JP2022129271A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2022129271A
JP2022129271A JP2021027929A JP2021027929A JP2022129271A JP 2022129271 A JP2022129271 A JP 2022129271A JP 2021027929 A JP2021027929 A JP 2021027929A JP 2021027929 A JP2021027929 A JP 2021027929A JP 2022129271 A JP2022129271 A JP 2022129271A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
charging
image forming
developing
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021027929A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2022129271A5 (ja
Inventor
修一 鉄野
Shuichi Tetsuno
進介 小林
Shinsuke Kobayashi
和弘 船谷
Kazuhiro Funatani
利彦 ▲高▼山
Toshihiko Takayama
淳 原
Atsushi Hara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2021027929A priority Critical patent/JP2022129271A/ja
Priority to US17/673,643 priority patent/US20220269206A1/en
Priority to CN202210154429.0A priority patent/CN114967392A/zh
Publication of JP2022129271A publication Critical patent/JP2022129271A/ja
Publication of JP2022129271A5 publication Critical patent/JP2022129271A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/0005Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge for removing solid developer or debris from the electrographic recording medium
    • G03G21/0035Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge for removing solid developer or debris from the electrographic recording medium using a brush; Details of cleaning brushes, e.g. fibre density
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/50Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control
    • G03G15/5033Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control by measuring the photoconductor characteristics, e.g. temperature, or the characteristics of an image on the photoconductor
    • G03G15/5037Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control by measuring the photoconductor characteristics, e.g. temperature, or the characteristics of an image on the photoconductor the characteristics being an electrical parameter, e.g. voltage
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/02Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices
    • G03G15/0208Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus
    • G03G15/0216Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus by bringing a charging member into contact with the member to be charged, e.g. roller, brush chargers
    • G03G15/0225Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus by bringing a charging member into contact with the member to be charged, e.g. roller, brush chargers provided with means for cleaning the charging member
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/02Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices
    • G03G15/0266Arrangements for controlling the amount of charge
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/065Arrangements for controlling the potential of the developing electrode
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/0005Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge for removing solid developer or debris from the electrographic recording medium
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/0005Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge for removing solid developer or debris from the electrographic recording medium
    • G03G21/0011Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge for removing solid developer or debris from the electrographic recording medium using a blade; Details of cleaning blades, e.g. blade shape, layer forming
    • G03G21/0023Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge for removing solid developer or debris from the electrographic recording medium using a blade; Details of cleaning blades, e.g. blade shape, layer forming with electric bias
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/0005Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge for removing solid developer or debris from the electrographic recording medium
    • G03G21/0047Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge for removing solid developer or debris from the electrographic recording medium using electrostatic or magnetic means; Details thereof, e.g. magnetic pole arrangement of magnetic devices
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/0005Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge for removing solid developer or debris from the electrographic recording medium
    • G03G21/0064Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge for removing solid developer or debris from the electrographic recording medium using the developing unit, e.g. cleanerless or multi-cycle apparatus

Abstract

【課題】 帯電部材にトナーが付着することによる感光ドラムの表面の帯電不良を抑制し、好適に現像手段での残留トナーの回収を行う。【解決手段】 帯電部材の表面を清掃する清掃動作を実施することが可能である画像形成装置であって、制御部は、清掃動作において、正規極性とは逆極性の現像電圧を現像部材に印加するように制御し、帯電部において帯電電圧と像担持体の表面に形成される表面電位との間の電位差が放電開始電圧以下となる正規極性の帯電電圧を帯電部材に印加するように制御する。【選択図】 図7

Description

本発明は、電子写真プロセス等を利用した画像形成装置に関するものである。
従来から、複写機やレーザープリンターなどの電子写真プロセスを利用した画像形成装置の方式の1つとして、特許文献1において、感光ドラムに専用のトナークリーニング手段を設けないドラムクリーナレス方式が提案されている。
ドラムクリーナレス方式の画像形成装置では、現像手段が転写後の感光ドラム上に残留した転写残トナーなどを回収する回収手段を兼ねる。現像手段に回収された残留トナーはトナー像の現像に再利用される。そのため、専用のトナークリーニング手段と回収した残留トナーを保管する容器が不要であり、画像形成装置の小型化、低コスト化が可能となる。
特開平2-272589号公報
しかしながら、特許文献1において、以下のような課題があった。ドラムクリーナレス方式において、感光ドラム上に多量の残留トナーが発生した場合には、感光ドラムを帯電する帯電部材に多量のトナーが付着することがある。それによって、帯電部材の感光ドラムへの帯電不良が生じ、感光ドラムの表面に形成された表面電位と現像部材との間に形成される電位差を所望な値に制御することが出来なくなる。結果として、現像手段での残留トナーの回収不良や現像手段からの意図しないトナー現像に伴う画像不良が発生することがあった。
そこで、本発明の目的は、帯電部材にトナーが付着することによる感光ドラムの表面の帯電不良を抑制し、好適に現像手段での残留トナーの回収を行うこととする。
以上より、本発明は、回転可能な像担持体と、前記像担持体に接触して帯電部を形成し、前記帯電部において前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、前記像担持体と接触して現像部を形成し、前記現像部において前記像担持体の表面に正規極性に帯電したトナーを供給することによってトナー像を現像する回転可能な現像部材と、前記像担持体と対向する転写部を形成し、前記転写部において前記トナー像を前記像担持体から被転写体へ転写する転写部材と、前記帯電部材に帯電電圧を印加する帯電電圧印加部と、前記現像部材に現像電圧を印加する現像電圧印加部と、前記帯電電圧印加部と前記現像電圧印加部と、を制御する制御部と、を有し、前記転写部において前記像担持体の表面に形成された前記トナー像が被転写体に転写された後、前記像担持体の表面に残留したトナーが前記現像部材により回収され、前記像担持体と前記帯電部材と前記現像部材と、が回転した状態で、被転写体に前記トナー像を形成する画像形成動作と前記帯電部材の表面を清掃する清掃動作と、を実施することが可能である画像形成装置であって、前記制御部は、前記清掃動作において、前記正規極性とは逆極性の前記現像電圧を前記現像部材に印加するように制御し、前記帯電部において前記帯電電圧と前記像担持体の表面に形成される表面電位との間の電位差が放電開始電圧以下となる前記正規極性の前記帯電電圧を前記帯電部材に印加するように制御することを特徴とする。
以上説明したように、本発明によれば、帯電部材にトナーが付着することによる感光ドラムの表面の帯電不良を抑制し、好適に現像手段での残留トナーの回収を行うことができる。
実施例1における画像形成装置の説明図である。 実施例1におけるブラシ部材の模式図である。 実施例1における制御ブロック図である。 実施例1における現像部での電位関係を説明する図である。 実施例1における帯電ローラのトナー汚れに伴う帯電不良を説明する図である。 実施例1における帯電ローラのトナー汚れに伴う帯電不良を説明する図である。 実施例1における帯電ローラのトナー汚れのクリーニング動作を説明する図である。 実施例3における画像形成装置の説明図である。
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。
1.画像形成装置
図1は、本発明に係る画像形成装置100の一実施形態の概略構成を示すものである。本実施例の画像形成装置100は、クリーナーレス方式及び接触帯電方式を採用したモノクロレーザビームプリンタである。
本実施例における画像形成装置100には、像担持体としての円筒型の感光体、即ち、感光ドラム1が設けられている。感光ドラム1の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ2、現像手段としての現像装置3が設けられている。また、図1において感光ドラム1の回転方向における帯電ローラ2と現像装置3との間には、露光手段としての露光装置4が設けられている。また、感光ドラム1には転写手段としての転写ローラ5が圧接されている。
本実施例における感光ドラム1は負帯電性の有機感光体である。この感光ドラム1は、アルミニウムのドラム状の基体上に感光層を有しており、駆動手段110としての駆動モータによって図中矢印の方向(時計回り方向)に所定のプロセススピードで回転駆動される。本実施例では、プロセススピードは、感光ドラム1の周速度(表面移動速度)に相当し140mm/secであり、感光ドラム1の外径は24mmである。
帯電部材である帯電ローラ2は、感光ドラム1に所定の圧接力で接触し、帯電部を形成する。また、帯電電圧印加手段としての帯電高圧電源E1(図3)によって、所望の帯電電圧を印加され、感光ドラム1の表面を所定の電位に均一に帯電させる。本実施例では、感光ドラム1の表面は、帯電ローラ2により負極性に帯電される。帯電処理時に、帯電ローラ2には、帯電電源E1により、所定の帯電電圧(帯電バイアス)が印加される。本実施例では、帯電処理時に、帯電ローラ2には、帯電電圧として負極性の直流電圧が印加される。本実施例における帯電電圧は、一例として、-1300Vとした。これにより、本実施例では、感光ドラム1の表面は、-700Vの暗部電位Vdに一様に帯電処理される。なお、帯電ローラ2は、より詳細には、感光ドラム1の回転方向に関して感光ドラム1との接触部の上流側及び下流側に形成される感光ドラム1との間の微小な空隙の少なくとも一方で発生する放電によって感光ドラム1の表面を帯電させる。ただし、ここでは、感光ドラム1の回転方向に関する、帯電ローラ2と感光ドラム1との接触部が、帯電部であると擬制して説明する。
露光ユニットである露光装置4は、本実施例では、レーザスキャナ装置であり、ホストコンピュータ等の外部装置から入力された画像情報に対応したレーザ光を出力し、感光ドラム1の表面を走査露光する。この露光により、感光ドラム1の表面に画像情報に応じた静電潜像(静電像)が形成される。本実施例では、一様に帯電処理されて形成された感光ドラム1の表面の暗部電位Vdは、露光装置4によって露光されることで絶対値が低下して、-100Vの明部電位Vlとなる。ここでは、感光ドラム1の回転方向に関する、感光ドラム1上の露光装置4によって露光される位置が、露光部(露光位置)であるものとする。尚、露光装置4としては、レーザスキャナ装置に限定されることはなく、例えば、感光ドラム1の長手方向に沿って複数のLEDが配列されたLEDアレイを採用しても良い。
本実施例では現像方式として接触現像方式を用いる。現像装置3は、現像部材、現像剤担持体としての現像ローラ31、現像剤供給手段としてのトナー供給ローラ32、トナーを収容するトナー収容室33、現像ブレード34を含む。トナー収容室33からトナー供給ローラ32により現像ローラ31に供給されたトナーは、現像ローラ31と現像ブレード34との接触部であるブレードニップを通過することで、所定の極性に帯電される。現像ローラ31上に担持されたトナーは、現像部において、静電像に応じて、現像ローラ31から感光ドラム1に移動する。ここでは、感光ドラム1の回転方向に関する、現像ローラ31と感光ドラム1との接触部が、現像部であるものとする。本実施例では、現像ローラ31は、感光ドラム1と現像ローラ31との接触部で感光ドラム1と現像ローラ31とが順方向に移動するように反時計回り方向に回転駆動される。なお、現像ローラ31を駆動する駆動手段11としての駆動モータは、感光ドラム1の駆動手段11と共通のメインモータであってよいし、別々の駆動モータが感光ドラム1、現像ローラ31を各々回転させてもよい。現像時に、現像ローラ31には、現像電圧印加手段としての現像電源E2(図3)により、所定の現像電圧(現像バイアス)が印加される。本実施例では、現像時に、現像ローラ31には、現像電圧として負極性の直流電圧が印加され、現像電圧を-380Vとした。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1上の画像形成部である露光面(イメージ部)に、感光ドラム1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。この現像方式を反転現像方式という。本実施例では、現像時のトナーの帯電極性である正規極性は負極性である。なお、本実施例では、一成分非磁性接触現像法を採用したが、本発明は斯かる態様に限定されるものではなく、二成分非磁性接触現像法、非接触現像法、磁性現像法などを採用してもよい。二成分非磁性接触現像法は、現像剤として非磁性トナーと磁性キャリアとを備えた二成分現像剤を用い、現像剤担持体上に担持した現像剤を感光ドラム1に接触させて現像を行う方法である。非接触現像法は、感光に対して非接触で対向配置された現像剤担持体上から感光体上にトナーを飛翔させて現像を行う方法である。また、磁性現像法は、感光体に対して接触又は非接触で対向配置された、磁界発生手段としてのマグネットを内蔵する現像剤担持体上に、磁力によって磁性トナーを担持して現像を行う方法である。なお、本実施例では中心平均粒径が6μm、正規の帯電極性が負極性のトナーを用いている。
転写部材としての転写ローラ5としては、ポリウレタンゴムやEPDM(エチレン・プロピレン・ジエンゴム)、NBR(ニトリルブタジエンゴム)などから成るスポンジゴムなどの弾性部材で構成されたものを好適に用いることが出来る。転写ローラ5は感光ドラム1に向けて押圧され、感光ドラム1と転写ローラ5とが圧接する転写部を形成する。転写時に、転写ローラ5には、転写電圧印加手段としての転写電源E3(図3)により、所定の転写電圧(転写バイアス)が印加される。本実施例では、転写時に、転写ローラ5には、転写電圧としてトナーの正規極性とは逆極性(本実施例では正極性)の直流電圧が印加される。本実施例では、この転写時の転写電圧は、一例として、+1000Vである。そして、転写ローラ5と感光ドラム1との間に形成される電界の作用により、感光ドラム1から記録材Sへとトナー像が静電的に転写される。
感光ドラム1上に形成されたトナー像が転写部に到達するタイミングに合わせてカセット6に格納された記録材としての転写材Sが給紙ユニット7により給紙され、レジストローラ対8を通り、転写部に搬送される。感光ドラム1上に形成されたトナー像は、転写高圧電源によって所定の転写電圧が印加された転写ローラ5により、転写材S上に転写される。
トナー像を転写された後の転写材Sは、定着器9に搬送される。定着器9は、不図示の定着ヒータと定着ヒータの温度を測定する不図示のサーミスタを内蔵した定着フィルム91と、定着フィルム91に圧接するための加圧ローラ92を備えたフィルム加熱方式の定着器である。そして、転写材Sは加熱及び加圧されることによりトナー像が定着されて、排紙ローラ対12を通過して機外へ排出される。
また、転写材Sに転写されずに感光ドラム1に残留した転写残トナーは、以下の工程で除去される。
転写残トナーには正極性に帯電しているトナーや、負極性に帯電しているものの充分な電荷を有していないトナーが混在する。転写残トナーは帯電ローラ2において、帯電部で放電により再び負極性に帯電される。帯電ローラ2において再び負極性に帯電させられた転写残トナーは、感光ドラム1の回転に伴い現像部に到達する。ここで、現像部に到達した感光ドラム1の表面に静電潜像が形成され画像形成部を形成している場合と、静電潜像が形成されない非画像形成部を形成している場合とがある。現像部に到達した転写残トナーの挙動について、感光ドラム1の画像形成部と非画像形成部に分けて説明する。
感光ドラム1の画像形成部に付着している転写残トナーは、現像部において感光ドラム1から現像ローラ31に転移されず、現像ローラ31から現像されたトナーとともに転写部に移動し、転写材Sに転写されて画像形成に供される。
一方、感光ドラム1の非画像形成部に付着している転写残トナーは、帯電部によって正規極性である負極性に再帯電され、現像部において感光ドラム1の非画像形成部電位と現像電圧との電位差により現像ローラ31に転移し、トナー収容室33中に回収される。なお、トナー収容室33に回収されたトナーは、再度、画像形成に使用される。
感光ドラム1の回転方向において、転写部と帯電部の間の感光ドラム1の帯電電位を除電する手段としての前露光装置13が設けられている。これは、転写による感光ドラム1の表面電位のムラを均すことで帯電部での放電を安定させ、均一な帯電電位を得るためである。
2.ブラシ部材の構成
次に、本実施例における紙粉除去機構について説明する。図1に示した通り、本実施例における画像形成装置100は、紙粉除去機構としての接触部材であるブラシ部材10(回収部材)を有する。本実施例では、画像形成装置100は、感光ドラム1の回転方向に関して転写部よりも下流側かつ帯電部よりも上流側で感光ドラム1の表面に接触してブラシ接触部(ブラシ接触位置)を形成する、ブラシ部材10を有する。ここでは、感光ドラム1の回転方向に関する、ブラシ部材10と感光ドラム1との接触部が、ブラシ接触部であるものとする。
図2(a)は、単体の状態のブラシ部材10をその長手方向(感光ドラム1の回転軸線方向と略平行)に沿って見た模式図である。また、図2(b)は、感光ドラム1に当接させた状態のブラシ部材10をその長手方向に沿って見た模式図である。
ブラシ部材10は、固定配置される導電性の固定ブラシ11でブラシ部が構成されている。ブラシ部材10は、図2に示すように、感光ドラム1の表面を摺擦する複数の毛材である導電性6ナイロン製のパイル糸11aと、パイル糸11aを支持する基布11bで構成される。上述のように、このブラシ部材10が、感光ドラム1の移動方向(回転方向)において、転写部よりも下流側、かつ、帯電部よりも上流側で感光ドラム1と接触するように配置されている。
ブラシ部材10は、その長手方向が感光ドラム1の回転軸線方向と略平行となるように配置される。本実施例では、固定ブラシ11は、導電剤としてカーボンを含有した合成繊維で形成された基布11bに、導電性物質を配合したナイロンの繊維で形成された導電糸11aが織り込まれて構成されている。なお、導電糸11aの材料としては、ナイロンの他に、レーヨン、アクリル、ポリエステルなどを用いてもよい。
図2(a)に示すように、ブラシ部材10が単体の状態、すなわち、導電糸11aを屈曲させようとする力が外部からかかっていない状態で、基布11bから露出している導電糸11aの先端までの距離をL1とする。本実施例では、L1は6.5mmである。ブラシ部材10は、基布11bが、両面テープなどの固定手段によって、画像形成装置100の所定の位置に設置された支持部材(図示せず)に固定され、導電糸11aの先端が感光ドラム1に対して侵入するようにして配置される。本実施例では、上記支持部材と感光ドラム1との間のクリアランスは固定されている。そして、上記支持部材に固定されたブラシ部材10の基布11bから感光ドラム1までの最短距離をL2とする。本実施例では、L2とL1との差分をブラシ部材10の感光ドラム1に対する侵入量と定義する。本実施例では、ブラシ部材10の感光ドラム1に対する侵入量は1mmである。また、本実施例では、図2(a)に示すように、ブラシ部材10が単体の状態で、ブラシ部材10の感光ドラム1の周方向(以下、「短手方向」という。)の長さL3は5mmである。また、本実施例では、ブラシ部材10の長手方向の長さは216mmである。これにより、感光ドラム1の回転軸線方向に関して、感光ドラム1上の画像形成領域(トナー像が形成されうる領域)の全域にブラシ部材10が接触出来るようになっている。また、本実施例では、導電糸11aの太さは2デニール、密度は240kF/inch2(kF/inch2はブラシの密度の単位であり、1平方インチ当たりのフィラメントの数を示す)である。以上、ブラシ部材10は不図示の支持部材によって支持され、感光ドラム1に対して固定位置に配置されており、感光ドラム1の移動に伴って感光ドラム1の表面を摺擦する。
ブラシ部材10は、記録材Sから感光ドラム1上に転写部において転移した紙粉などの付着物を捕集(回収)し、感光ドラム1の移動方向においてブラシ部材10よりも下流側の帯電部、および、現像部へと移動する紙粉の量を低減する。
本実施例におけるブラシ部材10の感光ドラム1の周方向(以下、短手方向)の長さはL3=5mmに設定されているが、これに限定されるものではない。たとえば、画像形成装置やプロセスカートリッジの寿命に応じて適宜変更してもよい。ブラシ部材10の短手方向の長さが長いほど、より長期間紙粉を捕集出来ることは言うまでもない。
本実施例におけるブラシ部材10の長手方向の長さは216mmに設定されているが、これに限定されるものではない。たとえば、画像形成装置の最大通紙幅に応じて適宜変更してもよい。
本実施例におけるブラシ部材10の繊度は220T/96F(10000mあたり220gの太さの糸を96本束ねたものを意味している)としているが、紙粉のすり抜け性を考慮して決定することが望ましい。ブラシ部材10の繊度が小さいと紙粉をせき止める力が弱く、紙粉がすり抜けやすくなるため、帯電ローラ2による感光ドラム1の帯電を阻害し、画像不良が発生することがある。また、ブラシ部材10の繊度が大きすぎるとトナーや細かい紙粉を回収できず、帯電ローラ2の長手でトナーの付着ムラによる濃度ムラや、紙粉付着部での帯電不良による画像不良が発生する場合がある。
本実施例におけるブラシ部材10の密度は、240kF/inch2(kF/inch2はブラシの密度の単位であり、1平方インチ当たりのフィラメントの数を示す)としているが、トナーの通過性と紙粉捕集性を考慮して決めることが望ましい。すなわち、ブラシ部材10の密度が大きすぎるとトナーの通過性が悪化しトナーがスタックしてしまい、スタックしたトナーが飛散し機内汚れになるなど不具合が発生することがある。また、ブラシ部材10の密度が小さすぎると紙粉を捕集する能力が弱まってしまう。よって、導電糸11aの太さ、密度は、紙粉捕集性の観点からそれぞれ1~6デニール、150~350kF/inch2であることが好ましい。なお、ブラシ部材10の短手方向の長さは、長寿命対応の観点から3mm以上であることが好ましい。
また、ブラシ部材10には、ブラシ電圧印加手段としてのブラシ電源E4(図3)が接続されている。画像形成時に、ブラシ部材10には、ブラシ電源E4により、所定のブラシ電圧(ブラシバイアス)が印加される。本実施例では、画像形成時に、ブラシ部材10には、ブラシ電圧として負極性の直流電圧が印加される。本実施例では、この画像形成時のブラシ電圧は、一例として、-350Vである。
3.画像出力動作
画像形成装置100は、本実施例ではパーソナルコンピュータなどの外部機器(図示せず)からの1つの開始指示により単一又は複数の記録材Sに画像を形成する一連の動作である、画像出力動作(ジョブ)を実行する。ジョブは、一般に、画像形成工程(印字工程)、前回転工程、複数の記録材S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、実際に感光ドラム1への静電像の形成、静電像の現像(トナー像の形成)、トナー像の転写、トナー像の定着などを行う期間であり、画像形成時とはこの期間のことをいう。より詳細には、これら静電像の形成、トナー像の形成、トナー像の転写、トナー像の定着などを行う位置で、画像形成時のタイミングは異なる。前回転工程は、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Sに対して画像形成工程を連続して行う際(連続画像形成時)の記録材Sと記録材S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などが含まれる。
4.制御態様
図3は、本実施例の画像形成装置100の要部の制御態様を示す概略ブロック図である。画像形成装置100には、制御部150が設けられている。制御部150は、演算処理を行う中心的素子である演算制御手段としてのCPU151、記憶手段としてのROMやRAMなどのメモリ(記憶素子)152、制御部150に接続された各種要素との間の信号の授受を制御する入出力部(図示せず)などを有する。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150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る。制御部150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、所定の画像形成シーケンスを実行する。制御部150には、画像形成装置100の各部が接続されている。例えば、本実施例との関係では、制御部150には、帯電電源E1、現像電源E2、転写電源E3、ブラシ電源E4、駆動モータ110、前露光装置13などが接続されている。
5.転写残トナーの処理工程
次に、転写後の感光ドラム1上に残留する転写残トナーなどの、画像形成に使用されないトナーの処理工程について説明する。
感光ドラム1上に残留した転写残トナーなどには、トナーの正規極性とは逆の極性の正極性に帯電しているトナーや、負極性に帯電しているものの充分な電荷を有していないトナーが混在する。それらのトナーは、帯電ローラ2と感光ドラム1の当接部である帯電部の直前で、帯電ローラ2と感光ドラム1の間に形成された電位差による放電によって、十分に負極性に帯電される。それによって、負極性の帯電電圧が印加された帯電ローラ2との静電的な斥力を得ることで、帯電ローラ2にトナーが付着することなく、トナーは帯電部を通過する。また、帯電部での放電によって、十分に負極性に帯電されなかった一部のトナーは、一旦、帯電ローラ2上に付着する。しかし、帯電部において、帯電ローラ2と感光ドラム1との間で生じる摺擦や帯電電圧の印加によって、再度、負極性に帯電され、負極性の帯電電圧が印加された帯電ローラ2との静電的な斥力により、帯電ローラ2から感光ドラム1上に転移される。
帯電部において、負極性に帯電された感光ドラム1上の残留トナーは、感光ドラム1の回転に伴い現像部に到達した後に、以下のように処理される。
図4に、実施例1における現像部での感光ドラム1に形成された表面電位と現像電圧の関係を示す。図4に示すように、現像部における静電潜像が形成されない非画像形成部では、帯電ローラ2によって帯電された感光ドラム1の表面電位よりも現像電圧が相対的に正極性側の値となっている。そのため、感光ドラム1上の負極性に帯電された残留トナーは、上記電位の関係から、感光ドラム1上から現像ローラ31上へと転移し、その後、トナー収容室33中に回収される。
ここで、図4に示す非画像形成部での感光ドラム1の表面電位と現像電圧との電位差であるバックコントラスト(Vback)は、以下のように設定されることが好ましい。感光ドラム1上の負極性に帯電したトナーを現像ローラ31に回収するために、現像部でのVbackを十分に確保する。そして、現像ローラ31に担持されたトナーが感光ドラム1の表面に意図せず現像する、すなわち、後述するかぶりトナーの発生を抑制することが出来る値に設定することが好ましい。具体的には、Vbackは100Vから500V程度に設定することが好ましい。Vbackが100V以下の場合は、感光ドラム1の表面に付着した負極性に帯電したトナーの回収性を十分に確保することが出来ない。さらに、現像ローラ31上の負極性に帯電したトナーの感光ドラム1上への意図しない現像、すなわち、かぶりトナーが発生し易くなる。一方、Vbackが500Vよりも大きい場合は、Vbackが大きすぎることによって、現像ローラ31と感光ドラム1の間で発生する放電により、現像ローラ31上のトナーが正極性側に帯電する。よって、現像ローラ31上から感光ドラム1上にかぶりトナーが発生し易くなる。実施例1においては、感光ドラム1の表面電位Vdが-600V、現像電圧が-300Vとし、Vbackを300Vとした。
また、図4に示すように、現像部における静電潜像が形成されている画像形成部には、現像ローラ31上から感光ドラム1へと負極性に帯電したトナーを現像する電位関係である現像コントラスト(Vcont)が形成されている。そのため、感光ドラム1上の負極性に帯電されたトナーは、そのままトナー像として使用され、加えて、現像ローラ31からトナーが現像されることによってトナー像が形成され、転写部に移動して転写材Sに転写される。
しかしながら、転写後の感光ドラム1上の残留トナーが多量な場合は、帯電部での感光ドラム1上の残留トナーの負極性化を十分に行うことが出来ない。よって、正極性に帯電されたトナーが帯電ローラ2に付着して、帯電ローラ2上にトナー汚れが蓄積してしまうことがある。
転写後の感光ドラム1上の残留トナーが多量な場合として、特に、以下のような条件を満たす場合が挙げられる。高温高湿環境下でのプリント時や、実施例3のようなトナー収容室33への新たなトナー補給後のプリント時、タルクを填料として多量に含有した用紙(タルク紙)でのプリント時、画像形成装置100の寿命末期のプリント時、ジャム発生時などである。上記のような場合、帯電性が低下したトナーによるトナー汚れが多量に発生する。それによって、帯電ローラ2へのトナー汚れの蓄積が生じることがある。
図5に示すように、帯電ローラ2に多量のトナーが蓄積した場合、帯電ローラ2のトナー汚れ部で帯電ローラ2の感光ドラム1への帯電不良が発生し、Vbackが小さくなる。これは、帯電ローラ2の表面にトナーが付着することによって抵抗が高くなり、然るべき放電を行うことが出来なくなったためである。特に、Vbackが100Vよりも小さくなると、前述したように、現像部の非画像形成部で感光ドラム1上の負極性に帯電された残留トナーの現像ローラ31への回収不良が生じる。さらに、感光ドラム1上へのかぶりトナーが発生する恐れがある。感光ドラム1上の現像回収されなかった残留トナーや、かぶりトナーは、帯電ローラ2にトナー汚れとして付着し、さらに、帯電不良を助長する。そして、帯電ローラ2上のトナー汚れにより、帯電部での放電量が減少することで感光ドラム1の表面電位の絶対値が小さくなる。放電量の減少が進むほど、Vbackが小さくなるために、かぶりトナー量が増加する。その結果、最終的には、図6に示したように、帯電ローラ2のトナー汚れ部において、感光ドラム1をほぼ帯電することが出来なくなる。また、帯電ローラ2のトナー汚れによる感光ドラム1の帯電不良部へ現像されたトナーの一部は、記録材S上へ転写され、トナー汚れによる画像不良となる。
そこで、本実施例の画像形成装置100では、以下に説明する帯電ローラ2のクリーニング動作(清掃動作)を設けた。図7に、本実施例におけるクリーニング動作のタイミングチャートを示す。ここで、クリーニング動作を実行するトリガは、ユーザによるモード選択でもよいし、上記転写後の感光ドラム1上の残留トナーが多量な場合が想定される使用状況において、その状況を検知した場合でもよい。
T1において、帯電電圧、現像電圧を印加し、前露光装置13をONする。本実施例において、感光ドラム1を駆動する前に各種電圧を印加する。本実施例においては、帯電電圧を-500V、現像電圧を+200Vとした。帯電電圧は放電開始電圧以下の電圧としている。本実施例においては、放電開始電圧を-550Vとした。帯電電圧、現像電圧を印加することによって、接触部、現像部において感光ドラム1とブラシ部材10、感光ドラム1と現像ローラ31との間に、クリーニング動作に必要な電位差を形成することが出来る。帯電電圧、現像電圧が十分立ち上がった後、T2のタイミングにおいて、感光ドラム1の駆動が開始される。これによって、帯電電圧が印加され、帯電部において電位差が生じた感光ドラム1の表面に吐き出されたトナーを現像部において好適に回収することが出来る。クリーニング動作を所望の時間実行した後のT3において、まず感光ドラム1の駆動をOFFする。その後T4において、帯電電圧、現像電圧、前露光装置13の露光をほぼ同時にOFFする。ここで、T2からT3までが帯電ローラ2のクリーニング動作であり、本実施例では、駆動モータ110のONから駆動モータ110のOFFまでのT2からT3までの時間を、感光ドラム1の回転1周分に設定した。クリーニング動作中は、感光ドラム1に対し現像ローラ31と帯電ローラ2は当接状態である。また、T3とT4のタイミングは同時でもよい。
なお、本実施例においては、一律同じタイミングで帯電電圧、現像電圧、前露光装置13をONしたが、帯電電圧と現像電圧は駆動モータ110の駆動の前に印加される必要があるが、前露光装置13に関しては露光するタイミングを制御してもよい。具体的には、感光ドラム1の駆動が停止している状態で現像部を形成していた感光ドラム1の表面が前露光装置13の対向面、すなわち、感光ドラム1の表面を露光する前露光部に到達するタイミングで露光し始めてもよい。また、帯電部を形成していた感光ドラム1の表面が、感光ドラム1の表面を露光する前露光部に到達するタイミングで露光し始めてもよい。
クリーニング動作の長さは、最低限、帯電ローラ2が1周し、その1周した際に帯電部を形成している感光ドラム1の表面が現像部に到達する長さ分だけ実施することが好ましい。帯電ローラ2の全周をクリーニングし、帯電ローラ2から感光ドラム1の表面に吐き出したトナーを現像部で回収させるだけ回転させる必要があるためである。もちろん、それよりもクリーニング動作を長くしてもよい。本実施例においては、クリーニング動作を感光ドラム1周分の長さとした。
本実施例の帯電ローラ2のクリーニング動作の作用について説明する。
まず、現像電圧を正極性にすることで、帯電ローラ2のトナー汚れによる感光ドラム1の帯電不良が生じた場合でも、適正なVbackを形成することが出来る。そのため、帯電不良に伴う現像部での感光ドラム1上の残留トナーの回収不良や、かぶりトナーの発生を抑制することが出来る。
また、負極性の帯電電圧を印加した状態で、帯電ローラ2と感光ドラム1を回転駆動させることで、帯電ローラ2上に付着したトナーを負極性に帯電し、帯電ローラ2との静電的な斥力により帯電ローラ2から感光ドラム1上へと転移させることが出来る。
ここで、帯電ローラ2と負極性に帯電したトナーとの静電的な斥力を確保するために、帯電電圧は、帯電部での感光ドラム1の表面電位よりも負極性側に大きくする必要がある。
しかしながら、帯電電圧が感光ドラム1の表面電位に対して負極性側に大きすぎる場合には、帯電ローラ2と感光ドラム1との帯電部の直前で帯電ローラ2と感光ドラム1の間の放電量が多くなる。そのため、帯電ローラ2上に付着しているトナーの正極性化が促進されることがあり、帯電ローラ2上に付着したトナーを負極性化しづらくなる。
具体的には、クリーニング動作実施時の帯電電圧を、帯電部での感光ドラム1の表面電位よりも負極性側に大きくする。さらに、クリーニング動作実施時の帯電電圧と帯電部での感光ドラム1の表面電位との電位差を、画像形成動作におけるVcont以上とする。さらに、帯電ローラ2と感光ドラム1の間に生じる放電の放電閾値以下となるように、放電開始電圧以下の帯電電圧が印加されるように設定する。それによって、帯電ローラ2上の負極性に帯電したトナーの感光ドラム1へ転移させる作用と、帯電ローラ2上のトナーを負極性に帯電する作用を両立することが出来る。現像性を確保するために設定されているVcontよりも帯電部での電位差が大きくなるように制御することによって、帯電ローラ2からのトナーの吐き出し性能を向上させる働きがある。言い換えれば、Vcont以上の大きさの電位差を帯電部に形成すれば、電気的には十分にトナーが感光ドラム1の表面に転移することとなる。
本実施例では、帯電ローラ2のクリーニング動作実施時に、前露光装置13による感光ドラム1の除電を実施することで、クリーニング動作実施前の感光ドラム1の表面電位の履歴を消去して感光ドラム1の帯電電位をほぼ0Vにしている。そのため、帯電電圧と感光ドラム1の表面電位との電位差の制御が容易になる。
そして、帯電ローラ2上から感光ドラム1へと転移させた負極性に帯電したトナーを、適正なVbackを形成した現像部で、現像ローラ31へと転移させトナー収容室33へと回収することで帯電ローラ2上に付着したトナーを除去することができる。
6.本実施例における効果
次に、本実施例の帯電ローラ2のトナー汚れのクリーニング動作の効果確認手法ついて説明する。
本実施例の画像形成装置100を用いて、温度32.5℃、湿度90%の高温高湿環境にて、2枚毎のプリントを繰り返し実施した。画像形成装置100は新品状態でトナー収容室33内にはトナーを50g充填し、画像は印字率5%の文字画像パターンを用いた。記録材Sである用紙はタルク紙を採用し、CenturyStar紙(CENTURY PULP AND PAPER製、商品名)を用いた。比較例1、実施例1ともに、一定枚数毎にプリントした記録材S上の画像不良発生の有無と帯電ローラ2上のトナー汚れの状態を確認した。比較例1では、帯電ローラ2のトナー汚れのクリーニング動作を実施しない。一方、実施例1では、帯電ローラ2のトナー汚れのクリーニング動作を250枚に1回実施した。
Figure 2022129271000002

表1に示すように、比較例1では、積算プリント枚数が500枚に到達した時点で帯電ローラ2の両端部にトナー汚れが発生し始めた。そして、積算プリント枚数が750枚に到達した時点では帯電ローラ2の両端部のトナー汚れ部と一致する位置の用紙の上にトナー汚れによる画像不良が発生するようになった。さらに、プリント動作を継続し、積算プリント枚数が1200枚に達した時点では、帯電ローラ2のトナー汚れに伴う用紙上のトナー汚れによる画像不良が全域に発生するようになった。
一方、実施例1の構成では、1200枚印字している間、帯電ローラ2の汚れは若干悪化したが、画像弊害が発生することはなかった。これは、定期的に帯電ローラ2のクリーニング動作を行うことによって、帯電ローラ2に付着したトナーを感光ドラム1に転移させることが出来ていることを示唆している。クリーニング動作を定期的に行っても、少しずつ帯電ローラ2のトナー汚れが進むことがあるので、実施例2に記載するように、累積印字枚数が増えるほどシーケンス実行回数を増やしたりシーケンス実行時間を延ばしてもよい。
また、比較例1の状態で積算プリント枚数1200枚を実施した時点から、本実施例の帯電ローラ2のクリーニング動作を1回ずつ実施したときの帯電ローラ2のトナー汚れの状態変化も確認した。すると、クリーニング動作を実施する毎に、帯電ローラ2のトナー汚れが軽微になり、クリーニング動作を5回実施した時点で、ほぼ完全に帯電ローラ2のトナー汚れを除去することが出来た。この結果から、画像不良が出るような帯電ローラ2の状態でも、感光ドラム1の5周分のクリーニング動作を行うことで、帯電ローラ2に付着したトナーを除去することが出来たと言える。
以上の結果から、本実施例は、以下のような構成を有する。
回転可能な感光ドラム1と、感光ドラム1に接触して帯電部を形成し、帯電部において感光ドラム1の表面を帯電する帯電ローラ2を有する。また、感光ドラム1と接触して現像部を形成し、現像部において感光ドラム1の表面に正規極性に帯電したトナーを供給することによってトナー像を現像する回転可能な現像ローラ31を有する。感光ドラム1と対向する転写部を形成し、転写部においてトナー像を感光ドラム1から被転写体である記録材Sへ転写する転写ローラ5を有する。帯電ローラ2に帯電電圧を印加する帯電電圧印加部E1と、現像ローラ31に現像電圧を印加する現像電圧印加部E2と、帯電電圧印加部E1と現像電圧印加部E2と、を制御する制御部150を有する。
転写部において感光ドラム1の表面に形成されたトナー像が記録材Sに転写された後、感光ドラム1の表面に残留したトナーが現像ローラ31により回収されるように構成される。感光ドラム1と帯電ローラ2と現像ローラ31と、が回転した状態で、記録材Sにトナー像を形成する画像形成動作と帯電ローラ2の表面を清掃する清掃動作と、を実施することが可能である。
制御部150は、清掃動作において、現像部において現像ローラ31に正規極性とは逆極性の現像電圧が印加されるように制御する。また、制御部150は、帯電部において帯電電圧と感光ドラム1に形成された表面電位との間の電位差が放電開始電圧以下になるように正規極性の帯電電圧が印加されるように制御する。さらに、清掃動作における帯電部に形成される帯電電圧と感光ドラム1に形成された表面電位との間の電位差の方が、画像形成動作における現像部に形成される現像電圧と感光ドラム1に形成された表面電位との間の電位差よりも大きくなるように制御する。さらに、清掃動作時に、感光ドラム1の回転方向において、転写部より下流側で、かつ、帯電部よりも上流側の感光ドラム1の表面を除電する。感光ドラム1の表面の除電は、除電部材としての前露光装置13を用いる。
清掃動作における感光ドラム1の表面移動長さが、帯電ローラ2の1周分の長さと感光ドラム1の回転方向において帯電部から現像部の間の長さとを合算した合算値よりも長くなるように感光ドラム1を回転駆動させることが好ましい。
以上、説明したように、本実施例の帯電ローラ2のクリーニング動作を実施することで、以下のような効果を得ることが出来る。帯電ローラ2に多量のトナーが付着することによる帯電ローラ2への感光ドラム1の帯電不良を抑制することが出来る。そして、帯電不良に伴う現像部での感光ドラム1上の残留トナーの回収不良や、かぶりトナーの発生を抑制することが出来る。
また、本実施例においては、前露光装置13を設けた構成を記載したが、必ずしも前露光装置13を設けなくてもよい。帯電ローラ2のトナー汚れのクリーニング動作実施時において、感光ドラム1の表面電位の除電を前露光装置13により実施する代わりに、露光装置4による露光や転写ローラ5に正極性の電圧を印加して感光ドラム1の表面電位を除電してもよい。
また、本実施例において、帯電ローラ2を回転駆動させてもよい。帯電ローラ2を回転駆動させることで、感光ドラム1と周速差を設けることによって、帯電ローラ2の表面に付着したトナーが正規極性に帯電されやすい構成となる。感光ドラム1の表面の移動速度を100%としたときに、帯電ローラ2の表面の移動速度を95%から105%とすることが好ましい。
また、本実施例において、帯電ローラ2の表面に当接する摺擦部材としてのシート部材を設けてもよい。シート部材と帯電ローラ2の表面に付着したトナーが摺擦することによって、トナーが正規極性に帯電されやすい構成となる。
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施形態の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例1の画像形成装置のものと同じである。したがって、本実施形態の画像形成装置において、実施例1の画像形成装置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、実施例1の画像形成装置と同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
1.本実施例のクリーニング動作
本実施例では、表2に示すように、クリーニング動作を画像形成装置100の積算プリント枚数が増加するほど高頻度で実施するように設定した。クリーニング動作を、画像形成動作が完了した後に実施される後回転動作時に実行するように制御し、その実行頻度を積算プリント枚数ごとに変更している。その他構成は、実施例1と同様のため説明は省略する。
Figure 2022129271000003

クリーニング動作を、画像形成装置100の積算プリント枚数が増加するほど高頻度で実施することで、タルク紙での積算プリント枚数増加に伴うトナー収容室33へのタルク蓄積による反転トナー汚れの増加を抑制することが出来る。また、積算プリント枚数増加に伴う現像容器内のトナー劣化による反転トナー汚れの増加に合わせてクリーニング動作の実施頻度を最適化することが出来る。
2.本実施例の効果
本実施例の帯電ローラ2のトナー汚れのクリーニング動作の効果確認手法について説明する。
本実施例の画像形成装置を用いて温度32.5℃、湿度90%の高温高湿環境にて2枚毎のプリントを繰り返し実施し、合計で2500枚のプリントを実施した。画像形成装置は新品状態で現像容器内にはトナーを50g充填し、画像は印字率5%の文字画像パターンを用いた。記録材Sである用紙はタルク紙を採用し、CenturyStar紙(CENTURY PULP AND PAPER製、商品名)を用いた。一定枚数毎にプリントした記録材S上の画像不良発生の有無と帯電ローラ2上のトナー汚れの状態を確認した。
効果確認の結果、本実施例の画像形成装置100では、積算プリント2500枚時点で帯電ローラ2のトナー汚れとプリントした用紙上の画像不良が発生しなかった。
以上説明したように、帯電ローラ2のクリーニング動作を逆極性である正極性に帯電した反転トナーによる汚れの発生状況に応じて実施していくことで、過度にクリーニング動作を実施することなく、帯電ローラ2のトナー汚れを抑制することが出来る。
また、本実施例においては、クリーニング動作を画像形成装置100の積算プリント枚数が増加するほど高頻度で実施する構成を記載したが、頻度は同じでクリーニング動作の時間を増やしてもよい。さらに、頻度と時間を適宜組み合わせて実施してももちろんよい。
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施形態の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例1の画像形成装置のものと同じである。したがって、本実施形態の画像形成装置において、実施例1の画像形成装置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、実施例1の画像形成装置と同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
1.画像形成装置
本実施例では、図8に示すように、画像形成装置200にトナー収容室33へのトナー補給機構40を設けた。トナー補給機構40を用いることで、任意のタイミングで新たなトナーをトナー収容室33内へと補給することができる。トナー補給機構40には、画像形成装置200に着脱可能なトナー補給容器たるトナーパック41が装着される。本実施例においては、画像形成装置200に装着するように構成したが、現像容器たるトナー収容室33に直接装着するように構成してももちろんよい。また、トナー補給容器はトナーパック41に限られず、トナーボトルのような形状でもよいし、トナーを直接補給することが出来れば形状、構成は問わない。
本実施形態では、ユーザが補給用のトナーが充填されたトナーパック41からトナーを補給する方式(直接補給方式)を採用している。このため、トナー収容室33のトナー残量が少なくなった場合に、現像容器たるトナー収容室33を交換する作業が不要になるので、ユーザビリティを向上することが出来る。なお、画像形成装置200及びトナーパック41は、画像形成システムを構成している。
しかしながら、上記のような画像形成装置200によるプリント動作がある程度実施され、新品のトナーを補給する場合において、以下のような課題がある。トナー収容室33内のトナーが劣化した状態で、新たなトナーがトナー収容室33に補給される場合、トナー収容室33内で劣化したトナーと新たなトナーが摺擦することで、帯電能の高い新たなトナーはよりトナーの正規極性側に帯電しやすい。つまり、トナー収容室33に予め充填されている帯電能の低い劣化したトナーは、トナーの逆極性側に帯電し易くなる。そのため、トナー収容室33に新たなトナーを補給する時には、逆極性に帯電した劣化トナーによる反転トナー汚れが多量に発生する恐れがある。特に、本実施例に記載したように、トナー収容室33のトナーが少なくなった際に、一度に多くの新品トナーが供給される場合に生じる場合が多い。つまり、トナー消費に伴って常にトナー収容室33に一定のトナーが収容されるような逐次補給を行う構成においては、それほど大きな問題にならない。
トナー収容室33にトナーを補給した後に、画像形成装置200のプリントが実施される場合、新たに補給したトナーの劣化が進むにつれて、トナー補給による劣化トナーの反転トナー汚れは次第に減少する傾向にある。そのため、トナー補給直後が最も反転トナー汚れが発生し易く、そこから一定の期間がトナー補給による反転トナー汚れが発生し易いといえる。
2.本実施例のクリーニング動作
本実施例の画像形成装置200において、クリーニング動作の内容は実施例1と同様である。クリーニング動作を、画像形成動作が完了した後に実施される後回転動作時に実行するように制御し、その実行頻度を積算プリント枚数ごとに変更している点は、実施例2と同様である。しかし、表3に示すように、トナー収容室33へのトナー補給実施後から一定期間は高頻度でクリーニング動作を実施し、一定期間経過後、画像形成装置200の積算プリント枚数が増加するとともにクリーニング動作の実施頻度を低くしていくように設定した。
その後、さらに画像形成装置200の積算プリント枚数が増加した場合には、実施例2と同様の制御を行った。すなわち、トナー収容室33へのタルク蓄積による反転トナー汚れの増加や、トナー収容室33内のトナー劣化による反転トナー汚れの増加に合わせるように、積算プリント枚数が増加するほどクリーニング動作の実施頻度を高くするように設定した。
また、画像形成装置200が新品の状態からトナー補給までの帯電ローラ2のトナー汚れのクリーニング動作は、実施例2と同様に、表2に示す実施頻度に設定した。
Figure 2022129271000004

表3に示したように、本実施例においては、トナー補給直後の劣化トナーによる反転トナー汚れが多い状態において、高頻度でクリーニング動作を実行する。そして、トナー補給後からある程度プリントが実施され、トナー補給に伴う反転トナー汚れが減少していくにつれて、クリーニング動作の実施頻度を下げる。それによって、帯電ローラ2のトナー汚れを抑制しつつ、トナー補給による反転トナー汚れの推移に合わせてクリーニング動作の実施頻度を必要最低限にすることが出来る。また、本実施例においては、トナー補給を実施した直後にもクリーニング動作を実行するように制御した。これは、トナーを補給した直後が最も反転トナー汚れが発生しやすいからである。
3.本実施例の効果
本実施例の画像形成装置200を用いて温度32.5℃、湿度90%の高温高湿環境にて2枚毎のプリントを繰り返し実施し、合計で2500枚のプリントを実施した。その後、トナーの補給機構にて新品トナーを35g現像容器内へ補給し、再び2枚毎のプリントを繰り返し実施し、トナー補給後から合計で2500枚のプリントを実施した。画像形成装置200は新品状態でトナー収容室33内にはトナーを50g充填し、画像は印字率5%の文字画像パターンを用いた。記録材Sである用紙はタルク紙を採用し、CenturyStar紙(CENTURY PULP AND PAPER製、商品名)を用いた。一定枚数毎にプリントした記録材S上の画像不良発生の有無と帯電ローラ2上のトナー汚れの状態を確認した。
効果確認の結果、画像形成装置200のトナー補給後から2500枚までのプリントで帯電ローラ2のトナー汚れとそれに起因するプリントした記録材S上の画像不良は発生しなかった。
以上説明したように、帯電ローラ2のクリーニング動作をトナー補給による反転トナー汚れの発生状況に応じて実施していくことで、帯電ローラ2のトナー汚れとそれに伴う画像不良の発生を抑制することが出来る。
1 感光ドラム
2 帯電ローラ
3 現像装置
4 露光装置
31 現像ローラ
33 トナー収容室

Claims (15)

  1. 回転可能な像担持体と、
    前記像担持体に接触して帯電部を形成し、前記帯電部において前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、
    前記像担持体と接触して現像部を形成し、前記現像部において前記像担持体の表面に正規極性に帯電したトナーを供給することによってトナー像を現像する回転可能な現像部材と、
    前記像担持体と対向する転写部を形成し、前記転写部において前記トナー像を前記像担持体から被転写体へ転写する転写部材と、
    前記帯電部材に帯電電圧を印加する帯電電圧印加部と、
    前記現像部材に現像電圧を印加する現像電圧印加部と、
    前記帯電電圧印加部と前記現像電圧印加部と、を制御する制御部と、を有し、
    前記転写部において前記像担持体の表面に形成された前記トナー像が被転写体に転写された後、前記像担持体の表面に残留したトナーが前記現像部材により回収され、
    前記像担持体と前記帯電部材と前記現像部材と、が回転した状態で、被転写体に前記トナー像を形成する画像形成動作と前記帯電部材の表面を清掃する清掃動作と、を実施することが可能である画像形成装置であって、
    前記制御部は、前記清掃動作において、前記正規極性とは逆極性の前記現像電圧を前記現像部材に印加するように制御し、前記帯電部において前記帯電電圧と前記像担持体の表面に形成される表面電位との間の電位差が放電開始電圧以下となる前記正規極性の前記帯電電圧を前記帯電部材に印加するように制御することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記制御部は、前記清掃動作において前記帯電部に形成される前記電位差の方が、前記画像形成動作において前記現像部に形成される前記現像電圧と前記像担持体に形成された表面電位との間の電位差よりも大きくなるように制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記像担持体の回転方向において、前記転写部より下流側で、かつ、前記帯電部よりも上流側の前記像担持体の表面を除電する除電部材をさらに有し、
    前記制御部は、前記清掃動作において、前記像担持体の表面を除電するように制御することを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
  4. 前記制御部は、前記清掃動作において、前記像担持体の表面移動速度と前記帯電部材の表面移動速度が異なるように、前記帯電部材を回転駆動させるように制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記帯電部材によって帯電された前記像担持体の表面を露光することで前記像担持体の表面に静電潜像を形成するための露光を行う露光ユニットをさらに有し、
    前記制御部は、前記清掃動作において、前記露光ユニットによって前記像担持体の表面を露光するように制御することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  6. 前記転写部材に転写電圧を印加する転写電圧印加部をさらに有し、
    前記制御部は、前記清掃動作において、前記転写部材に前記正規極性と逆の極性の前記転写電圧を印加することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  7. 前記制御部は、前記清掃動作を前記画像形成動作が完了した後に実施される後回転動作時に実行するように制御することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  8. 前記制御部は、画像形成装置の積算プリント枚数が多くなるにつれて、前記清掃動作の実施頻度を高くするように制御することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  9. 前記トナーを収容するトナー収容部をさらに有し、
    前記トナー収容部にトナーが収容されたトナー補給容器からトナーを補給されるように構成されていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  10. 前記トナー補給容器は、前記トナー収容部に対して着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
  11. 前記トナー補給容器は、画像形成装置に対して着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
  12. 前記制御部は、前記トナー収容部に前記トナーが補給された場合に、前記清掃動作を実行するように制御することを特徴とする請求項9乃至11のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  13. 前記制御部は、前記トナー収容部に前記トナーが補給された直後から一定の期間、前記清掃動作の実施頻度を高くすることを特徴とする請求項9乃至12のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  14. 前記制御部は、前記清掃動作における前記像担持体の表面移動長さが、前記帯電部材の1周分の長さと前記像担持体の回転方向において前記帯電部から前記現像部の間の長さとを合算した合算値よりも長くなるように前記像担持体を回転駆動させることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  15. 前記トナーは一成分現像剤であることを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の画像形成装置。
JP2021027929A 2021-02-24 2021-02-24 画像形成装置 Pending JP2022129271A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021027929A JP2022129271A (ja) 2021-02-24 2021-02-24 画像形成装置
US17/673,643 US20220269206A1 (en) 2021-02-24 2022-02-16 Image forming apparatus
CN202210154429.0A CN114967392A (zh) 2021-02-24 2022-02-21 图像形成装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021027929A JP2022129271A (ja) 2021-02-24 2021-02-24 画像形成装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022129271A true JP2022129271A (ja) 2022-09-05
JP2022129271A5 JP2022129271A5 (ja) 2024-02-15

Family

ID=82899571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021027929A Pending JP2022129271A (ja) 2021-02-24 2021-02-24 画像形成装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20220269206A1 (ja)
JP (1) JP2022129271A (ja)
CN (1) CN114967392A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022129272A (ja) * 2021-02-24 2022-09-05 キヤノン株式会社 画像形成装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08137261A (ja) * 1994-11-04 1996-05-31 Minolta Co Ltd 画像形成装置における接触帯電手段の清掃方法
JP4708924B2 (ja) * 2005-09-01 2011-06-22 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP6440441B2 (ja) * 2014-10-01 2018-12-19 キヤノン株式会社 画像形成装置
US9804523B2 (en) * 2015-04-28 2017-10-31 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US20220269206A1 (en) 2022-08-25
CN114967392A (zh) 2022-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10386755B2 (en) Image forming apparatus including cleaning operation
KR20100050434A (ko) 화상 형성 장치
US7805089B2 (en) Image forming apparatus
JP2022096237A (ja) 画像形成装置
JP2022129271A (ja) 画像形成装置
JP6873666B2 (ja) 画像形成装置
JP4250373B2 (ja) 画像形成装置
JP4981389B2 (ja) 画像形成装置
CN116266040A (zh) 图像形成装置
JP5142697B2 (ja) 画像形成装置
JP2022097317A (ja) 画像形成装置
JP6881933B2 (ja) 画像形成装置
JP2022129272A (ja) 画像形成装置
JP2023089853A (ja) 画像形成装置
JP7225361B1 (ja) 画像形成装置
JP2022129372A (ja) 画像形成装置
JP2023091583A (ja) 画像形成装置
JP2019078830A (ja) 画像形成装置
US20230305422A1 (en) Image-forming apparatus
JP2023090266A (ja) 画像形成装置
JP2023139514A (ja) 画像形成装置
JP2023026988A (ja) 画像形成装置
JP2023139515A (ja) 画像形成装置
JP2023102040A (ja) 画像形成装置
CN106556991B (zh) 图像形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20231213

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240206

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240206