fixing device permanently fixes the full-color toner image on the recording material. At this time, it is necessary to remove the toner (transfer residual toner) remaining on the intermediate transfer body without being transferred onto the transfer material in the secondary transfer step from the intermediate transfer body.
特許文献1では、中間転写体上から転写残トナーを除去する方法として、所謂、転写同時回収方式が提案されている。即ち、中間転写体上の転写残トナーを、トナー帯電手段によりトナーの正規の帯電状態とは逆極性に帯電することにより、次回の1次転写工程時に感光ドラムに逆転写させる。感光ドラムに逆転写されたトナーは、クリーニングブレード等のクリーニング手段によって除去される。 Patent Document 1 proposes a so-called simultaneous transfer recovery method as a method for removing transfer residual toner from an intermediate transfer member. That is, the transfer residual toner on the intermediate transfer member is charged to a polarity opposite to the normal charge state of the toner by the toner charging means, so that it is reversely transferred to the photosensitive drum at the next primary transfer step. The toner reversely transferred to the photosensitive drum is removed by a cleaning means such as a cleaning blade.
さらに特許文献2には、中間転写体上の転写残トナー(以下、2次転写残トナー)を均一に散らし、且つ、均一な帯電を行うことで画像不良を防ぐ回収方式として、導電性のブラシ部材と導電性のローラ部材を用いる方法が提案されている。具体的には、上流側に配置されるブラシ部材に直流電圧を印加することで、中間転写体上の2次転写残トナーの機械的な散らし、1次回収及び帯電を行い、下流に配置されるローラ部材でブラシ部材を通過した2次転写残トナーを帯電させる。
Further,
特許文献2のような構成とすることで、次ページの1次転写と同時に回収が可能となりプリントスピードを遅くすることなく連続した画像形成が可能となる。また一連の連続プリントの最終ページの2次転写残トナーは非画像形成時に感光ドラムのクリーニングブレードに回収させる。さらに続けて、ブラシ部材及びローラに正負の電圧を交互に印加することでブラシ部材に溜まった一次回収トナーを中間転写体上に吐き出す。中間転写体上に吐き出されたトナーは、1次転写工程で感光ドラムに逆転写され回収される。また、一連の連続プリント枚数が多い場合等のブラシ部材における1次回収トナーが多くなる場合は、ブラシ部材のトナー帯電性能を維持する為に一旦プリントを中断し、非画像形成状態にする。そして、ブラシ部材に溜まったトナーの吐き出しを行い、1次転写工程で感光ドラムに逆転写させ回収を行っている。
By adopting the configuration as in
しかしながら、上記のような構成において、中間転写体から感光ドラムに逆転写させたトナーが感光ドラムのクリーニングブレードでクリーニングしきれず、画像上縦スジが発生してしまう場合があった。 However, in the above configuration, the toner reversely transferred from the intermediate transfer member to the photosensitive drum may not be completely cleaned by the cleaning blade of the photosensitive drum, and vertical streaks may occur on the image.
この現象は、中間転写体から感光ドラムに逆転写させたトナーの電荷量が通常より大きいために発生する。感光ドラムのクリーニングブレードエッジ部にはトナーから感光ドラムに移行したトナー外添剤(トナー粒子に対し補助粒子として添加されている外添粒子)の層が形成されており、クリーニングするためのバリアの役割をしている(以下阻止層と呼ぶ)。しかし阻止層に突入してくるトナーの電荷量が通常よりも大きいと、突入してきたトナーの感光ドラムとの付着力が大きいため、そのトナーによる阻止層破壊が発生し、その部分からクリーニング不良(トナーのすり抜け)が発生する。このため画像上に縦スジが発生してしまっていた。特に逆転写されるトナー量が多い場合には、この問題が顕著である。また逆転写させたトナーが感光ドラムのクリーニングブレードでクリーニングしきれない現象は、電荷量が通常よりもそれほど高くなくとも大量のトナーがクリーニングブレードに突入してきた場合にも発生し得る。 This phenomenon occurs because the charge amount of the toner reversely transferred from the intermediate transfer member to the photosensitive drum is larger than usual. At the edge of the cleaning blade of the photosensitive drum, a layer of toner external additives (externally added particles added as auxiliary particles to the toner particles) that has migrated from the toner to the photosensitive drum is formed. It plays a role (hereinafter referred to as a blocking layer). However, if the amount of charge of the toner entering the blocking layer is larger than usual, the toner entering the blocking layer has a large adhesive force to the photosensitive drum. (Toner slip-through) occurs. For this reason, vertical stripes have occurred on the image. This problem is remarkable especially when the amount of the toner to be reversely transferred is large. In addition, the phenomenon that the reversely transferred toner cannot be completely cleaned by the cleaning blade of the photosensitive drum may occur even when a large amount of toner enters the cleaning blade even if the charge amount is not so much higher than usual.
即ち、中間転写体から吐き出したトナーを逆転写させたような場合でも、感光ドラムのクリーニング不良を抑制或いは防止できる画像形成装置が要望される。 That is, there is a demand for an image forming apparatus capable of suppressing or preventing defective cleaning of the photosensitive drum even when the toner discharged from the intermediate transfer member is reversely transferred.
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
外添粒子が添加された現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体からの現像剤が現像される像担持体と、
中間転写体と、
前記像担持体上で現像された現像剤像を前記中間転写体に転写する為の転写バイアスを印加する転写部材と、
前記中間転写体に転写された現像剤像が記録材に転写された後に、前記中間転写体に残留した残現像剤を回収し一時的に保持する保持装置と、
前記像担持体に接触し、前記像担持体に担持された現像剤を除去するクリーニング部材と、を備え、
前記保持装置が保持する第1の現像剤を、前記中間転写体に移動させ、前記中間転写体から前記像担持体に逆転写させる動作が実行可能な画像形成装置において、
前記逆転写された現像剤が前記クリーニング部材に供給される前に、前記クリーニング部材に前記現像剤担持体からの現像剤が供給されるよう、前記現像剤担持体は前記像担持体に第2の現像剤を供給することを特徴とする画像形成装置。
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention includes:
A developer carrying member carrying a developer to which externally added particles are added,
An image carrier on which a developer from the developer carrier is developed;
An intermediate transfer member,
A transfer member for applying a transfer bias for transferring a developer image developed on the image carrier to the intermediate transfer member,
After the developer image transferred to the intermediate transfer member is transferred to a recording material, a holding device that collects and temporarily holds the remaining developer remaining on the intermediate transfer member,
A cleaning member that comes into contact with the image carrier and removes a developer carried on the image carrier.
An image forming apparatus capable of performing an operation of moving a first developer held by the holding device to the intermediate transfer body and performing reverse transfer from the intermediate transfer body to the image carrier.
Before the reverse-transferred developer is supplied to the cleaning member, the developer carrier is attached to the image carrier so that the developer is supplied from the developer carrier to the cleaning member. An image forming apparatus comprising:
本発明によれば、中間転写体から吐き出したトナーを逆転写させたような場合でも、感光ドラムのクリーニング不良を抑制、或いは防止できる画像形成装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus capable of suppressing or preventing defective cleaning of a photosensitive drum even when toner discharged from an intermediate transfer member is reversely transferred.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。 Embodiments for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below based on embodiments with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment should be appropriately changed depending on the configuration of the apparatus to which the invention is applied and various conditions. That is, the scope of the present invention is not intended to be limited to the following embodiments.
本実施例では、画像形成装置はトナー吐き出しが実行可能で、非画像形成時に中間転写体に取り付けられているトナー帯電ブラシからトナーを吐き出し、感光ドラムに回収する直前に、現像ローラから感光ドラムにトナーを送ることを特徴とする。このようにして、クリーニングブレードエッジ部に阻止層を形成してから、トナー帯電ブラシからの吐き出しトナーを感光ドラムに回収することで、クリーニング不良の発生を防止することができる。 In this embodiment, the image forming apparatus is capable of discharging toner, discharges toner from a toner charging brush attached to the intermediate transfer member during non-image formation, and immediately before collecting the toner on the photosensitive drum, transfers the toner from the developing roller to the photosensitive drum. It is characterized by sending toner. In this way, by forming the blocking layer on the edge portion of the cleaning blade and then collecting the toner discharged from the toner charging brush on the photosensitive drum, it is possible to prevent the occurrence of cleaning failure.
(1)画像形成装置の構成と動作の概略
まず、本発明に係る電子写真画像形成装置(画像形成装置)の全体構成について説明する。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、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザープリンタである。画像形成装置100は、画像情報に従って、記録材(例えば、記録用紙)にフルカラー画像を形成することができる。画像情報は、画像形成装置本体に接続された画像読み取り装置、或いは画像形成装置本体に通信可能に接続されたパーンナルコンピュータ等のホスト機器から、画像形成装置本体に入力される。
(1) Outline of Configuration and Operation of Image Forming Apparatus First, the overall configuration of an electrophotographic image forming apparatus (image forming apparatus) according to the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic sectional view of an
画像形成装置100は、複数の画像形成部として、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を形成するための第1、第2、第3、第4の画像形成部SY、SM、SC、SKを有する。本実施例では、第1〜第4の画像形成部SY、SM、SC、SKは、中間転写ベルトに沿って一列に配置されている。尚、画像形成部Sは、1次転写ローラ8とプロセスカートリッジ7と含むものとする。
The
尚、本実施形態では、第1〜第4の画像形成部の構成及び動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、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表すために符号に与えた添え字Y、M、C、Kは省略して、総括的に説明する。 In the present embodiment, the configurations and operations of the first to fourth image forming units are substantially the same except that the colors of the images to be formed are different. Therefore, in the following, unless it is particularly necessary to distinguish them, the suffixes Y, M, C, and K given to the symbols to indicate that they are elements provided for any color are omitted, and explain.
本実施形態では、画像形成装置100は、複数の像担持体として、中間転写ベルトに沿って4個のドラム型の感光ドラム1を有する。感光ドラム1は、図示矢印A方向(時計方向)に図示しない駆動手段(駆動源)により回転駆動される。感光ドラム1の周囲には、感光ドラム1の表面を均―に帯電する帯電手段としての帯電ローラ2(帯電部材)が配置されている。また、画像情報に基づきレーザーを照射して感光ドラム1上に静電像(静電潜像)を形成する露光手段としてのスキャナユニット(露光装置)3が配置されている。又、感光ドラム1の周囲には、静電像をトナー像として現像する現像手段としての現像ユニット(現像装置)4、転写後の感光ドラム1の表面に残ったトナー(転写残トナー)を除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレード6が配置されている。クリーニングブレード6は、感光体表面に当接しており、この当接している部分を接触部とする。更に、4個の感光ドラム1に対向して、感光ドラム1上のトナー像を記録材12に転写するための中間転写体としての中間転写ベルト5が配置されている。
In the present embodiment, the
本実施形態では、感光ドラム1と、感光ドラム1に作用するプロセス手段としての帯電ローラ2、現像ユニット4及びクリーニングブレード6とは、一体的にカートリッジ化されて、プロセスカートリッジ7を形成している。この各プロセスカートリッジ7が各画像形成部に対応する。プロセスカートリッジ7は、画像形成装置100に着脱可能となっている。本実施例では、各色用のプロセスカートリッジ7は全て同一形状を有しており、各色用のプロセスカートリッジ7内には、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブランク(K)の各色のトナーが収容されている。
In the present embodiment, the photosensitive drum 1 and the charging
中間転写体としての無端状のベルトで形成された中間転写ベルト5は、全ての感光ドラム1に当接し、図示矢印B方向(反時計方向)に回転する。中間転写ベルト5は、複数の支持部材として、駆動ローラ51、2次転写対向ローラ52、従動ローラ53に掛け渡されている。中間転写ベルト5の内周面側には、各感光ドラム1に対向するように、1次転写手段としての、4個の1次転写ローラ8(転写部材8)が並設されている。そして、1次転写ローラ8に、図示しない1次転写バイアス電源から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、感光ドラム1上のトナー像が中間転写ベルト5上に転写される。又、中間転写ベルト5の外周面側において2次転写対向ローラ52に対向する位置には、2次転写手段としての2次転写ローラ9が配置されている。そして、2次転写ローラ9に、図示しない2次転写バイアス電源から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、中間転写ベルト5上のトナー像が記録材12に転写される。
The intermediate transfer belt 5 formed of an endless belt as an intermediate transfer member contacts all the photosensitive drums 1 and rotates in the direction of arrow B (counterclockwise) in the figure. The intermediate transfer belt 5 is stretched around a
画像形成時には、先ず、感光ドラム1の表面が帯電ローラ2によって一様に帯電される。次いで、スキャナユニット3から発された画像情報に応じたレーザー光によって、感光ドラム1上に画像情報に従った静電像が形成される。次いで静電像は、現像ユニット4によってトナー像として像担持体上(感光ドラム上)に現像され、1次転写ローラ8の作用によって中間転写ベルト5上に転写(1次転写)される。
During image formation, first, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged by the charging
例えば、フルカラー画像の形成時には、上述のプロセスが、第1〜第4の画像形成部SY、SM、SC、SKにおいて順次に行われ、中間転写ベルト5上に各色のトナー像が次に重ね合わされる。その後、中間転写ベルト5上の4色トナー像は、一括して記録材12上に2次転写される。さらに定着装置10において、記録材12が熱及び圧力を加えられることでトナー像が定着される。又、1次転写工程後に感光ドラム1上に残留した1次転写残トナーは、クリーニングブレード6によって除去、回収される。
For example, when a full-color image is formed, the above-described process is sequentially performed in the first to fourth image forming units SY, SM, SC, and SK, and the toner images of the respective colors are then superimposed on the intermediate transfer belt 5. You. After that, the four-color toner image on the intermediate transfer belt 5 is secondarily transferred onto the
また、2次転写工程後に中間転写ベルト5上に残留した2次転写残トナーは、トナー帯電ブラシ11によりトナーの正規の帯電極性(静電潜像の現像を行う際の現像剤の帯電極性)とは逆極性の電荷が付与される。また吐き出し用帯電ローラ54(電源40R)によりよっても正規の帯電極性とは逆極の電荷が付与される。そしてトナー帯電ブラシ11及び吐き出し用帯電ローラ54により電荷が付与された2次転写残トナーは、次回の1次転写工程時に、第1画像形成部の感光ドラム1Yに逆転写させ、クリーニングブレード6で回収される。尚、トナーへの電荷付与機能を、トナー帯電ブラシ11のみに行わせても良い。
The secondary transfer residual toner remaining on the intermediate transfer belt 5 after the secondary transfer step is charged by the
[プロセスカートリッジ]
次に、本実施例の画像形成装置100に装着されるプロセスカートリッジ7の全体構成について説明する。図2は、感光ドラム1の長手方向(回転軸線方向)から見た本実施例のプロセスカートリッジ7の概略断面図である。尚、本実施例では、収容している現像剤の種類(色)を除いて、各色用のプロセスカートリッジ7の構成及び動作は同一である。
[Process cartridge]
Next, the overall configuration of the process cartridge 7 mounted on the
プロセスカートリッジ7は、感光ドラム1等を備えた感光体ユニット13と、現像ローラ17等を備えた現像ユニット4とを有する。
The process cartridge 7 includes a
感光体ユニット13は、感光体ユニット13内の各種要素を支持する枠体としてのクリーニング枠体14を有する。クリーニング枠体14には、図示しない軸受を介して感光体ドラムが回転可能に取り付けられている。感光ドラム1は、駆動手段(駆動源)としての駆動モータの駆動力が感光体ユニット13に伝達されることで、画像形成動作に応じて図示矢印A方向(時計方向)に回転駆動される。画像形成プロセスの中心となる感光体ドラム1は、アルミニウム製シリンダの外周面に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層を順にコーティングした有機感光体を用いている。
The
又、感光体ユニット13には、感光ドラム1の周面上に接触するように、クリーニング部材6、帯電ローラ2が配置されている。クリーニング部材6によって感光体ドラム1の表面から除去された転写残トナーは、クリーニング枠体14内に落下、収容される。
The
帯電手段である帯電ローラ2は、導電性ゴムのローラ部を感光体ドラム1に加圧接触することで従動回転する。ここで帯電ローラ2の芯金には、帯電工程として、感光ドラム1に対して所定の直流電圧が印加されており、これにより感光ドラム1の表面には、一様な暗部電位(Vd)が形成される。前述のスキャナユニット3からのレーザー光によって画像データに対応して発光されるレーザー光のスポットパターンは、感光ドラムを露光し、露光された部位は、キャリア発生層からのキャリアにより表面の電荷が消失し、電位が低下する。この結果、露光部位は所定の明部電位(Vl)、未露光部位は所定の暗部電位(Vd)となる静電潜像が、感光ドラム1上に形成される。
The charging
一方、現像ユニット4は、現像ローラ17(現像剤担持体)、現像ブレード19、トナー供給ローラ18、トナー15、及びトナーを格納するトナー収容室16からなる。トナー15は、正規の極性として負極性に帯電し、粒径が7μmである非磁性球形トナーを用いた。またトナー15の表面には、トナー外添剤(外添粒子)として粒径20nmのシリカ粒子が添加されている。
On the other hand, the developing
現像ブレード19は現像ローラにカウンタで当接しており、トナー供給ローラによって供給されたトナーのコート量規制及び電荷付与を行っている。現像ブレード19は薄い板状部材からなり、薄板のバネ弾性を利用して当接圧力を形成し、その表面がトナー及び現像ローラ17に接触当接される。トナーは現像ブレード19と現像ローラ17との摺擦により摩擦帯電されて電荷を付与されると同時に層厚規制される。また、本実施例においては、現像ブレード19に不図示のブレードバイアス電源から所定電圧を印加し、トナーコートの安定化を図っている。
The developing
現像ローラ17と感光体ドラム1とは、対向部(接触部)において互いの表面が同方向(本実施例では下から上に向かう方向である矢印AとD)に移動するようにそれぞれ回転する。本実施形態においては、現像ローラ17に印加された所定のDCバイアスに対して、摩擦帯電によりマイナスに帯電したトナーが、感光体ドラム1に接触する現像部において、その電位差から、明部電位部にのみ転移して静電潜像を顕像化する。
The developing
トナー供給ローラ18は、現像ローラ17の周面上に所定のニップ部を形成して配設されており、図示矢印E方向(反時計方向)に回転する。トナー供給ローラ18は導電性芯金の外周に発泡体を形成した弾性スポンジローラである。トナー供給ローラ18と現像ローラ17は所定の侵入量を持って接触している。接触部において互いに逆方向に移動するよう回転しており、この動作により、トナー供給ローラ18による現像ローラへのトナー供給及び現像残として残った現像ローラ上のトナーの剥ぎ取りを行っている。
The
トナー収容室16内にはトナー撹拌部材20が設けられている。 トナー撹拌部材20は、トナー収容室16内に収納されたトナーを攪拌すると共に、トナー供給ローラ18の上部に向けて図中矢印G方向にトナーを搬送するためのものでもある。尚、本実施例においては、現像ローラ17、トナー供給ローラ18は、共に外径φ20であり、トナー供給ローラ18の現像ローラ17への侵入量を1.5mmに設定した。本実施形態においては、現像ローラ17に印加された所定のDCバイアスを印加し、感光ドラム1に当接する現像部において、その電位差から、明部電位部にのみトナーを転移させることで静電潜像を顕像化する。
A
[現像ローラ当接離間機構]
現像ローラ17は感光ドラム1と接離可能な構成になっており、画像形成時は当接し、非画像形成時は図3のように離間させて、現像ローラ駆動を停止するように制御している。ここで画像形成時とは、感光ドラム1に形成された静電潜像に従い現像ローラ17から現像剤を転移させることで、現像剤像を形成するときである。また非画像形成時とは、前述した現像剤像を形成していないときである。例えば、感光ドラム1に現像剤像形成後であり感光ドラム1が停止するまでの画像形成後や(以下後回転と呼ぶ)や、次のプリントを開始し感光ドラム1が回転し始めてから現像剤像形成し始める画像形成前(以下前回転と呼ぶ)のことである。後回転とは、感光ドラム1上にトナー像形成が終了してから、感光ドラム1が停止するまで期間であり、中間転写体上の転写残トナーの感光ドラム1への回収動作や、各バイアスの立ち下げ動作等が行われる。前回転とは、感光ドラム1が回転し始めてから、感光ドラム1上にトナー像形成する前までの期間であり、各バイアスの立ち上げ動作や、定着装置10の準備加熱等が行われる。sまた、連続プリント中で記録材12を複数搬送するときの記録材どうしの間の期間に相当する期間や、画像濃度調整するときに行う動作やトナー帯電ブラシの付着トナーを吐き出す動作など、特別に設けた期間で現像剤像を形成していない時も非画像形成時となる。
[Developing roller contact / separation mechanism]
The developing
具体的な接離機構としては、画像形成装置1に設けられ、回転位置を制御できるカム23、および、プロセスカートリッジ7に設けられ、現像ローラ17と感光ドラム1が当接するよう加圧しているバネ部材(不図示)によって行っている。現像ローラ当接状態は、カム23は現像ユニット4を加圧しない位置に制御し、プロセスカートリッジ7のバネ部材による加圧力により当接状態にしている。また現像ローラ離間状態は、カム23の回転位置を制御することにより、現像ユニット4を底部から押して回転させることで行っている。
As a specific contact / separation mechanism, a
なお、接離機構は前述のカムとバネ部材を用いたものに限らず、接離を制御できるものであれば、カムのみを用いたものなどでも問題ない。 The contact / separation mechanism is not limited to the one using the cam and the spring member described above, and any mechanism using only the cam may be used as long as it can control the contact / separation.
[中間転写ベルト]
中間転写ベルト5としては、厚さが100μmで体積低効率を1011Ωcmに調整したポリフッ化ビニリデンのフィルムを用いた。また中間転写ベルト5は、駆動ローラ51、2次転写対向ローラ52、従動ローラ53の3軸で張架されている。
[Intermediate transfer belt]
As the intermediate transfer belt 5, a polyvinylidene fluoride film having a thickness of 100 μm and a volume reduction efficiency adjusted to 10 11 Ωcm was used. The intermediate transfer belt 5 is stretched around three axes of a driving
[1次転写ローラ]
1次転写ローラ8として、体積抵抗率が105〜109Ωcm、ゴム硬度が30°(アスカーC硬度計)の弾性ローラを用いた。1次転写ローラ8は、中間転写ベルト5を介して感光ドラム1に対し、総圧約9.8Nで押圧される。又、1次転写ローラ8は、中間転写ベルト5の回転に伴い、従動して回転する。更に、1次転写ローラ8には、1次転写電源(不図示)から、−2.0〜3.5kVの電圧の印加が可能となっている。
[Primary transfer roller]
An elastic roller having a volume resistivity of 10 5 to 10 9 Ωcm and a rubber hardness of 30 ° (Asker C hardness meter) was used as the primary transfer roller 8. The primary transfer roller 8 is pressed against the photosensitive drum 1 via the intermediate transfer belt 5 at a total pressure of about 9.8N. The primary transfer roller 8 rotates following the rotation of the intermediate transfer belt 5. Further, a voltage of -2.0 to 3.5 kV can be applied to the primary transfer roller 8 from a primary transfer power supply (not shown).
[トナー帯電ブラシ]
トナー帯電ブラシ11としては、106〜109Ωcmの導電性を有するナイロン製の繊維が略密となるように構成されたブラシを用い、固定配置されている。本実施例では、トナー帯電ブラシ11の先端位置は、中間転写ベルト5の表面に対して侵入量が1.0mmとなるように設定されている。このように、中間転写ベルト5の表面の移動方向において上流側に位置するトナー帯電ブラシ11は、中間転写ベルト5の移動に伴って中間転写ベルト5の表面を摺擦する。トナー帯電ブラシ11は、中間転写ベルト5の移動方向において、2次転写部よりも下流、かつ、第1画像形成部よりも上流に配置される。そして、トナー帯電ブラシ11には、トナー帯電ブラシ電圧供給手段としての高圧電源(不図示)から、−2.0〜+2.0kVの電圧の印加が可能となっている。
[Toner charging brush]
As the
(2)2次転写残トナー回収時の動作の説明
[2次転写残トナー回収方法]
プリント中に行う2次転写残トナー回収方法について詳しく説明する。
(2) Description of operation at the time of collecting secondary transfer residual toner [Secondary transfer residual toner collection method]
A method of collecting the secondary transfer residual toner during printing will be described in detail.
2次転写工程後に中間転写ベルト5上に2次転写残トナーが残留する。そこで、トナー帯電ブラシ11に、トナーの正規の帯電極性とは逆極性、即ち、本実施例では正極性の+1kVのバイアスを印加する。これにより、2次転写残トナーがトナー帯電ブラシ11を通過する時に、正極性に帯電する。またこの時、正極性に帯電しきれなかった負極性トナーは、トナー帯電ブラシ11に一部保持される。そしてトナー帯電ブラシ11により正極性の電荷が付与された2次転写残トナーは、1次転写工程時に第1画像形成部の感光ドラム1Yに逆転写され、クリーニングブレード6で回収される。また、連続プリントの最終ページの2次転写残は、非画像形成時に第1画像形成装置の感光ドラム1Yに回収されるよう制御している。
The secondary transfer residual toner remains on the intermediate transfer belt 5 after the secondary transfer process. Therefore, a bias of +1 kV having a polarity opposite to the normal charging polarity of the toner, that is, a positive polarity in this embodiment, is applied to the
[トナー帯電ブラシ吐き出し工程]
トナー帯電ブラシ11からの吐き出し工程について詳しく説明する。
[Toner charging brush discharging process]
The discharging process from the
前述のように、トナー帯電ブラシ11で正極性に帯電しきれなかった負極性トナーは、トナー帯電ブラシ11に一時的に保持される。即ち、トナー帯電ブラシ11は2次転写後の中間転写体に残留した残現像剤を回収し保持する保持装置としても機能する。そして、画像形成が繰り返し行われると、トナー帯電ブラシ11にトナーが蓄積し、電気抵抗が上昇し、トナー帯電ブラシ11での帯電性能が低下してしまう。したがって、トナー帯電ブラシ11に保持されているトナーを中間転写ベルト5に吐き出す工程が必要となる。本実施例の吐き出し工程は、後回転、および、画像形成時とは別の吐き出し工程を行う期間を設けて行っている。
As described above, the negative polarity toner that has not been completely charged to the positive polarity by the
この工程は、吐き出すトナーが負極性で現像時のトナーと同極性になるため、画像形成時に1次転写部でトナーを感光ドラム1へ転移できない。よって非画像形成時にトナー帯電ブラシ11に、トナーの正規の帯電極性とは同極性、即ち、本実施例では正極性の+1kVだったバイアスを負極性の−1kVのバイアスを印加して、中間転写ベルト5にトナーを吐き出す。さらに各極性のバイアスを0.2秒ごと交互に10回ずつ印加する。トナーは−1kVのバイアスを印加した時の10回吐き出されることになる。この工程によりトナー帯電ブラシ11にたまったトナーを、中間転写ベルト5に吐き出している。
In this step, the toner to be discharged has a negative polarity and the same polarity as the toner at the time of development, so that the toner cannot be transferred to the photosensitive drum 1 in the primary transfer portion during image formation. Therefore, during non-image formation, the toner is charged to the
ここで正バイアスと、負バイアスを交互に印加する理由について説明する。トナー帯電ブラシ11には、一般的にブラシの毛の間に回収したトナーが目詰まりしている。そして、その目詰まりしたトナーを逆極性のバイアスを印加するのみで吐き出すことは難しい。そこで、トナー帯電ブラシ11に高圧の正バイアス及び負バイアスを交互に印加し、トナー帯電ブラシ11を静電気力により機械的振動させ、この振動によって目詰まりしたトナーを吐き出す。これが正バイアスと負バイアスを交互に印加する理由である。
Here, the reason for applying the positive bias and the negative bias alternately will be described. Generally, the toner charged between the brush hairs of the
次にトナー帯電ブラシからの吐き出しトナーを、感光ドラム1に回収する方法を説明する。トナー帯電ブラシには画像形成時は正極性のバイアスが印加されているので、基本的には負極性のトナーがたまっている。しかしその中には一部正極性のトナーも含まれており、本実施例では、正極性および負極性の吐き出しトナーを、それぞれ第1〜第4の各画像形成部に振り分けて回収している。具体的には、1次転写ローラに、第1および第4画像形成部でトナーの正規の帯電極性とは同極性の−1.5kVのバイアスを印加し、第1および第4画像形成部でトナーの正規の帯電極性とは逆極性の+1.5kVのバイアスを印加する。これによりトナー帯電ブラシ11から吐き出された負極性のトナーを感光ドラム1Yおよび1Kに逆転写させて回収する。またトナー帯電ブラシ11から吐き出された正極性のトナーを感光ドラム1Mおよび1Cに逆転写させて回収する。感光ドラム1に逆転写させたトナーはクリーニングブレード6で回収する。
Next, a method of collecting the discharged toner from the toner charging brush on the photosensitive drum 1 will be described. Since a positive polarity bias is applied to the toner charging brush during image formation, basically, negative polarity toner is accumulated. However, some of the toner includes positive toner, and in this embodiment, the positive and negative discharge toners are distributed to and collected from the first to fourth image forming units. . Specifically, a bias of -1.5 kV having the same polarity as the normal charge polarity of the toner is applied to the primary transfer roller in the first and fourth image forming units, and the first and fourth image forming units apply the bias. A bias of +1.5 kV having a polarity opposite to the normal charge polarity of the toner is applied. As a result, the negative polarity toner discharged from the
以上のような工程により、すべての吐き出しトナーをクリーニングブレード6に回収し終えたら、さらに次の画像形成がある場合には、前回転から再度実行し、画像形成を行っていく。次の画像形成がない場合には、そのまま終了する。
After all the discharged toner has been collected by the
なおこの吐き出し工程は所定枚数ごと定期的に、後回転、もしくは、画像形成時とは別の吐き出し工程期間で行っている。さらに、印字画像の印字率が高くなるにつれて、吐き出し工程の頻度を増やすよう制御している。これは、印字画像の印字率が高くなると2次転写残トナーの量も増えるので、トナー帯電ブラシ11にたまるトナー量が増えるためである。本実施例の吐き出し工程では、平均印字率が2%以下の場合は300枚ごと、2〜5%の場合は200枚ごと、5〜10%の場合は100枚ごと、10〜20%の場合は50枚ごと、20%より大きい場合は25枚ごと実施している。これによりトナー帯電ブラシ11の性能を維持しつつ、過度に吐き出し工程に入らないようにして、印字動作をなるべく止めないようにしている。
Note that this discharge step is performed periodically for a predetermined number of sheets, post-rotation, or during a discharge step period different from that during image formation. Further, the control is performed so that the frequency of the discharge process is increased as the printing rate of the printed image is increased. This is because when the printing rate of the printed image increases, the amount of the secondary transfer residual toner also increases, so that the amount of toner accumulated on the
[電源構成ブロック図]
図4は、画像形成装置100の電源構成のブロック図である。各種プロセス手段には、図1と同じ符号を付してある。電源30は、1次転写ローラ8に1次転写バイアスを印加する。1次転写ローラ8Y、1次転写ローラ8Kに対しては、正極性及び負極性の1次転写バイアスを印加可能に電源が構成されている。
[Power supply block diagram]
FIG. 4 is a block diagram of a power supply configuration of the
トナー帯電ブラシ11、吐き出し用帯電ローラには、正極性及び負極性のバイアスを印加できる電源が設けられている。トナー帯電ブラシ11は、図6及び図8のT4の吐き出し時に電源40B、41Bによる正負のバイアスを印加する。また吐き出し用帯電ローラは、図6及び図8のT4の吐き出し時に、電源41RによるDC負バイアスを印加する。これは、表面に付着した負極性の現像剤を除去すること、またトナー帯電ブラシ11から吐き出し時供給された負極性のトナーが付着しないようにする為である。また、帯電ローラ2、1次転写ローラ8、現像ローラ17には夫々独立した電源が設けられている。なお、場合によっては、いくつかの電源を共通化しても良い。そして、後述の制御部101の指示に基づき、これら電源が制御され、同じく後述の図6及び図8のタイミングチャートにおけるバイアス印加が実現される。
The
[制御ブロック図]
図5を用いて、画像形成装置100の制御ブロック図について説明する。制御部101は、演算処理を行う中心的素子であるCPU(中央演算処理ユニット)501、記憶手段であるROM、RAMなどのメモリ502、周辺機器との情報の入出力を行う入出力インターフェース503を有している。RAMには、センサの検知結果、演算結果などが格納され、ROMには制御プログラム、予め求められたデータテーブルなどが格納されている。制御部101は、画像形成装置100の動作を統括的に制御する制御手段であり、画像形成装置100における各制御対象が入出力I/F503を介して接続されている。制御部101は各種の電気的情報信号の授受や、駆動のタイミングなどを制御しており、後述するタイミングチャートの処理などを司る。
[Control block diagram]
A control block diagram of the
駆動手段511は、各種モータ及び駆動ギア等を指す。駆動手段511は、現像ユニット4、感光体ユニット13、スキャナユニット3に含まれる各種回転部材を回転駆動する為の動力源及び動力機構で、制御部101からの制御信号に基づき動作する。高圧電源512は、帯電ローラ2、現像ローラ17、1次転写ローラ8、2次転写ローラ9、定着装置34等に高電圧を印加する各電源を総称した電源である。また、制御部101には、温度等の環境センサ102が接続されており、制御部101は、環境センサ102からの検出信号に基づき、温度や、空気中水分量/湿度の情報を得ることができる。
The driving
(3)トナー吐き出しシーケンスの説明
本実施例では、前述した非画像形成時に行うトナー帯電ブラシ11からの吐き出し工程直前に、阻止層形成のため現像ローラ17から感光ドラム1に保護用の現像剤像を供給することを特徴とする。
(3) Description of Toner Discharge Sequence In this embodiment, immediately before the above-described discharge process from the
図6に第1の画像形成部における、感光ドラム1の回転と停止、トナー帯電ブラシ11及び1次転写ローラ8に正または負のバイアス印加するタイミング、及び現像ローラ17からトナーパージするためのレーザー発光のタイミングチャートを示す。尚、感光ドラム1の回転開始タイミングと、トナー帯電ブラシ11の吐き出し工程時に、トナー帯電ブラシ11及び1次転写ローラ8に印加するバイアスを変えるタイミングは比較例1、比較例2及び実施例1で同様である。しかし、現像ローラ17から感光ドラム1のクリーニングブレード7に供給する為のトナー像(以下、保護用の現像剤像と呼ぶ)を形成するためのレーザー発光を、実施例1と比較例2で行っており、比較例1では行っていない。実施例1と比較例2との差異は、保護用の現像剤像の画像パターンが異なる。なお吐き出し工程時は、現像ローラ17や帯電ローラ2に印加しているバイアスは画像形成時と同様とする。また、現像ローラ17と感光ドラム1は画像形成時から継続して当接状態になっている。以下、実施例1および比較例2の保護用の現像剤像のタイミングについて詳細な説明を行う。
FIG. 6 shows the rotation and stop of the photosensitive drum 1 in the first image forming section, the timing of applying a positive or negative bias to the
まず第1の画像形成部について、図6を用いて説明する。タイミングT1で、制御部101は、駆動手段511を制御し、各種回転体の回転を開始(ON)する。次に、制御部101は、タイミングT2で高圧電源部512を制御し、画像形成に備え、トナー帯電ブラシ11をONに、またタイミングT3で1次転写ローラ8をONにする。尚、不図示ではあるが、帯電ローラ2、現像ローラ17、トナー供給ローラ18、2次転写ローラ9、定着装置10にも対応した高圧電源より各種バイアスが印加開始されている。
First, the first image forming unit will be described with reference to FIG. At timing T1, the
そして、画像形成動作が終了した後、吐き出し工程が開始される。なお、画像形成動作が終了した後の状況としては、ページ画像とページ画像の間(所謂紙間)や、上で説明した後回転時に相当する。 Then, after the image forming operation is completed, the discharging process is started. It should be noted that the state after the image forming operation is completed corresponds to a state between page images (a so-called sheet interval) or a time of post-rotation described above.
そしてタイミングT4で、制御部101は、高圧電源部511を制御し、トナー帯電ブラシに±1kVのバイアスを交互に印加する。より具体的には、+1kVから−1kVを交互に0.2秒ごと10回ずつ変動させることにより、トナーの吐き出しを行っている。これにより、トナー帯電ブラシ11より、吐き出した現像剤(第1の現像剤)が、中間転写ベルトに移動される。
Then, at timing T4, the
そしてタイミングT5で、制御部101は、スキャナユニット3を制御し、スキャナユニット3に保護用の現像剤像のレーザー発光を行わせる。このレーザー発光により、感光ドラム上に、保護用の現像剤像のための静電潜像が形成される。そして、逆転写された現像剤が前記クリーニングブレード6に供給される前に、クリーニングブレード6に現像ローラ17(現像剤担持体)からの現像剤(第2の現像剤)が感光ドラムに供給される。また、本実施例における保護用の現像剤像は、感光ドラム1の回転軸方向における画像形成領域の全域で1ドット幅(約0.042mm)のベタ黒の横線画像と、1ドット幅の空白画像を交互に繰り返す、いわゆる1ドット1スペース画像とした。比較例1では、吐き出し工程における保護用の現像剤像なしで、現像ローラ17と感光ドラム1が接触した状態にのみなっている。
Then, at timing T5, the
そして、タイミングT6で、制御部101は、高圧電源部512を制御し、1次転写ローラ8Yに負極性のバイアスを印加する。尚、図6では、タイミングT5で形成された保護用の現像剤像が、1次転写ローラ8Yと中間転写ベルト5とで形成される転写部を通過する際に、負極性(現像剤の正規の帯電極性と同極性)の逆バイアスを印加しているが、これに限定されない。1次転写ローラ8Yに印加する転写バイアスをOFFにしても、或いは正極性の値の小さい転写バイアスとした場合でも、一定の保護用の現像剤がクリーニングブレードに供給されることが確認されている。
Then, at timing T6, the
ここで、タイミングT4乃至T6の関係について、図7を用いて説明する。図7のように本実施例1および比較例2では、感光ドラム1Y上において、トナー帯電ブラシ11からの吐き出しトナーの先頭部分より上流側に、保護用の現像剤像によるトナーが来るようにすることを特徴としている。本実施例1のプロセススピード(感光ドラム1や中間転写ベルト5の回転速度)は200mm/sである。また各部材の位置関係は、トナー帯電ブラシ11から第1画像形成部の感光ドラム1Yと中間転写ベルト5が当接する位置までの距離L1が150mmである。また感光ドラム1Yへのスキャナユニットによるレーザー照射位置から感光ドラム1Yと中間転写ベルト5が当接する位置までの距離L2が50mmである。この構成で本実施例1では、トナー帯電ブラシ11から吐き出し用バイアス(−1kV)を印加し始めるタイミングを基準とすると、トナー帯電ブラシ11からの吐き出しトナーは0.75秒後に、感光ドラム1Yと中間転写ベルト5が当接する位置に到達する。そしてそれより前に保護用の現像剤像をクリーニングブレード6に供給する為、トナー帯電ブラシ11の吐き出しバイアス印加から、0.4秒後に保護用の現像剤像の為のレーザー発光を行う。また、0.65秒後に感光ドラム1Yと中間転写ベルト5が当接する位置(接触部)に現像された保護用の現像剤像が到達する。さらに、トナー帯電ブラシ11からの負極性吐き出しトナーを感光ドラム1に回収(逆転写)する為、及び保護用の現像剤像の負極性トナーを中間転写ベルト5に転写させないようにするため、1次転写ローラ8Yに負極性のバイアスを印加する。具体的例として、1次転写ローラ8Yのバイアスを、トナー帯電ブラシ11の吐き出しバイアス印加から0.5秒後(T6)に−1.5kVにしている。以上のような制御を行うことで、第1の画像形成部で、トナー帯電ブラシ11からの吐き出しトナーをクリーニングブレード6Yに回収する前に保護用の現像剤像のトナーを供給している。これにより、クリーニングブレードエッジ部に阻止層を形成してから、トナー帯電ブラシからの吐き出しトナーを感光ドラムで回収することになり、吐き出し時のクリーニング不良発生を防止することができる。尚、トナー帯電ブラシ11の吐き出しバイアス印加から何秒後に保護用の現像剤像のレーザー発光を行うかは、距離L2と感光ドラム1の直径により適宜決定される。
Here, the relationship between the timings T4 to T6 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7, in the first embodiment and the comparative example 2, on the
次に第2の画像形成部の保護用の現像剤像形成タイミングについて説明する。第2の画像形成部は、第1の画像形成部よりも下流側に配置されている。 Next, the timing of forming the developer image for protection in the second image forming section will be described. The second image forming unit is disposed downstream of the first image forming unit.
第2の画像形成部では、トナー帯電ブラシ11からの吐き出しトナーのうち、第1の画像形成部で回収しきれなかった主に正極性のトナーを回収する。このとき第1の画像形成部と同様に、第2の像担持体としての感光ドラム1M上において、トナー帯電ブラシ11からの吐き出しトナーの先頭部分より上流側に、保護用の現像剤像が来るようにする。保護用の現像剤像は、第2の現像剤担持体としての現像ローラ17Mから供給される。尚、保護用の現像剤像は負極性のトナーで、トナー帯電ブラシ11からは正極性の吐き出しトナーを回収したいので、1次転写ローラ8M(第2の転写部材)に印加するバイアスが第1画像形成部のものと異なる。
The second image forming section collects mainly positive toner, which has not been collected in the first image forming section, out of the toner discharged from the
以下、図8を用いて説明する。まずタイミングT1乃至T4の処理は第1画像形成部と同様なのでここでの詳しい説明を省略する。第2画像形成部においては、トナー帯電ブラシ11から第2画像形成部の感光ドラム1Mと中間転写ベルトが当接する位置(第2の転写部)までの距離L12が250mmである。L1よりも100mm長い。制御部101の制御に従って、トナー帯電ブラシ11からタイミングT4で吐き出したトナーは1.25秒後に感光ドラム1Mと中間転写ベルト5が当接する位置(転写ニップ)に到達する。また、保護用の現像剤像(第4の現像剤)は、トナー帯電ブラシ11の吐き出しバイアス印加を基準として、レーザー発光を0.8秒後(T15)に行い、1.05秒後に感光ドラム1Mと中間転写ベルト5が当接する位置に到達させる。このとき保護用の現像剤像の負極性トナーを中間転写ベルト5に転写させないために、1次転写ローラ8Mのバイアスを、トナー帯電ブラシ11の吐き出しバイアス印加から0.95秒後(T16)に−1.5kVにしている。その後トナー帯電ブラシ11からの正極性の吐き出しトナーを感光ドラム1Mに回収するため、トナー帯電ブラシ11の吐き出しバイアス印加から1.15秒後(T17)に1次転写ローラ8Mのバイアスを+1.5kVにしている。尚、T15〜T17は、実施例1のT4〜T6と同じタイミングにしても良い。第1の画像形成部の保護用の現像剤像(第2の現像剤)の一部が、未逆転写で1次転写ローラ8Mと中間転写ベルト5とで形成される第2の転写部に到達するタイミングを第1のタイミングとする。一方、第2の画像形成部の保護用の現像剤像(第4の現像剤)が先の第2の転写部に到達するタイミングを第2のタイミングとすると、第1のタイミングは第2のタイミングとは異なっている。それらのタイミングが一致する場合に、より濃度の濃い未転写トナーが二次転写部に到達してしまい、二次転写部の汚れ問題になってしまう。
Hereinafter, description will be made with reference to FIG. First, the processes at timings T1 to T4 are the same as those in the first image forming unit, and thus detailed description thereof is omitted. In the second image forming unit, a distance L12 from the
第3の画像形成部については前述した第2画像形成部と同様に、保護用の現像剤像がトナー帯電ブラシ11からの吐き出しトナー回収よりも前にクリーニングブレード6Kに回収するよう制御する。第4の画像形成部については前述した第1画像形成部と同様に、保護用の現像剤像がトナー帯電ブラシ11からの吐き出しトナー回収よりも前にクリーニングブレード6Kに回収するよう制御する。
In the third image forming unit, similarly to the above-described second image forming unit, control is performed such that the protective developer image is collected by the
以下、実施例1と比較例1及び2の条件で、実際に吐き出し工程を行った際のクリーニング性能の比較を行った。以下説明する。共通の条件として、各色の印字率1%の横線画像を耐久画像とし4000枚まで印字した。途中2000枚連続印字ごとにクリーニング性の評価画像として、印字率25%の各色ハーフトーン画像を印字し、画像不良(縦スジ)を確認した。画像形成装置100の設置環境は温度23℃/湿度50%で行った。
Hereinafter, comparison of the cleaning performance when the discharging process was actually performed under the conditions of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 was performed. This will be described below. As a common condition, a horizontal line image having a printing rate of 1% for each color was used as a durable image and printed up to 4000 sheets. A halftone image of each color having a printing rate of 25% was printed as an evaluation image of the cleaning property every 2000 continuous printings on the way, and image defects (vertical stripes) were confirmed. The
なお、比較例2では、吐き出し工程で現像ローラ17と感光ドラム1は接触した状態で、保護用の現像剤像として1ドット横線を合計30ドット分パージしている。また、実施例1では、上述したように、吐き出し工程で現像ローラ17と感光ドラム1は接触した状態で、保護用の現像剤像として1ドット横線を合計40ドット分パージしている。
In Comparative Example 2, the developing
表1のように比較例1ではクリーニング不良による縦スジが発生し、比較例2でも軽微に縦スジが発生してしまった。しかし実施例1の構成では、クリーニング不良の発生が無かった。これは保護用の現像剤像を供給することで、感光ドラム1に外添剤(外添粒子)が移行し、クリーニングブレード6のエッジ部でバリア層の役割となる阻止層が形成され、クリーニング性能が向上するためである。
As shown in Table 1, in Comparative Example 1, vertical streaks occurred due to poor cleaning, and in Comparative Example 2, slight vertical streaks occurred. However, in the configuration of Example 1, no cleaning failure occurred. This is because an external additive (externally added particles) is transferred to the photosensitive drum 1 by supplying a protective developer image, and a blocking layer serving as a barrier layer is formed at an edge portion of the
図9のクリーニングブレードエッジ部の拡大図を用いて、クリーニング性能が向上するメカニズムを説明する。図9のように、クリーニングブレード6は感光ドラム1の回転方向に対してカウンタ方向に当接しており、感光ドラム1の回転に伴いクリーニングブレードエッジ部が巻き込まれた状態になっている。この巻き込まれたくさびの部分に、前述した感光ドラム1に移行したトナー外添剤が溜まり、層を形成する(以下、阻止層21と呼ぶ)。もし阻止層21がいない状態でトナーをクリーニングしようとすると、エッジの巻き込まれたくさび部分からトナーが潜り込みやすくなり、クリーニング不良が発生しやすくなる。図9のようにクリーニングブレードエッジ部(接触部)に阻止層21が存在すると、前述したトナーの潜り込みがなくなり、クリーニング性能が向上する。一方でこの阻止層21は20nm程度のトナー外添剤で形成されているため、常に一定量の外添剤がクリーニングブレードエッジ部から抜けて無くなっていく。さらに吐き出し工程にてトナー帯電ブラシ11から吐き出されてくるトナーは、トナー帯電ブラシ11のバイアスでトナー電荷が付与されており、−65〜−100μC/gである。一方現像ローラ17に保持しているトナーの電荷は−30μC/gくらいである。トナー電荷が高くなるほど、感光ドラム1との付着力が強くなるので、感光ドラム1の回転に伴って阻止層21に侵入して、阻止層21を破壊しやすい。よってトナー帯電ブラシ11からの吐き出しトナーはクリーニング不良しやすいため、吐き出しトナー回収前には十分な阻止層21が必要となる。したがって、本実施例では吐き出しトナー回収直前に、十分な阻止層21を形成しておくため、保護用の現像剤像を感光ドラム1上に形成している。表1から、吐き出しトナー回収によるクリーニング不良防止のために必要な保護用の現像剤像量は、30ドット横線では少し足りず、40ドット横線必要なことがわかる。
A mechanism for improving the cleaning performance will be described with reference to an enlarged view of the cleaning blade edge portion in FIG. As shown in FIG. 9, the
以上説明してきたように、本実施例の構成を用いれば、トナー帯電ブラシ11からのトナー回収がある場合でも、クリーニング不良による縦スジ画像の発生を防ぐことができる。
As described above, the use of the configuration of the present embodiment can prevent the generation of a vertical stripe image due to defective cleaning even when toner is collected from the
本実施例は、実施例1に対して吐き出し工程におけるトナー帯電ブラシ11に印加する負極性側へのバイアスを、一定値ではなく段階的に増加させることを特徴とする。その他の構成は、実施例1と同様である。本実施例のようなバイアスにすることで、トナー帯電ブラシ11から一度に吐き出されるトナーの量を減少させることができ、クリーニング不良による縦スジ画像の発生を防ぐことができる。
This embodiment is characterized in that the bias to the negative polarity applied to the
図10を用いて、吐き出し工程におけるトナー帯電ブラシ11に印加するバイアスについて比較例2と実施例2を比較して説明する。図10ではトナー帯電ブラシ11からの吐き出し量を縦棒で示しており、縦方向の長さが長いほど吐き出し量が多いことを示している。まず比較例2では、トナー帯電ブラシ11に印加するバイアスを、+1kVから−1kVを交互に0.2秒ごと10回ずつ変動させることにより、トナーの吐き出しを行っている。このような吐き出し方では、図10のようにトナー吐き出し量が先端側に偏って吐き出されてしまう。
The bias applied to the
これに対し実施例2では、トナー帯電ブラシ11に印加するバイアスを、0.2秒ごと変動させるのは比較例2と同じである。しかし変動させるバイアスを図10のように、1回目は+1kVから+900V、2回目は+1kVから+800V、と100Vずつ段階的に増やしていき、20回目で+1kVから−1kVに変動させるようにした。増減の幅を徐々に大きくすることにより1回に吐き出されるトナー量を、図10のように少量ずつに抑えることができた。ただしトナー帯電ブラシ11の性能を維持するため、吐き出すトナーの総量は実施例2でも比較例2と同等にしたいため、吐き出し回数は比較例2の2倍となる20回とした。また、現像ローラ17と感光ドラム1は画像形成時から継続して当接状態になっている。
On the other hand, in the second embodiment, the bias applied to the
トナー帯電ブラシ11の先端には、正極性の+1kVのバイアス印加によって、負に帯電したトナーが保持されている。図10の実施例2では、初期の段階では、正バイアスの範囲で、バイアス値の増減が繰り返されているが、徐々に正極性のバイアス印加が弱くなることで、まずは帯電ブラシの先端に弱い力で蓄積されたトナーが吐き出される。そして、更に正極性のバイアス印加が弱くなると、帯電ブラシの先端に強い力で蓄積されていたトナーも吐き出される。そして、更にバイアス印加の増減幅が大きくなり、正バイアスと負バイアスが交互に印加されるようになると、実施例1で説明したトナー帯電ブラシ11における目詰まりトナーの吐き出しが行われるようになる。このように、徐々にトナー帯電ブラシ11の印加バイアスの増減幅を大きくすることで、トナー吐き出しの平準化を実現できる。平準化されると、単位面積当たりのトナー吐き出し量が少なくなり、逆転写効率が上昇するという効果が得られる。また、クリーニングブレード6のクリーニング能力が低下しているような場合でも、一度に大量なトナーをクリーニングブレード6に供給することがなく、クリーニグ不良の発生を防止できる。
A negatively charged toner is held at the tip of the
実際に吐き出し工程を行った時のクリーニング性能の比較を行った。共通条件として、各色の印字率1%の横線画像を耐久画像とし4000枚まで印字した。途中2000枚連続印字ごとにクリーニング性の評価画像として、印字率25%の各色ハーフトーン画像を印字し、画像不良(縦スジ)を確認した。画像形成装置100の設置環境は温度23℃/湿度50%で行った。吐き出し工程での保護用の現像剤像は比較例2、および、実施例2共に、30ドット横線とした。
The cleaning performance was compared when the discharging process was actually performed. As a common condition, a horizontal line image of a printing rate of 1% for each color was used as a durable image and printed up to 4000 sheets. A halftone image of each color having a printing rate of 25% was printed as an evaluation image of the cleaning property every 2000 continuous printings on the way, and image defects (vertical stripes) were confirmed. The
表2のように比較例2ではクリーニング不良による軽微な縦スジが発生してしまったが、実施例2の構成では、保護用の現像剤像が30ドット横線でも、クリーニング不良の発生が無かった。実施例2の構成でクリーニング不良の発生が無かった理由は、トナー帯電ブラシ11からの一度に吐き出すトナー量が減ったことで、一気に阻止層21が破壊されることが無くなり、トナーがすり抜けにくくなったからである。
As shown in Table 2, in Comparative Example 2, slight vertical stripes were generated due to defective cleaning. However, in the configuration of Example 2, no defective cleaning occurred even when the protective developer image was a horizontal line of 30 dots. . The reason for no occurrence of cleaning failure in the configuration of the second embodiment is that the amount of toner expelled from the
以上説明してきたように、本実施例の構成を用いれば、保護用の現像剤像量が実施例1の40ドット横線よりも少ない30ドット横線でもクリーニング不良による縦スジ画像の発生を防ぐことができる。よって保護用の現像剤像による過剰なトナー消費を抑えることができる。 As described above, by using the configuration of the present embodiment, it is possible to prevent the generation of the vertical stripe image due to the cleaning failure even with the 30-dot horizontal line in which the amount of the protective developer image is smaller than the 40-dot horizontal line of the first embodiment. it can. Therefore, excessive toner consumption by the protective developer image can be suppressed.
また、本実施例のようなトナー帯電ブラシ11の段階的なバイアス変動を行う制御を、環境センサ102が所定の温度以下を検知した場合にのみ行うようにしてもよい。クリーニング不良は、クリーニングブレード6のゴム弾性率が低下し感光ドラムに対する追従性が落ちる低温環境になるほど発生しやすくなる。よって、例えば25℃以下を検知した場合にのみ、本実施例の制御を行うことで、バイアス変動させる回数を必要以上に増やすことなく、クリーニング不良の発生を防ぐことができる。
Further, the control for performing the stepwise bias fluctuation of the
実施例1及び2では、図6及び8トナー吐き出しシーケンスで、例えばトナー帯電ブラシ11から供給される負極性の電荷が付与されたトナーを第1及び第4の画像形成部で、一方、正極性の電荷が付与されたトナーを第2及び第3の画像形成部で回収した。しかし、これに限定されない。例えば、第1及び第4の画像形成部で正極性の電荷が付与されたトナーを、第2及び第3の画像形成部で負極性の電荷が付与されたトナーを回収しても良い。どの極性のトナー(現像剤)を、どの画像形成部で回収するかは任意である。
In the first and second embodiments, in the toner discharge sequence in FIGS. 6 and 8, for example, the toner supplied with the negative charge supplied from the
[他の実施例]
実施例1乃至3では、保護用の現像剤像は第1〜第4の画像形成部で同じ量としたが、下流側の画像形成部に行くほど減少させても良い。これは、トナー帯電ブラシ11からの吐き出しトナーの回収量は下流側画像形成部になるほど減少するので、クリーニング不良も発生しにくい。よって下流側の画像形成部での保護用の現像剤像量も減らしてもよい。即ち、第2の画像形成部で供給される保護用の現像剤量は、第1の画像形成部で供給される保護用の現像剤量よりも少なくとも良い。
[Other Examples]
In the first to third embodiments, the amount of the protective developer image is the same in the first to fourth image forming units, but may be reduced toward the downstream image forming unit. This is because the recovery amount of the toner discharged from the
また、本実施例での保護用の現像剤像は、トナー帯電ブラシ11からのトナー回収直前に行ったが、これに加えて更にトナー帯電ブラシから吐き出された現像剤(第1の現像剤)の回収直後に行ってもよい。これはトナー帯電ブラシ11からのトナー回収でクリーニング不良は出なかったものの、阻止層21が減少してしまって、その後クリーニング不良が発生する恐れがある。この阻止層21を補うために、トナー帯電ブラシ11からのトナー回収直後に、図6のT5や、図8のT15と同様に保護用の現像剤像(第3の現像剤)の供給を行う。
Further, in the present embodiment, the developer image for protection was performed immediately before the toner was collected from the
1 感光ドラム
2 帯電ローラ
3 スキャナユニット
4 現像ユニット
5 中間転写ベルト
6 クリーニングブレード
7 プロセスカートリッジ
8 1次転写ローラ
9 2次転写ローラ
10 定着装置
11 トナー帯電ブラシ
12 記録材
13 感光体ユニット
14 クリーニング枠体
15 トナー
16 トナー収容室
17 現像ローラ
18 トナー供給ローラ
19 現像ブレード
20 トナー撹拌部材
21 阻止層
23 カム
51 駆動ローラ
52 2次転写対向ローラ
53 従動ローラ
100 画像形成装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (13)
前記現像剤担持体からの現像剤が現像される像担持体と、
中間転写体と、
前記像担持体上で現像された現像剤像を前記中間転写体に転写する為の転写バイアスを印加する転写部材と、
前記中間転写体に転写された現像剤像が記録材に転写された後に、前記中間転写体に残留した残現像剤を回収し一時的に保持する保持装置と、
前記像担持体に接触し、前記像担持体に担持された現像剤を除去するクリーニング部材と、を備え、
前記保持装置が保持する第1の現像剤を、前記中間転写体に移動させ、前記中間転写体から前記像担持体に逆転写させる動作が実行可能な画像形成装置において、
前記逆転写された現像剤が前記クリーニング部材に供給される前に、前記クリーニング部材に前記現像剤担持体からの現像剤が供給されるよう、前記現像剤担持体は前記像担持体に第2の現像剤を供給することを特徴とする画像形成装置。 A developer carrying member carrying a developer to which externally added particles are added,
An image carrier on which a developer from the developer carrier is developed;
An intermediate transfer member,
A transfer member for applying a transfer bias for transferring a developer image developed on the image carrier to the intermediate transfer member,
After the developer image transferred to the intermediate transfer member is transferred to a recording material, a holding device that collects and temporarily holds the remaining developer remaining on the intermediate transfer member,
A cleaning member that comes into contact with the image carrier and removes a developer carried on the image carrier.
An image forming apparatus capable of performing an operation of moving a first developer held by the holding device to the intermediate transfer body and performing reverse transfer from the intermediate transfer body to the image carrier.
Before the reverse-transferred developer is supplied to the cleaning member, the developer carrier is attached to the image carrier so that the developer is supplied to the cleaning member from the developer carrier. An image forming apparatus comprising:
前記帯電部材は、静電潜像の現像を行う際の現像剤の帯電極性とは逆極性のバイアス印加で、前記中間転写体が担持する現像剤を帯電することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の画像形成装置。 The holding device includes a charging member,
4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the charging member charges the developer carried on the intermediate transfer member by applying a bias having a polarity opposite to a polarity of the developer when developing the electrostatic latent image. 4. The image forming apparatus according to any one of 3.
前記環境センサが検知した温度が所定の温度以下に対応する場合に、前記帯電部材は、印加するバイアスの増減を交互に行いながらバイアスを印加し、更に前記増減の幅を徐々に大きくすることを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。 Further equipped with an environmental sensor,
When the temperature detected by the environment sensor corresponds to a predetermined temperature or less, the charging member applies a bias while alternately increasing and decreasing the applied bias, and further gradually increases the increase / decrease range. The image forming apparatus according to claim 6, wherein:
前記第2の現像剤担持体からの現像剤が現像される第2の像担持体と、
前記第2の像担持体上で現像された現像剤像を前記中間転写体に転写する為の転写バイアスを印加する第2の転写部材と、
前記第2の像担持体に接触し、前記第2の像担持体に担持された現像剤を除去する第2のクリーニング部材と、を備え、
前記第2の転写部材により逆転写された現像剤が前記第2のクリーニング部材に供給される前に、前記第2のクリーニング部材に前記第2の現像剤担持体からの現像剤が供給されるよう、前記第2の現像剤担持体は前記第2の像担持体に第4の現像剤を供給することを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の画像形成装置。 A second developer carrier that carries a developer to which externally added particles are added;
A second image carrier on which a developer from the second developer carrier is developed;
A second transfer member for applying a transfer bias for transferring a developer image developed on the second image carrier to the intermediate transfer member;
A second cleaning member that comes into contact with the second image carrier and removes the developer carried on the second image carrier.
Before the developer reversely transferred by the second transfer member is supplied to the second cleaning member, the developer from the second developer carrier is supplied to the second cleaning member. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the second developer carrier supplies a fourth developer to the second image carrier.
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