JP5136220B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus.
従来より、感光体等の像担持体上に静電潜像を形成し、当該静電潜像を現像した複数のトナー画像を転写ベルト等の像担持体上に順次転写(一次転写)して形成したトナー画像を紙等の記録媒体に一括転写(二次転写)して、記憶媒体上に画像を形成する所謂電子写真方式の画像形成装置がある。かような画像形成装置の場合、転写の際にトナー画像の一部が各像担持体上のいずれか又は複数に残存することがある。以後、像担持体上に残存したトナーを残存トナーと称する。 Conventionally, an electrostatic latent image is formed on an image carrier such as a photoconductor, and a plurality of toner images obtained by developing the electrostatic latent image are sequentially transferred (primary transfer) onto an image carrier such as a transfer belt. There is a so-called electrophotographic image forming apparatus in which formed toner images are collectively transferred (secondary transfer) onto a recording medium such as paper, and an image is formed on a storage medium. In the case of such an image forming apparatus, a part of the toner image may remain on one or a plurality of each image carrier during transfer. Hereinafter, the toner remaining on the image carrier is referred to as residual toner.
残存トナーは、その後行われる画像形成において意図されない付着トナーとなって画像品質を低減させたり、また中間像担持体の場合には紙等の記録媒体を汚したりする等の問題を生じさせうる。このため、画像形成装置には各像担持体をクリーニングして残存トナーを取り除くための構成が備えられている。かような構成として、像担持体の表面と摺接してトナーを取り除くブレードや、像担持体にブラシローラを近接または摺接させると共に、ブラシローラを帯電することで静電気のクーロン力により像担持体上の残存トナーを回収するもの等が知られている。近年では、トナーの粒径の微小化や球形化が進んだことにより、トナーがブレードと像担持体との間をすりぬけてしまうことがあることから、ブラシローラによる残存トナーの回収が多く用いられている。 Residual toner may become an unintended adhering toner in subsequent image formation, reducing image quality, and in the case of an intermediate image carrier, may cause problems such as soiling a recording medium such as paper. For this reason, the image forming apparatus is provided with a configuration for cleaning each image carrier to remove residual toner. In such a configuration, the image carrier is slidably brought into contact with the surface of the image carrier, and the brush is brought close to or slid in contact with the image carrier, and the brush roller is charged to cause electrostatic coulomb force. A device that collects the residual toner is known. In recent years, as the toner particle size has become smaller and spherical, the toner may pass between the blade and the image carrier. ing.
電子写真方式の画像形成装置の場合、トナーはプラス又はマイナスの極性を持つ。ここではマイナス極性のトナーを例に説明する。マイナス極性のトナーは、クーロン力によりプラス極性を持つ部材や媒体に引き寄せられる性質を持つ。従って、マイナス極性の残存トナーを回収するブラシローラはプラス極性を持つよう荷電される。 In the case of an electrophotographic image forming apparatus, the toner has a positive or negative polarity. Here, a negative polarity toner will be described as an example. Negative polarity toner has the property of being attracted to a positive polarity member or medium by Coulomb force. Accordingly, the brush roller that collects the negative polarity residual toner is charged to have a positive polarity.
ところで、トナーは転写の際に像担持体の電位と異なる電位にさらされる。この際、トナーが帯電し、トナーの極性が変わることがある。このため、残存トナーの一部はプラスの極性を有していることがある。プラス極性を有する残存トナーの多くは、弱いプラス極性の弱帯電状態である。
残存トナーがプラス極性の場合、プラス極性のブラシローラに回収されず像担持体上に残存してしまうことが起こりうる。そこで、ブラシローラを2本設け、先に像担持体と接近、摺接するブラシローラをトナーと逆極性とし、後に像担持体と接近、摺接するブラシローラをトナーと同極性とすることで、逆帯電したトナーを後のブラシローラでさらに回収する構成が知られている(例えば特許文献1、特許文献2等)。
When the residual toner has a positive polarity, the toner may remain on the image carrier without being collected by the positive polarity brush roller. Therefore, by providing two brush rollers, the brush roller that approaches and slides in contact with the image carrier first has the opposite polarity to the toner, and the brush roller that approaches and slides in contact with the image carrier later has the same polarity as the toner. A configuration in which the charged toner is further collected by a later brush roller is known (for example, Patent Document 1, Patent Document 2, etc.).
しかしながら、上述の各特許文献に示す構成の場合、後のブラシローラでも十分に残存トナーを回収しきれないおそれがあった。何故ならば、後のブラシローラにより残存トナーがさらに逆帯電し、後のブラシローラと同じ極性となることにより後のブラシローラによる回収を受けなくなってしまうことがあるためである。 However, in the case of the configuration shown in each of the above-mentioned patent documents, there is a possibility that the remaining toner cannot be sufficiently collected even with the subsequent brush roller. This is because the remaining toner is further reversely charged by the subsequent brush roller and has the same polarity as that of the subsequent brush roller, and may not be collected by the subsequent brush roller.
本発明は、残存トナーを良好に回収できる画像形成装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can satisfactorily collect residual toner.
請求項1記載の発明は、像担持体に担持されたトナーを用紙に転写して画像を形成する画像形成装置において、前記像担持体の移動方向上流側に位置して前記像担持体からトナーを除去する第1ブラシローラと、前記第1ブラシローラの下流側に位置して前記像担持体からトナーを除去する第2ブラシローラと、前記第1ブラシローラ及び第2ブラシローラを帯電させる電圧印加手段と、前記第1ブラシローラに、印加電圧の極性を前記トナーの帯電極性と逆極性であって、前記第1ブラシローラ及び/又は第2ブラシローラの電圧−電流特性における変曲点電位の絶対値よりも大きい絶対値の電圧を印加し、且つ前記第2ブラシローラに、前記トナーの帯電極性と同極性であって、前記変曲点電位の絶対値よりも小さい絶対値の電圧を印加するように前記電圧印加手段を制御する電圧制御手段と、前記像担持体に担持されたトナーが転写後の残存トナーか否かを判別する判別手段と、を備え、前記電圧制御手段は、前記判別手段による判別の結果、前記像担持体に担持されたトナーが転写後の残存トナーでなかった場合に、転写後の残存トナーが前記像担持体に担持された場合に比して前記第1ブラシローラの電圧値の絶対値を小さくすることを特徴とする。
なお、「用紙」とは紙に限らず、OHP用フィルムやその他トナーの転写による印刷が可能な全ての記録媒体を含む。
According to a first aspect of the present invention, in an image forming apparatus for forming an image by transferring toner carried on an image carrier onto a sheet, the toner is located on the upstream side of the image carrier in the moving direction from the image carrier. A first brush roller that removes toner, a second brush roller that is located downstream of the first brush roller and removes toner from the image carrier, and a voltage that charges the first brush roller and the second brush roller An inflection point potential in the voltage-current characteristics of the first brush roller and / or the second brush roller, wherein the polarity of the voltage applied to the applying means and the first brush roller is opposite to the charging polarity of the toner. And a voltage having an absolute value smaller than the absolute value of the inflection point potential is applied to the second brush roller with the same polarity as the charging polarity of the toner. Applied Comprising a voltage control means for controlling said voltage applying means so that the discrimination means toner carried on the image carrier, it is determined whether the remaining toner after transfer, wherein the voltage control means, said As a result of determination by the determination means, when the toner carried on the image carrier is not the residual toner after transfer, the first toner is compared with the case where the residual toner after transfer is carried on the image carrier. The absolute value of the voltage value of the brush roller is reduced .
The “paper” is not limited to paper, but includes all recording media that can be printed by OHP film or other toner transfer.
請求項2記載の発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、前記第1ブラシローラ及び/又は第2ブラシローラの電圧−電流特性は、前記像担持体にトナーが付着していない条件での特性であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the voltage-current characteristics of the first brush roller and / or the second brush roller are such that no toner adheres to the image carrier. It is the characteristic in.
請求項3記載の発明は、請求項1又は2に記載の画像形成装置において、前記像担持体を挟んで前記第1ブラシローラおよび/又は第2ブラシローラと対向する位置に接地された導電部材を設けたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, the conductive member is grounded at a position facing the first brush roller and / or the second brush roller with the image carrier interposed therebetween. Is provided.
本発明によれば、ブラシローラの帯電による残存トナーの逆帯電に起因する残存トナーの回収不良を抑制し、残存トナーを良好に回収できる画像形成装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus capable of suppressing the residual toner collection failure caused by the reverse charging of the residual toner due to the charging of the brush roller and collecting the residual toner satisfactorily.
(第1の実施形態)
以下、図を参照して本発明の実施の形態の例を詳細に説明する。
図1に、第1の実施形態による画像形成装置1の概略断面構成図を示す。
(First embodiment)
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional configuration diagram of an image forming apparatus 1 according to the first embodiment.
図1に示すように、画像形成装置1は、原稿から画像を読み取り、読み取った画像を用紙Pに画像形成して出力するコピー機能や、外部装置等から画像データを含むページデータや各画像データの画像形成条件等を含むジョブを受信し、受信したジョブに基づいて画像を用紙P上に形成して出力するプリント機能等を備えている。図1に示すように、画像形成装置1は、画像読取部20、プリント部40等を備えて構成される。
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 1 reads an image from a document, forms a read image on a sheet P, and outputs it, page data including image data from an external device or the like, and each image data A print function for receiving a job including the image forming conditions, and forming and outputting an image on the paper P based on the received job. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 1 includes an
画像読取部20は、ADF(Auto Document Feeder)と称される自動原稿送り部21と読取部22とを備える。自動原稿送り部21の原稿トレイ21aに載置された原稿dは、読取個所であるコンタクトガラスに搬送され、光学系により原稿dの片面又は両面の画像が読み取られ、CCD(Charge Coupled Device)22aにより原稿dの画像が読み取られる。ここで、画像とは、図形や写真等のイメージデータに限らず、文字や記号等のテキストデータ等も含む意である。
The
画像読取部20により読み取られた画像(アナログ画像信号)は、後述する制御部100に出力され、制御部100においてA/D変換される等の各種画像処理が施された後、プリント部40に出力される。
An image (analog image signal) read by the
プリント部40は、入力されたプリントデータに基づいて、電子写真方式の画像形成処理を行うものであり、給紙部41、搬送部42、画像形成部43、定着部44、搬出部45、搬出待機部46を備えて構成される。
The
給紙部41は、複数の給紙トレイ41a、給紙手段41b、手差しトレイ41c等を備える。給紙トレイ41aは、給紙トレイ41a毎に用紙の斤量やサイズ等に基づいて識別された規格用紙や特殊用紙、差込用紙等の用紙Pが予め設定された種類毎に格納されており、給紙手段41bによって用紙Pを最上部から一枚ずつ搬送部42に向けて搬送する。手差しトレイ41cは、ユーザのニーズに合わせて様々な種類の用紙Pを積載可能な給紙トレイであり、給紙ローラによって積載された用紙Pを最上部から一枚ずつ搬送部42に向けて搬送する。
The
搬送部42は、給紙トレイ41a又は手差しトレイ41cから搬送された用紙Pを、複数の中間ローラ、レジストローラ42a等を経て二次転写ローラ42bへと搬送する。レジストローラ42aは、二次転写ローラ42bに搬送される用紙を一時的に待機させる第1待機部として機能し、二次転写ローラ42bは、中間転写体(中間転写ベルト43b)上のトナー画像を用紙に二次転写する二次転写部として機能する。
The
また、搬送部42は、搬送路切換板により、片面画像形成処理済みの用紙Pを両面搬送路42cに搬送し、再び中間ローラ、レジストローラ42aを経て二次転写ローラ42bへと搬送する。この二次転写ローラ42bにより、後述する中間転写ベルト43bに一次転写されたトナー画像が用紙P上に二次転写される。
In addition, the
画像形成部43は、例えば4色(イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、ブラック(K))の画像を形成する際に、夫々異なる色のトナーを充填可能な色毎の画像形成部43Y、43M、43C、43Kと、中間転写ベルト43bと、クリーニング部50と、を備えて構成されている。
For example, when forming an image of four colors (yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K)), the
例えば、画像形成部43Yは、感光体ドラムの周囲に配置された帯電装置、露光装置、現像装置、画像データに基づく静電潜像が現像されたトナー画像を中間転写ベルト43b上に一次転写する一次転写部として機能する一次転写ローラ43Ya、クリーニング装置を備え、イエロー(Y)の画像を形成する。
For example, the
具体的には、帯電装置により帯電された感光体ドラムに、露光装置からイエロー(Y)の画像データに応じた光を照射して静電潜像を形成する。そして、現像装置は、静電潜像が形成された感光体ドラムの表面に帯電したイエロー(Y)のトナーを付着させて静電潜像を現像する。現像装置によりトナーが付着された感光体ドラムは、一次転写ローラ43Yaが配置された転写位置へ一定速度で回転されながら中間転写ベルト43bに一次転写される。中間転写ベルト43bにトナーが一次転写された後、クリーニング装置が、感光
体ドラムの表面の残留電荷や残留トナー等を除去する。
Specifically, an electrostatic latent image is formed by irradiating the photosensitive drum charged by the charging device with light according to yellow (Y) image data from the exposure device. The developing device develops the electrostatic latent image by attaching charged yellow (Y) toner to the surface of the photosensitive drum on which the electrostatic latent image is formed. The photosensitive drum to which toner is attached by the developing device is primarily transferred to the
画像形成部43M、43C、43Kは、画像形成部43Yと同様の構成を備え、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の画像をそれぞれ形成する。
The
中間転写ベルト43bは、複数のローラに懸架され回転可能に支持された半導電性エンドレスベルトであり、駆動ローラ56等のローラの回転に伴って駆動され、移動する。
この中間転写ベルト43bは、各画像形成部43Y、43M、43C、43Kの一次転写ローラ43Ya、43Ma、43Ca、43Kaによりそれぞれの感光体ドラムに圧着される。これにより各感光体ドラムの表面に現像された各トナーは、各一次転写ローラ43Ya、43Ma、43Ca、43Kaによる転写位置で中間転写ベルト43bに一次転写され、二次転写ローラ42bによる転写位置で用紙Pにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナーが順次重ねて二次転写される。
The
The
そして、中間転写ベルト43bは、二次転写ローラ42bにより用紙Pにトナー画像を二次転写した後、用紙Pを曲率及び静電的に分離して、クリーニング部50により残留トナーが除去される。
The
定着部44は、熱源を有する回転定着部材44aと、当該回転定着部材44aに圧接してニップ部Nを形成する加圧ローラ44bとを備え、用紙Pに二次転写されたトナー像を熱定着する。回転定着部材44aとしては、加熱ローラ、加熱ベルト等を挙げることができる。
The fixing
搬出部45は、複数の排紙ローラと、搬出口45aと、排紙面切替経路45bとを有し、搬送路切換板により、トナー像が定着された用紙Pを排紙ローラに挟持させて搬出口45aから搬出待機部46へ搬出したり、トナー像が定着された用紙Pを排紙ローラに挟持させて搬出待機部46に排紙する用紙の用紙面を切り替える排紙面切替部として機能する排紙面切替経路45bに搬送した後に搬出口45aから搬出待機部46へ搬出する。
The carry-out
搬出待機部46は、二次転写ローラ42bと排紙トレイ47との間に設けられ、複数の排紙ローラと、第1搬出路46aと、第2搬出路46bとを有し、搬送路切換板により、搬出口45aから搬入された用紙を第1搬出路46a又は第2搬出路46bに搬送させた後に排紙トレイ47に排紙させる。
The carry-out
第1搬出路46aは、搬出口45aから搬入された用紙を搬出口45aから搬入された用紙面と同一の面で排紙トレイ47に排紙する経路である。第2搬出路46bは、搬出口45aから搬入された用紙を一時的に待機させる第2待機部として機能し、所定のタイミングで排紙トレイ47に排紙する経路であり、第1搬出路46aを経て排紙トレイ47に搬出された用紙面とは逆の面で排紙トレイ47に排紙する経路である。
The first carry-out
本実施形態では、トナーはマイナスに帯電されたもの(以下、マイナストナーと称する)を用いている。中間転写ベルト43bはポリイミド(PI)樹脂を素材とし、その体積抵抗が10^9[Ω]、その表面抵抗が10^11[Ω]である。
In the present embodiment, toner that is negatively charged (hereinafter referred to as negative toner) is used. The
また、図1に示すように、中間転写ベルト43bの移動方向について、搬送部42の下流側であって、クリーニング部50の上流側にセンサ70が設けられている。センサ70は、残存トナーの種類を判別する。残存トナーの種類及びその判別については後述する。
Further, as shown in FIG. 1, a
図2に、画像形成装置1の制御ブロック図を示す。
図2に示すように、画像形成装置1は、操作表示部30と、制御部100と、を備えている。
FIG. 2 shows a control block diagram of the image forming apparatus 1.
As illustrated in FIG. 2, the image forming apparatus 1 includes an
操作表示部30は、LCD(Liquid Crystal Display)31やタッチパネル32等を有し、画像形成装置1に関する各種情報表示やオペレータによる各種入力操作等を行える。
The
制御部100は、CPU101、RAM102、ROM103等を備え、所謂ソフトウェア処理により画像形成装置1の動作に関する各種処理を行う。制御部100は、画像読取部20、操作表示部30、プリント部40、クリーニング部50、センサ70その他の画像形成装置1の各部と接続され、必要に応じて各部の動作制御を行う。操作表示部30からの入力内容は、制御部100によって解釈され、処理される。
The
また、制御部100は、A/D変換部104、電圧制御部105等を備える。A/D変換部104は制御部100に入力されるアナログデータをデジタルデータに変換してCPU101に入力する。電圧制御部105は後述するクリーニング部50の二本のブラシローラ51,52に印加される電圧の極性及び電圧値の制御を行う。
The
図3に、クリーニング部50とその周囲の概略断面構成図を示す。
図3に示すように、クリーニング部50は、アルミ円柱等の円柱形部材を芯材としてその中心から放射状に配接されたブラシを有する二本のブラシローラ51,52と、二本のブラシローラ51,52のそれぞれに対して設けられて各ブラシローラのブラシの先端と接触するよう位置する二本のトナー回収ローラ53,54と、二本のトナー回収ローラ53,54のそれぞれに対して近接して設けられるスクレーパ55,55と、を備えている。二本のブラシローラ51,52の芯材は、円柱形部材に留まらず、その内部が空洞の円筒等でもよい。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional configuration diagram of the
As shown in FIG. 3, the
二本のブラシローラ51、52は、中間転写ベルト43bを挟んで駆動ローラ56と対向する位置において、そのブラシの先端が中間転写ベルト43bの外周面に近接又は摺接するよう設けられる。ブラシローラ51,52はそれぞれの芯材を回転軸として回転可能に設けられ、駆動ローラ56の駆動方向と同一方向に回転する。即ち、各ブラシローラのブラシの先端と中間転写ベルト43bとが近接又は摺接する位置において、ブラシの先端の移動方向と中間転写ベルト43bの移動方向とは逆となる。二本のブラシローラ51,52はそれぞれのブラシの先端が芯材を中心としてほぼ同一円周上に位置する。
以下の説明において、二本のブラシローラのうち中間転写ベルト43bの進行方向について相対的に上流側に位置するブラシローラを第1のブラシローラ51、相対的に下流側に位置するブラシローラを第2のブラシローラ52と称する。
The two
In the following description, of the two brush rollers, the brush roller positioned relatively upstream in the traveling direction of the
本実施形態では、各ブラシローラのブラシは導電性ナイロンを素材とし、線径約0.027[mm]である。 In this embodiment, the brush of each brush roller is made of conductive nylon and has a wire diameter of about 0.027 [mm].
トナー回収ローラ53,54はそれぞれ、二本のブラシローラ51,52のそれぞれと当接するよう設けられる。具体的には、各トナー回収ローラの外周面は、各ブラシローラのブラシの先端部と当接する。各トナー回収ローラは、その円柱形の軸を中心として回転可能に設けられる。各トナー回収ローラの回転方向は、ブラシローラの回転方向と逆となる。
以下の説明において、第1のブラシローラと接するトナー回収ローラを第1のトナー回収ローラ53、第2のブラシローラと接するトナー回収ローラを第2のトナー回収ローラ54と称する。
The
In the following description, the toner collecting roller that contacts the first brush roller is referred to as a first
各トナー回収ローラは、制御部100を介して電源501、502と接続されている。制御部100により、第1のトナー回収ローラ53は電源501の正極と接続され、第2のトナー回収ローラ54は電源502の負極と接続される。電源501,502は、所謂定電流電源として機能する電源装置である。
Each toner collecting roller is connected to
従って、第1のブラシローラ51はプラスの電荷を持つよう帯電され、第2のブラシローラ52はマイナスの電荷を持つよう帯電される。従って、中間転写ベルト43bの外周面上のトナーについて、第1のブラシローラはマイナストナーを、第2のブラシローラはプラスに帯電されたトナー(以下、プラストナーと称する)を引き寄せて回収する。
Accordingly, the
一方、駆動ローラ56は接地されている。従って、電源501による電流は第1のトナー回収ローラ53、第1のブラシローラ51を介して、駆動ローラ56の接地に流れ、電源502による電流は駆動ローラ56の接地から第2のブラシローラ52、第2のトナー回収ローラを介して、電源502側に流れる。接地は、基準電位点への接続を指し、必ずしも地面に接続されることを必要としない。
On the other hand, the
本実施形態では、各トナー回収ローラはステンレス製であり、摺接する各ブラシローラに対する各トナー回収ローラの食い込み量は1[mm]である。食い込み量とは、ブラシローラの回転中心からブラシの先端までの長さとトナー回収ローラの径とが重複する長さをいう。 In the present embodiment, each toner collecting roller is made of stainless steel, and the amount of biting of each toner collecting roller with respect to each brush roller in sliding contact is 1 [mm]. The biting amount refers to a length in which the length from the rotation center of the brush roller to the tip of the brush overlaps with the diameter of the toner recovery roller.
スクレーパ55,55は、二本のトナー回収ローラ53,54のそれぞれに対して近傍する位置に一つずつ設けられる。図3に示すように、各スクレーパは、近傍する各トナー回収ローラの回転方向即ち各トナー回収ローラの外周面の移動方向に対してそのブレード部55aが対向して傾斜するよう設けられる。各スクレーパは、回転する各トナー回収ローラの外周面上に付着した残存トナーをこそぎ落として各トナー回収ローラをクリーニングする。
One
本実施形態では、各スクレーパは厚み0.05[mm]のステンレス板である。 In this embodiment, each scraper is a stainless steel plate having a thickness of 0.05 [mm].
次に、クリーニング部50の動作について詳説する。
図4にトナー回収ローラ53の電圧−電流特性の一例を示す。図5に各トナー回収ローラの電圧値と電流値との関係と中間転写ベルト43bのクリーニング結果との対応の検証例を示す。
Next, the operation of the
FIG. 4 shows an example of the voltage-current characteristic of the
図4に示す電圧−電流特性は、中間転写ベルト43bにトナーが付着していない条件下で測定された特性である。
The voltage-current characteristics shown in FIG. 4 are characteristics measured under conditions where no toner adheres to the
図5及び以下の説明における「未転写トナー」とは、残存トナーのうち、中間転写ベルト43bに二次転写されたトナーが紙等の印刷媒体に転写される工程を経ることなくクリーニング部50まで至る場合の残存トナーである。未転写トナーが生ずる場合として、例えば画像形成装置がトナー濃度制御用のパッチ画像を生成した場合等が挙げられる。
図5及び以下の説明における「転写残トナー」とは、残存トナーのうち、中間転写ベルト43bに二次転写されたトナーが紙等の印刷媒体に転写された際、転写されずに中間転写ベルト43bの外周面上に残ったトナーである。
In FIG. 5 and the following description, “untransferred toner” refers to the
The “transfer residual toner” in FIG. 5 and the following description refers to the intermediate transfer belt that is not transferred when the toner secondarily transferred to the
図5のクリーニング結果のA、B及びXは、中間転写ベルト43bのクリーニング結果に対する評価を示すものである。当該評価は、クリーニング部50による中間転写ベルト43のクリーニング後に中間転写ベルト43bの外周面上の残存トナーをテープ等の粘着性を有する媒体で採取し、該残存トナーを白紙に貼り付けた場合の該残存トナーによる光の反射濃度を測定した値に基づく。図5では、当該測定した値が相対濃度0.003以下であった場合をA、相対濃度0.003より大きく相対濃度0.005以下であった場合をB、相対濃度0.005を超えた場合をXとして評価し、A,Bの順にクリーニング結果は良好とみなし、Xはクリーニング不良であるとみなす。
The cleaning results A, B, and X in FIG. 5 indicate the evaluation of the cleaning result of the
図4に示すように、トナー回収ローラ53の電圧−電流特性は、ある電位を境にその比例係数が変化する。以降、当該比例係数の変化の境目となる点を変曲点(例えば変曲点C1,C2,C3等)、変曲点における電位を変曲点電位と称する。トナー回収ローラ54に印加される電圧−電流特性については、図4の印加電圧[V]を負の電圧値に読み替えることでトナー回収ローラ53と同様の関係を生ずる。
As shown in FIG. 4, the proportionality coefficient of the voltage-current characteristic of the
各トナー回収ローラの電圧−電流特性は、各ブラシローラのブラシの抵抗値によって変化する。図4及び図5においては、その一例としてブラシの抵抗値の対数が11.5[logΩ]、9[logΩ]、13[logΩ]の場合に付いて示す。 The voltage-current characteristic of each toner collecting roller varies depending on the resistance value of the brush of each brush roller. 4 and 5, as an example, the case where the logarithm of the resistance value of the brush is 11.5 [logΩ], 9 [logΩ], and 13 [logΩ] is shown.
図5の実施例1〜9に示すように、第1のトナー回収ローラ53は、変曲点電位の絶対値よりも大きい絶対値の電圧を印加される。第2のトナー回収ローラ54は、変曲点電位の絶対値よりも小さい絶対値の電圧を印加される。
なお、第1のブラシローラ、第2のブラシローラそれぞれの電圧−電流特性に応じて、変曲点電位も第1のブラシローラ、第2のブラシローラでそれぞれ変曲点を持つことができるが、ここでは同じブラシ抵抗を持つブラシローラを使用し、同じ変曲点電位となる条件で測定している。
As shown in Examples 1 to 9 in FIG. 5, the first
The inflection point potential can also have an inflection point in each of the first brush roller and the second brush roller according to the voltage-current characteristics of the first brush roller and the second brush roller. Here, a brush roller having the same brush resistance is used, and the measurement is performed under the condition of the same inflection point potential.
未転写トナーを回収する場合、転写残トナーを回収する場合に比して第1のブラシローラ51を帯電する第1のトナー回収ローラ53の電圧を低くすると、より良好に未転写トナーの回収を行える。以下、二つのブラシローラによる残存トナーの回収の仕組みと併せて詳説する。
When recovering untransferred toner, the voltage of the first
図6に第1のブラシローラ51の電位の大小と、第1のブラシローラ51の通過前後の残存トナーの帯電量分布との関係の一例を残存トナーの種類ごとに示す。なお、図6の説明図内に示されるグラフのうち点線のグラフは第1のブラシローラ51の通過前の残存トナーの極性分布、実線のグラフは第1のブラシローラ51の通過後の残存トナーの極性分布を示す。
FIG. 6 shows an example of the relationship between the magnitude of the potential of the
まず、転写残トナーの場合について説明する。図6のTに示すように、第1のブラシローラ51の電位が大きい場合すなわち第1のトナー回収ローラに高い電圧(例えば2000[V])が印加される場合、第1のブラシローラ51を通過した後の残存トナーすなわち第1のブラシローラによって回収されなかった残存トナーはその多くが強いプラスの電位を持つトナーとなって通過する。これは、大きい電位を有する第1のブラシローラ51によって残存トナーが帯電されることによる。
First, the case of untransferred toner will be described. As indicated by T in FIG. 6, when the potential of the
転写残トナーは、紙等の印刷媒体に転写される際にプラスの電位にさらされるため、その一部が帯電してプラスの極性を有した状態で中間転写ベルト43bに残ることがある。従って、転写残トナーはプラストナーとマイナストナーとが混在した状態となることがある。この場合、大きい電位を有する第1のブラシローラ51は、残存トナーのうちマイナストナーをクーロン力で回収すると共に、回収できないプラストナーを帯電させて強いプラス極性のトナーにする。これによって、第1のブラシローラ51を通過する残存トナーは強いプラス極性を有し、マイナスに帯電された第2のブラシローラ52によって良好に回収される。
Since the transfer residual toner is exposed to a positive potential when transferred to a printing medium such as paper, a part of the toner may be charged and remain on the
このとき、第2のブラシローラ52を帯電させる第2のトナー回収ローラ54は、変曲点電位の絶対値よりも小さい絶対値の電圧(例えば700[V])が印加される。これによって、第2のブラシローラ52は、第1のブラシローラ51により強いプラス極性を有した残存トナーを引き寄せることに加え、第2のブラシローラの電位によって残存トナーを再度マイナスに帯電させること無く良好に回収する。従って、第2のブラシローラを通過する残存トナーはなくなるか又は極めて少なくなり、残存トナーの良好な回収を実現する。
At this time, a voltage having an absolute value smaller than the absolute value of the inflection point potential (for example, 700 [V]) is applied to the second
一方、図6のQに示すように、第1のブラシローラ51の電位が小さい場合すなわち第1のトナー回収ローラに低い電圧(例えば1530[V])が印加される場合、第1のブラシローラ51を通過した後の残存トナーすなわち第1のブラシローラによって回収されなかった残存トナーは第1のブラシローラ51が大きい電位を有する場合に比して弱いプラス極性を持つトナーとなって通過する。第2のブラシローラ52による残存トナーの回収を考慮すると、転写残トナーの回収を行う場合には第1のブラシローラ51が大きな電位を有することでより良好な残存トナーの回収を行える。
On the other hand, as shown in FIG. 6Q, when the potential of the
次に、未転写トナーの場合について説明する。図6のRに示すように、未転写トナーに対して大きい電位を有する第1ブラシローラ51によるトナーの回収を行うと、未転写トナーの一部が第1のブラシローラの大きな電位にさらされて帯電してプラス極性となり、第1のブラシローラ51に回収されず通過する。
Next, the case of untransferred toner will be described. As shown in R of FIG. 6, when the toner is collected by the
一方、図6のSに示すように、未転写トナーに対して小さい電位を有する第1ブラシローラ51によるトナーの回収を行うと、未転写トナーはプラス極性となることなく、第1のブラシローラ51に良好に回収され通過しないか又は通過しても極めて少量となる。従って、未転写トナーの回収を行う場合、小さい電位を有する第1のブラシローラ51はより良好な残存トナーの回収を行える。この場合、第1のブラシローラ51を帯電させる第1のトナー回収ローラ53に印加される電圧は、転写残トナーをより良好に回収する場合に印加される電圧(例えば2000[V])に比して低い電圧(例えば1530[V])すなわち小さい絶対値の電圧となる。
On the other hand, as shown in S of FIG. 6, when the toner is collected by the
図1及び図2に示すように、中間転写ベルト43bの移動方向についてクリーニング部50の上流側にはセンサ70が設けられている。センサ70は中間転写ベルト43bの外周面上に担持されたトナーを検知し、担持されたトナーの種類すなわち転写残トナー又は未転写トナーのいずれであるかを判別する。当該判別は光学、電位測定その他の残存トナーを判別可能ないかなる手段によってもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
制御部100は、各ブラシローラの電位を残存トナーの種類に応じて最適に調節するため、各トナー回収ローラに印加される電圧を制御する。
制御部100は、センサ70による残存トナーの種類の判別結果に応じて各トナー回収ローラに印加される電圧を制御する。
The
The
なお、例えば図5の実施例3に示すように、未転写トナーと転写残トナーの両方を良好に回収可能な電圧の設定も存在する。制御部100は、残存トナーの回収時に各トナー回収ローラに印加する電圧について、残存トナーの種類に応じて電圧を変動させてもよいし、残存トナーの種類に関らず良好な残存トナーの回収を行える電圧を印加してもよい。
For example, as shown in Example 3 in FIG. 5, there is a voltage setting that can satisfactorily collect both untransferred toner and untransferred toner. The
なお、図4に示す電圧−電流特性は第1のトナー回収ローラ53及び印加電圧[V]の読み替えによる第2のトナー回収ローラ54について示すものであるが、各トナー回収ローラによって帯電される二つのブラシローラの電圧−電流特性についても同様のものとなる。
The voltage-current characteristics shown in FIG. 4 are shown for the first
次に、画像形成装置1の動作のうち、中間転写ベルト43bのクリーニングに関する処理について図7のフローチャートを用いて説明する。図7のフローチャート及び以下の説明において、画像出力信号がONとなる場合は画像形成装置1による紙等の印刷媒体に対する画像の形成時であり、クリーニング部50による中間転写ベルト43bのクリーニングの終了により画像出力処理を終了する。パッチ作成シーケンスがONとなる場合はパッチ画像が形成される場合であり、クリーニング部50による中間転写ベルト43bのクリーニングの終了によりパッチ作成シーケンス処理を終了する。パッチ画像のトナーは未転写トナーとなる。
Next, processing relating to cleaning of the
まず、制御部100は画像出力信号がONであるかどうか判定する(ステップS1)。ONの場合(ステップS1:YES)、制御部100は第1のトナー回収ローラ53に変曲点電位の絶対値よりも大きい絶対値の電圧(例えば電圧V1)を印加すると共に、第2のトナー回収ローラ54に変曲点電位(例えば変曲点電位W)の絶対値よりも小さい絶対値(例えば電圧V2)の電圧を印加する(ステップS2)。そして、制御部100は駆動ローラ56その他の中間転写ベルト43bを移動させるための各部を駆動して、中間転写ベルト43bを駆動する(ステップS3)。その後、画像出力処理が終了すると(ステップS4:YES)、制御部100は二つのトナー回収ローラに対する電圧の印加を終了し(ステップS5)、中間転写ベルト43bを停止させる(ステップS6)。
First, the
一方、ステップS1の画像出力信号がOFFであって(ステップS1:NO)、パッチ作成シーケンスがONの場合(ステップS7:YES)、制御部100は第1のトナー回収ローラ53に変曲点電位の絶対値よりも大きい絶対値の電圧(例えば電圧V3)を印加すると共に、第2のトナー回収ローラ54に変曲点電位の絶対値よりも小さい絶対値の電圧(例えば電圧V4)を印加する(ステップS8)。そして、制御部100は駆動ローラ56その他の中間転写ベルト43bを移動させるための各部を駆動して、中間転写ベルト43bを駆動する(ステップS9)。その後、パッチ作成シーケンス処理が終了すると(ステップS10:YES)、制御部100は二つのトナー回収ローラに対する電圧の印加を終了し(ステップS5)、中間転写ベルト43bを停止させる(ステップS6)。
On the other hand, when the image output signal in step S1 is OFF (step S1: NO) and the patch creation sequence is ON (step S7: YES), the
上述の処理において、変曲点電位Wに対して、電圧V1,V3は、V1≧V3>Wの関係を有する。即ち、ステップS8で第1のトナー回収ローラ53に印加される電圧は、ステップS2で第1のトナー回収ローラ53に印加される電圧の電圧値以下である。また、第2のトナー回収ローラ54に印加される電圧V2又はV4は、第1のトナー回収ローラ53に印加される電圧V1又はV3に対して最適に制御される。例えば、ステップS2において各トナー回収ローラに印加される電圧の電圧値が図5の実施例1に示す電圧であり、ステップS8において各トナー回収ローラに印加される電圧の電圧値が図5の実施例2に示す電圧である場合等が挙げられる。
In the above-described processing, the voltages V1 and V3 have a relationship of V1 ≧ V3> W with respect to the inflection point potential W. That is, the voltage applied to the first
第1の実施形態によれば、制御部100は、二つのトナー回収ローラ53,54を介して、第1のブラシローラ51に変曲点電位の絶対値よりも高い電圧を印加し、第2のブラシローラ52に変曲点電位の絶対値よりも小さい絶対値の電圧を印加する。また、第1のブラシローラ51の極性はトナーの極性と逆に、第2のブラシローラ52の極性はトナーの極性と同一に制御される。これによって、二次転写において逆帯電したトナーは第1のブラシローラ51によって帯電され、本来のトナーの極性に対して強い逆極性のトナーとして送り出されるので、第2のブラシローラ52によって良好に回収される。従って、ブラシローラの帯電による残存トナーの逆帯電に起因する残存トナーの回収不良を抑制し、残存トナーを良好に回収できる画像形成装置を提供できる。
According to the first embodiment, the
さらに、図4に示す電圧−電流特性は、中間転写ベルトにトナーが付着していない条件下で測定された特性であるので、残存トナーの位置分布や量等の要素に左右されることなく電圧−電流特性を測定できる。従って、制御部100は当該電圧−電流特性に基づいた的確な電圧の制御を行うことができ、より良好にトナーを回収できる画像形成装置を提供できる。
Further, since the voltage-current characteristics shown in FIG. 4 are characteristics measured under the condition where toner is not attached to the intermediate transfer belt, the voltage is not affected by factors such as the position distribution and amount of the residual toner. -The current characteristics can be measured. Therefore, the
さらに、駆動ローラ56は中間転写ブラシ43bを挟んで二つのブラシローラ51,52と対向する位置に設けられ、接地されている。これによって、駆動ローラは二つのブラシローラ51,52に流される電流の一方の電極として機能する。従って、各ブラシローラ51,52に対してそれぞれ個別の極性と電圧とを印加することが容易となる。
Further, the
さらに、センサ70は中間転写ベルトに担持された残存トナーの種類すなわち未転写トナーか転写残トナーかを判別する。制御部100は、中間転写ベルト43bに担持された残存トナーが未転写トナーであった場合に、転写残トナーが中間転写ベルト43bに担持された場合に比して第1のブラシローラ51を帯電する第1のトナー回収ローラ53の電圧値の絶対値を小さくする。これによって、クリーニング部50は未転写トナーを逆帯電させること無く良好に回収できる。
Further, the
(第2の実施形態)
第1の実施形態において、クリーニング部50は中間転写ベルト43bのクリーニングを行う構成であるが、他の像担持体に対して用いてもよい。以下、感光体ドラムのクリーニング装置に同様の構成を設けた実施形態について説明する。
図8に感光体ドラムのクリーニング装置60とその周囲の概略断面構成図を示す。なお、第1の実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the
FIG. 8 shows a schematic cross-sectional configuration diagram of the photosensitive
感光体ドラムのクリーニング装置60は、第1のブラシローラ61と、第2のブラシローラ62と、第1のトナー回収ローラ53と、第2のトナー回収ローラ54と、スクレーパ55,55と、を備える。第1のトナー回収ローラ53、第2のトナー回収ローラ54はそれぞれ制御部100を介して電源501,502と接続される。
第1のブラシローラ61、第2のブラシローラ62は、そのブラシの先端が感光体ドラム63の外周面と近接又は摺接するよう設けられ、感光体ドラム63の外周面に設けられた感光層63aの残存トナーを回収する。
The photosensitive
The
具体的には、帯電・露光装置64による感光層63aに対する帯電及び露光処理の後、現像装置65からトナーが感光層63aの被露光部分に引き寄せられて所謂現像処理が行われることにより感光体ドラム63はトナーを担持する。その後、転写ローラ等の転写装置(図示略)によって転写が行われた後、クリーニング装置60の各ブラシローラによって感光層63a上の残存トナーが回収される。
その他の特徴については、第1のブラシローラ61、第2のブラシローラ62は、第1の実施形態に示す第1のブラシローラ51、第2のブラシローラ52と同様である。
Specifically, after charging and exposure processing of the
Regarding other features, the
従って、第1のブラシローラ61は感光体ドラム63に担持されたトナー(例えばマイナストナー)の極性(例えばマイナス)とは逆の極性(例えばプラス)に帯電され、第2のブラシローラ62は感光体ドラム63に担持されたトナーの極性と同一の極性(例えばマイナス)に帯電される。第1のトナー回収ローラ53に印加される電圧は、変曲点電位の絶対値よりも大きい絶対値の電圧であり、第2のトナー回収ローラ54に印加される電圧は、変曲点電位の絶対値よりも小さい絶対値の電圧である。
Accordingly, the
さらに、感光体ドラム63の感光層63aの内側に設けられるアルミ素管63bは接地されており、各ブラシローラを流れる電流は、像担持体としての感光層63aを挟んで各ブラシローラと対向するよう設けられたアルミ素管63bと各トナー回収ローラの間を流れる。
Furthermore, the
なお、上述に示す感光体ドラム63は、第1の実施形態の画像形成部43の各色の画像形成部43Y,43M,43C,43Kが有する感光体ドラムであってもよいし、他の像担持体であってもよい。例えば、第1の実施形態の中間転写ベルト43bのように用いられる二次転写用途の像担持体としての感光体ドラムであってもよい。
Note that the
第2の実施形態によれば、第1の実施形態の効果と同様の効果を得られる。 According to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
なお、本発明の実施の形態は、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment of the present invention should be considered that the embodiment disclosed this time is illustrative and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
例えば、画像形成装置のトナーはマイナストナーに限定されない。プラストナーを用いてもよい。このとき、帯電される各ブラシローラの極性はトナーの極性と対応する。具体的には、上流側のブラシローラはトナーの極性と逆の極性となるよう帯電され、下流側のブラシローラはトナーの極性と同極性となるよう帯電される。従って、トナーがプラスに帯電されたものであった場合、上流側のブラシローラはマイナスの電荷を持つよう帯電され、下流側のブラシローラはプラスの電荷を持つよう帯電される。 For example, the toner of the image forming apparatus is not limited to minus toner. Plus toner may be used. At this time, the polarity of each brush roller to be charged corresponds to the polarity of the toner. Specifically, the upstream brush roller is charged to have a polarity opposite to the polarity of the toner, and the downstream brush roller is charged to have the same polarity as the polarity of the toner. Therefore, when the toner is positively charged, the upstream brush roller is charged to have a negative charge, and the downstream brush roller is charged to have a positive charge.
また、上述の中間転写ベルト43b、二つのブラシローラ51,52、スクレーパ55,55等の素材、抵抗値に関する数値その他の事項はあくまで一例であり、他の素材や他の抵抗値等を示すものを用いても良いことは言うまでもない。電圧制御手段(例えば制御部100等)は、画像形成装置の各部の構成によって得られる変曲点電位に基づいて二つのブラシローラの電圧を制御する。
Further, the above-described materials such as the
また、本発明の特徴を逸脱しない範囲において、画像形成装置の各部の構成は追加、削除又は置換可能であることは言うまでもない。例えば画像形成装置はPC等の計算装置と通信可能な通信部を有していてもよいし、モノクロ印刷のみを可能とする構成としてもよい。電源501,502は、単一の電源装置とし、配線によって各トナー回収ローラに印加される極性を設定してもよい。上述の各実施形態でアルミやステンレス等を素材とする部材は、他の導電体によってもよい。
In addition, it goes without saying that the configuration of each part of the image forming apparatus can be added, deleted or replaced without departing from the characteristics of the present invention. For example, the image forming apparatus may have a communication unit capable of communicating with a computing device such as a PC, or may be configured to allow only monochrome printing. The
また、上述の各実施形態では、各ブラシローラに対する帯電極性と電圧の両方を一つの制御部100が行っているが、極性の制御と電圧の制御とを別の制御部によって行ってもよい。例えば、極性を切り替えるスイッチ等を設け、用いるトナーの極性に合わせてオペレータ等が手動で各ブラシローラの極性を切り替えられるようにしてもよい。電圧の制御については上述の各実施形態と同様である。
In each embodiment described above, one
43b 中間転写ベルト
50 クリーニング部
51 第1のブラシローラ
52 第2のブラシローラ
53 第1のトナー回収ローラ
54 第2のトナー回収ローラ
55 スクレーパ
100 制御部
501,502 電源
43b
Claims (3)
前記像担持体の移動方向上流側に位置して前記像担持体からトナーを除去する第1ブラシローラと、
前記第1ブラシローラの下流側に位置して前記像担持体からトナーを除去する第2ブラシローラと、
前記第1ブラシローラ及び第2ブラシローラを帯電させる電圧印加手段と、
前記第1ブラシローラに、印加電圧の極性を前記トナーの帯電極性と逆極性であって、前記第1ブラシローラ及び/又は第2ブラシローラの電圧−電流特性における変曲点電位の絶対値よりも大きい絶対値の電圧を印加し、且つ前記第2ブラシローラに、前記トナーの帯電極性と同極性であって、前記変曲点電位の絶対値よりも小さい絶対値の電圧を印加するように前記電圧印加手段を制御する電圧制御手段と、
前記像担持体に担持されたトナーが転写後の残存トナーか否かを判別する判別手段と、を備え、
前記電圧制御手段は、前記判別手段による判別の結果、前記像担持体に担持されたトナーが転写後の残存トナーでなかった場合に、転写後の残存トナーが前記像担持体に担持された場合に比して前記第1ブラシローラの電圧値の絶対値を小さくすることを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus for forming an image by transferring toner carried on an image carrier onto a sheet,
A first brush roller located upstream in the moving direction of the image carrier to remove toner from the image carrier;
A second brush roller located downstream of the first brush roller for removing toner from the image carrier;
Voltage applying means for charging the first brush roller and the second brush roller;
From the absolute value of the inflection point potential in the voltage-current characteristics of the first brush roller and / or the second brush roller, the polarity of the voltage applied to the first brush roller is opposite to the charging polarity of the toner. A voltage having an absolute value that is greater than the absolute value of the inflection point potential and having the same polarity as the charging polarity of the toner. Voltage control means for controlling the voltage application means;
Discriminating means for discriminating whether or not the toner carried on the image carrier is residual toner after transfer ,
When the toner carried on the image carrier is not the residual toner after transfer as a result of the discrimination by the discrimination means, the voltage control unit is configured to carry the residual toner after transfer onto the image carrier. An image forming apparatus characterized in that the absolute value of the voltage value of the first brush roller is made smaller than that of the image forming apparatus.
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