JP2023072953A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、中間転写体から記録材へトナー像を転写して画像を形成する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image by transferring a toner image from an intermediate transfer member to a recording material.
画像形成装置は、作像手段によりシート状の記録材上に未定着トナー像を形成した後、定着手段により、該トナー像を固着像として定着させている。 An image forming apparatus forms an unfixed toner image on a sheet-like recording material by an image forming device, and then fixes the toner image as a fixed image by a fixing device.
定着手段には様々な方式が提案されているが、トナー像を加熱・加圧して定着させる熱圧定着方式の定着装置が一般に用いられている。この定着装置は、加熱手段で加熱される加熱回転体(定着ローラ、定着フィルムなど)と、これと圧接して定着ニップ部を形成する加圧回転体(加圧ローラ、加圧ベルトなど)を有している。そして、この両回転体を回転させ、定着ニップ部に未定着トナー像を担持させた記録材を導入して挟持搬送させることで、トナー像を加熱回転体の熱とニップ圧で記録材面に定着させる。 Various methods have been proposed for the fixing means, but a fixing device of a thermo-pressure fixing method that heats and presses a toner image to fix it is generally used. The fixing device includes a heating rotary body (fixing roller, fixing film, etc.) heated by a heating means, and a pressure rotary body (pressure roller, pressure belt, etc.) which forms a fixing nip portion by being in pressure contact therewith. have. By rotating both rotating bodies and introducing a recording material carrying an unfixed toner image into the fixing nip portion and conveying the recording material, the toner image is transferred to the surface of the recording material by the heat and nip pressure of the heating rotating body. Settle.
このような定着装置においては、装置に搬送可能な最大幅を有する最大サイズ記録材よりも幅が小さい小サイズ記録材を連続的に搬送して定着を実行させた場合に、加熱回転体の非搬送領域(記録材との非接触領域)において、表面温度が過度に上昇する。ここで、非搬送領域とは、加熱回転体の長手方向に関し、小サイズ記録材を搬送させるときに記録材と接触しない加熱回転体の領域のことである。これは、小サイズ記録材を連続的に搬送すると、定着ニップ部の記録材が通過しない非搬送域では、記録材による奪熱が無い分だけ、部分的に蓄熱されるためである。この現象は、定着装置の端部昇温あるいは非搬送領域昇温と称され、この端部昇温が高温になりすぎると、ホットオフセットの発生や装置構成部品の熱劣化につながる。 In such a fixing device, when a small-size recording material having a width smaller than the maximum size recording material having the maximum width that can be conveyed to the apparatus is continuously conveyed and fixing is performed, the non-contact of the heating rotator occurs. The surface temperature rises excessively in the conveying area (non-contact area with the recording material). Here, the non-conveyance region is a region of the heating rotator in the longitudinal direction of the heating rotator that does not come into contact with the recording material when the small-size recording material is conveyed. This is because when the small-sized recording material is continuously conveyed, heat is partially accumulated in the non-conveying area of the fixing nip portion where the recording material does not pass, as much as the recording material does not absorb heat. This phenomenon is called edge temperature rise or non-conveying area temperature rise of the fixing device, and if this edge temperature rise becomes too high, it leads to the occurrence of hot offset and thermal deterioration of device components.
この非搬送領域昇温の対策の一つとして、非搬送領域を冷却する冷却ファンを配置する機構が知られている。特許文献1では、定着ローラの長手方向の左右に冷却ファンの風を送風する構成が開示されている。 As one of countermeasures against the temperature rise in the non-transport area, there is known a mechanism that disposes a cooling fan for cooling the non-transport area. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200003 discloses a configuration in which cooling fans blow air to the left and right sides of a fixing roller in the longitudinal direction.
しかしながら、特許文献1に記載の冷却ファン機構は、記録材が定着ローラを通過中においても送風し続けた場合、記録材の水分を蒸発させ、蒸発した水分がクリーニングブレードに到達する場合があった。 However, if the cooling fan mechanism described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200003 continues to blow air even while the recording material is passing through the fixing roller, the water in the recording material may evaporate, and the evaporated water may reach the cleaning blade. .
蒸発した水分は、冷却ファン機構からの送風や中間転写ベルトの回転に伴って生じる気流と共に移動、または中間転写ベルト自体に付着することによりクリーニングブレードに到達する。この際、中間転写ベルトとクリーニングブレードの当接部(クリーニングニップ)では、小サイズ記録材の搬送領域は紙粉や転写残トナーによって潤滑されるが、非搬送領域は水分が蓄積し、クリーニングニップで摩擦抵抗が増加する。 The evaporated moisture reaches the cleaning blade by moving with air blowing from a cooling fan mechanism or airflow generated by rotation of the intermediate transfer belt, or by adhering to the intermediate transfer belt itself. At this time, at the contact portion (cleaning nip) between the intermediate transfer belt and the cleaning blade, the area where the small-sized recording material is conveyed is lubricated by paper dust and residual toner after transfer, but moisture accumulates in the non-conveying area, causing the cleaning nip. Frictional resistance increases.
中間転写ベルトの記録材非搬送領域が摩擦抵抗を継続的に受け続けた場合、中間転写ベルトが塑性変形し、小サイズより大きなサイズの記録材を搬送した際、塑性変形の影響を受けた部分で転写画質が低下する、という課題があった。 When the recording material non-conveying area of the intermediate transfer belt continues to receive frictional resistance, the intermediate transfer belt plastically deforms, and when conveying a recording material larger than the small size, the area affected by plastic deformation. However, there is a problem that the transferred image quality is deteriorated.
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、その目的は、小サイズ記録材を連続搬送した場合の中間転写体保護と転写画質の低下を抑制するものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to protect an intermediate transfer member and suppress deterioration of transferred image quality when a small-sized recording material is continuously conveyed.
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、画像信号に応じて像担持体に形成したトナー像を中間転写体に転写し、前記中間転写体に転写したトナー像を記録材に転写して画像を形成する画像形成装置において、前記中間転写体に付着した付着物をクリーニングするクリーニング手段と、最大サイズの記録材よりも小さい幅の記録材に連続してトナー像を形成する連続画像形成ジョブ中において、前記中間転写体の表面のうち、第1記録材に対応する第1画像領域と第1記録材に後続する第2記録材に対応する第2画像領域との間の非画像領域にトナーを形成して前記クリーニング手段へトナーを供給するモードを実行可能な制御部とを有し、前記制御部は、前記モードを実行する場合、記録材の搬送領域外よりも搬送領域内のトナー量を少なくするように制御することを特徴とする。 A typical configuration according to the present invention for achieving the above object is to transfer a toner image formed on an image carrier to an intermediate transfer member according to an image signal, and transfer the toner image transferred to the intermediate transfer member to a recording material. In an image forming apparatus for forming an image by transferring a toner image onto the intermediate transfer member, a toner image is continuously formed on a recording material having a width smaller than the maximum size of the recording material, and a cleaning means for cleaning the deposits adhering to the intermediate transfer member. During the continuous image forming job, on the surface of the intermediate transfer member, the first image area corresponding to the first recording material and the second image area corresponding to the second recording material subsequent to the first recording material a control unit capable of executing a mode in which toner is formed in a non-image area and the toner is supplied to the cleaning unit, and when the mode is executed, the control unit conveys the recording material more than outside the conveying area. It is characterized by controlling to reduce the amount of toner in the area.
本発明に係る画像形成装置によれば、小サイズ記録材を連続搬送した場合であっても、中間転写体を保護して画質の低下を抑制することが可能となる。 According to the image forming apparatus of the present invention, it is possible to protect the intermediate transfer body and suppress deterioration of image quality even when small-sized recording materials are continuously conveyed.
以下、本発明の実施形態に係る画像形成装置を図面を参照して具体的に説明する。 An image forming apparatus according to embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
〔第1実施形態〕
<画像形成装置の全体的な構成>
図1は、本実施形態の画像形成装置200の概略断面図(後述する感光ドラム1の回転軸線方向と略直交する断面)である。本実施形態の画像形成装置200は、電子写真方式を用いてフルカラー画像の形成が可能な、中間転写方式、タンデム方式を採用したレーザービームプリンタである。画像形成装置200は、原稿から読み取った画像情報や、外部機器から入力された画像情報に基づいて、記録材Sに画像を形成して出力することができる。なお、記録材Sは、普通紙やコート紙などの特殊紙といった記録シート、封筒やインデックス紙などの特殊形状を有するもの、オーバーヘッドプロジェクタ用のプラスチックフィルム、及び布などを含む。
[First embodiment]
<Overall Configuration of Image Forming Apparatus>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an
画像形成装置200は、複数の画像形成部として、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成する4つの画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdを有する。各色用の画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdにおける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、各色用の画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdに対応して付した符号の末尾のa、b、c、dを省略して総括的に説明することがある。本実施形態では、画像形成部Pは、後述する感光ドラム1(1a、1b、1c、1d)、帯電ローラ2(2a、2b、2c、2d)、露光装置3(3a、3b、3c、3d)、現像装置4(4a、4b、4c、4d)、一次転写ローラ5(5a、5b、5c、5d)、ドラムクリーニング装置6(6a、6b、6c、6d)などを有して構成される。
トナー像を担持する像担持体としての、回転可能なドラム型(円筒形)の感光体(電子写真感光体)である感光ドラム1は、図中矢印R1方向(時計回り方向)に回転駆動される。回転する感光ドラム1の表面は、帯電ローラ2によって所定の電位に一様に帯電処理された後、露光装置3によって画像情報に従って走査露光されて感光ドラム1上に静電潜像が形成される。感光ドラム1上に形成された静電潜像は、現像装置4によって現像剤としてのトナーが供給されることで現像(可視化)され、トナー像が形成される。
A
4つの感光ドラム1と対向するように、中間転写ユニット20が配置されている。中間転写ユニット20は、回転可能な中間転写体としての無端状のベルトで構成された中間転写ベルト7と、中間転写ベルト7が張架される複数の張架ローラ(支持ローラ)と、を有する。本実施形態では、中間転写ユニット20は、複数の張架ローラとして、二次転写内ローラ8、ステアリングローラ17、離間ローラ19及び上流ガイドローラ18を有する。
An
中間転写ベルト7は、複数の張架ローラ8、17、18、19に巻き掛けられ、外周面において各画像形成部Pの各感光ドラム1と対向している。また、中間転写ベルト7の内周面側には、各感光ドラム1に対応して、一次転写手段としてのローラ型の一次転写部材である一次転写ローラ5が配置されている。一次転写ローラ5は、中間転写ベルト7の内周面を感光ドラム1に向けて押圧し、感光ドラム1と中間転写ベルト7とが接触する一次転写部(一次転写ニップ)T1を形成する。
The
中間転写ベルト7は、駆動ローラの機能を有する二次転写内ローラ8が駆動モータ(図示せず)によって図中矢印R3方向(反時計回り方向)に回転駆動されることで、図中矢印R2方向(反時計回り方向)に回転(周回移動)する。二次転写内ローラ8は、中間転写ベルト7を挟んで後述する二次転写外ローラ9と対向しており、二次転写外ローラ9と共に後述する二次転写部T2を形成される。
The
感光ドラム1上に形成されたトナー像は、一次転写部T1において、一次転写ローラ5の作用によって、回転している中間転写ベルト7上に一次転写される。例えばフルカラー画像の形成時には、各感光ドラム1上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が、重ね合わされるようにして中間転写ベルト7上に順次一次転写される。
The toner image formed on the
中間転写ベルト7上に形成されたトナー像は、二次転写部T2において、二次転写外ローラ9の作用によって、中間転写ベルト7と二次転写外ローラ9とに挟持されて搬送されている記録材S上に二次転写される。記録材Sは、記録材収容部としての給送カセット90に収容されている。給送カセット90に収容された記録材Sは、給送手段としての給送ローラ91などによって1枚ずつ給送されて、レジストレイションローラ対92に向けて搬送される。レジストレイションローラ対92は、記録材Sの斜行の補正を行うと共に、各画像形成部Pによる画像形成動作の進行に合わせて記録材Sを二次転写部T2に送り込む。そして、二次転写部T2でトナー像が転写された記録材Sは加熱ローラ14と加圧ローラ15のローラ対によって構成された定着装置13のローラニップ部を通過する際に加熱、加圧されてトナー像が記録材Sに定着され、裏面に画像が形成された記録材Sが排出トレイ93に排出される。
The toner image formed on the
一方、一次転写後に感光ドラム1上に残留したトナー(一次転写残トナー)などの付着物は、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置6によって、感光ドラム1上から除去されて回収される。また、二次転写後に中間転写ベルト7上に残留したトナー(二次転写残トナー)などの付着物は、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置11によって、中間転写ベルト7上から除去されて回収される。
On the other hand, adherents such as toner remaining on the
ベルトクリーニング装置11は、中間転写ベルト7を介してステアリングローラ17と対向する位置に配置され、ベルトクリーニング装置11は、クリーニング部材としてのクリーニングブレード111と、クリーニング容器112とによって構成され、回転している中間転写ベルト7の表面から、中間転写ベルト7とクリーニングブレード111の当接部(クリーニングニップ113)において、クリーニングブレード111によって二次転写残トナーなどの付着物を掻き取って中間転写ベルト7をクリーニングする。
The
なお、装置本体201の上面には、ユーザインターフェースとなる操作表示部40が設けられている。操作表示部40は、現在の設定情報などを表示可能な液晶パネルなどの表示部と、ユーザやサービス担当者などの操作者が情報を入力可能な各種ボタンなどの操作部と、を有する。
An operation display unit 40 serving as a user interface is provided on the upper surface of the
<冷却装置>
次に、定着装置13を送風により冷却する冷却装置(送風装置)について説明する。
<Cooling device>
Next, a cooling device (blowing device) that cools the fixing
図2は、冷却装置500を背面側から見た斜視図である。冷却装置500は、定着装置13に隣接して配置され、画像形成装置200において使用可能な記録材Sのうち幅サイズが最大Wmaxの記録材Smaxよりも幅狭Wsmallの記録材Ssmallに対して定着処理(画像加熱処理)を施す際に用いられる。これは、加熱ローラ14の記録材Sと接触しない領域(以下、非搬送領域という)の過度な温度上昇を防止するために、この非接触領域を送風により選択的に冷却するためのものである。
FIG. 2 is a perspective view of the
冷却装置500は、冷却ファン501a、501b、送風ダクト502a、502b、開口部503a、503bを有している。冷却ファン501a、501bは、図示しないサーミスタによる加熱ローラ14表面の検出温度が所定の温度(本例では200℃)に上昇すると、制御部50からの命令(動作を開始させる信号)を受けて、駆動を開始する。冷却ファン501a、501bからの冷却風は、それぞれ送風ダクト502a、502bを介し、各々の開口部503a、503bを通って加熱ローラ14の長手方向(幅方向)の一部の領域、本例では両端付近の領域に吹き付けられる。
The
ここで、冷却ファン501a、501bは、制御部50により、サーミスタに応じて回転速度を任意に変更することが可能である。
Here, the cooling
<微小ダスト発生の仕組み>
定着装置13においては、記録材Sの定着処理の際にトナーに含有された離型剤に起因する微小ダスト(UFP)が発生することが知られている。ここでUFP発生の仕組みについて説明する。
<Mechanism of fine dust generation>
In the fixing
定着装置13は、記録材Sに高温のローラ対(加熱ローラ14、加圧ローラ15)を接触させることでトナー像を定着させている。このような構成を用いて定着処理を行う場合、定着処理時に一部のトナーが加熱ローラ14に転移(付着)してしまうことがある。これをオフセット現象と呼ぶが、オフセット現象は画像不良の原因となるため、対策は必須である。
The fixing
そこで、一般に画像形成装置200に用いられるトナーには離型剤としてのワックスを内包させている。このトナーは、加熱される際に、内部のワックスが溶解して染み出すようになっており、そのため、このトナー像に定着処理を行うと、溶解したワックスによって加熱ローラ14の表面が覆われることになる。表面がワックスによって覆われた加熱ローラ14は、ワックスの持つ離型作用により、トナーが付着し難くなる効果が得られる。
Therefore, the toner used in the
なお、本実施形態では純粋なワックスの他に、ワックスの分子構造を含んだ化合物もワックスと呼んでいる。例えば、トナーの樹脂分子と炭化水素鎖等のワックス分子構造が反応した化合物もワックスと称する。また、離型剤としては、ワックスの他にシリコンオイル等の離型作用を有する物質を用いてもよい。 In the present embodiment, in addition to pure wax, compounds containing the molecular structure of wax are also called wax. For example, a compound obtained by reacting a resin molecule of a toner with a wax molecular structure such as a hydrocarbon chain is also called a wax. In addition to wax, a substance having a release action such as silicone oil may be used as the release agent.
ワックスは溶融する際に、その一部が気化(揮発)してしまう。これは、ワックスが含有する分子成分の大きさにバラつきがあるためであると考えられる。つまり、ワックスには、鎖が短く沸点の低い低分子成分と、鎖が長く沸点の高い高分子成分が含まれており、沸点の低い低分子成分が先に気化すると考えられる。気化(ガス化)したワックス成分が空気中で冷やされると、数nm~数百nm程度の微粒子が発生する(発生する微粒子の多くは数nm~数十nmの粒径であると推察される)。すわなち、この微粒子が前述のUFPである。 A part of the wax evaporates (evaporates) when it melts. It is considered that this is because the size of the molecular component contained in the wax varies. In other words, wax contains a low-molecular-weight component with a short chain and a low boiling point and a high-molecular-weight component with a long-chain and a high boiling point. When the vaporized (gasified) wax component is cooled in air, fine particles of several nanometers to several hundreds of nanometers are generated (most of the fine particles generated are presumed to have particle diameters of several nanometers to several tens of nanometers. ). That is, this fine particle is the aforementioned UFP.
上記の仕組みによりUFPが発生するため、UFPは熱をワックスに加える定着ニップ部Nから最も発生する。また、加熱ローラ14が最も高温となるのは、加熱ローラ14の回転やヒータ39の配置等から定着ニップ部Nの上流側であるため、UFPの発生もまた定着ニップ部Nの上流で最大となることが推察出来る。更には、記録材Sに転写されたトナー像からもUFPが発生する為、UFPは定着ニップ部Nの画像領域全域から発生することも分かる。
Since the UFP is generated by the mechanism described above, the UFP is most generated from the fixing nip portion N where heat is applied to the wax. In addition, since the temperature of the
<中間転写ベルトの疲労変形>
前述の通り画像形成動作中は中間転写ベルト7の表面には幅方向(中間転写ベルトの回転方向と直交する方向)最大で最大画像幅WTの二次転写残トナーなどが付着し、付着物を掻き取るためのベルトクリーニング装置11が設けられている。そして、図3に示すように、クリーニングブレード111の幅W11も、二次転写残トナーを掻き取る構成上、W11>WTの関係が成立するように構成されている。前述の通り、冷却装置500は定着装置13の加熱ローラ14に対して冷却風を吹き付けるが、記録材Sが定着ニップ部Nを通過中は前記冷却風が記録材Sにも到達する。画像形成装置200が設置されている環境が多湿である場合、記録材Sは吸湿しており、定着装置13の加熱により記録材Sの水分が蒸発させられ、前記冷却風により蒸発した水分が定着前空間に滞留する。さらに、中間転写ベルト7のR2方向への搬送動作に伴い、定着前空間からベルトクリーニング装置11へと向かう気流が発生し、蒸発した水分は、ベルトクリーニング装置11方面へ流入する場合があった。
<Fatigue Deformation of Intermediate Transfer Belt>
As described above, during the image forming operation, secondary transfer residual toner and the like adhere to the surface of the
ベルトクリーニング装置11はクリーニングブレード111によって中間転写ベルト7の付着物を掻き取ることは前述の通りである。その掻き取られた付着物は、クリーニングニップ113に付着し、付着物が追加で掻き取られた場合に一部が入れ替わる形で落下してクリーニング容器112内に収容される。つまり、クリーニングニップ113には基本的に付着物が滞留し続ける。前述の水分を帯びた空気がベルトクリーニング装置11まで到達すると、クリーニングニップ113の付着物と混合し、粘性を有した混合物となる。この混合物は中間転写ベルト7が搬送されるうえで抵抗となる。中間転写ベルトは厚さ100μm以下の合成樹脂を主成分とするため、クリーニングブレード111と混合物とによって抵抗を付与され続けた場合、中間転写ベルト7に疲労変形が発生する。中間転写ベルト7がベルト幅W7の全領域、あるいは最大画像幅WTの領域で疲労変形により一様に伸びた場合は記録材Sに対する転写画質に影響は無いが、部分的に伸びた場合は転写画質に影響が発生する。この原理に関して以下説明する。
As described above, the
記録材Sを搬送すると、前述の通り、二次転写部T2において二次転写残トナーとともに紙粉が中間転写ベルト7表面に付着する。紙粉は、裁断時に発生した切りくずや、剥離した紙繊維、クレー、タルク、二酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の填料などを主成分とすることは一般的に知られている。二次転写残トナーや紙粉は最終的にはベルトクリーニング装置11のクリーニングブレード111によって掻き取られる。前述したように二次転写残トナーや紙粉が供給され続けていればクリーニングニップ113での付着物は入れ替わり、クリーニングニップは潤滑される。例えば幅狭Wsmallの記録材Ssmallが連続搬送された場合、図3に示すWsmallの領域(記録材Ssmallの搬送領域)は二次転写残トナーや紙粉により、クリーニングニップ113の付着物は入れ替わる。しかし、Wsmallより外側の領域は二次転写残トナーや紙粉の供給が無いため、クリーニングニップ113の付着物は入れ替わらない。つまり、Wsmallより外側の領域は水分を帯びた混合物が滞留し続け、摩擦抵抗が上昇することで中間転写ベルト7に疲労変形が発生し、中間転写ベルト7に伸びが発生している領域(Wsmallより外側でクリーニングブレード111端部までの領域)と、伸びが発生していない領域(Wsmallで示す領域)が生まれる。中間転写ベルト7の伸びは外周方向へと不規則な凹凸を伴って発生し、凹部は平常時より一次転写効率が低下(画像が薄くなる)し、凸部は平常時より一次転写効率が上昇(画像が濃くなる)する。
When the recording material S is conveyed, as described above, paper dust adheres to the surface of the
これらの状態が発生した場合、そのまま幅狭Wsmallの記録材Ssmallを搬送し続ける分には画質影響は判明しないが、幅狭Wsmallよりも幅の広い記録材、例えば幅サイズが最大Wmaxの記録材Smaxを搬送した際、Wsmallよりも外側(記録材Ssmallの非搬送領域)で転写画質の低下が顕在化してしまう。 If these conditions occur, the image quality will not be affected by continuing to convey the recording material Ssmall with the narrow width Wsmall. When the sheet Smax is conveyed, the deterioration of the transferred image quality becomes apparent outside Wsmall (the non-conveying area of the recording material Ssmall).
<ブレードめくれ防止トナー帯像とその効果>
クリーニングニップ113において、二次転写残トナーや紙粉が供給されない状態が続いた場合、徐々に付着物が枯渇してくる。そうなった場合、クリーニングニップ113における中間転写ベルト7とクリーニングブレード111の間の摩擦力が急上昇し、クリーニングブレード111がめくれ、クリーニングができなくなる可能性がある。そのため、クリーニングニップ113における付着物を枯渇させない、かつ、付着物の入れ替えとなるように、トナー帯像制御部53の命令に従ってクリーニングニップ113に向けて図4に示すトナー帯像Bを定期的に供給している。
<Toner band image to prevent blade curling and its effect>
In the cleaning nip 113, if the secondary transfer residual toner and paper dust are not supplied, the deposits are gradually depleted. In such a case, the frictional force between the
このトナー帯像Bの幅は露光装置3の最大露光幅W3であり、トナー帯の濃度CBや搬送方向長さLB、供給頻度BNは周囲の環境によって変動する。また、トナー帯像が二次転写部において記録材Sに転写されないように、連続で通過する記録材の間や、後ろに挿入されて二次転写部を通過し、クリーニングニップ113まで到達する。このとき、二次転写外ローラ9にトナー帯像が吸着し、次に搬送される記録材Sの裏面に転写されることがないように、二次転写部においては記録材Sにトナー像を転写する際とは逆符号のバイアスを付加している。
The width of the toner band image B is the maximum exposure width W3 of the exposure device 3, and the density CB of the toner band, the conveying direction length LB, and the supply frequency BN vary depending on the surrounding environment. In order to prevent the toner band image from being transferred onto the recording material S at the secondary transfer portion, the toner belt image is inserted between or behind the continuously passing recording materials, passes through the secondary transfer portion, and reaches the cleaning nip 113 . At this time, the toner image is transferred to the recording material S at the secondary transfer portion so that the toner band image is not attracted to the secondary transfer
<中間転写ベルト疲労変形防止トナー帯像とその効果>
多湿環境にて、幅狭搬送領域Wsmallの記録材Ssmallが連続搬送された場合、Wsmallより外側(記録材Ssmallの非搬送領域)の領域において、クリーニングブレードのめくれを充分に防止できる量のトナー帯像Bが供給されていても、定期的な供給間隔の間で付着物が水分を帯びた混合物に変化してしまうと、中間転写ベルト7の疲労変形につながる。そのため、多湿環境においては、付着物が水分を帯びた混合物に変化する前に頻繁にトナー帯像Bをクリーニングニップ113に供給し、付着物を入れ替える必要がある。しかし、トナー帯像Bを供給する頻度や、トナー帯像Bのトナー量を増加させるとプリント1枚あたりのトナー消費量が多くなってトナーイールドが増化してしまう。そのため、このトナーイールドの増化を低減することが求められる。
<Toner Band Image to Prevent Fatigue Deformation of Intermediate Transfer Belt and Its Effect>
When the recording material Ssmall in the narrow conveying area Wsmall is continuously conveyed in a high-humidity environment, in the area outside Wsmall (non-conveying area of the recording material Ssmall), the amount of toner band sufficient to prevent the cleaning blade from being turned over. Even if image B is fed, if the deposit changes to a wet mixture between regular feeding intervals, it will lead to fatigue deformation of the
中間転写ベルト7の疲労変形は、記録材Sの搬送領域と非搬送領域におけるクリーニングニップ113にたまる付着物の入れ替え頻度の違いによるものである。搬送領域においては、二次転写部T2において二次転写残トナーとともに紙粉がクリーニングブレード111に供給され、付着物と入れ替わるため、その分のトナー帯像に使用するトナー量を、非搬送領域と比較して小さくすることができる。これによって、多湿環境におけるイールドの増化を低減することが可能となる。
The fatigue deformation of the
<トナー供給制御>
そのため、本実施形態では記録材の搬送領域内と領域外とで供給トナー量を変えることにより、クリーニングニップに効率よくトナーを供給するものである。なお、前記クリーニングニップへのトナー供給制御は、中間転写ベルト7の表面のうち、所定の記録材(第1記録材)に対応する第1画像領域と前記第1記録材に後続する記録材(第2記録材)に対応する第2画像領域との間の非画像領域にトナーを供給してクリーニングニップへトナーを供給するものである。
<Toner supply control>
Therefore, in the present embodiment, toner is efficiently supplied to the cleaning nip by changing the amount of supplied toner between inside and outside the recording material conveying area. Note that the toner supply control to the cleaning nip is performed by a first image area corresponding to a predetermined recording material (first recording material) on the surface of the
図5はそのための制御構成を示すブロック図である。本実施形態にあっては、クリーニングニップにトナーを供給するにあたり、コントローラ49からの指令により、記録材情報取得部51にて搬送される記録材の幅方向(記録材の搬送方向と直交する方向)の長さ及び同種幅の記録材の搬送枚数情報を取得し、環境情報取得部52にて動作環境の温湿度情報を取得する。次にその情報を元にトナー帯像制御部53により幅方向トナー量を変更したトナー帯像を決定し、画像形成部54にてトナー帯像を作成する。
FIG. 5 is a block diagram showing a control configuration for that purpose. In this embodiment, when toner is supplied to the cleaning nip, the width direction of the recording material conveyed by the recording material information acquisition unit 51 (the direction orthogonal to the conveying direction of the recording material) is controlled by a command from the controller 49. ) and information on the number of conveyed sheets of the same width are acquired, and the environmental
前記記録材情報取得部51は、搬送する記録材のサイズをサイズ検知部において判別し、そこから記録材の幅方向長さを取得し、搬送枚数は順次送られる記録材をカウントすることで取得する。なお、オペレータが入力部から入力したサイズや記録枚数によって取得するようにしてもよい。また、環境情報は装置内に設けた温湿度検出手段により、装置内の温度、湿度を取得する。
The recording material
トナー供給制御手順は、図6に示すフローチャートに示すように、プリントJOBを受けると(S1)、搬送される記録材が幅狭記録材か否かを判別する(S2)。ここで、幅狭記録材とは、記録材の幅が搬送可能な最大幅サイズよりも小さい幅(Wsmall)の記録材である。さらに、幅狭記録材に搬送された枚数Nが設定した閾値枚数Na以上連続して搬送されて記録されたか否かを判別し(S3)、さらに記録環境として装置内湿度Hが設定した閾値湿度Ha以上であるか否かを判別する(S4)。 As shown in the flow chart of FIG. 6, the toner supply control procedure is such that when a print job is received (S1), it is determined whether or not the conveyed recording material is a narrow recording material (S2). Here, the narrow recording material is a recording material having a width (Wsmall) smaller than the maximum transportable width of the recording material. Further, it is determined whether or not the number of sheets N conveyed to the narrow recording material has been continuously conveyed and recorded more than a set threshold number of sheets Na (S3), and the threshold humidity set by the apparatus internal humidity H as the recording environment. It is determined whether or not Ha is greater than or equal to Ha (S4).
その結果、閾値湿度以上の環境において、幅狭記録材に所定枚数以上の記録が連続して実行された場合に本実施形態のトナー供給制御を実行してトナー帯の画像を形成し(S5)、クリーニングニップへトナーを供給する(S6)。一方、ステップS2乃至S4の条件を満たさなかったときは本実施形態のトナー供給制御は実行することなく、記録JOBを開始する(S7)。 As a result, when a predetermined number of sheets or more of recording are continuously performed on a narrow recording material in an environment where the humidity is equal to or higher than the threshold value, the toner supply control of the present embodiment is executed to form a toner band image (S5). , supplies toner to the cleaning nip (S6). On the other hand, when the conditions of steps S2 to S4 are not satisfied, the recording JOB is started without executing the toner supply control of this embodiment (S7).
ここで、前記ステップS5、S6で実行する本実施形態に係るクリーニングニップへトナーを供給するトナー供給制御は、記録材Sの搬送領域外よりも搬送領域内のトナー量を少なくするように制御するものである。なお、トナー量が少ないトナー帯像部分が記録材の非搬送領域にかかって設定された場合、その部分において局所的に中間転写ベルト7の疲労変形が生じてしまう。そのため、本実施形態では、図7に示すように、少トナー部WBinnerは画像形成にかかわる部品の部品公差やガタ、中間転写ベルトの走行性、記録材の搬送性等を加味し、必ず幅狭記録材の搬送領域Wsmallの内部に入る(WBinner⊂Wsmall)ように設定する。このとき、画像形成にかかわる部品の部品公差やガタ、中間転写ベルトの走行性、記録材の搬送性等を加味した隙間を、少トナー部WBinnerは、幅狭搬送領域Wsmallから両端を隙間部Wgap持った状態での内側の領域とする。つまり、少トナー部WBinner=Wsmall-2×Wgapとなるようにトナー帯を形成する。ここで、多トナー部WBouterは、露光幅W3内部であって、少トナー部WBinnerの外側の部分とする。
Here, the toner supply control for supplying toner to the cleaning nip according to the present embodiment, which is executed in steps S5 and S6, is controlled so that the amount of toner inside the conveying area of the recording material S is smaller than that outside the conveying area. It is. If a toner band image portion with a small amount of toner is set over a non-conveying area of the recording material, fatigue deformation of the
記録材の搬送領域内と搬送領域外でトナー量に差を生じさせる構成としては、本実施形態では、図7に示すように、濃度によってトナー量に差を生じさせている。すなわち、記録材の搬送領域内の少トナー部WBinnerのトナー濃度をCBinner、記録材の搬送領域外の多トナー部WBouterのトナー濃度をCBouterとしたとき、CBinner<CBouterとなるように設定してトナー帯像を形成する。 In this embodiment, as shown in FIG. 7, a difference in toner amount is generated depending on the density as a configuration for producing a difference in toner amount between the inside and outside of the conveying area of the recording material. That is, the toner is set so that CBinner<CBouter, where CBinner is the toner concentration of the small toner portion WBinner within the recording material conveying area, and CBouter is the toner concentration of the large toner portion WBouter outside the recording material conveying area. Forms a band image.
なお、上記例では記録材の搬送領域内と搬送領域外とでトナー帯を形成するトナー濃度を変えることにより、トナー量を変えるようにしたが、搬送領域内と搬送領域外とでトナー帯の長さ(中間転写ベルトの搬送方向の長さ)を変えることによりトナー量を変えるようにしてもよい。具体的には、図8に示すように、少トナー部WBinnerの搬送方向帯長さをLBinner、多トナー部WBouterの搬送方向帯長さをLBouterとしたとき、LBinner<LBouterとなるように構成してクリーニングニップにトナーを供給する。 In the above example, the amount of toner is changed by changing the density of the toner forming the toner band inside and outside the conveying area of the recording material. The toner amount may be changed by changing the length (the length of the intermediate transfer belt in the conveying direction). Specifically, as shown in FIG. 8, when the belt length in the conveying direction of the small toner portion WBinner is LBinner, and the belt length in the conveying direction of the large toner portion WBouter is LBouter, LBinner<LBouter. to supply toner to the cleaning nip.
また、中間転写ベルトの幅方向同位置におけるトナー像の供給頻度によってトナー量に差を生じさせるようにしてもよい。図9に示すように、少トナー部WBinnerにおける供給頻度をNBinner、多トナー部WBouterにおける供給頻度をNBouterとしたとき、NBinner<NBouterとなるようにトナー帯を形成し、クリーニングニップにトナーを供給する。図9では最初のトナー帯形成(第1トナー帯)B1において、少トナー部WBinnerと多トナー部WBouter共通のトナー帯を形成し、次のトナー帯(第2トナー帯)B2においては多トナー部WBouterにのみトナー帯を形成することで、クリーニングニップに供給するトナー量に差を設けている。少トナー部WBinnerに形成するトナー帯の形成回数よりも多トナー部WBouterに形成するトナー帯の形成回数を多くすることで供給するトナー量に差を設けるものである。 Further, the toner amount may be varied depending on the frequency of supplying toner images at the same position in the width direction of the intermediate transfer belt. As shown in FIG. 9, where NBinner is the supply frequency in the small toner portion WBinner and NBouter is the supply frequency in the large toner portion WBouter, a toner band is formed so that NBinner<NBouter, and toner is supplied to the cleaning nip. . In FIG. 9, in the first toner band formation (first toner band) B1, a toner band common to the small toner portion WBinner and the large toner portion WBouter is formed, and in the next toner band (second toner band) B2, the large toner portion By forming a toner band only on the WBouter, a difference is provided in the amount of toner supplied to the cleaning nip. By increasing the number of toner bands formed in the large toner portion WBouter than the toner band formed in the small toner portion WBinner, a difference is provided in the amount of toner to be supplied.
また、図7乃至図9に示したトナー供給方法を組み合わせることで記録材の搬送領域内と搬送領域外とでトナー量に差を設けるようにしてもよい。 Also, by combining the toner supply methods shown in FIGS. 7 to 9, a difference in toner amount may be provided between the inside and outside of the conveying area of the recording material.
〔第2実施形態〕
次に第2実施形態に係るクリーニングニップへのトナー供給制御について説明する。
[Second embodiment]
Next, toner supply control to the cleaning nip according to the second embodiment will be described.
OHPシートのような紙粉の出ない、幅狭記録材を連続搬送する場合、幅狭搬送領域Wsmall内であっても中間転写ベルト7の疲労変形が起こる。この理由としては、まず、紙粉による付着物の入れ替えが生じないため、クリーニングニップ113の付着物は幅狭搬送領域Wsmall内であっても水分を帯びた混合物に変化しやすくなる。前述のように中間転写ベルト7がベルト幅W7の全領域、あるいは最大画像幅WTの領域で疲労変形により一様に伸びた場合は記録材Sに対する転写画質に影響はない。
When a narrow recording material such as an OHP sheet that does not generate paper dust is continuously conveyed, fatigue deformation of the
しかし、形成される画像のうち、二次転写部T2で記録材Sに転写されなかった転写残トナーがクリーニングニップ113に供給されることで、幅方向で画像がある程度存在した部分における付着物の入れ替えが生じる。よって、この入れ替えができた部分とできなかった部分の間に摩擦抵抗の差が生じ、搬送領域Wsmall内での疲労変形となる。これを回避するため、トナー帯像Bを供給する頻度や、トナー帯像Bのトナー量を増加させるとプリント1枚あたりのトナー消費量が多くなってトナーイールドが増化してしまう。 However, of the image to be formed, residual transfer toner that has not been transferred to the recording material S at the secondary transfer portion T2 is supplied to the cleaning nip 113, and as a result, deposits are formed on the portion where the image exists to some extent in the width direction. replacement occurs. Therefore, a difference in frictional resistance occurs between the portion where the exchange is possible and the portion where the exchange is not possible, resulting in fatigue deformation within the transport area Wsmall. In order to avoid this, if the frequency of supplying the toner band image B or the amount of toner of the toner band image B are increased, the amount of toner consumed per print increases and the toner yield increases.
そこで、本実施形態では形成する画像情報を取得し、幅方向におけるトナー量から、トナー帯像Bの幅方向トナー量を変化させることで、トナーイールドの増加を低減するものである。 Therefore, in the present embodiment, information about an image to be formed is acquired, and the amount of toner in the width direction of the toner band image B is changed from the amount of toner in the width direction, thereby reducing the increase in the toner yield.
本実施形態の制御構成は、図10に示すようにコントローラ49からの指令により、記録材情報取得部51にて搬送される記録材の幅方向及び同種幅の記録材の搬送枚数情報を、画像情報取得部55にて形成される画像の情報を、環境情報取得部52にて動作環境の温湿度情報を取得する。次にその情報を元にトナー帯像制御部53により幅方向トナー量を変更したトナー帯像を決定し、画像形成部54にてトナー帯像を作成する。この点は前述した実施形態と同様である。また、画像形成にかかわる部品の部品公差やガタ、中間転写ベルトの走行性、記録材の搬送性等を加味して少トナー部WBinnerは、画像部Wimageから両端を隙間部Wgap持った状態での内側の領域とする(WBinner=Wimage-2×Wgap)点も前述した実施形態と同様である。
As shown in FIG. 10, the control configuration of the present embodiment is such that, in response to a command from the
本実施形態は更に、少トナー部WBinnerとなる記録材の搬送領域内のトナー帯を形成するに際し、画像情報取得部55において行う画像情報を取得し、これを考慮して画像情報が多い部分と少ない部分とでトナー帯のトナー量を変えるものである。
In the present embodiment, image information is obtained by the image
画像情報取得部55は、形成する画像の幅方向のトナー濃度を幅方向距離に対して取得する。本実施形態では、画像形成領域の各分割エリアにおけるビデオカウントの積算値を取得する。記録材搬送方向5mm、シート搬送方向に垂直な幅方向に10mmの長さで区切られた領域を単位分割エリアとし、A4Rシートにおける分割パターンにおける画像の有無を示す。ビデオカウントとは、入力された画像データを輝度値であるRGBデータから濃度値であるYMCKデータに変換し、色成分ごとに各画素の濃度値データ(0~255レベル)を積算した値である。ビデオカウント値は本体のコントローラ49によって算出される。1つの分割エリアに対する最大のビデオカウント値を200%(単色の場合は100%)とし、それに対する割合を画像比率(0~200%)として算出する。その算出値を記録材搬送方向に合算し、幅方向のトナー濃度情報とする。
The image
幅方向のトナー濃度情報が得られたら、ある閾値と比較してトナー帯像Bの濃度を決定する。例えば図11において、幅方向に閾値より大きい画像情報(ビデオカウント値)がある(Wimage1~Wimage4)場合は該領域にはトナー有ということで少トナー部WBinner1~WBinner4と分類する。また、少トナー部WBinnerが必ず画像部Wimageの内部に入るようにWBinner=Wimage-2×Wgapに設定する。なお、図11におけるWimage4に対応するべき少トナー部WBinnerは、WBinner=Wimage-2×Wgapを満たせないため設定されない。 When the toner density information in the width direction is obtained, the density of the toner band image B is determined by comparing with a certain threshold value. For example, in FIG. 11, when there is image information (video count value) larger than a threshold in the width direction (Wimage1 to Wimage4), the area contains toner, and is classified as low toner areas WBinner1 to WBinner4. Also, WBinner is set to WBinner=Wimage-2×Wgap so that the low toner portion WBinner is always inside the image portion Wimage. The small toner portion WBinner, which should correspond to Wimage4 in FIG. 11, is not set because WBinner=Wimage-2×Wgap cannot be satisfied.
また、画像情報取得によるトナー帯像の幅方法トナー量変更においても、少トナー部WBinnerと、多トナー部WBouterのトナー量の違いは、図7乃至図9で示したような濃度CB、搬送方向帯長さLB、幅方向同位置におけるトナー像の供給頻度BNなどにより作成する。 Also, in changing the toner amount by the width method of the toner band image by acquiring image information, the difference in the toner amount between the small toner portion WBinner and the large toner portion WBouter is the density CB shown in FIGS. It is created based on the band length LB, the supply frequency BN of the toner image at the same position in the width direction, and the like.
上記のように記録材の搬送領域内において画像情報に応じてトナー帯を形成するトナー量を変化させることにより、よりクリーニングニップへ供給するトナー量を少なくすることができる。 By changing the amount of toner forming the toner band according to the image information in the conveying area of the recording material as described above, the amount of toner supplied to the cleaning nip can be further reduced.
P …画像形成部
S …記録材
T2 …二次転写部
7 …中間転写ベルト
11 …ベルトクリーニング装置
13 …定着装置
49 …コントローラ
50 …制御部
51 …記録材情報取得部
52 …環境情報取得部
53 …トナー帯像制御部
54 …画像形成部
111…クリーニングブレード
113…クリーニングニップ
200…画像形成装置
201…装置本体
Wsmall…幅狭搬送領域
WBinner…少トナー部
WBouter…多トナー部
Wimage…画像部
P: image forming unit S: recording material T2: secondary transfer unit 7: intermediate transfer belt 11: belt cleaning device 13: fixing device 49: controller 50: control unit 51: recording material information acquisition unit 52: environment
Claims (8)
前記中間転写体に付着した付着物をクリーニングするクリーニング手段と、
最大サイズの記録材よりも小さい幅の記録材に連続してトナー像を形成する連続画像形成ジョブ中において、前記中間転写体の表面のうち、第1記録材に対応する第1画像領域と第1記録材に後続する第2記録材に対応する第2画像領域との間の非画像領域にトナーを形成して前記クリーニング手段へトナーを供給するモードを実行可能な制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記モードを実行する場合、記録材の搬送領域外よりも搬送領域内のトナー量を少なくするように制御することを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus for forming an image by transferring a toner image formed on an image bearing member to an intermediate transfer member according to an image signal, and transferring the toner image transferred on the intermediate transfer member to a recording material to form an image,
a cleaning means for cleaning deposits adhering to the intermediate transfer body;
During a continuous image forming job for continuously forming toner images on a recording material having a width smaller than the maximum size of the recording material, a first image area corresponding to the first recording material and a first image area on the surface of the intermediate transfer member a control unit capable of executing a mode in which toner is formed in a non-image area between a first recording material and a second image area corresponding to a second recording material and the toner is supplied to the cleaning means;
has
The image forming apparatus according to claim 1, wherein, when executing the mode, the control section performs control so that the amount of toner inside a conveying area of the recording material is smaller than that outside the conveying area of the recording material.
前記制御部は、前記搬送領域内にトナーを供給するに際し、記録材の搬送方向の領域において画像信号値が閾値より大きい領域は画像信号値が閾値以下の領域よりも少なくするように制御することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 signal counting means for counting image signals for each divided area in a direction perpendicular to the rotation direction of the image carrier;
When supplying toner to the conveying area, the control unit performs control so that an area in which the image signal value is greater than a threshold is smaller than an area in which the image signal value is equal to or less than the threshold in the area in the conveying direction of the recording material. The image forming apparatus according to claim 1, characterized by:
前記制御部による、前記記録材の搬送領域外よりも搬送領域内のトナー量を少なくするようにトナー供給制御は、装置内湿度が所定湿度以上のときに実行することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 Having a humidity detection means for detecting the humidity in the device,
2. The toner supply control by said control unit so as to reduce the amount of toner inside the conveying area of the recording material than outside the conveying area of the recording material is executed when humidity inside the apparatus is equal to or higher than a predetermined humidity. The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5.
前記環境検出手段が検出した湿度が所定湿度以上であるときに、前記制御部が前記クリーニング手段へトナーを供給するに際し、搬送可能最大サイズよりも小さい幅の記録材に所定枚数以上記録処理するときに、記録材の搬送領域外よりも搬送領域内のトナー量を少なくするように制御することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置。 having environment detection means for detecting device humidity,
When the humidity detected by the environment detection means is equal to or higher than a predetermined humidity and the controller supplies toner to the cleaning means, and when recording a predetermined number of sheets or more on a recording material having a width smaller than the maximum conveyable size. 7. The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein control is performed so that the amount of toner inside the conveying area of the recording material is smaller than that outside the conveying area of the recording material.
前記定着手段に送風する送風手段と、
を有し、
前記中間転写体は無端ベルト部材であることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の画像形成装置。 fixing means for heating the recording material to fix the toner image transferred onto the recording material;
an air blowing unit for blowing air to the fixing unit;
has
8. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the intermediate transfer member is an endless belt member.
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