JP4797616B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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本発明は、画像形成装置に係り、特に、トナー像転写後の像担持体に残留した転写残留トナーに所定の極性の電圧を印加して転写残留トナーを所定の極性に帯電させ、帯電した転写残留トナーを吸着して回収するクリーニング装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus, and in particular, applies a voltage of a predetermined polarity to a transfer residual toner remaining on an image carrier after transferring a toner image to charge the transfer residual toner to a predetermined polarity, thereby performing a charged transfer. The present invention relates to an image forming apparatus including a cleaning device that adsorbs and collects residual toner.
従来、レーザープリンタやデジタル複写機等の電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置が知られている。この種の画像形成装置では、一般に、周面が一様に帯電された感光体を周回駆動させ、当該感光体の周面に光ビームを照射して静電潜像を形成し、当該静電潜像にトナーを付着させて現像したトナー像を記録媒体に転写して画像を形成している。 Conventionally, an image forming apparatus that forms an image using an electrophotographic system such as a laser printer or a digital copying machine is known. In this type of image forming apparatus, generally, a photosensitive member having a uniformly charged peripheral surface is driven to circulate, and a light beam is irradiated on the peripheral surface of the photosensitive member to form an electrostatic latent image. A toner image developed by attaching toner to the latent image is transferred to a recording medium to form an image.
ところで、この種の画像形成装置は、感光体から記録媒体に全てのトナーが転写されず、感光体上に付着したまま残留する転写残留トナーが発生する場合があり、この転写残留トナーを回収する様々なクリーニング機構が提案されている。 By the way, in this type of image forming apparatus, not all toner is transferred from the photoconductor to the recording medium, and there may be generated transfer residual toner remaining on the photoconductor, and this transfer residual toner is collected. Various cleaning mechanisms have been proposed.
例えば、特許文献1には、走行する帯電した誘電体(上記感光体に相当。)上に付着したトナーを除去するための、トナーの帯電極性と逆の極性の電圧が印加され、かつ走行する誘電体に接触する導電性の回転ブラシと、当該回転ブラシから見て走行する誘電体の上流側において誘電体面に接触して配置され、かつ誘電体の除電もしくは誘電体の帯電極性を逆の極性に転換させる極性の電圧が印加された導電性の固定ブラシと、を具備したクリーニング装置が開示されている。 For example, in Patent Document 1, a voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner for removing toner adhering to a traveling charged dielectric (corresponding to the above-described photoreceptor) is applied and traveling. A conductive rotating brush that contacts the dielectric, and is placed in contact with the dielectric surface on the upstream side of the traveling dielectric as viewed from the rotating brush, and the charge removal of the dielectric or the charged polarity of the dielectric is reversed. And a conductive fixed brush to which a voltage having a polarity to be converted is applied is disclosed.
また、特許文献2には、トナー像を転写する転写部の下流に、転写残留トナーを帯電させる第一のトナー帯電量制御手段と第二のトナー帯電量制御手段(共に導電性を持ったブラシ状部材。)があり、第一のトナー帯電量制御手段で正規とは逆の極性で帯電処理し、その帯電された感光体ドラム上の転写残留トナーを第二のトナー帯電量制御手段で正規極に帯電処理し、現像器で転写残留トナーの回収するクリーナレスシステムを採用した画像形成装置が開示されている。 Further, Patent Document 2 discloses a first toner charge amount control means and a second toner charge amount control means (both conductive brushes) for charging transfer residual toner downstream of a transfer portion for transferring a toner image. The first toner charge amount control means is charged with the opposite polarity to the normal polarity, and the transfer residual toner on the charged photosensitive drum is normally treated by the second toner charge amount control means. An image forming apparatus is disclosed that employs a cleanerless system in which the electrode is charged and the transfer residual toner is collected by a developing device.
ところで、上記特許文献1及び特許文献2に開示されている画像形成装置では、使用時間の経過に伴って固定ブラシや、第一のトナー帯電量制御手段及び第二のトナー帯電量制御手段等の転写残留トナーを帯電させる残留トナー帯電手段に次第に転写残留トナーが堆積されてしまい、当該堆積された転写残留トナーが感光体上に排出されてクリーニング不良が発生する場合がある。 By the way, in the image forming apparatuses disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, a fixed brush, a first toner charge amount control unit, a second toner charge amount control unit, and the like as the usage time elapses. In some cases, the transfer residual toner is gradually deposited on the residual toner charging means for charging the transfer residual toner, and the deposited transfer residual toner is discharged onto the photoconductor to cause a cleaning failure.
このため、この種の画像形成装置は、定期的に、感光体を周回駆動させた状態で残留トナー帯電手段に転写残留トナーと逆の極性の電圧を印加して残留トナー帯電手段に堆積された転写残留トナーを感光体に吐き出させて残留トナー帯電手段をリフレッシュするクリーニングモードを備えているものがある。
しかしながら、残留トナー帯電手段に転写残留トナーと逆の極性の電圧を印加しても転写残留トナーが十分に吐き出されずに残ってしまい、残留トナー帯電手段を十分にリフレッシュできない場合がある、という問題点があった。 However, even if a voltage having a polarity opposite to that of the transfer residual toner is applied to the residual toner charging unit, the transfer residual toner remains without being discharged sufficiently, and the residual toner charging unit may not be sufficiently refreshed. was there.
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、残留トナー帯電手段からより多くの転写残留トナーを吐き出させて残留トナー帯電手段を効率的にリフレッシュすることができる画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an image forming apparatus capable of efficiently refreshing the residual toner charging unit by discharging more transfer residual toner from the residual toner charging unit. The purpose is to do.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、電子写真方式によりトナー像が形成された像担持体を所定方向へ周回駆動させる駆動手段と、前記像担持体の前記トナー像を被転写体へ転写する転写手段と、前記トナー像の転写位置よりも前記像担持体の周回方向下流側の当該像担持体の周面に接触配置され、所定の極性の電圧が印加されて、前記転写された後の前記像担持体の周面に残留する転写残留トナーを前記所定の極性に帯電させる残留トナー帯電手段と、前記残留トナー帯電手段よりも前記周回方向下流側の前記像担持体の周面に接触配置され、前記像担持体の周面の電位レベルに対して前記所定の極性と逆の極性となる電圧が印加されて、前記所定の極性に帯電した前記転写残留トナーを吸着して回収する残留トナー回収手段と、前記残留トナー帯電手段に堆積された転写残留トナーを回収する場合に、前記像担持体が周回駆動されている場合には当該周回駆動を停止させた後に当該像担持体の周回駆動を開始させると同時に前記残留トナー帯電手段へ前記所定の極性と逆の極性となる残留トナー清掃用の電圧の印加を行ない、かつ前記残留トナー回収手段へ前記残留トナー清掃用の電圧と逆の極性となる電圧の印加を行うように制御し、前記像担持体の周回駆動が停止している場合には当該像担持体の周回駆動を開始させると同時に前記残留トナー帯電手段への前記残留トナー清掃用の電圧の印加を行ない、かつ前記残留トナー回収手段への前記残留トナー清掃用の電圧と逆の極性となる電圧の印加を行うように制御する制御手段と、を備えている。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is directed to a driving means for driving an image carrier on which a toner image is formed by electrophotography in a predetermined direction, and a toner image on the image carrier. A transfer means for transferring to the transfer body; and a contact means disposed on the peripheral surface of the image carrier downstream in the circumferential direction of the image carrier from the transfer position of the toner image, and a voltage of a predetermined polarity is applied, A residual toner charging means for charging the transfer residual toner remaining on the peripheral surface of the image carrier after the transfer to the predetermined polarity; and the image carrier on the downstream side in the circumferential direction from the residual toner charging means. A voltage which is disposed in contact with the peripheral surface and has a polarity opposite to the predetermined polarity with respect to the potential level of the peripheral surface of the image carrier is applied to adsorb the transfer residual toner charged to the predetermined polarity. To collect residual toner When the transfer residual toner deposited on the residual toner charging unit is collected, if the image carrier is driven in a circular manner, the circular drive of the image carrier is started after the circular drive is stopped. It is allowed when the predetermined polarity opposite the application of the residual toner voltage for cleaning as the polarity rows stomach, and voltage and opposite polarity for the remaining the residual toner cleaning the toner recovery unit to simultaneously said residual toner charging means become to control the application of voltage to the row Migihitsuji, the residual toner to said image bearing member of laps when initiates the circulation driving of the image bearing member when the drive is stopped at the same time the residual toner charging means and and control means for controlling row stomach, and the application of voltage and opposite polarity to become voltage for the residual toner cleaning to the residual toner recovery unit to the row Migihitsuji the application of voltage for cleaning .
請求項1記載の発明によれば、駆動手段により、電子写真方式によりトナー像が形成された像担持体を所定方向へ周回駆動させ、転写手段により、像担持体のトナー像を被転写体へ転写しており、トナー像の転写位置よりも像担持体の周回方向下流側の当該像担持体の周面に接触配置された残留トナー帯電手段に所定の極性の電圧を印加して、トナー像が転写された後の像担持体の周面に残留する転写残留トナーを所定の極性に帯電させ、残留トナー帯電手段よりも周回方向下流側の像担持体の周面に接触配置された残留トナー回収手段に像担持体の周面の電位レベルに対して所定の極性と逆の極性となる電圧を印加して、所定の極性に帯電した転写残留トナーを吸着して回収している。なお、上記被転写体は、例えば、記録用紙等のトナー像を最終的に記録する記録媒体でもよく、また、例えば、中間転写ベルト等のトナー像を一時的に保持する中間転体であってもよい。 According to the first aspect of the present invention, the image bearing member on which the toner image is formed by the electrophotographic method is rotated in a predetermined direction by the driving unit, and the toner image on the image bearing member is transferred to the transfer target by the transfer unit. The toner image is transferred by applying a voltage of a predetermined polarity to the residual toner charging means disposed in contact with the peripheral surface of the image carrier downstream of the transfer direction of the image carrier from the transfer position of the toner image. Transfer toner remaining on the peripheral surface of the image carrier after the toner is transferred is charged to a predetermined polarity, and the residual toner disposed in contact with the peripheral surface of the image carrier downstream of the residual toner charging means in the circumferential direction A voltage having a polarity opposite to the predetermined polarity with respect to the potential level of the peripheral surface of the image carrier is applied to the collecting means, and the transfer residual toner charged to the predetermined polarity is adsorbed and collected. The transfer target may be, for example, a recording medium that finally records a toner image such as a recording sheet, or an intermediate transfer member that temporarily holds a toner image such as an intermediate transfer belt. Also good.
そして、本発明によれば、制御手段により、残留トナー帯電手段に堆積された転写残留トナーを回収する場合に、像担持体が周回駆動されている場合には当該周回駆動を停止させた後に当該像担持体の周回駆動を開始させると同時に残留トナー帯電手段への所定の極性と逆の極性となる電圧の印加を行なうように制御し、像担持体の周回駆動が停止している場合には当該像担持体の周回駆動を開始させると同時に残留トナー帯電手段への所定の極性と逆の極性となる電圧の印加を行なうように制御される。 According to the present invention, when the transfer residual toner deposited on the residual toner charging unit is collected by the control unit, if the image carrier is driven in a circular manner, the circular driving is stopped and then the rotational driving is stopped. When the circumferential driving of the image carrier is started and at the same time, a voltage having a polarity opposite to the predetermined polarity is applied to the residual toner charging means, and the circumferential driving of the image carrier is stopped. Control is performed so as to apply a voltage having a polarity opposite to a predetermined polarity to the residual toner charging means at the same time as the rotation of the image carrier is started.
このように、請求項1記載の発明によれば、残留トナー帯電手段に堆積された転写残留トナーを回収する場合に、像担持体が周回駆動されている場合には当該周回駆動を停止させ、像担持体の周回駆動を開始させると同時に残留トナー帯電手段に所定の極性と逆の極性となる電圧を印加しているので、残留トナー帯電手段から多量の転写残留トナーを吐き出させることができるため、残留トナー帯電手段を効率的にリフレッシュすることができる。 Thus, according to the first aspect of the present invention, when collecting the transfer residual toner deposited on the residual toner charging means, if the image carrier is driven in a circular manner, the circular drive is stopped, Since a voltage having a polarity opposite to the predetermined polarity is applied to the residual toner charging unit at the same time as the rotation of the image carrier is started, a large amount of transfer residual toner can be discharged from the residual toner charging unit. The residual toner charging means can be efficiently refreshed.
また、本発明は、請求項2記載の発明のように、前記制御手段は、前記残留トナー帯電手段に前記逆の極性となる電圧を印加されている間に前記像担持体の周回駆動を間欠的に一旦停止させるように制御してもよい。 The present invention, as the invention of claim 2, wherein said control means intermittently orbiting drive of the image bearing member while being applied to the polarity and become the voltage of the opposite to the residual toner charging means Alternatively, control may be performed so as to temporarily stop.
また、本発明は、請求項3記載の発明のように、前記残留トナー帯電手段を、少なくとも一部が導電性繊維により構成されたブラシ又は不織布としてもよい。 In the present invention, as in the invention described in claim 3 , the residual toner charging means may be a brush or a non-woven fabric at least partly composed of conductive fibers.
以上説明したように、本発明によれば、残留トナー帯電手段に堆積された転写残留トナーを回収する場合に、像担持体が周回駆動されている場合には当該周回駆動を停止させ、像担持体の周回駆動を開始させると同時に残留トナー帯電手段に所定の極性と逆の極性となる電圧を印加しているので、残留トナー帯電手段から多量の転写残留トナーを吐き出させることができるため、残留トナー帯電手段を効率的にリフレッシュすることができる、という優れた効果を有する。 As described above, according to the present invention, when collecting the transfer residual toner deposited on the residual toner charging unit, if the image carrier is driven in a circular manner, the circular drive is stopped and the image carrier is stopped. Since a voltage having a polarity opposite to the predetermined polarity is applied to the residual toner charging unit at the same time when the body is started to rotate, a large amount of transfer residual toner can be discharged from the residual toner charging unit. It has an excellent effect that the toner charging means can be efficiently refreshed.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下では説明の便宜上、具体的数値を挙げることがあるが、本発明はこれらの数値に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, specific numerical values may be given for convenience of explanation, but the present invention is not limited to these numerical values.
[第1の実施の形態]
図1には、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるカラーレーザプリンタ10(以下、プリンタという)が示されている。プリンタ10は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー像をそれぞれ形成する画像形成ユニット12Y、12M、12C、12Kを備えており、当該画像形成ユニット12Y、12M、12C、12Kが中間転写体ベルト14に面して並列に配置され、中間転写体ベルト14が1周する間に4色のトナー像を重ね合せる、いわゆるタンデム式のフルカラーレーザープリンタである。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a color laser printer 10 (hereinafter referred to as a printer) which is an example of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The
このプリンタ10は、底部に給紙トレイ16を備えている。この給紙トレイ16にセットされた用紙Pの搬送方向の先端部には給紙ロール18が当接しており、この給紙ロール18と図示しない用紙捌き手段によって、用紙Pが1枚ずつ給紙トレイ16から搬送方向下流側へ給紙される。そして、給紙ロール18の搬送方向下流側には、1組の搬送ロール20が配置されており、用紙Pは、この搬送ロール20からの搬送力で上方の転写部22へ搬送される。
The
この転写部22には、中間転写体ベルト14が巻き掛けられたベルト搬送ロール24Aと、このベルト搬送ロール24Aに圧接された転写ロール26が配設されている。ベルト搬送ロール24Aと転写ロール26とのニップ部には、中間転写体ベルト14が挟み込まれており、用紙Pがニップ部を通過する際に中間転写体ベルト14からトナー像が転写される。
The
そして、転写部22の搬送方向下流側には、定着ユニット28が配設されている。この定着ユニット28には、高温になるヒートロール28Aと、このヒートロール28Aに圧接されたバックアップロール28Bが配設されており、用紙Pが、ヒートロール28Aとバックアップロール28Bとのニップ部を通過する際に、トナーが溶融、凝固して用紙Pに定着されて装置外へ排紙される。
A
ここで、画像形成ユニット12Y、12M、12C、12Kが、中間転写体ベルト14にトナー像を重ね合せるプリント部11について説明する。なお、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色を区別する際には、符号の後にY、M、C、Kを付加して説明するが、各色を区別する必要がない場合は、符号の後のY、M、C、Kを省略する。
Here, the printing unit 11 in which the
中間転写体ベルト14は、上述したベルト搬送ロール24Aと、ベルト搬送ロール24Aの左方に配設されたベルト搬送ロール24Bと、ベルト搬送ロール24Aの斜め下方に配設されたベルト搬送ロール24Cと、に巻き掛けられている。中間転写体ベルト14のベルト搬送ロール24Aとベルト搬送ロール24Bとの間の面には、画像形成ユニット12Y、12M、12C、12Kが中間転写体ベルト14の周回方向に沿って順に対向配置されており、各画像形成ユニット12で形成された各色のトナー像が中間転写体ベルト14上で重畳されるように転写される。
The
次に、図2を参照して、第1の実施形態に係る画像形成ユニット12の詳細な構成について説明する。 Next, a detailed configuration of the image forming unit 12 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
画像形成ユニット12は、像担持体としての円筒状の感光体ドラム30を備えており、モータ58(図4参照)の駆動力により矢印方向へ回転する。また、感光体ドラム30の感光面30Aには、回転方向に沿って順に、中間転写体ベルト14、接触部材32、クリーニング装置34、帯電ロール36、現像装置38が当接している。また、帯電ロール36と現像装置38との間の感光面30Aには、露光装置40より感光体ドラム30の軸線方向に沿って光ビームが走査される。
The image forming unit 12 includes a cylindrical
帯電ロール36は、図示しない電源より所定のバイアス電圧が印加されており、当接している感光面30Aを一様に帯電させる。
The charging
露光装置40は、帯電した感光面30Aに画像データに基づく光ビームを一様に走査させる。これにより、感光面30Aの光ビームにより走査された領域は電位が低下して静電潜像が形成される。
The
現像装置38は、感光体ドラム30と平行な回転軸まわりに回転可能とされた現像ロール38Aを備えている。現像ロール38Aは、図示しない電源より所定の現像バイアス電圧が印加されてトナーをマイナスの極性に帯電させると共に感光体ドラム30の回転方向と同方向に回転して当該帯電したトナーを感光面30Aに供給している。即ち、現像装置38は、感光面30Aと当接するニップ部において、現像ロール38Aを感光体ドラム30に対して逆回転させており、現像ロール38Aからの感光体ドラム30へのトナーによる現像効率を高めている。
The developing
現像装置38よりも回転方向下流側には中間転写体ベルト14との接触点(転写位置)が位置しており、この中間転写体ベルト14を感光体ドラム30とで挟持するように転写ロール42が配設されている。この転写ロール42には、図示しない電源よりトナーと逆極性のプラスの転写電圧が印加されている。
A contact point (transfer position) with the
接触部材32は、図3に示されるように、金属等からなる四角柱状の導電性の基体32Aに、導電性ナイロン繊維32Bが植毛されたブラシであり、ブラシ毛1本当たりの太さが2d(デニール)(15.0μm)、ブラシの毛密度が430kf/inch2のものとされている。
As shown in FIG. 3, the
接触部材32は、接続線47を介して第1スイッチ部53と接続されており、第1スイッチ部53により第1プラス電源60及び第1マイナス電源62の2つの電源から1つが選択されてブラシに電圧が印加されるようになっている。本実施の形態では一例として、第1プラス電源60は電圧V=+400Vの直流電源とされており、第1マイナス電源62は電圧V=−800Vの直流電源とされている。
The
クリーニング装置34は、感光体ドラム30と平行な回転軸まわりに回転可能とされた回転ブラシ34Aと、回転ブラシ34Aに接触すると共に回転軸が回転ブラシ34Aと平行とされ、回転ブラシ34Aの回転に従動して回転する回収ロール34Bと、回収ロール34Bの周面に接触するスクレーパー34Cと、を備えている。
The
回転ブラシ34Aは、シャフトの周囲に導電性ナイロン繊維が植毛されており、ブラシ毛1本当たりの太さが2d(デニール)(15.0μm)、ブラシの毛密度が240kf/inch2、シャフト径が5mm、外径が12mmのものとされている。この回転ブラシ34Aは、接続線48を介して第2スイッチ部54と接続され、第2スイッチ部54により第2プラス電源64及び第2マイナス電源66の2つの電源から1つが選択されて、周囲のブラシに所定の電圧が印加されるようになっている。本実施の形態では一例として、第2プラス電源64は電圧V=+50Vの直流電源とされており、第2マイナス電源66は電圧V=−400Vの直流電源とされている。
In the
ここで、以下に、本実施の形態に係る画像形成ユニット12を構成する主要部材の仕様及び主要な電気仕様を記す。 Here, specifications of main members and main electric specifications constituting the image forming unit 12 according to the present embodiment will be described below.
感光体ドラム30:直径約30.0mmの有機感光体
帯電ロール36:半導電性ロール
DC+AC接触帯電方式
VDC=−520v(DC成分電圧値)
IAC=0.65mA(AC成分電流値)
周波数=614Hz(AC成分の電圧波形)
露光装置40:レーザ波長=780nm
現像ロール38A:直径=16.0mm
回転速度=208mm/秒
回転方向は感光体ドラム30の回転方向と逆方向
現像バイアス:VDC=−400V(DC成分電圧値)
Vpp=1500V(AC成分電圧値(Peak to Peak))
周波数=6kHz(AC成分電圧波形)
現像方式:二成分現像方式
現像ギャップ(感光体ドラム30と現像ロール38Aとの間隔):約0.3mm
中間転写体ベルト14:ポリイミド製
プロセス速度:104mm/秒
転写ロール42:転写バイアス +500V〜+1000V
転写ロール26:転写バイアス +1600V
なお、本実施の形態に係る感光体ドラム30は、接触している他の部材との間の電位差が450Vとなると放電が発生する。
Photosensitive drum 30: Organic photoconductor having a diameter of about 30.0 mm Charging roll 36: Semiconductive roll
DC + AC contact charging system
V DC = −520v (DC component voltage value)
I AC = 0.65 mA (AC component current value)
Frequency = 614Hz (AC component voltage waveform)
Exposure apparatus 40: Laser wavelength = 780 nm
Developing
Rotation speed = 208mm / sec
The direction of rotation is opposite to the direction of rotation of the
Development bias: V DC = −400 V (DC component voltage value)
V pp = 1500V (AC component voltage (Peak to Peak))
Frequency = 6 kHz (AC component voltage waveform)
Development system: Two-component development system Development gap (interval between the
Intermediate transfer belt 14: made of polyimide, process speed: 104 mm / second, transfer roll 42: transfer bias + 500V to + 1000V
Transfer roll 26: Transfer bias + 1600V
The
図4には、本実施の形態に係るプリンタ10の動作を制御する制御系の機能的な構成を示すブロック図が示されている。
FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration of a control system that controls the operation of the
同図に示すように、プリンタ10には、入力された画像データに基づいてプリンタ10に内蔵された各機器の動作を制御して用紙Pに画像を形成する画像形成処理を制御する制御部50と、各種プログラムや各種のパラメータ等を予め記憶すると共に、形成すべき画像を示す画像データ等を一時的に記憶するための記憶部52と、モータ58の回転駆動を制御する駆動制御部56と、が備えられている。
As shown in the figure, the
駆動制御部56は、感光体ドラム30の回転を指示する指示信号が入力されるとモータ58へ電力を供給してモータ58を回転駆動させて感光体ドラム30を回転させ、感光体ドラム30の停止を指示する指示信号が入力されるとモータ58への電力供給を停止して感光体ドラム30を停止させる。
When an instruction signal for instructing the rotation of the
制御部50は、記憶部52、駆動制御部56、第1スイッチ部53及び第2スイッチ部54と電気的に接続されている。よって、制御部50は、記憶部52へのアクセスと、駆動制御部56へ感光体ドラム30の回転又は停止を指示する指示信号を出力して感光体ドラム30を回転の制御と、第1スイッチ部53及び第2スイッチ部54へ指示信号を出力して接触部材32及び回転ブラシ34Aに印加される電圧を制御と、を各々行うことができる。
The
次に、画像データが入力されて制御部50により画像形成処理が実行された際のプリンタ10の動作を簡単に説明する。
Next, the operation of the
制御部50は、画像データが入力されると、駆動制御部56へ感光体ドラム30の回転駆動を指示する指示信号を出力する。駆動制御部56は、モータ58へ電力を供給し、図5に示されるように、感光体ドラム30を図中矢印方向へ回転させる。
When the image data is input, the
また、制御部50は、第1スイッチ部53へ第1マイナス電源62側を選択するように切り替えを指示する指示信号を出力し、第2スイッチ部54へ第2プラス電源64側を選択するように切り替えを指示する指示信号を出力する。
In addition, the
第1スイッチ部53は、接触部材32と第1マイナス電源62とを電気的に接続させ、第2スイッチ部54は、回転ブラシ34Aと第2プラス電源64とを電気的に接続させる。これにより、接触部材32には第1マイナス電源62から−800Vの電圧が印加され、回転ブラシ34Aには第2プラス電源64から50Vの電圧が印加される。
The
感光体ドラム30が図中矢印方向へ回転すると、感光面30Aは、帯電ロール36によって均一に所定の極性電位に帯電される。本実施の形態では、帯電ロール36に−520Vの直流電圧と0.65mAの交流電流を発生させる交流電圧とを重畳させたバイアス電圧が印加されており、感光面30Aは、例えば−500Vに帯電される。
When the
そして、更に感光体ドラム30が回転すると、感光面30Aの帯電面は、露光装置40によって画像データに基づいて走査露光され、帯電面の露光された部分の電位が低下して(たとえば−200V)、静電潜像が形成される。その後、−400Vの直流電圧と、ピーク・トゥ・ピークの電位差が1500Vの交流電圧とが重畳された現像バイアス電圧が印加された現像ロール38Aによってマイナスに帯電したトナーを、帯電面の露光された部分に電気的に付着させることにより、静電潜像を現像(可視化)してトナー像を形成する。
When the
そして、形成されたトナー像は、感光体ドラム30の回転に伴って転写位置を通過する際に、トナーの極性と逆極性の+500Vの転写電圧が印加された転写ロール42に電気的に引き寄せられて感光体ドラム30から中間転写体ベルト14へ転写される。
Then, when the formed toner image passes through the transfer position as the
しかし、画像形成ユニット12では、中間転写体ベルト14に転写されずに感光体ドラム30に残ったり、また、中間転写体ベルト14に上流側で転写されたトナーが下流側の感光体ドラム30に逆転写されて、感光体ドラム30上に残留する転写残留トナーが発生する。この転写残留トナーには、転写位置を通過する際に転写ロール42に印加されているプラスの転写電圧によって極性がプラスに反転した逆極性のトナーも含まれている。
However, in the image forming unit 12, the toner transferred to the
そこで、接触部材32は、−800Vの電圧が印加されることにより感光体ドラム30との間で放電が発生し、通過する転写残留トナーの極性をマイナス極性に統一する。この接触部材32を通過した後の感光体ドラム30の周面は、接触部材32からの放電によって電位が約−350Vとなる。なお、接触部材32によって転写残留トナーを十分マイナスに極性に統一できない場合は、接触部材32により高いマイナスの電圧を印加すればよい。ただし、あまり電圧を高くしすぎると放電によって生成される放電生成物の量が多くなり、高温高湿環境では画像の白抜けが発生するので、その点を考慮して接触部材32への印加電圧は適宜定めればよい。
Therefore, the
クリーニング装置34は、+50Vの電圧が印加された回転ブラシ34Aを回転させ、マイナス極性に帯電した転写残留トナーを吸着させて回収(クリーニング)する。回収された転写残留トナーは、回転ブラシ34Aから回収ロール34Bに移され、スクレーパー34Cによってはぎおとされて回収される。なお、回転ブラシ34Aと感光体ドラム30との電位差は400Vであり、放電開始電圧である450Vより小さいため放電は発生しない。
The
ところで、接触部材32は、導電性ナイロン繊維15Bが植毛されたブラシであるため、使用時間の経過に伴って次第に転写残留トナーが堆積されており、接触部材32から堆積した多量の転写残留トナーが感光体ドラム30に排出される場合がある。回転ブラシ34Aは、接触部材32から多量の転写残留トナーが排出されると当該転写残留トナーを十分に回収できない場合があり、クリーニング不良が発生する場合がある。
By the way, since the
そこで、本実施の形態に係るプリンタ10には、接触部材32に堆積された転写残留トナーを排出させるクリーニングモードが設けられている。
Therefore, the
制御部50は、一定枚数(例えば、100枚)プリントする毎に、次の画像形成処理を行う前に、クリーニングモードを制御するクリーニングモード制御処理を実行する。
The
次に、図6を参照して、クリーニングモードを実行する際のプリンタ10の作用を説明する。なお、図6は、このときプリンタ10の制御部50によって実行されるクリーニングモード制御処理の流れを示すフローチャートである。また、ここでは、錯綜を回避するために、1つの接触部材32に関する制御のみについて説明するが、制御部50は、各接触部材32に対して同様の処理を実行する。
Next, the operation of the
同図のステップ100では、図7のt1に示されるように、駆動制御部56へ感光体ドラム30の停止を指示する指示信号を出力する。駆動制御部56はモータ58への電力の供給を停止して感光体ドラム30の回転を停止させる。
In
次のステップ102では、第1スイッチ部53へ第1プラス電源60側を選択するように切り替えを指示する指示信号を出力すると共に第2スイッチ部54へ第2マイナス電源66側を選択するように切り替えを指示する指示信号を出力し、かつ、駆動制御部56へ感光体ドラム30の回転駆動を指示する指示信号を出力する。
In the
第1スイッチ部53は、接触部材32と第1プラス電源60とを電気的に接続させ、第2スイッチ部54は、回転ブラシ34Aと第2マイナス電源66とを電気的に接続させる。
The
また、駆動制御部56は、モータ58へ電力を供給して感光体ドラム30を回転させる。
In addition, the
これにより、図7のt2に示されるように、感光体ドラム30を図中矢印方向へ回転開始と同時に、接触部材32には第1プラス電源60から+400Vの電圧が印加され、回転ブラシ34Aには第2マイナス電源66から−400Vの電圧が印加される。
As a result, as shown at t2 in FIG. 7, simultaneously with the start of rotation of the
接触部材32は、図8に示されるように、+400Vの電圧が印加されると堆積された転写残留トナーを感光体ドラム30上に吐き出す。この吐き出された転写残留トナーは、感光体ドラム30の回転に伴って回転ブラシ34Aに搬送され、回転ブラシ34Aに吸着されて回収される。
As shown in FIG. 8, the
次のステップ104では、所定期間t3経過したか否かを判定し、肯定判定となった場合は本クリーニングモード制御処理が終了となり、引き続き画像形成処理が実行され、否定判定となった場合は再度ステップ104へ移行して所定期間t3の経過待ちとなる。
In the
なお、この所定期間t3は、感光体ドラム30が回転駆動開始してから、接触部材32から排出された転写残留トナーが感光体ドラム30の回転に伴って回転ブラシ34Aを少なくとも1回以上通過するまでの期間であればよく、排出される転写残留トナーの量に応じて回転ブラシ34Aの通過回数を実験等により求めて予め期間を適切に定めればよい。例えば、吐き出された転写残留トナーの量が非常に多く、回転ブラシ34Aで一度にクリーニングできない場合は、例えば転写ロール42に印加される転写電圧をマイナスにして中間転写体ベルト14に転写して中間転写体ベルト14上のクリーナーで回収させたり、或いは、感光体ドラム30を二回転させて回転ブラシ34Aで再度クリーニングさせるなどの方法をとればよい。
During the predetermined period t3, after the
また、本実施の形態に係るクリーニングモード制御処理は、ステップ100において回転している感光体ドラム30を停止させているが、クリーニングモード制御処理の実行時に駆動制御部56の回転が停止している場合はステップ102以降を実行するものとすればよい。
In the cleaning mode control process according to the present embodiment, the rotating
ここで、発明者の鋭意研究により、接触部材32は、感光体ドラム30の回転駆動を開始するときに堆積している転写残留トナーの極性と逆の極性となる電圧(本実施の形態ではプラスの電圧)が印加されていると、多量の転写残留トナーが吐き出されることが判明した。これは、感光体ドラム30が回転駆動を開始したことによる振動や気流の変化によって接触部材32に植毛されたブラシ毛が振動するためと考えられる。
Here, as a result of earnest research by the inventor, the
発明者らの実験では、ベタ画像を100枚プリントした後に、例えば、図9に示される従来のクリーニングモードを実行して、感光体ドラム30を回転駆動させた状態で接触部材32に+400Vの電圧の印加した場合、電圧を切り替え直後(図9のt4)に接触部材32から最大で約0.5g/m2の転写残留トナーが吐き出され、その後、徐々にその量が少なくなっていく。この従来のクリーニングモードの場合、接触部材32の延命効果はあるものの、吐き出されるトナーの量が堆積していく量よりも少なくいため、最終的には接触部材32に転写残留トナーが堆積されすぎてしまい、画像形成中に突発的に多くの転写残留トナーが接触部材32から排出されてクリーニング不良が発生する場合がある。
In the experiments of the inventors, after printing 100 solid images, for example, the conventional cleaning mode shown in FIG. 9 is executed, and the voltage of +400 V is applied to the
一方、ベタ画像を100枚プリントした後に、図7に示される本実施の形態に係るクリーニングモードを実行して、感光体ドラム30の回転駆動を一旦停止させ、その後、感光体ドラム30の回転駆動の再開と接触部材32への逆極性となる電圧の印加を同時に行なった場合、感光体ドラム30の駆動直後に接触部材32から最大で約12g/m2の転写残留トナーが感光体ドラム30上に吐き出され、その後急激にその量が少なくなる。
On the other hand, after 100 solid images have been printed, the cleaning mode according to the present embodiment shown in FIG. 7 is executed to temporarily stop the rotational drive of the
本実施形態に係るプリンタ10では、100枚プリントする毎に本実施の形態に係るクリーニングモードを実行して、3万枚の用紙Pへの通紙テストを行ったところ、最後まで、画像形成中に突発的に接触部材32から多量の転写残留トナーが排出されることはなく、それに起因したクリーニング不良によるプリント上に黒筋などの画質ディフェクトも未発生であった。
In the
以上のように第1の実施の形態によれば、駆動手段(ここでは、モータ58)により、電子写真方式によりトナー像が形成された像担持体(ここでは、感光体ドラム30)を所定方向へ周回駆動させ、転写手段(ここでは、転写ロール42)により、像担持体のトナー像を被転写体へ転写しており、トナー像の転写位置よりも像担持体の周回方向下流側の当該像担持体の周面に接触配置された残留トナー帯電手段(接触部材32)に所定の極性(ここでは、マイナス)電圧を印加して、トナー像が転写された後の像担持体の周面に残留する転写残留トナーを所定の極性に帯電させ、残留トナー帯電手段よりも周回方向下流側の像担持体の周面に接触配置された残留トナー回収手段に像担持体の周面の電位レベルに対して所定の極性と逆の極性となる電圧を印加して、所定の極性に帯電した転写残留トナーを吸着して回収している。 As described above, according to the first embodiment, the image carrier (here, the photosensitive drum 30) on which the toner image is formed by the electrophotographic method is moved in a predetermined direction by the driving means (here, the motor 58). The toner image on the image carrier is transferred to the transfer target by the transfer means (here, the transfer roll 42), and the toner image on the downstream side in the circulation direction of the image carrier from the transfer position of the toner image is transferred. The peripheral surface of the image carrier after the toner image is transferred by applying a predetermined polarity (in this case, minus) voltage to the residual toner charging means (contact member 32) disposed in contact with the peripheral surface of the image carrier. The transfer residual toner remaining on the toner is charged to a predetermined polarity, and the potential level of the peripheral surface of the image carrier is applied to the residual toner collecting means disposed in contact with the peripheral surface of the image carrier downstream of the residual toner charging means. The polarity opposite to the specified polarity The composed voltage is applied, it is collected by suction transfer residual toner charged to a predetermined polarity.
そして、本発明によれば、制御手段(ここでは、制御部50)により、残留トナー帯電手段に堆積された転写残留トナーを回収する場合に、像担持体が周回駆動されている場合には当該周回駆動を停止させた後に当該像担持体の周回駆動を開始させると同時に残留トナー帯電手段への所定の極性と逆の極性となる電圧の印加を行なうように制御し、像担持体の周回駆動が停止している場合には当該像担持体の周回駆動を開始させると同時に残留トナー帯電手段への所定の極性と逆の極性となる電圧の印加を行なうように制御しているので、接触部材から多量の転写残留トナーを吐き出させることができるため、接触部材を効率的にリフレッシュすることができる。 According to the present invention, when the transfer residual toner deposited on the residual toner charging unit is collected by the control unit (here, the control unit 50), when the image carrier is driven around, The rotation of the image carrier is controlled so that the rotation of the image carrier is started after the rotation is stopped, and at the same time, a voltage having a polarity opposite to a predetermined polarity is applied to the residual toner charging unit. Is stopped, the rotation of the image carrier is started, and at the same time, a voltage having a polarity opposite to the predetermined polarity is applied to the residual toner charging means. Since a large amount of transfer residual toner can be discharged from the contact member, the contact member can be efficiently refreshed.
また、第1の実施の形態によれば、残留トナー帯電手段を、少なくとも一部が導電性繊維により構成されたブラシとしているので、転写残留トナーを効率良く帯電させることができる。 Further, according to the first embodiment, since the residual toner charging means is a brush at least partly composed of conductive fibers, the transfer residual toner can be charged efficiently.
なお、本実施の形態に係るクリーニングモード制御処理は、図7に示されるように感光体ドラム30の回転開始と同時に、接触部材32へマイナスの電圧を印加する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図10に示されるように、接触部材32へマイナスの電圧を印加(図10のt2)した後に、感光体ドラム30の回転駆動を再開させ(図10のt5)ものとしてもよい。この場合も感光体ドラム30の回転駆動を開始するときに堆積している転写残留トナーの極性と逆の極性となる電圧が印加されているため、感光体ドラム30の回転駆動が再開されるタイミングで多量の転写残留トナーを吐き出させることができるので、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
In the cleaning mode control process according to the present embodiment, a case where a negative voltage is applied to the
また、本実施の形態に係る接触部材32は、転写残留トナーをマイナスに帯電調整させるために導電性である必要があるために、上述したように導電性繊維が植毛されたブラシを使用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、導電性繊維と絶縁性繊維を混織したようなブラシでも導電性を有するため、転写残留トナーの帯電調整をすることができるので、導電性繊維と絶縁性繊維を混織したブラシを用いてもよい。
In addition, since the
また、本実施の形態に係るプリンタ10は、接触部材32として導電性繊維が植毛されたブラシを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、導電性の固定状部材であればよく、例えば、図11に示されるように、金属等からなる四角柱状の導電性の基体32A上に、3mm厚みの導電性ウレタンスポンジ32Cが貼りつけられ、当該導電性ウレタンスポンジ32Cの上に厚みが500μm(0・5mm)の不織布32Dが貼りつけられたものを接触部材32として用いてもよい。なお、この不織布とは、文字通り「織らない布」であり、直径約5μmのナイロンとポリエステルに導電性高分子ポリピロールを重合した導電性繊維を積層させてシート状としたものである。不織布の製造方法としては、乾式不織布、スポンドバンド、湿式不織布などがある。
Moreover, although the
このように接触部材32として不織布を用いた場合であっても、使用時間の経過に伴って次第に接触部材32に転写残留トナーが堆積されるため、一定枚数プリントする毎に、本実施の形態に係るクリーニングモードを実行することにより、接触部材32から多量の転写残留トナーを吐き出させることができるため、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
Even when a non-woven fabric is used as the
また、接触部材32は、トナーの帯電調整能力を軸方向に均一化するために、軸方向に摺動させるオシレーション機構を備えるようにしてもよい。
Further, the
また、本実施の形態に係るクリーニング装置34は、回転ブラシ34A、回収ロール34B、及びスクレーパー34Cを備えるものとしたが、転写残留トナーの量が少ないプリンタ10では、フリッキング用のバーのみを設けるなど簡易的な構成としてもよい。
In addition, the
[第2の実施の形態]
第2の実施の形態では、所定期間t3の間に感光体ドラム30の周回駆動を間欠的に一旦停止させる形態例について説明する。
[Second Embodiment]
In the second embodiment, a description will be given of an example in which the circumferential driving of the
第2の実施の形態に係るプリンタ10及び画像形成ユニット12の構成は、図1及び図2と同一であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
Since the configurations of the
ここで、発明者らの実験では、ベタ画像を100枚プリントした後に、本実施の形態にように感光体ドラム30が駆動と停止を繰り返すようなクリーニングモードを実施すると、1回目の駆動直後に約12g/m2、2回目の駆動直後に約5g/m2、3回目の約2g/m2と合わせて約19g/m2もの多量の転写残留トナーを吐き出させることができた。
Here, in the experiments by the inventors, after 100 solid images are printed, if a cleaning mode in which the
そこで、本実施の形態に係るクリーニングモード制御処理は、図12に示すように、所定期間t3の間に、感光体ドラム30が駆動と停止を繰り返すようにした。
Therefore, in the cleaning mode control process according to the present embodiment, as shown in FIG. 12, the
本実施形態に係るプリンタ10では、100枚プリントする毎に、本実施の形態にように感光体ドラム30が駆動と停止を繰り返すクリーニングモードを実行して、3万枚の用紙Pへの通紙テストを行ったところ、最後まで、画像形成中に突発的に接触部材32から多量の転写残留トナーが排出されることはなく、それに起因したクリーニング不良によるプリント上に黒筋などの画質ディフェクトも未発生であった。
In the
以上のように第2の実施の形態によれば、制御手段は、前記残留トナー帯電手段に逆の極性となる電圧を印加されている間に像担持体の周回駆動を間欠的に一旦停止させるように制御しているので、接触部材からより多量の転写残留トナーを吐き出させて接触部材よりを効率的にリフレッシュすることができるため、クリーニングモードを実行するインターバルを長くすることができる。 As described above, according to the second embodiment, the control unit temporarily stops the circumferential driving of the image carrier intermittently while a voltage having a reverse polarity is applied to the residual toner charging unit. Thus, since a larger amount of transfer residual toner can be discharged from the contact member and the contact member can be efficiently refreshed, the interval for executing the cleaning mode can be extended.
なお、第1及び第2の実施の形態では、感光体ドラムを円筒状のものとした場合について説明したが、本実施の形態はこれに限定されるものではなく、例えば、複数のロールに巻き掛けられた無端状のベルトとしてもよい。この場合も本実施の形態と同様の効果を奏することができる。 In the first and second embodiments, the case where the photosensitive drum is cylindrical has been described. However, the present embodiment is not limited to this and, for example, wound around a plurality of rolls. It is good also as an endless belt hung. Also in this case, the same effect as in the present embodiment can be obtained.
また、第1及び第2の実施の形態に係るプリンタ10は、接触部材32及び回転ブラシ34Aに印加される電圧を制御する手段として第1スイッチ部53及び第2スイッチ部54を設けて電源を切替えることにより接触部材32及び回転ブラシ34Aに印加される電圧を変更する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電源が印加電圧を変更可能なものである場合、当該電源を制御して接触部材32及び回転ブラシ34Aに印加される電圧を変更するものとしてもよい。
Further, the
さらに、本実施の形態で説明したプリンタ10の構成(図1参照。)、画像形成ユニットの構成(図2、図5、及び図8参照)は、一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
Further, the configuration of the
また、本実施の形態で説明した印加電圧制御処理(図6参照。)も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。 Further, the applied voltage control processing (see FIG. 6) described in the present embodiment is also an example, and it is needless to say that it can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
10 プリンタ
14 中間転写体ベルト
30 感光体ドラム
32 接触部材
34A 回転ブラシ
42 転写ロール
50 制御部
53 第1スイッチ部
54 第2スイッチ部
58 モータ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記像担持体の前記トナー像を被転写体へ転写する転写手段と、
前記トナー像の転写位置よりも前記像担持体の周回方向下流側の当該像担持体の周面に接触配置され、所定の極性の電圧が印加されて、前記転写された後の前記像担持体の周面に残留する転写残留トナーを前記所定の極性に帯電させる残留トナー帯電手段と、
前記残留トナー帯電手段よりも前記周回方向下流側の前記像担持体の周面に接触配置され、前記像担持体の周面の電位レベルに対して前記所定の極性と逆の極性となる電圧が印加されて、前記所定の極性に帯電した前記転写残留トナーを吸着して回収する残留トナー回収手段と、
前記残留トナー帯電手段に堆積された転写残留トナーを回収する場合に、前記像担持体が周回駆動されている場合には当該周回駆動を停止させた後に当該像担持体の周回駆動を開始させると同時に前記残留トナー帯電手段へ前記所定の極性と逆の極性となる残留トナー清掃用の電圧の印加を行ない、かつ前記残留トナー回収手段へ前記残留トナー清掃用の電圧と逆の極性となる電圧の印加を行うように制御し、前記像担持体の周回駆動が停止している場合には当該像担持体の周回駆動を開始させると同時に前記残留トナー帯電手段への前記残留トナー清掃用の電圧の印加を行ない、かつ前記残留トナー回収手段への前記残留トナー清掃用の電圧と逆の極性となる電圧の印加を行うように制御する制御手段と、
を備えた画像形成装置。 Driving means for driving the image carrier on which the toner image is formed by electrophotography to rotate in a predetermined direction;
Transfer means for transferring the toner image of the image carrier to a transfer target;
The image carrier after being transferred by being placed in contact with the peripheral surface of the image carrier downstream of the image carrier from the transfer position of the toner image and applying a voltage of a predetermined polarity. Residual toner charging means for charging the transfer residual toner remaining on the peripheral surface to the predetermined polarity;
A voltage having a polarity opposite to the predetermined polarity with respect to the potential level of the peripheral surface of the image carrier is disposed in contact with the peripheral surface of the image carrier downstream of the residual toner charging unit in the circumferential direction. A residual toner recovery means for adsorbing and recovering the transfer residual toner applied to and charged to the predetermined polarity;
When collecting the transfer residual toner deposited on the residual toner charging means, if the image carrier is driven in a circular manner, the circular drive of the image carrier is started after the circular drive is stopped. It said residual toner to the charging unit becomes the predetermined polarity and the opposite polarity have residual row voltage application for toner cleaning and the voltage and opposite polarity for the residual toner cleaning to the residual toner collecting means at the same time and controlling the application of voltage to the row Migihitsuji, for the residual toner cleaning to the image bearing member simultaneously said residual toner charging means when starting the driving to rotate of the image bearing member when the orbiting drive is stopped in and control means for applying a row stomach voltage, and to control the application of the residual voltage and opposite polarity to become the voltage of the toner cleaning to the residual toner recovery unit to the row Migihitsuji,
An image forming apparatus.
請求項1記載の画像形成装置。 2. The image formation according to claim 1, wherein the control unit performs control so as to temporarily stop the rotation of the image carrier intermittently while the voltage having the opposite polarity is applied to the residual toner charging unit. apparatus.
請求項1又は請求項2記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the residual toner charging unit is a brush or a non-woven fabric at least a part of which is made of a conductive fiber.
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