JP4207469B2

JP4207469B2 - Image forming apparatus

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Publication number: JP4207469B2
Application number: JP2002172643A
Authority: JP
Inventors: 真樹須藤; 徹五十洲
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2002-06-13
Filing date: 2002-06-13
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2022-06-13
Also published as: JP2004020700A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式等を利用してトナーからなる画像を形成するプリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に係り、特に、トナー像が形成される像担持体にブレード式のクリーニング装置を設置しないタイプの画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真方式等を利用した画像形成装置では、トナー像を形成する感光ドラム等からなる像担持体に転写後等において存在する不要トナーを除去するため、その像担持体の表面にゴム等の弾性ブレードを圧接させて不要トナーを機械的に掻き取る、いわゆるブレード式のクリーニング装置を設置している。
【０００３】
しかし、このようなクリーニング装置を設置した場合には、その弾性ブレードの圧接により像担持体の表面が磨耗してその像担持体の寿命が短くなったり、あるいは、その表面に圧接時の磨耗や摺擦による傷ができて画像の乱れが発生する等の問題がある。また、トナーとして重合法等により作製される球形に近い外形からなるいわゆる球形トナーを使用すると、その球形トナーに対する弾性ブレードのクリーニング性能が低下して球形トナーを十分に除去できないという問題がある。
【０００４】
また、この弾性ブレードによる像担持体表面の摺擦を軽減する観点から、その摺擦の度合いが低い回転ブラシとクリーニングロールとを併用するクリーニング装置を適用することも考えられる（特開昭６３−１５２７８号公報など）。
【０００５】
しかし、この場合には、像担持体表面の摺擦による磨耗等が抑制されて像担持体の長寿命化が見込める一方で、クリーニング装置そのものが複雑なものとなり、そのコストもかかるという難点がある。
【０００６】
そこで、これらの問題を回避するため、像担持体に対してブレード式のクリーニング装置を設置せずに、例えば以下のようなクリーニング動作を実行する画像形成装置が提案されている。
【０００７】
すなわち、画像形成部間（インターイメージ部）等の所定の時期に、像担持体上の不要トナーを、ブレード式のクリーニング装置が設置されている中間転写体側に電位勾配の形成によって静電的に転移させ、その中間転写体において当該クリーニング装置により除去して回収するというクリーニング動作を実行するものである（特開平１１−７２２６号公報）。電位勾配は、不要トナーの帯電極性に応じて、転移させる構成部品間で静電的に転移しやすくなるような所定のバイアスを印加すること等により形成される。
【０００８】
また、像担持体に接触して不要トナーを一時的に保持するための回転ブラシ等からなるトナー一時保持部材を設置し、そのトナー一時保持部材に像担持体上の不要トナーを一旦付着させておき、画像形成部間や画像形成終了時等の所定の時期が到来した段階で、まずそのトナー一時保持部材に付着している不要トナーを電位勾配の形成により像担持体へ静電的に転移させて戻し、さらに像担持体に戻した不要トナーを、トナー除去回収装置（ブレード式のクリーニング装置を含む）が設置されている転写装置（接触式のもの）や中間転写体等に対して電位勾配の形成により静電的に転移させ、その転写装置、中間転写体等の側において当該トナー除去回収装置により最終的に除去して回収するというクリーニング動作を実行するものである（特開２０００−２５０３２７号公報、特開２００１−７５４４８号公報など）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなクリーニング動作を実行する画像形成装置にあっては次のような課題がある。
【００１０】
つまり、像担持体に存在する不要トナーは、転写されなかった未転写トナーがほとんどであり、その未転写トナーについてもトナーの初期帯電極性と同じものがあるほか、転写遍歴によって本来とは異なる極性に帯電するいわゆる逆帯電トナーがある。このため、上記クリーニング動作時には、この極性が異なる不要トナーを中間転写体や転写装置等に電位勾配の形成により転移させるため、電位勾配の向きを両極のトナーに合わせて交互に切り換える必要がある。ところが、この際、逆帯電の不要トナーを前記トナー一時保持部材や帯電部材から像担持体に戻すとともにその像担持体から中間転写体等に転移させるときに、像担持体に近接対向する現像位置に保持されている現像装置（実際には現像ロール上）にその逆極性に帯電の不要トナーが引き込まれてしまう問題が発生する。また、これとは反対に正極性に帯電している不要トナーをトナー一時保持部材や帯電部材から像担持体に戻すとともにその像担持体から中間転写体等に転移させるときに、現像装置（実際には現像ロール上）からトナーが像担持体に同時に引き出されてしまうという問題が発生する。さらに、このような問題は、複数の現像装置を使用する画像形成装置の場合には、その数だけ発生することになる。この場合、現像装置としては、通常磁気ブラシ現像方式のものが使用される。
【００１１】
なお、現像装置からのトナーの引き出し現象は、例えばマイナス極性に帯電させる像担持体とマイナス帯電のトナーを使用する現像装置とを備えた画像形成装置を想定して説明すると、その像担持体に接触する一時保持部材や帯電部材表面に存在する不要トナーである正極性の帯電（未転写）トナーを中間転写体等に静電的に転移させるためには、中間転写体側をプラス極性側に保持するとともに像担持体を一時保持部材や帯電部材よりもプラス極性側に帯電させることにより電位勾配を形成する必要がある。この結果、像担持体が画像形成時と異なりプラス極性側に帯電したような状態となるため、現像装置の現像ロールに担持されているマイナス極性のトナーが像担持体に静電的に吸引されて付着してしまうものであると考えられる。
【００１２】
ちなみに、この現象を防止するため、現像装置に印加する現像バイアスの極性を、上記クリーニング動作時の電位勾配のために印加するバイアスの極性に応じて切り換えるという対策も考えられる。しかし、かかる対策では、現像装置のバイアス電源に逆極性の電源を追加しなければならず、また、逆極性の現像バイアスを印加することは現像装置内のトナーの帯電極性に影響等を与えるおそれがあり好ましくない。
【００１３】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その主な目的とするところは、特に像担持体にブレード式のクリーニング装置を設置せず、その像担持体に存在する不要トナーを上記した電位勾配を利用して他の構成部品に静電的に転移させて排除するクリーニング動作を実行する場合、少なくともクリーニング動作を実行する際における現像装置からのトナーの引き出し等を簡易に防止することができる画像形成装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置は、帯電後に静電潜像が形成される像担持体と、この像担持体上の静電潜像を現像バイアス印加の下でトナーの供給により現像してトナー像とする現像装置と、この現像装置により現像して形成した前記像担持体上のトナー像を記録用紙若しくは用紙搬送体にて搬送される記録用紙に直接または中間転写体を介して静電的に転写させる転写装置とを備え、その像担持体上に存在する不要トナーを電位勾配の形成により用紙搬送体、中間転写体または転写装置に静電的に転移させて排除するクリーニング動作を実行する画像形成装置において、前記現像装置を前記像担持体に近接対向する現像位置とその像担持体から離れた退避位置との間で変位させる変位機構を設け、その変位機構は少なくとも前記クリーニング動作を実行する時間帯には現像装置を退避位置に変位させることを特徴とするものである。
【００１５】
このような画像形成装置によれば、少なくともクリーニング動作実行時には現像装置が退避位置に変位して像担持体から離れた状態に置かれるため、像担持体上の不要トナーを電位勾配の利用により用紙搬送体、中間転写体または転写装置へ転移させる際に、その像担持体と現像装置の間の電位関係に起因して現像装置のトナーが像担持体側に引き出されてしまうことはない。また、像担持体にブレード式のクリーニング装置を設置しないため、像担持体の表面磨耗等の発生を低減でき、その長寿命化が可能になる。ちなみに、クリーニング動作の実行により像担持体上にある不要トナーについては電位勾配の形成により用紙搬送体、中間転写体または転写装置に静電的に転移させた後、その各構成部品に設置するトナー除去回収装置等によって最終的に除去および回収するようにすればよい。
【００１６】
この画像形成装置において、その現像位置とは、現像装置の現像ロール上に担持される現像剤（トナー）の先端部が少なくとも像担持体に接触して現像し得る位置をいい、退避位置とはその現像剤の先端部が少なくとも像担持体から離れかつその現像剤が像担持体側に静電的に引き寄せられる作用の影響を受けないような距離だけ像担持体から離れた位置をいう。ちなみに、現像装置については、本来の現像動作を実行する観点から、変位機構により像担持体の静電潜像が形成された領域（換言すれば潜像書き込み開始位置から書き込み終了位置までの領域）が現像装置を通過する間は現像位置に変位されることはいうまでもない。
【００１７】
上記変位機構は、像担持体の未帯電領域および帯電未達成領域が通過する時間帯には現像装置を退避位置に変位させるように構成（制御）するとよい。帯電未達成領域とは、像担持体の表面電位が所定の帯電電位までに十分に帯電されていない状況にある領域である。このように構成した場合には、その未帯電領域および帯電未達成領域が現像位置にある現像装置を通過する場合において発生し得る当該現像装置からのトナーの引き出し現象を回避することができる。
【００１８】
また、上記変位機構は、電源投入時または緊急停止時に現像装置が退避位置に変位しているか否かを検知し、退避位置に変位していない場合には当該現像装置を退避位置に変位させるように構成（制御）するとよい。緊急停止時とは、紙詰まり（ジャム）等の非常現象が発生して装置動作の停止が必要な場合に装置動作が強制的に停止されるときをいう。上記検知は、一般的な位置検知センサを用いて行うようにすればよい。このように構成した場合には、現像装置が退避位置にない状態において電源投入後や緊急停止後に実行される予定の動作（例えば上記クリーニング動作、像担持体の帯電動作など）が開始されることはない。これによっても現像装置から像担持体へトナーが引き出される現象が発生することはない。
【００１９】
上記現像装置は、少なくとも退避位置に変位している時間帯には当該現像装置に現像バイアスを印加しないように構成するとよい。現像バイアスを印加しないとはゼロ電位に保持することをいう。これにより、現像装置からのトナー引き出しがより発生しにくくなり、また、現像バイアスの印加を複雑に制御する必要もなくなる。
【００２０】
そして、このような画像形成装置において、上記像担持体としてはドラム状、ベルト状等からなる感光体、誘電体等が使用される。この像担持体を帯電させる帯電装置としては、例えばロール状の接触型のものを使用すると、その帯電ロールに付着する不要トナーをクリーニング動作時に除去することができる。上記現像装置としては、例えばトナーとキャリアを含む二成分現像剤を使用して磁気ブラシ現像を行うものが使用される。この現像装置は、像担持体を複数使用する場合には、通常その像担持体に数に相応した数のものが使用される。上記変位機構は、現像装置を現像位置と退避位置との間で変位させることができるものであればよく、その形式等については特に制約されない。上記記録用紙は、普通紙、塗工紙、厚紙、ＯＨＰシート等であるが、画像形成装置内で搬送が可能であってトナー像の静電的な転写が可能なものであれば他のものであってものであってもよい。
【００２１】
上記用紙搬送体は、記録用紙を担持して像担持体上のトナー像が転写される位置等に搬送するものであり、通常はベルト状またはドラム状のものが使用される。上記中間転写体は、像担持体上のトナーを担持して記録用紙へ転写する位置まで搬送し得るものであればよく、例えばベルト状、ドラム状等のものが使用される。上記転写装置は、像担持体上のトナー像または中間転写体上のトナー像を記録用紙に静電的に転写させるためのものであって、通常はロール式の接触型転写装置であるが、他の形式のものであっても構わない。これらのうち転写装置は、用紙搬送体および中間転写体の有無に関係なく常備されるものであるのに対し、用紙搬送体および中間転写体は任意であっていずれか一方が装備されることがある。
【００２２】
また、この画像形成装置では、用紙搬送体および中間転写体を設けない場合は転写装置にクリーニング動作時に転移される不要トナーを除去して回収するためのトナー除去回収装置を設けるとよい。また、用紙搬送体または中間転写体の少なくとも一方を設ける場合には、その少なくとも一方または転写装置ならびそのいずれにクリーニング動作時に転移される不要トナーを除去回収するためのトナー除去回収装置を設けるとよい。
【００２３】
また、この画像形成装置では、クリーニング動作の実行時に必要な電位勾配を形成するために、像担持体、中間転写体、用紙搬送体、転写装置等の少なくとも１つに所定のクリーニング用バイアスを印加したりまたは電圧の印加をしないように構成する。
【００２４】
また、像担持体、用紙搬送体および中間転写体のうちの少なくとも１つに不要トナーを電位勾配の利用により一時的に保持するとともにクリーニング動作時に像担持体等に吐き出すように戻すトナー一時保持部材を設けるとよい。また、像担持体、用紙搬送体および中間転写体のうちの少なくとも１つに、トナー一時保持部材と併せてまたは単独で、不要トナーを電位勾配の利用によりトナー回収部に回収するためのトナー回収ロールを設けるとよい。
【００２５】
さらに、この画像形成装置においては、必要であれば、像担持体に対してブレード式以外であって像担持体の表面に圧接して表面を磨耗させることが少ないクリーニング装置（例えば回転ブラシ式のクリーニング装置など）を設置しても構わない。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を適用したカラープリンタの１例を示す概略構成図である。図中の実線矢印は各構成部品の回転方向を示している。
【００２７】
＜プリンタの全体構成＞
このフルカラープリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）及びシアン（Ｃ）の各色専用の作像エンジン１Ｙ，１Ｍ，１Ｋ，１Ｃを並列的に配置してなる所謂タンデム型のプリンタであり、かかる４色のトナー像からなるフルカラーの画像をプリントすることができるほか、単色の画像をプリントすることもできるものである。また、このプリンタは、各作像エンジン１の感光ドラム１１上に形成するトナー像を中間転写ドラム２１〜２３を介して記録用紙Ｐに転写する中間転写方式を採用している。
【００２８】
このプリンタによるフルカラー画像のプリントは概略以下のようにして行われる。まず各作像エンジン１において上記色毎の画情報に応じたトナー像を所定のタイミングで感光体ドラム１１上に形成した後、その各感光体ドラム１１上のトナー像を第１中間転写ドラム２１、２２にそれぞれ一次転写してから第２中間転写ドラム２３へ二次転写し、最後に、第２中間転写ドラム２３に接する最終転写ロール２５によって第２中間転写ドラム２３から記録用紙Ｐへ最終転写されることによって行われる。
【００２９】
詳しくは、イエロー及びマゼンタの作像エンジン１Ｙ，１Ｍで形成されるトナー像が一方の第１中間転写ドラム２１に順次転写される一方で、ブラック及びシアンの作像エンジン１Ｋ，１Ｃで形成されるトナー像が他方の第１中間転写ドラム２２に順次転写される。次いで、この各第１中間転写ドラム２１、２２上で重ね合わせられた２色のトナー像が第２中間転写ドラム２３に転写されて４色のトナー像が重ね合わせられ、その４色のトナー像がレジロール対３１により所定の送り込まれる記録用紙Ｐに最終的に転写される。このように４色のトナー像が転写された記録用紙Ｐは定着装置３２を経由して図示外の排紙トレーに排出される。以上によりフルカラーの画像が記録用紙Ｐ上に形成される。
【００３０】
各作像エンジン１はいずれも、感光ドラム１１と、この感光体ドラム１１を所定の背景部電位に帯電させる帯電ロール１２と、画情報で変調された光ビームＢｍで感光ドラム１１を露光する不図示のレーザ光学ユニットと、露光によって感光ドラム１１上に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装置１４と、トナー像を一次転写した後の感光ドラム１１の表面から不要トナーを除去して一時的に保持しておくトナー一時保持ブラシロール１６とから構成されており、感光ドラム１１の現像装置１４よりも回転下流側となる転写部位で第１中間転写ドラム２１，２２と接するようになっている。そして、この各作像エンジン１では、感光ドラム１１の回転に伴い、その感光ドラム１１の表面に対して帯電、露光、現像、転写の各工程が連続して行われ、各色の画情報に応じたトナー像が第１中間転写ドラム２１，２２にそれぞれ一次転写される。
【００３１】
ここで、感光ドラム１１、帯電ロール１２及びトナー一時保持ブラシロール１６は、単一のドラムユニット１０として一体化されている。また、一対の第１中間転写ドラム２１，２２と第２中間転写ドラム２３をメインにしてトナー一時保持ブラシロール２６、２７及びトナー回収部材２８、２９は、単一の画像転写ユニット２０として一体化されている。これにより、例えば感光ドラム１１の劣化等によって画像品質が低下する場合等には、上記ドラムユニット１０を帯電ロール１２と共にそのまま新品に交換するようになっている。さらに、４つの現像装置１４は単一の現像ユニット４として一体化されており、しかも、後述するようにその各現像装置１４が感光ドラム１１と近接対向する現像位置と感光ドラム１１から少し離れた退避位置との間で変位可能に支持されている。
【００３２】
また、感光ドラム１１は、そのいずれも有機感光材料等からなる感光層が形成された同じ外径の円筒状のドラム本体を回転支軸に支持した構造からなるものである。帯電ロール１２は、金属製のロール体の周囲に導電性の弾性体を一定の厚さに被覆形成してなるものであって、その弾性体層が感光ドラム１１の回転方向上流側の表面部分に当接して回転するように取り付けられている。また、帯電ロール１２は、そのロール体に帯電用電圧としてのＤＣ電圧が印加され、その弾性体層と感光ドラム１１の周面との間における微小間隙で放電を発生させることにより感光ドラム１１の周面を帯電させるようになっている。
【００３３】
トナー一時保持用ブラシロール１６は、金属製のロール体の周囲に複数のブラシ毛が所定の分布密度となるように立設されたものであり、感光ドラム１１の表面を摺擦することにより一次転写後の感光ドラム１１の表面に付着している正極性トナー（この例ではマイナス極性トナー）や逆極性トナー（この例ではプラス極性トナー）、帯電ロール１２による帯電時に感光ドラム１１に付着した放電生成物を除去し、これらの物質が下流側の帯電ロール１２の表面に付着するのを防止している。そして、このブラシロール１６は不要トナー等をプリントジョブの実行中に一時的に蓄積しておき、またその蓄積したトナーを後述するクリーニングモードにおいて感光ドラム１１上に静電的に転移して吐き出すようになっている。このため、感光ドラム１１とブラシロール１６の間でトナーを静電的に転移させるために両者間で電位勾配を形成するように、ブラシロール１６に可変電源を接続してＤＣ成分からなるクリーニング用のバイアスを印加するようになっている。
【００３４】
一方、第１中間転写ドラム２１、２２および第２中間転写ドラム２３は、そのいずれも鉄、アルミニウム等からなる同じ外径の金属パイプに導電性シリコーンゴム等からなる厚さ０．１〜１０ｍｍ程度の低抵抗弾性層（抵抗値：１０²〜１０³Ω）を被覆したうえで、さらにその低抵抗弾性層の表面にフッ素ゴム等からなる厚さ３〜１００μｍの高離型層（抵抗値：１０⁵〜１０¹³Ω程度）を形成してなるドラム本体を回転支軸に支持した構造からなるものである。この例では、第１中間転写ドラム２１、２２の抵抗値が１０⁸Ω程度に、第２中間転写ドラム３の抵抗値は１０¹⁰Ω程度に設定されている。
【００３５】
また、第１中間転写ドラム２１、２２には、その両転写ドラムに各感光ドラム１１上のトナー像を静電的にそれぞれ一次転写させるため、そのドラム本体の表面電位を所定の電位（例えば＋２５０〜５００Ｖ程度）に保つための第１バイアスが印加されるようになっている。同じく、第２中間転写ドラム２３には、そのドラムに前記両転写ドラム２１、２２上のトナー像を静電的にそれぞれ二次転写させるため、そのドラム本体の表面電位を所定の電位（例えば＋６００〜１２００Ｖ程度）に保持するための第２転写バイアスが印加されるようになっている。
【００３６】
トナー一時保持用ブラシロール２６、２７は、感光ドラムユニット１０に使用している前記トナー一時保持用ブラシロール１６と同じ構造のものであり、各中間転写ドラム２１〜２３にそれぞれ接触して回転するように取り付けられている。このブラシロール２７、２７にも可変電源からクリーニング用のバイアスを印加するようになっている。
【００３７】
トナー回収部材２８、２９は、各中間転写ドラム２１〜２３に接触して回転する金属製のバイアスロールと、そのバイアスロールに吸着回収されたトナーをそのロールに当接して掻き取るクリーニングブレードと、そのブレードで掻き取られたトナーを不図示の回収ボックスまで搬送して送り込む不図示の搬送用オーガーとで構成されている。また、中間転写ドラム２１〜２３に付着するトナーを静電誘引力でトナー回収部材２８，２９に転移させるために両者間に電位勾配を形成する必要があり、このためトナー回収部材２８，２９に可変電源を接続してＤＣ成分からなるクリーニング用のバイアスを印加している。このクリーニングバイアスは可変であり、プリントジョブの実行時と後述するクリーニングモードの実行時とでは、異なる大きさ、異なる極性のクリーニングバイアスを各回収部材のバイアスロールに印加している。
【００３８】
現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｋ，Ｃ）はいずれも、所謂磁気ブラシ現像方式を採用するものであり、その装置内部にはトナーとキャリアを含む二成分現像剤が収容されており、２列の現像剤攪拌搬送路内で回転する攪拌搬送部材（例えばオーガー）４３ａ，４３ｂで攪拌搬送されるようになっている。また、各現像装置１４は、感光ドラム１１に所定の微小間隔を保って近接対向した位置で回転する現像ロール（内部にマグネットロールが配置されて回転する円筒スリーブ）４２を備えており、その現像ロール４２に所定の現像バイアスを印加するようになっている。そして、この現像ロール４２には、前記現像剤が供給された後に層厚規制部材を通過して所定の高さに調整された磁気ブラシが形成され、その磁気ブラシを現像ロール４２の回転に伴って感光ドラム１１と対向する現像領域に搬送供給してドラム１１表面を摺擦するようになっている。また、現像ロール４２には、交流成分に直流成分を重畳した現像バイアス電圧が印加されており、これにより感光ドラム１１の前記静電潜像（画像部）のみにトナーを静電的に付着させてトナー像の形成を行うようになっている。
【００３９】
＜現像装置の変位機構等に関する構成＞
図２は現像ユニット４の斜視図である。図２等における矢印Ｘ１およびＸ２の方向はプリンタのフロント側およびリア側を示し、矢印Ｙ１，Ｙ２はプリンタの上方向および下方向を示し、矢印Ｚ１，Ｚ２はプリンタのフロント側から見て左方向（現像位置側）および右方向（退避位置側）を示す。
【００４０】
現像ユニット４の前記４色（Ｙ，Ｍ，Ｋ，Ｃ）に対応した現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｋ，Ｃ）は、現像装置４１の長手方向（現像ロール４２の軸方向であり、図中の矢印Ｘ１およびＸ２の方向）の一端部側（プリンタフロント側）と他端部側（プリンタリア側）に対向するようにプリンタ本体の内部で立設された２つの支持フレーム４０Ａ，４０Ｂの間に、上下方向Ｙ１，Ｙ２方向に並べられた状態であって、感光ドラム１１に接近した現像位置とその感光ドラム１１から離れた退避位置との間で変位可能に取り付けられている。
【００４１】
すなわち、各現像装置４１は、その現像装置を保持する保持フレーム４５であってその長手方向の両端部にそれぞれ突出形成された支持ピン４６を、支持フレーム４０等に連結されている変位保持部４７に矢印Ｚ２の方向にそって開設された２つのガイド長孔４８にスライド可能に差し込んで装着することで、矢印Ｚ１，Ｚ２方向に変位可能に支持されている。また、現像装置４１は、変位保持部４７において現像位置から退避位置の方向（矢印Ｚ２方向）にむけて不図示のバネにより常に付勢力Ｆでもって付勢されている。
【００４２】
そして、この現像ユニット４には４つの現像装置４１を現像位置および退避位置の間で変位させるための変位機構８が装備されている。
【００４３】
変位機構８は、図２や図３に示すように、揺動して各現像装置４１の両端部を現像位置側にむけてそれぞれ押圧するほぼ逆三角形状からなる複数の押し付け揺動体８０と、この複数の押し付け揺動体８０を一斉に揺動させるために上下方向Ｙ１，Ｙ２に所定の範囲内で往復動するほぼＬ字形状からなる２つの連結部材（リンク）８３Ａ，８３Ｂと、この２つのリンク８３Ａ，８３Ｂをそれぞれ上下方向Ｙ１，Ｙ２に上下動させる２つの偏心カム８４Ａ，８４Ｂと、この偏心カム８４Ａ，８４Ｂが固定されて回転させられるカム軸８５と、このカム軸８５を所定の角度だけ矢印Ｊ１，Ｊ２方向に回転させるため筐体１側に固定設置される駆動モータ８６とでその主要部が構成されている。駆動モータ８６は、減速ギヤ列機構などとともに駆動源ボックス８７内に収容されており、筐体１の所定の部位に固定配置されている。図２において符号８８はカム軸８５に所定の位置条件下で固定された扇形状の被検出板、８９は被検出板８８の有無について光学的に検出するセンサを示す。
【００４４】
押し付け揺動体８０は、逆三角形状の最下部８０ａが支持フレーム４０の支軸４０ｅによって揺動可能に取り付けられている。また、その現像装置４１とは反対側に位置する揺動アーム端部８０ｂに突出形成されたピン８０ｃがリンク８３の矢印Ｚ１，Ｚ２方向にそって開設されたガイド長孔８３ａにスライド可能に挿入されている。これにより、押し付け揺動体８０は、リンク８３が上下方向Ｙ１，Ｙ２に変位すると、その支軸４０ｅを中心にして所定の角度範囲だけ矢印Ｍ１，Ｎ２方向に同様に揺動するようになっている。
【００４５】
そして、この変位機構８による現像装置１４の退避位置から現像位置への変位は、次のようにして行われる。
【００４６】
まず、駆動モータ８６が回転駆動してカム軸８５を通じて偏心カム８４が矢印Ｊ２方向に所定の角度だけ回転する。この際、カム軸８５の回転状態は、そのカム軸８５の端部に取り付けられた前記した被検出板８８の位置をセンサ８９で検知することで把握されている。これにより、リンク８３が上方方向Ｙ１に上昇移動することによって全押し付け揺動体８０が支軸４０ｅを中心にして矢印Ｍ１方向に揺動してその押し付け端部が各現像装置１４に当接する。この押し付け全揺動体８０の揺動により、退避位置にある各現像装置１４がいずれも付勢力Ｆに抗して現像位置側となる矢印Ｚ１方向に押圧され、もって現像位置に変位する。
【００４７】
反対に、この変位機構８による現像装置１４の現像位置から退避位置への変位は、次のようにして行われる。
【００４８】
すなわち、駆動モータ８６が回転駆動してカム軸８５を通じて偏心カム８４が矢印Ｊ１方向に所定の角度だけ回転する。これにより、リンク８３が下方方向Ｙ２に下降移動することによって全押し付け揺動体８０が支軸４０ｅを中心にして矢印Ｍ２方向に揺動してその押し付け端部が各現像装置１４との当接から開放されるように動く。この全押し付け揺動体８０の揺動により、現像位置にある各現像装置１４がいずれも付勢力Ｆ等により退避位置側となる矢印Ｚ２方向に押圧され、もって退避位置に変位する。
【００４９】
＜クリーニング動作や現像装置の変位動作に関する構成＞
図３は、このカラープリンタにおける各ユニット１０、２０等の電源部と現像ユニット４の変位機構部に関する制御系の構成を示すブロック図である。
【００５０】
図中の符号３５は電源部を示す。この電源部３５は、感光ドラム１１の周囲に配される帯電ロール１２への帯電バイアス、現像装置１４への現像バイアスおよびトナー一時保持ブラシロール１６へのクリーニングバイアスの給電と、各中間転写ドラム２１〜２３への一次転写又は二次転写バイアス、トナー一時保持ブラシロール２６、２７へのクリーニングバイアスおよびトナー回収部材２８、２９へのクリーニングバイアスの給電と、最終転写ロール２５への最終転写バイアスの給電等を行うためのＤＣ電源等を備えたものである。また、符号３６は現像装置１４の変位機構８における駆動モータ８６の駆動を制御するモータ制御部である。
【００５１】
また、符号５０は演算処理装置、記憶装置等にて構成される中央制御部であり、この中央制御部５０には上記電源部３５およびモータ制御部３６が接続されているほか、変位機構８における検知センサ８９等が接続されている。そして、この中央制御部５０においては、検知センサ８９等からの各種検知信号が入力されるとともに、電源部３５やモータ駆動部３６等に対して図５に示すような動作タイミングや供給電圧値等の条件からなる制御信号が送信されて各バイアスの給電や現像装置の変位動作などの制御が実行されるようになっている。
【００５２】
次に、この制御系による各動作について説明する。
【００５３】
まず、プリンタがプリントジョブ（印字）の開始信号を受けた場合には、作像エンジン１や中間転写ドラム２１〜２３等の回転部品を駆動させる駆動モータが始動する。これと同時に、−９５０Ｖの帯電バイアスが印加されて感光ドラム１１がマイナス極性に帯電され始めるとともに、一時保持ブラシロール１６への−６５０Ｖのクリーニングバイアスが印加されて感光ドラム１１上の逆極性トナーの捕獲がなされる。
【００５４】
この際、現像装置１４は退避位置にあるとともに、その現像ロール４２には現像バイアスが印加されない状態（０Ｖの状態）に置かれる。これにより、かりに感光ドラム１１の帯電が不十分な帯電未到達領域が現像装置１４との対向位置を通過するようなことがあっても、現像装置１４が退避位置にあるため、現像装置１４の現像ロール４２に形成されている磁気ブラシ内の正極性トナー（マイナス帯電トナー）が（現像バイアスの印加がないにもかかわらず）感光ドラム１１の帯電未達成領域に引き出されることはない。
【００５５】
また、各中間転写ドラム２１〜２３に＋４５０Ｖの第１転写バイアスと＋１０００Ｖの第２転写バイアスがそれぞれ印加される。さらに、各中間転写ドラム２１〜２３に設置された一時保持ブラシロール２６、２７に＋８５０Ｖや＋１４００Ｖのクリーニングバイアスがそれぞれ印加されるとともに、一次中間転写ドラム２１、２２に設置されたトナー回収部材２８にはバイアスが印加されない一方で、二次中間転写ドラム２９に設置されたトナー回収部材２９に＋２４００Ｖのクリーニングバイアスが印加される。このような各バイアスの印加により、低い帯電のため一時保持ブラシロール２６、２７やトナー回収部材２８、２９で回収されずに各中間転写ドラム２１〜２３に在留していたトナーは各転写ドラム間のニップ（圧接部）や一時保持ブラシロールとの接触部が通過することによって、強制的に逆極性に帯電されることととなり、電位勾配の関係で第１中間転写ドラム２１、２２に設置されたトナー回収部材２８に回収される。
【００５６】
そして、このような印字準備が終了した後に作像プロセスが開始される。この際、まず帯電された感光ドラム１１への露光により静電潜像の形成が開始されるが、その露光開始に先立って現像装置１４が変位機構８によって退避位置から現像位置に変位させられる。また、露光開始直後に現像バイアスの印加がなされる。この現像装置１４は、少なくとも感光ドラム１１のうち上記露光の開始された地点からその露光が終了した地点が通過する間は現像位置に保持され、これにより現像が行われる。
【００５７】
ここで、図６はプリントジョブ中、すなわち感光体ドラム１１で形成されたトナー像が記録シートＰに転写されている最中におけるトナーの流れを簡略的に示したものである。図中の数字は各部材に印加されているバイアス電圧である。このジョブ中において、正極性トナーは、感光体ドラム１１から第１中間転写ドラム２１、２２へ一次転写され、更に第２中間転写ドラム２３へ二次転写され、最終的に記録用紙Ｐへ最終転写される。
【００５８】
この際、一次転写時に発生した逆極性トナーは、帯電ロール１２へ逆流する途中で一時保持ブラシロール１６によって捕獲される。また、第１中間転写ドラム２１、２１から第２中間転写ドラム２３へ転写されなかった正極性の残留トナーは、感光体ドラム１１へ戻る途中で一時保持ブラシロール（第１クリーナ）２６に捕獲される。さらに、第２中間転写ドラム２３から記録用紙Ｐへ転写されなかった正極性の残留トナーは第１中間転写ドラム２１、２２へ戻る途中でトナー回収部材２９によってプロセス外へ排出され、この回収部材２９を通り抜けた残留トナーは一時保持ブラシロール２６によって捕獲される。一方、最終転写時に極性反転してしまった逆極性トナーは、第２中間転写ドラム２３から第１中間転写ドラム２１、２２へと逆方向に遡るように転写され、トナー回収部材２８によってプロセス外へ排出される。
【００５９】
このプリンタでは、プリントジョブの実行中において、第１中間転写ドラム２１、２２に対して設けられたトナー回収部材２８が逆極性トナーをその転写ドラム２１、２２の表面から除去している。これは、トナー像を記録用紙Ｐへ最終転写する際に生じた逆極性トナー、及びトナー像を第２中間転写ドラム２３へ二次転写する際に生じた逆極性トナーが電位勾配を逆上って感光体ドラム１１に付着するのを防止するためである、また、これにより特に、マゼンタ及びシアンの現像装置１４Ｍ，１４Ｃに対する他色トナーの混色を防止することができる。
【００６０】
これに対し、第２中間転写ドラム２３に対して設けられたトナー回収部材２９は、プリントジョブの実行中、正極性トナーをその転写ドラム２３の表面から除去している。これは、特にフルカラー画像の形成時には、第２中間転写ドラム２３上に４色のトナー像が重ねて形成されているので最終転写後の第２中間転写ドラム２３の表面には第１中間転写ドラム２１、２２に比較して多くの転写残留トナーが発生し易い傾向にある。このため、かりに記録用紙Ｐへ転写されなかった正極性トナーを第２中間転写ドラム２３上から確実に除去しない場合には、かかる正極性トナーが第２中間ドラム２３の周囲を一周し、記録用紙Ｐ上にゴースト像として転写されてしまう。したがって、このような問題を回避するために行っているものである。
【００６１】
また、第１中間転写ドラム２１、２２に対して設けられた一時保持ブラシロール２６は、トナー像の二次転写部とトナー回収部材２８との間で各中間転写ドラム２１、２２の表面を摺擦しており、プリントジョブの実行中はバイアス電圧の印加によって正極性トナーを捕まえている。本来、正極性トナーは第１中間転写ドラム２から第２中間転写ドラム３へ転写されていくので、この第１クリーナ２３が捕える正極性トナーは二次転写における転写残留トナーである。しかし、二次転写では２色のトナー像のみが第２中間転写ドラム３へ転写されるので、最終転写に比べて転写残留トナーは少ない。それ故、この一時保持ブラシロール２６によって第１中間転写ドラム上の正極性トナーの除去を行うようにしているのである。
【００６２】
そして、このプリンタにおいては、プリントジョブの動作が終了すると、図５に示すようにクリーニング動作（モード）が実行される。このクリーニング動作が実行される前において、現像装置１４が変位機構８により現像位置から退避位置に変位させられるとともに、その退避位置への変位後に現像バイアスの印加も停止される。なお、かりに感光ドラム１１に一時保持ロール１６がない場合においても、このクリーニング動作の実行時における制御内容は同じであって何ら変わらない。
【００６３】
図７は、プリントジョブの合間に行われるクリーニングモードを示すものである。このクリーニングモードは２つのステップからなり、同図ａは第１ステップにおけるトナーの流れを、同図ｂは第２ステップにおけるトナーの流れを示している。
【００６４】
まず、クリーニングモードの第１ステップでは、一時保持ブラシロール２６、２７にそれぞれ捕獲されている正極性トナーのプロセス外への排出と、最終転写ロール２５に付着している正極性トナーのプロセス外への排出が行われる。前述した通りプリントジョブの実行中は、一時保持ブラシロール２６、２７では共に正極性トナーを捕獲しているが、最終転写ロール２５上にも第２中間転写ドラム２３から正極性トナーが転移し、かかる最終転写ロール２５の表面には徐々に正極性トナーが蓄積されている。このように最終転写ロール２５に付着した正極性トナーは記録用紙Ｐの裏面汚れを引き起こすほか、記録用紙Ｐに対するトナー像の転写不良をも引き起こす原因となる。
【００６５】
従って、この第１ステップが開始されると、一時保持ブラシロール２６、２７へのバイアスの印加が停止（０Ｖ）される一方で、最終転写ロール２５に印加されているバイアスの電圧が低減（＋３００Ｖ）に変更される。これにより、一時保持ブラシロール２６に捕獲されていた正極性トナーが第１中間転写ドラム２１、２２上に吐き出される一方、一時保持ブラシロール２７及び最終転写ロール２５に付着していた正極性トナーが第２中間転写ドラム２３上に吐き出される。そして、第２中間転写ドラム２３上に吐き出された正極性トナーはトナー回収部材２９によってプロセス外へ排出される。また、トナー回収部材２８には＋５０Ｖのバイアスが印加される。これにより、かかる回収部材２８は一時保持ブラシロール２６によって第１中間転写ドラム２１、２２上に吐き出された正極性トナーをプロセス外へ排出する。
【００６６】
続いて、クリーニングモードの第２ステップでは、一時保持ブラシロール１６に捕獲された逆極性トナーや帯電ロール１１に付着してしまった逆極性トナーのプロセス外への排出が行われる。また、意図せずして一時保持ブラシロール２６、２７および最終転写ロール２５に付着していた逆極性トナーのプロセス外への排出も同時に行われる。
【００６７】
この第２ステップが開始されると、感光体ドラム１１と一時保持ブラシロール１６および帯電ロール１２との間に形成されていた電位勾配が逆転され、これら帯電ロール１２および一時保持ブラシロール１６から感光体ドラム１１上に逆極性トナーが吐き出される。吐き出された逆極性トナーは感光体ドラム１１から第１中間転写ドラム２１、２２へ転移した後、トナー回収部材２８によってプロセス外へ排出される。また、第２中間転写ドラム２３と一時保持ブラシロール２７、最終転写ロール２５との間にも第１ステップと逆の電位勾配が形成され、これにより一時保持ブラシロール２７および最終転写ロール２５に付着していた逆極性トナーは第２中間転写ドラム３上に吐き出される。一時保持ブラシロール２７から吐き出された逆極性トナーは、第２中間転写ドラム２３から第１中間転写ドラム２１、２２へと転移した後、トナー回収部材２８によってプロセス外へ排出される。一方、最終転写ロール２５から第２中間転写ドラム２３へ吐き出された逆極性トナーは、トナー回収部材２９によってプロセス外へ排出される。
【００６８】
このようなクリーニングモードの実行により、プリントジョブ中に帯電ロール１２、一時保持ブラシロール１６、一時保持ブラシロール２６、２７及び最終転写ロール２５に付着していた正極性トナーまたは逆極性トナーをプロセス外へ排出することができ、このクリーニングモードに引き続いて行われる次のプリントジョブでは、リフレッシュされたこれらの部材を用いて画像形成を行うことが可能となる。その結果、濃度むらやゴースト像の発生のない高品位の記録画像を記録シートＰ上に形成することができる。
【００６９】
また、このクリーニングモードのうち特に第２ステップでは、現像装置１４が感光ドラム１１から離れた退避位置に変位しているため、感光ドラム１１と現像ロール４２の間において電位勾配があったとしても、かかる静電的な吸引力が及ばないため、その現像装置１４の現像ロール４２からトナーが感光ドラム１１に引き出されることはない。しかも、この際、現像装置１４の現像ロール４２への現像バイアスは印加されていない状態（０Ｖ）にあり、このため、上記した現像装置１４からのトナーの引き出し防止効果については現像バイアスとして逆極性のものを印加する等の特別な制御をすることなく容易に得ることができる。
【００７０】
＜電源投入時および緊急停止時における動作に関する構成＞
このカラープリンタにおいては、そのプリンタ本体の電源が投入された時や、記録用紙Ｐの紙詰まり等の非常事態が発生してプリンタの動作が緊急に停止された時になると、その検知信号Ｅ１等が中央制御部５０に入力され（図４）、その制御部５０によって以下の制御が実行されるようになっている。
【００７１】
すなわち、このプリンタでは、現像装置１４のホームポジションが退避位置とされている関係から、上記電源投入時や緊急停止時になると、図８に示すように、まず現像装置１４がホームポジションとしての退避位置に変位しているか否かが判断される（ステップＳ１０）。この際、現像装置１４が退避位置に変位しているかについての検知は、例えば変位機構８におけるカム軸に対する検知センサ８９からの検知信号Ｅ２によって検知される。
【００７２】
このとき退避位置にあれば、その後に設定されている制御動作、例えばクリーニング動作等が実行される（Ｓ１１）。一方、退避位置にない場合には、まず変位機構８により現像装置１４をホームポジションである退避位置に変位させた後（Ｓ１２）、クリーニングモードが実行される（Ｓ１１）。これにより、電源投入後や非常停止後において実行されるクリーニング動作は、現像装置１４が確実に退避位置にある状態で実行されることになるため、特に現像装置１４から感光ドラム１１へトナーが引き出される現象が発生することを的確に防止することができる。
【００７３】
［他の実施の形態］
なお、前記した実施の形態に係るカラープリンタにおいて、ドラム形式の画像転写ユニット２０に代えて、ベルト形式の画像転写ユニットを適用してもよい。この場合、中間転写ベルトは、各作像エンジン１の感光ドラム１１に接するとともに最終転写ロール２５にも接した状態で回転するように配置する。また、各感光ドラム１１上のトナー像を中間転写ベルトに一次転写させるための一次転写装置（例えば転写ロールを使用する接触式の転写装置）を配置する。そして、その中間転写ベルトまたは最終転写ロールにトナーを除去して回収する装置を設置し、かかるトナー除去回収装置によって感光ドラムユニット１０側で発生する不要なトナーをクリーニング動作の実行により最終的にプロセス外に排出するように構成する。そのうえで、そのクリーニング動作の実行時に少なくとも現像装置１４を退避位置に変位させるようにする。これにより、前記実施の形態の場合と同様の作用効果が得られる。
【００７４】
また、そのドラム形式の画像転写ユニット２０や最終転写ロール２５に代えて、用紙搬送ベルトまたはドラム（ユニット）を適用してもよい。この場合、その用紙搬送ベルトまたはドラムは、記録用紙Ｐを静電的に吸着保持して各作像エンジン１の感光ドラム１１に接した状態で回転するように配置する。また、その用紙搬送ベルトまたはドラムに上記トナー除去回収装置を設置する。そして、そのトナー除去回収装置によって感光ドラムユニット１０側で発生する不要なトナーを最終的にプロセス外に排出するためのクリーニング動作の実行するように構成する。そのうえで、そのクリーニング動作の実行時に少なくとも現像装置１４を退避位置に変位させるようにする。これによっても、前記実施の形態の場合と同様の作用効果が得られる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、特に像担持体にブレード式のクリーニング装置を設置せず、その像担持体に存在する不要トナーを電位勾配を利用して他の構成部品に静電的に転移させて排除するクリーニング動作を実行する場合であっても、少なくともそのクリーニング動作を実行する際における現像装置からのトナーの引き出し等を簡易に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係るカラープリンタを示す概略構成図。
【図２】変位機構を備えた現像ユニットを示す概略斜視図。
【図３】図２の変位機構の概略斜視図。
【図４】クリーニング動作や現像装置の変位動作等に係る制御系の構成を示すブロック図。
【図５】プリント動作およびクリーニング動作のタイミングチャート。
【図６】プリントジョブ時のトナーの流れなどを示す説明図。
【図７】（ａ）はクリーニングモードの第１ステップ時におけるトナーの流れなどを示す説明図、（ｂ）はその第２ステップ時におけるトナーの流れなどを示す説明図。
【図８】電源投入時や緊急停止時における動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
８…変位機構、１１…感光ドラム（像担持体）、１２…帯電ロール、１４…現像装置、２１〜２３…中間転写ドラム（中間転写体）、１６，２６，２７…トナー一時保持ブラシロール、２８，２９…トナー回収部材、Ｐ…記録用紙。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer, a copying machine, a facsimile machine, or a multi-function machine that forms an image made of toner using an electrophotographic system, an electrostatic recording system, or the like, and in particular, an image on which a toner image is formed. The present invention relates to an image forming apparatus of a type in which a blade type cleaning device is not installed on a carrier.
[0002]
[Prior art]
In general, in an image forming apparatus using an electrophotographic system or the like, rubber or the like is applied to the surface of an image carrier in order to remove unnecessary toner existing after transfer to an image carrier comprising a photosensitive drum or the like for forming a toner image. A so-called blade type cleaning device is installed to mechanically scrape unnecessary toner by pressing the elastic blade.
[0003]
However, when such a cleaning device is installed, the surface of the image carrier is worn by the pressure contact of the elastic blade, and the life of the image carrier is shortened. There is a problem that scratches due to rubbing can occur and the image is disturbed. Further, when a so-called spherical toner having a nearly spherical shape produced by a polymerization method or the like is used as the toner, there is a problem that the cleaning performance of the elastic blade for the spherical toner is lowered and the spherical toner cannot be sufficiently removed.
[0004]
Further, from the viewpoint of reducing the rubbing on the surface of the image bearing member by the elastic blade, it may be considered to apply a cleaning device that uses a rotating brush and a cleaning roll having a low degree of rubbing (Japanese Patent Laid-Open No. 63-63). No. 15278).
[0005]
However, in this case, wear due to rubbing on the surface of the image carrier is suppressed, so that the lifetime of the image carrier can be expected. On the other hand, the cleaning device itself becomes complicated and its cost is high. .
[0006]
In order to avoid these problems, there has been proposed an image forming apparatus that executes, for example, the following cleaning operation without installing a blade-type cleaning device for the image carrier.
[0007]
That is, unnecessary toner on the image carrier is electrostatically applied to the intermediate transfer member on which the blade-type cleaning device is installed by forming a potential gradient at a predetermined time such as between image forming portions (inter-image portion). A cleaning operation is performed in which the intermediate transfer member is removed and collected by the cleaning device (Japanese Patent Laid-Open No. 11-7226). The potential gradient is formed by applying a predetermined bias that facilitates electrostatic transfer between components to be transferred in accordance with the charging polarity of the unnecessary toner.
[0008]
In addition, a temporary toner holding member such as a rotating brush for temporarily holding unnecessary toner in contact with the image carrier is installed, and unnecessary toner on the image carrier is temporarily adhered to the temporary toner holding member. In addition, when a predetermined time has arrived, such as between image forming units or at the end of image formation, first, unnecessary toner adhering to the temporary toner holding member is electrostatically transferred to the image carrier by forming a potential gradient. The unnecessary toner returned to the image carrier and then returned to the image carrier has a potential with respect to a transfer device (contact type) in which a toner removal and collection device (including a blade type cleaning device) is installed, an intermediate transfer member, and the like. A cleaning operation is performed in which the toner is electrostatically transferred by forming a gradient, and finally removed and collected by the toner removal and collection device on the side of the transfer device, the intermediate transfer body, and the like ( Open 2000-250327, JP-like JP 2001-75448).
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the image forming apparatus that performs such a cleaning operation has the following problems.
[0010]
In other words, most of the unnecessary toner present on the image carrier is untransferred toner that has not been transferred. The untransferred toner also has the same initial charge polarity as the toner, and has a different polarity depending on the transfer history. There is a so-called reversely charged toner that is charged with a negative charge. For this reason, at the time of the cleaning operation, unnecessary toners having different polarities are transferred to the intermediate transfer body, the transfer device, or the like by forming a potential gradient, and therefore the direction of the potential gradient needs to be switched alternately according to the toners of both poles. However, at this time, when the reversely charged toner is returned from the temporary toner holding member or the charging member to the image carrier and transferred from the image carrier to the intermediate transfer member or the like, the developing position that is in close proximity to the image carrier. The developing device (actually on the developing roll) held by the toner has a problem that unnecessary charging toner is drawn in the opposite polarity. On the other hand, when the unnecessary toner charged to the positive polarity is returned from the temporary toner holding member or charging member to the image carrier and transferred from the image carrier to the intermediate transfer member, the developing device (actual However, there is a problem that the toner is simultaneously drawn out from the developing roll onto the image carrier. Further, such a problem occurs in the number of image forming apparatuses using a plurality of developing devices. In this case, the developing device is usually a magnetic brush developing type.
[0011]
The toner pulling-out phenomenon from the developing device will be described assuming an image forming apparatus including an image carrier that is negatively charged and a developing device that uses negatively charged toner. In order to electrostatically transfer positively charged (untransferred) toner, which is an unnecessary toner present on the surface of the temporary holding member or charging member to be contacted, to the intermediate transfer body or the like, the intermediate transfer body side is held on the positive polarity side. In addition, it is necessary to form a potential gradient by charging the image carrier to the positive polarity side with respect to the temporary holding member or the charging member. As a result, the image carrier is charged to the positive polarity side unlike the time of image formation, so that the negative polarity toner carried on the developing roll of the developing device is electrostatically attracted to the image carrier. It is thought that it will adhere.
[0012]
Incidentally, in order to prevent this phenomenon, it is conceivable to switch the polarity of the developing bias applied to the developing device in accordance with the polarity of the bias applied for the potential gradient during the cleaning operation. However, with such measures, it is necessary to add a power supply of reverse polarity to the bias power supply of the developing device, and applying a developing bias of reverse polarity may affect the charging polarity of the toner in the developing device. Is not preferable.
[0013]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and the main object of the present invention is not to install a blade-type cleaning device on the image carrier, but to exist on the image carrier. When performing a cleaning operation that eliminates unnecessary toner by electrostatically transferring it to other components using the potential gradient described above, it is easy to pull out toner from the developing device at least when performing the cleaning operation. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of preventing the above.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The image forming apparatus of the present invention includes an image carrier on which an electrostatic latent image is formed after charging, and a toner image obtained by developing the electrostatic latent image on the image carrier by supplying toner under a developing bias. And a toner image on the image carrier formed and developed by the developing device is electrostatically transferred directly or via an intermediate transfer member to a recording paper conveyed by a recording paper or a paper conveying member. Forming a transfer device, and performing a cleaning operation for eliminating unnecessary toner existing on the image carrier by electrostatically transferring it to a paper transport body, intermediate transfer body or transfer device by forming a potential gradient In the apparatus, a displacement mechanism is provided for displacing the developing device between a developing position that is close to and opposed to the image carrier and a retracted position that is separated from the image carrier, and the displacement mechanism performs at least the cleaning operation. The time zone in which the line is characterized in that for displacing the developing device to the retracted position.
[0015]
According to such an image forming apparatus, at least when the cleaning operation is performed, the developing device is displaced to the retracted position and is separated from the image carrier. When the toner is transferred to the conveyance body, the intermediate transfer body, or the transfer device, the toner of the developing device is not pulled out to the image carrier side due to the potential relationship between the image carrier and the developing device. In addition, since no blade-type cleaning device is installed on the image carrier, the occurrence of surface wear or the like of the image carrier can be reduced, and the life of the image carrier can be extended. By the way, unnecessary toner on the image carrier due to the execution of the cleaning operation is electrostatically transferred to the paper transport body, intermediate transfer body or transfer device by forming a potential gradient, and then the toner to be installed on each component thereof What is necessary is just to make it finally remove and collect | recover by a removal collection | recovery apparatus etc.
[0016]
In this image forming apparatus, the developing position refers to a position at which the tip of the developer (toner) carried on the developing roll of the developing apparatus can be developed at least in contact with the image carrier, and the retracted position is A position where the tip of the developer is at least separated from the image carrier and is separated from the image carrier by a distance that is not affected by the action of electrostatically attracting the developer toward the image carrier. Incidentally, with respect to the developing device, from the viewpoint of executing the original developing operation, an area where the electrostatic latent image of the image carrier is formed by the displacement mechanism (in other words, an area from the latent image writing start position to the writing end position). Needless to say, the toner is displaced to the developing position while passing through the developing device.
[0017]
The displacement mechanism may be configured (controlled) so that the developing device is displaced to the retracted position in a time zone during which the uncharged area and the uncharged area of the image carrier pass. The uncharged region is a region where the surface potential of the image carrier is not sufficiently charged to a predetermined charging potential. In such a configuration, it is possible to avoid the toner pulling phenomenon from the developing device that may occur when the uncharged region and the uncharged region pass through the developing device at the developing position.
[0018]
Further, the displacement mechanism detects whether or not the developing device is displaced to the retracted position when the power is turned on or during an emergency stop. If the developing device is not displaced to the retracted position, the developing device is displaced to the retracted position. It is better to configure (control). The emergency stop is a time when the operation of the apparatus is forcibly stopped when an emergency phenomenon such as a paper jam (jam) occurs and the apparatus operation needs to be stopped. The detection may be performed using a general position detection sensor. When configured in this way, operations scheduled to be performed after the power is turned on or after an emergency stop (for example, the cleaning operation, the charging operation of the image carrier, etc.) are started in a state where the developing device is not in the retracted position. There is no. This also does not cause a phenomenon that the toner is drawn from the developing device to the image carrier.
[0019]
The developing device may be configured not to apply a developing bias to the developing device at least during a time zone in which the developing device is displaced to the retracted position. Not applying a development bias means holding at zero potential. This makes it difficult for toner to be pulled out from the developing device, and eliminates the need to control the application of the developing bias in a complicated manner.
[0020]
In such an image forming apparatus, a drum-shaped, belt-shaped photoconductor, dielectric, or the like is used as the image carrier. As a charging device for charging the image carrier, for example, when a roll-type contact type is used, unnecessary toner adhering to the charging roll can be removed during the cleaning operation. As the developing device, for example, a device that performs magnetic brush development using a two-component developer containing toner and carrier is used. In the case where a plurality of image carriers are used, the number of developing devices corresponding to the number of the image carriers is usually used. The displacement mechanism is not particularly limited as long as it can displace the developing device between the development position and the retracted position. The recording paper is plain paper, coated paper, cardboard, OHP sheet, etc., but any other paper that can be transported in the image forming apparatus and can electrostatically transfer a toner image. It may be either.
[0021]
The above-mentioned sheet conveying member conveys a recording sheet and conveys it to a position where a toner image on the image bearing member is transferred, and a belt-shaped or drum-shaped one is usually used. The intermediate transfer member is not particularly limited as long as it can carry the toner on the image carrier and transfer it to a recording sheet. For example, a belt or drum is used. The transfer device is for electrostatically transferring a toner image on an image bearing member or a toner image on an intermediate transfer member onto a recording sheet, and is usually a roll contact type transfer device. Other types may be used. Among these, the transfer device is always provided regardless of the presence or absence of the paper transport body and the intermediate transfer body, whereas the paper transport body and the intermediate transfer body are optional and either one may be equipped. is there.
[0022]
In addition, in this image forming apparatus, when the sheet conveying member and the intermediate transfer member are not provided, a toner removing and collecting device for removing and collecting unnecessary toner transferred during the cleaning operation may be provided in the transfer device. In the case where at least one of the sheet conveyance body and the intermediate transfer body is provided, it is preferable to provide a toner removal and collection device for removing and collecting unnecessary toner transferred during the cleaning operation to at least one of the sheet transfer body and the transfer device. .
[0023]
In this image forming apparatus, a predetermined cleaning bias is applied to at least one of the image carrier, the intermediate transfer member, the paper transport member, the transfer device, etc., in order to form a potential gradient necessary for executing the cleaning operation. Or a voltage is not applied.
[0024]
Also, a toner temporary holding member that temporarily holds unnecessary toner on at least one of the image carrier, the sheet transport body, and the intermediate transfer member by using a potential gradient and returns the toner to the image carrier during a cleaning operation. It is good to provide. In addition, at least one of the image carrier, the paper transport member, and the intermediate transfer member, together with the toner temporary holding member, or alone, toner collection for collecting unnecessary toner in the toner collection unit by using a potential gradient. A roll may be provided.
[0025]
Further, in this image forming apparatus, if necessary, a cleaning device (for example, a rotary brush type) that is not a blade type with respect to the image carrier and hardly wears the surface by being pressed against the surface of the image carrier. A cleaning device or the like may be installed.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a color printer to which the present invention is applied. The solid line arrow in the figure indicates the rotation direction of each component.
[0027]
<Overall configuration of printer>
This full-color printer is a so-called tandem type in which image forming engines 1Y, 1M, 1K, and 1C dedicated to each color of yellow (Y), magenta (M), black (K), and cyan (C) are arranged in parallel. The printer is capable of printing a full-color image composed of the four-color toner images, and can also print a single-color image. In addition, this printer employs an intermediate transfer method in which a toner image formed on the photosensitive drum 11 of each image forming engine 1 is transferred to the recording paper P via intermediate transfer drums 21 to 23.
[0028]
Printing of a full color image by this printer is generally performed as follows. First, each image forming engine 1 forms a toner image corresponding to the image information for each color on the photosensitive drum 11 at a predetermined timing, and then the toner image on each photosensitive drum 11 is transferred to the first intermediate transfer drum 21. , 22 and then secondary transfer to the second intermediate transfer drum 23, and finally the final transfer from the second intermediate transfer drum 23 to the recording paper P by the final transfer roll 25 in contact with the second intermediate transfer drum 23. Is done.
[0029]
More specifically, toner images formed by yellow and magenta image forming engines 1Y and 1M are sequentially transferred to one first intermediate transfer drum 21, while formed by black and cyan image forming engines 1K and 1C. The toner images are sequentially transferred to the other first intermediate transfer drum 22. Next, the two color toner images superimposed on the first intermediate transfer drums 21 and 22 are transferred to the second intermediate transfer drum 23 to superimpose the four color toner images. Is finally transferred onto the recording paper P fed by the registration roll pair 31. The recording paper P onto which the four color toner images have been transferred in this way is discharged to a discharge tray (not shown) via the fixing device 32. Thus, a full color image is formed on the recording paper P.
[0030]
Each of the image forming engines 1 exposes the photosensitive drum 11 with a photosensitive drum 11, a charging roll 12 for charging the photosensitive drum 11 to a predetermined background portion potential, and a light beam Bm modulated with image information. The illustrated laser optical unit, a developing device 14 for developing the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 11 by exposure with toner, and unnecessary toner is removed from the surface of the photosensitive drum 11 after the toner image is primarily transferred. And a temporary toner holding brush roll 16 that is temporarily held, and is in contact with the first intermediate transfer drums 21 and 22 at a transfer portion on the downstream side of the developing device 14 of the photosensitive drum 11. It has become. In each image forming engine 1, as the photosensitive drum 11 rotates, charging, exposure, development, and transfer processes are continuously performed on the surface of the photosensitive drum 11, according to image information of each color. The toner images are primarily transferred to the first intermediate transfer drums 21 and 22, respectively.
[0031]
Here, the photosensitive drum 11, the charging roll 12, and the toner temporary holding brush roll 16 are integrated as a single drum unit 10. The toner temporary holding brush rolls 26 and 27 and the toner collecting members 28 and 29 are integrated as a single image transfer unit 20 with the pair of first intermediate transfer drums 21 and 22 and the second intermediate transfer drum 23 as main components. Has been. Thereby, for example, when the image quality is deteriorated due to deterioration of the photosensitive drum 11 or the like, the drum unit 10 is exchanged with the charging roll 12 for a new one as it is. Further, the four developing devices 14 are integrated as a single developing unit 4, and as will be described later, the developing devices 14 are slightly separated from the photosensitive drum 11 and the developing position where the developing device 14 is closely opposed to the photosensitive drum 11. It is supported so that it can be displaced between the retracted position.
[0032]
Each of the photosensitive drums 11 has a structure in which a cylindrical drum body having the same outer diameter on which a photosensitive layer made of an organic photosensitive material or the like is formed is supported on a rotation support shaft. The charging roll 12 is formed by coating a conductive elastic body with a certain thickness around a metal roll body, and the elastic body layer is a surface portion on the upstream side in the rotation direction of the photosensitive drum 11. It is attached so that it may contact and rotate. Further, the charging roll 12 is applied with a DC voltage as a charging voltage on the roll body, and discharge is generated in a minute gap between the elastic body layer and the peripheral surface of the photosensitive drum 11, whereby The peripheral surface is charged.
[0033]
The temporary toner holding brush roll 16 is erected so that a plurality of brush bristles have a predetermined distribution density around a metal roll body, and is primarily rubbed against the surface of the photosensitive drum 11. The positive polarity toner (minus polarity toner in this example) and the reverse polarity toner (plus polarity toner in this example) adhering to the surface of the photosensitive drum 11 after transfer, and the discharge adhering to the photosensitive drum 11 during charging by the charging roll 12. The product is removed to prevent these substances from adhering to the surface of the charging roll 12 on the downstream side. The brush roll 16 temporarily accumulates unnecessary toner or the like during execution of the print job, and electrostatically transfers the accumulated toner onto the photosensitive drum 11 in a cleaning mode to be described later. It has become. For this reason, in order to electrostatically transfer toner between the photosensitive drum 11 and the brush roll 16, a variable power source is connected to the brush roll 16 so as to form a potential gradient between the two, and a cleaning component comprising a DC component is used. The bias is applied.
[0034]
On the other hand, each of the first intermediate transfer drums 21 and 22 and the second intermediate transfer drum 23 has a thickness of about 0.1 to 10 mm made of conductive silicone rubber or the like on the same outer diameter metal pipe made of iron, aluminum or the like. Low resistance elastic layer (resistance value: 10 ² -10 ^Three Ω), and the surface of the low-resistance elastic layer is a high release layer (resistance value: 10) made of fluororubber or the like and having a thickness of 3 to 100 μm. ^Five -10 ¹³ It has a structure in which a drum body formed on a rotating support shaft is formed. In this example, the resistance value of the first intermediate transfer drums 21 and 22 is 10 ⁸ The resistance value of the second intermediate transfer drum 3 is about 10Ω. ^Ten It is set to about Ω.
[0035]
Further, in order to electrostatically primarily transfer the toner images on the photosensitive drums 11 to the two intermediate transfer drums 21 and 22, the surface potential of the drum body is set to a predetermined potential (for example, +250). A first bias for maintaining the voltage at about 500 V) is applied. Similarly, in order to electrostatically secondary transfer the toner images on the transfer drums 21 and 22 to the second intermediate transfer drum 23, the surface potential of the drum body is set to a predetermined potential (for example, +600). A second transfer bias for holding at about 1200V) is applied.
[0036]
The temporary toner holding brush rolls 26 and 27 have the same structure as that of the temporary toner holding brush roll 16 used in the photosensitive drum unit 10, and are rotated in contact with the intermediate transfer drums 21 to 23, respectively. Is attached. A cleaning bias is also applied to the brush rolls 27 and 27 from a variable power source.
[0037]
The toner collecting members 28 and 29 are made of a metal bias roll that rotates in contact with each of the intermediate transfer drums 21 to 23, a cleaning blade that abuts and collects the toner attracted and collected by the bias roll and scrapes the roll. It comprises a transport auger (not shown) that transports the toner scraped off by the blade to a collection box (not shown). Further, in order to transfer the toner adhering to the intermediate transfer drums 21 to 23 to the toner recovery members 28 and 29 by electrostatic attraction, it is necessary to form a potential gradient between the two. A cleaning bias consisting of a DC component is applied by connecting a variable power source. This cleaning bias is variable, and cleaning biases having different sizes and different polarities are applied to the bias rolls of the collecting members when a print job is executed and when a cleaning mode described later is executed.
[0038]
Each of the developing devices 14 (Y, M, K, C) employs a so-called magnetic brush developing system, and a two-component developer containing toner and carrier is accommodated in the device, and two rows The agitating and conveying members (for example, augers) 43a and 43b that rotate in the developer agitating and conveying path are agitated and conveyed. Each developing device 14 is provided with a developing roll (cylindrical sleeve in which a magnet roll is arranged and rotated) 42 that rotates at a position facing the photosensitive drum 11 in close proximity to each other at a predetermined minute interval. A predetermined developing bias is applied to the roll 42. The developing roll 42 is formed with a magnetic brush adjusted to a predetermined height after passing through the layer thickness regulating member after the developer is supplied, and the magnetic brush is moved along with the rotation of the developing roll 42. In this way, the surface of the drum 11 is rubbed against the surface of the drum 11 by being transported and supplied to the developing area facing the photosensitive drum 11. A developing bias voltage in which a direct current component is superimposed on an alternating current component is applied to the developing roll 42, so that toner is electrostatically attached only to the electrostatic latent image (image portion) of the photosensitive drum 11. Thus, a toner image is formed.
[0039]
<Configuration relating to displacement mechanism of developing device>
FIG. 2 is a perspective view of the developing unit 4. The directions of arrows X1 and X2 in FIG. 2 and the like indicate the front and rear sides of the printer, arrows Y1 and Y2 indicate the upward and downward directions of the printer, and arrows Z1 and Z2 indicate the left direction as viewed from the front side of the printer. (Development position side) and right direction (retraction position side) are shown.
[0040]
The developing device 14 (Y, M, K, C) corresponding to the four colors (Y, M, K, C) of the developing unit 4 is the longitudinal direction of the developing device 41 (the axial direction of the developing roll 42, Of two support frames 40A and 40B which are erected inside the printer main body so as to face one end side (printer front side) and the other end side (printer rear side) of the arrows X1 and X2 in the middle. Between them, they are arranged in the vertical direction Y1, Y2, and are mounted so as to be displaceable between a development position approaching the photosensitive drum 11 and a retracted position away from the photosensitive drum 11.
[0041]
That is, each developing device 41 includes a holding frame 45 that holds the developing device, and a support pin 46 that is formed to protrude at both ends in the longitudinal direction, and a displacement holding portion 47 that is connected to the support frame 40 and the like. Are inserted in the two guide long holes 48 opened along the direction of the arrow Z2 so as to be slidable and supported so as to be displaceable in the directions of the arrows Z1 and Z2. Further, the developing device 41 is always urged by the urging force F by a spring (not shown) from the developing position toward the retracted position (arrow Z2 direction) in the displacement holding portion 47.
[0042]
The developing unit 4 is equipped with a displacement mechanism 8 for displacing the four developing devices 41 between the developing position and the retracted position.
[0043]
As shown in FIGS. 2 and 3, the displacement mechanism 8 is a plurality of pressing rockers 80 each having a substantially inverted triangular shape that rocks and presses both ends of each developing device 41 toward the developing position. Two connecting members (links) 83A and 83B having substantially L-shapes reciprocating within a predetermined range in the vertical direction Y1 and Y2 in order to swing the plurality of pressing swing bodies 80 all at once, Two eccentric cams 84A and 84B that move the links 83A and 83B up and down in the vertical directions Y1 and Y2, respectively, a cam shaft 85 on which the eccentric cams 84A and 84B are fixed and rotated, and the cam shaft 85 at a predetermined angle The main part is composed of a drive motor 86 fixedly installed on the housing 1 side so as to rotate only in the directions of arrows J1 and J2. The drive motor 86 is housed in the drive source box 87 together with a reduction gear train mechanism and the like, and is fixedly disposed at a predetermined part of the housing 1. In FIG. 2, reference numeral 88 denotes a fan-shaped detection plate fixed to the camshaft 85 under a predetermined position condition, and 89 denotes a sensor that optically detects the presence or absence of the detection plate 88.
[0044]
The pressing rocking body 80 has an inverted triangular lowermost part 80a attached to a pivot 40e of the support frame 40 so as to be rockable. Also, a pin 80c formed to protrude from the swing arm end portion 80b located on the opposite side of the developing device 41 is slidably inserted into a guide slot 83a formed along the arrow Z1 and Z2 directions of the link 83. Has been. As a result, when the link 83 is displaced in the vertical directions Y1 and Y2, the pressing rocking body 80 is similarly rocked in the directions of the arrows M1 and N2 by a predetermined angle range around the support shaft 40e. .
[0045]
The displacement mechanism 8 displaces the developing device 14 from the retracted position to the developing position as follows.
[0046]
First, the drive motor 86 is driven to rotate, and the eccentric cam 84 rotates through the cam shaft 85 in the arrow J2 direction by a predetermined angle. At this time, the rotation state of the cam shaft 85 is grasped by detecting the position of the detected plate 88 attached to the end of the cam shaft 85 by the sensor 89. As a result, the link 83 moves upward in the upward direction Y1, so that the full pressing swing body 80 swings in the direction of the arrow M1 about the support shaft 40e, and the pressing end abuts against each developing device 14. By this swinging of the entire pressing body 80, each developing device 14 in the retracted position is pressed against the biasing force F in the direction of the arrow Z1 on the developing position side, and is displaced to the developing position.
[0047]
On the contrary, the displacement mechanism 8 displaces the developing device 14 from the developing position to the retracted position as follows.
[0048]
That is, the drive motor 86 is driven to rotate, and the eccentric cam 84 rotates through the cam shaft 85 in the direction of the arrow J1 by a predetermined angle. As a result, the link 83 moves downward in the direction Y2, whereby the full pressing swinging body 80 swings in the direction of the arrow M2 about the support shaft 40e, and the pressing end portion comes into contact with each developing device 14. Move to be released. By the swinging of the fully pressing swinging member 80, each developing device 14 at the developing position is pressed by the biasing force F or the like in the direction of the arrow Z2 on the retracted position side, and thus displaced to the retracted position.
[0049]
<Configuration for cleaning operation and displacement operation of developing device>
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a control system related to the power supply units of the units 10 and 20 and the displacement mechanism unit of the developing unit 4 in this color printer.
[0050]
Reference numeral 35 in the figure denotes a power supply unit. The power supply unit 35 feeds a charging bias to the charging roll 12 arranged around the photosensitive drum 11, a developing bias to the developing device 14, and a cleaning bias to the toner temporary holding brush roll 16, and each intermediate transfer drum 21. Power supply of primary transfer or secondary transfer bias to -23, cleaning bias to toner temporary holding brush rolls 26 and 27 and cleaning bias to toner recovery members 28 and 29, and power supply of final transfer bias to final transfer roll 25 And a DC power supply for performing the above. Reference numeral 36 denotes a motor control unit that controls driving of the drive motor 86 in the displacement mechanism 8 of the developing device 14.
[0051]
Reference numeral 50 denotes a central control unit composed of an arithmetic processing unit, a storage device, and the like. The central control unit 50 is connected to the power source unit 35 and the motor control unit 36, and in the displacement mechanism 8. A detection sensor 89 and the like are connected. In the central control unit 50, various detection signals from the detection sensor 89 and the like are input, and operation timings, supply voltage values and the like as shown in FIG. A control signal consisting of the above conditions is transmitted to control the power supply of each bias and the displacement operation of the developing device.
[0052]
Next, each operation by this control system will be described.
[0053]
First, when the printer receives a print job (printing) start signal, a drive motor that drives rotating components such as the image forming engine 1 and the intermediate transfer drums 21 to 23 is started. At the same time, a charging bias of −950 V is applied to start charging the photosensitive drum 11 to a negative polarity, and a cleaning bias of −650 V to the temporary holding brush roll 16 is applied to apply the reverse polarity toner on the photosensitive drum 11. Capture is made.
[0054]
At this time, the developing device 14 is in the retracted position, and the developing roll 42 is placed in a state where no developing bias is applied (0 V state). As a result, even if an uncharged area where the photosensitive drum 11 is not sufficiently charged passes through a position facing the developing device 14, the developing device 14 is in the retracted position, so that the developing device 14 The positive polarity toner (negatively charged toner) in the magnetic brush formed on the developing roll 42 is not drawn out to the uncharged area of the photosensitive drum 11 (although no developing bias is applied).
[0055]
Further, a first transfer bias of +450 V and a second transfer bias of +1000 V are applied to the intermediate transfer drums 21 to 23, respectively. Further, a cleaning bias of +850 V or +1400 V is applied to the temporary holding brush rolls 26 and 27 installed on the intermediate transfer drums 21 to 23, respectively, and the toner recovery member 28 installed on the primary intermediate transfer drums 21 and 22 is applied to the toner collecting member 28. On the other hand, a bias of +2400 V is applied to the toner recovery member 29 installed on the secondary intermediate transfer drum 29 while no bias is applied. Due to such application of each bias, the toner that has remained in the intermediate transfer drums 21 to 23 without being collected by the temporary holding brush rolls 26 and 27 and the toner collecting members 28 and 29 due to low charging is transferred between the transfer drums. When the contact portion with the nip (pressure contact portion) or the temporary holding brush roll passes through, it is forcibly charged to the reverse polarity, and is installed on the first intermediate transfer drums 21 and 22 due to the potential gradient. The toner is collected by the toner collecting member 28.
[0056]
Then, after such print preparation is completed, the image forming process is started. At this time, formation of an electrostatic latent image is first started by exposure to the charged photosensitive drum 11, but the developing device 14 is displaced from the retracted position to the developing position by the displacement mechanism 8 prior to the start of the exposure. Further, a developing bias is applied immediately after the start of exposure. The developing device 14 is held at the developing position at least during the passage of the exposure end of the photosensitive drum 11 from the point where the exposure is started, whereby development is performed.
[0057]
Here, FIG. 6 schematically shows the flow of toner during a print job, that is, while the toner image formed on the photosensitive drum 11 is being transferred to the recording sheet P. The numbers in the figure are bias voltages applied to each member. In this job, the positive toner is primarily transferred from the photosensitive drum 11 to the first intermediate transfer drums 21 and 22, further transferred to the second intermediate transfer drum 23, and finally transferred onto the recording paper P. Is done.
[0058]
At this time, the reverse polarity toner generated at the time of the primary transfer is captured by the temporary holding brush roll 16 while flowing backward to the charging roll 12. The positive residual toner that has not been transferred from the first intermediate transfer drums 21 and 21 to the second intermediate transfer drum 23 is captured by the temporary holding brush roll (first cleaner) 26 on the way to the photosensitive drum 11. The Further, the positive residual toner that has not been transferred from the second intermediate transfer drum 23 to the recording paper P is discharged out of the process by the toner recovery member 29 on the way back to the first intermediate transfer drums 21 and 22. The residual toner that has passed through is captured by the temporary holding brush roll 26. On the other hand, the reverse polarity toner whose polarity has been reversed at the time of final transfer is transferred from the second intermediate transfer drum 23 to the first intermediate transfer drums 21 and 22 in the reverse direction and is taken out of the process by the toner recovery member 28. Discharged.
[0059]
In this printer, the toner collection member 28 provided for the first intermediate transfer drums 21 and 22 removes the reverse polarity toner from the surfaces of the transfer drums 21 and 22 during execution of the print job. This is because the reverse polarity toner generated when the toner image is finally transferred to the recording paper P and the reverse polarity toner generated when the toner image is secondarily transferred to the second intermediate transfer drum 23 reverse the potential gradient. This prevents the toner from adhering to the photosensitive drum 11, and in particular, it is possible to prevent color mixing of other color toners with respect to the magenta and cyan developing devices 14M and 14C.
[0060]
On the other hand, the toner recovery member 29 provided for the second intermediate transfer drum 23 removes the positive toner from the surface of the transfer drum 23 during execution of the print job. This is because, particularly when a full-color image is formed, toner images of four colors are formed on the second intermediate transfer drum 23 so that the first intermediate transfer drum 23 is formed on the surface of the second intermediate transfer drum 23 after the final transfer. Compared to 21 and 22, a large amount of residual toner tends to be generated. For this reason, when the positive polarity toner that has not been transferred to the recording paper P is not surely removed from the second intermediate transfer drum 23, the positive polarity toner makes a round around the second intermediate drum 23, and the recording paper. Transferred as a ghost image on P. Therefore, this is done to avoid such a problem.
[0061]
A temporary holding brush roll 26 provided for the first intermediate transfer drums 21 and 22 slides the surface of each intermediate transfer drum 21 and 22 between the secondary transfer portion of the toner image and the toner recovery member 28. The positive toner is captured by applying a bias voltage during execution of the print job. Originally, the positive toner is transferred from the first intermediate transfer drum 2 to the second intermediate transfer drum 3, so the positive toner captured by the first cleaner 23 is a transfer residual toner in the secondary transfer. However, in the secondary transfer, only the two-color toner images are transferred to the second intermediate transfer drum 3, so that there is less transfer residual toner than in the final transfer. Therefore, the positive holding toner on the first intermediate transfer drum is removed by the temporary holding brush roll 26.
[0062]
In this printer, when the operation of the print job is completed, a cleaning operation (mode) is executed as shown in FIG. Before the cleaning operation is executed, the developing device 14 is displaced from the developing position to the retracted position by the displacement mechanism 8, and the application of the developing bias is also stopped after the displacement to the retracted position. Even when the photosensitive drum 11 does not have the temporary holding roll 16, the control contents at the time of executing this cleaning operation are the same and do not change at all.
[0063]
FIG. 7 shows a cleaning mode performed between print jobs. This cleaning mode is composed of two steps. FIG. 5A shows the toner flow in the first step, and FIG. 5B shows the toner flow in the second step.
[0064]
First, in the first step of the cleaning mode, the positive toner captured by the temporary holding brush rolls 26 and 27 is discharged out of the process, and the positive toner attached to the final transfer roll 25 is out of the process. Is discharged. As described above, during the execution of the print job, both the temporary holding brush rolls 26 and 27 capture the positive toner, but the positive toner is transferred from the second intermediate transfer drum 23 onto the final transfer roll 25, too. Positive surface toner is gradually accumulated on the surface of the final transfer roll 25. As described above, the positive toner adhering to the final transfer roll 25 causes the back surface of the recording paper P to become dirty, and also causes a transfer failure of the toner image onto the recording paper P.
[0065]
Therefore, when the first step is started, the application of bias to the temporary holding brush rolls 26 and 27 is stopped (0 V), while the bias voltage applied to the final transfer roll 25 is reduced (+300 V). ). As a result, the positive toner captured by the temporary holding brush roll 26 is discharged onto the first intermediate transfer drums 21 and 22, while the positive toner attached to the temporary holding brush roll 27 and the final transfer roll 25 is removed. It is discharged on the second intermediate transfer drum 23. Then, the positive toner discharged on the second intermediate transfer drum 23 is discharged out of the process by the toner recovery member 29. In addition, a bias of +50 V is applied to the toner recovery member 28. As a result, the recovery member 28 discharges the positive toner discharged onto the first intermediate transfer drums 21 and 22 by the temporary holding brush roll 26 to the outside of the process.
[0066]
Subsequently, in the second step of the cleaning mode, the reverse polarity toner captured by the temporary holding brush roll 16 and the reverse polarity toner attached to the charging roll 11 are discharged out of the process. Further, the reverse polarity toner that has unintentionally adhered to the temporary holding brush rolls 26 and 27 and the final transfer roll 25 is simultaneously discharged out of the process.
[0067]
When the second step is started, the potential gradient formed between the photosensitive drum 11 and the temporary holding brush roll 16 and the charging roll 12 is reversed, and the charging roll 12 and the temporary holding brush roll 16 are exposed to light. Reverse polarity toner is discharged onto the body drum 11. The discharged reverse polarity toner is transferred from the photosensitive drum 11 to the first intermediate transfer drums 21 and 22 and then discharged out of the process by the toner recovery member 28. In addition, a potential gradient opposite to that in the first step is formed between the second intermediate transfer drum 23 and the temporary holding brush roll 27 and the final transfer roll 25, thereby adhering to the temporary holding brush roll 27 and the final transfer roll 25. The reverse polarity toner that has been discharged is discharged onto the second intermediate transfer drum 3. The reverse polarity toner discharged from the temporary holding brush roll 27 is transferred from the second intermediate transfer drum 23 to the first intermediate transfer drums 21 and 22 and then discharged out of the process by the toner recovery member 28. On the other hand, the reverse polarity toner discharged from the final transfer roll 25 to the second intermediate transfer drum 23 is discharged out of the process by the toner recovery member 29.
[0068]
By executing such a cleaning mode, the positive polarity toner or the reverse polarity toner adhered to the charging roll 12, the temporary holding brush roll 16, the temporary holding brush rolls 26 and 27 and the final transfer roll 25 during the print job is out of the process. In the next print job performed following this cleaning mode, it is possible to form an image using these refreshed members. As a result, it is possible to form a high-quality recorded image on the recording sheet P with no density unevenness or ghost image.
[0069]
In the cleaning step, particularly in the second step, the developing device 14 is displaced to the retracted position away from the photosensitive drum 11, so that even if there is a potential gradient between the photosensitive drum 11 and the developing roll 42, Since the electrostatic attraction force does not reach, the toner is not pulled out from the developing roll 42 of the developing device 14 to the photosensitive drum 11. In addition, at this time, the developing bias to the developing roll 42 of the developing device 14 is not applied (0 V). Therefore, the anti-drawing effect of the toner from the developing device 14 has a reverse polarity as the developing bias. Can be easily obtained without special control such as application of the above.
[0070]
<Configuration for operation at power-on and emergency stop>
In this color printer, when the power of the printer body is turned on or when an emergency such as a paper jam of the recording paper P occurs and the operation of the printer is urgently stopped, the detection signal E1 or the like is generated. The data is input to the central control unit 50 (FIG. 4), and the following control is executed by the control unit 50.
[0071]
That is, in this printer, since the home position of the developing device 14 is the retracted position, when the power is turned on or during an emergency stop, as shown in FIG. It is determined whether or not it is displaced (step S10). At this time, whether the developing device 14 is displaced to the retracted position is detected by, for example, a detection signal E2 from the detection sensor 89 for the cam shaft in the displacement mechanism 8.
[0072]
If it is in the retracted position at this time, a control operation set thereafter, for example, a cleaning operation or the like is executed (S11). On the other hand, if it is not in the retracted position, first, the developing device 14 is displaced to the retracted position as the home position by the displacement mechanism 8 (S12), and then the cleaning mode is executed (S11). As a result, the cleaning operation executed after the power is turned on or after the emergency stop is executed in a state where the developing device 14 is surely in the retracted position, so that the toner is particularly drawn from the developing device 14 to the photosensitive drum 11. It is possible to accurately prevent the phenomenon that occurs.
[0073]
[Other embodiments]
In the color printer according to the above-described embodiment, a belt-type image transfer unit may be applied instead of the drum-type image transfer unit 20. In this case, the intermediate transfer belt is disposed so as to rotate while being in contact with the photosensitive drum 11 of each image forming engine 1 and also in contact with the final transfer roll 25. Further, a primary transfer device (for example, a contact type transfer device using a transfer roll) for primary transfer of the toner image on each photosensitive drum 11 to the intermediate transfer belt is disposed. Then, a device for removing and collecting the toner is installed on the intermediate transfer belt or the final transfer roll, and unnecessary toner generated on the photosensitive drum unit 10 side by the toner removing and collecting device is finally removed from the process by executing the cleaning operation. To be discharged. In addition, at least the developing device 14 is displaced to the retracted position when the cleaning operation is performed. Thereby, the same effect as the case of the said embodiment is obtained.
[0074]
Further, instead of the drum-type image transfer unit 20 and the final transfer roll 25, a paper conveyance belt or a drum (unit) may be applied. In this case, the paper conveyance belt or drum is arranged so as to rotate while being in contact with the photosensitive drum 11 of each image forming engine 1 by electrostatically holding and holding the recording paper P. Further, the toner removing and collecting device is installed on the paper conveying belt or drum. The toner removal and collection apparatus is configured to execute a cleaning operation for finally discharging unnecessary toner generated on the photosensitive drum unit 10 side out of the process. In addition, at least the developing device 14 is displaced to the retracted position when the cleaning operation is performed. Also by this, the same effect as the case of the said embodiment can be obtained.
[0075]
【The invention's effect】
As described above, according to the image forming apparatus of the present invention, the blade-type cleaning device is not particularly installed on the image carrier, and the unnecessary toner existing on the image carrier is replaced with another configuration using a potential gradient. Even when a cleaning operation is performed in which the components are electrostatically transferred and removed, at least the toner can be easily pulled out from the developing device when the cleaning operation is performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a color printer according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic perspective view showing a developing unit having a displacement mechanism.
3 is a schematic perspective view of the displacement mechanism of FIG. 2. FIG.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a control system related to a cleaning operation, a developing device displacement operation, and the like.
FIG. 5 is a timing chart of a printing operation and a cleaning operation.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a toner flow and the like during a print job.
FIGS. 7A and 7B are explanatory views showing the toner flow and the like at the first step of the cleaning mode, and FIG. 7B is an explanatory view showing the toner flow and the like at the second step.
FIG. 8 is a flowchart showing an operation at power-on or emergency stop.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 ... Displacement mechanism, 11 ... Photosensitive drum (image carrier), 12 ... Charging roll, 14 ... Developing device, 21-23 ... Intermediate transfer drum (intermediate transfer body), 16, 26, 27 ... Temporary toner holding brush roll, 28, 29 ... toner collecting member, P ... recording paper.

Claims

An image bearing member on which an electrostatic latent image is formed after charging, four developing devices that develop the electrostatic latent image on the image bearing member by supplying toner under application of a developing bias to form a toner image, and A transfer device that electrostatically transfers a toner image on the image carrier formed by development by each developing device directly onto a recording paper or a recording paper conveyed by a paper conveying member or via an intermediate transfer member; An image forming apparatus that performs a cleaning operation of electrostatically transferring unnecessary toner existing on the image carrier to a paper transport body, an intermediate transfer body, or a transfer device by forming a potential gradient;
The four developing devices are mounted on a support frame so as to be displaceable between a development position close to and opposed to the image carrier and a retracted position away from the image carrier, and swing on the support frame. A displacement mechanism comprising a plurality of pressing rocking bodies that press each developing device and a connecting member that reciprocally moves so as to rock each of the pressing rocking bodies at the same time. An image forming apparatus, wherein the four developing devices are displaced to a retracted position during a time period for performing a cleaning operation.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the displacement mechanism displaces the developing device to a retracted position in a time zone in which the uncharged area and the uncharged area of the image carrier pass.

2. The displacement mechanism detects whether or not the developing device is displaced to a retracted position at power-on or emergency stop, and displaces the developing device to the retracted position when not displaced to the retracted position. Or the image forming apparatus according to 2;

The image forming apparatus according to claim 1, wherein a developing bias is not applied to the developing device at least during a time period in which the developing device is displaced to the retracted position.