JP5901224B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
1次転写工程では、電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を中間転写体上に転写する。この1次転写工程を複数色のトナー像に関して繰り返し実行することにより、中間転写体の表面に複数色からなるトナー像を形成する。2次転写工程では、中間転写体上に形成された複数色のトナー像を紙などの転写材の表面に一括して転写する。転写材に転写されたトナー像は、その後、定着手段により転写材に定着される。これにより、フルカラー画像が形成される。
このとき、2次転写工程で転写材上に転写されず、中間転写体上に残留したトナー(2次転写残トナー)を、中間転写体上から除去する必要がある。残留したトナーを除去する方法として、特許文献1では、静電クリーニング部材を用いた方式が提案されている。すなわち、静電クリーニング部材として帯電ブラシ(帯電部材)を設け、当該部材に電圧を印加することで、中間転写体上の2次転写残トナーを所望の極性に帯電させる。そして、残留トナーを感光体に逆転写させることで中間転写体上から回収する。また、中間転写体上の転写残トナーの一部は、帯電ブラシの内部にも一時的に回収され、蓄積する。このようなトナーは、ページ間(紙間)や画像形成完了後(後回転)等に帯電ブラシから排出され、感光体に逆転写され回収される(帯電部材クリーニング工程)。
以上のような構成により、中間転写体のクリーニングが可能となり、以後の画像形成の1次転写工程に備えることができる。
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体からトナー像が転写される回転可能な中間転写体と、
電圧が印加されることにより前記像担持体から前記中間転写体へトナー像を1次転写させる1次転写部材と、
電圧が印加されることにより前記中間転写体から転写材へトナー像を2次転写させる2次転写部材と、
前記中間転写体の回転方向における2次転写位置よりも下流側かつ1次転写位置よりも上流側において、電圧が印加されることにより前記中間転写体上のトナーを帯電させる帯電部材と、
前記像担持体上のトナーを除去可能なクリーニング部材と、
を備え、
前記帯電部材に蓄積した蓄積トナーを前記中間転写体に移動させ、その後、前記中間転写体から前記像担持体に移動させて前記クリーニング部材から前記蓄積トナーを回収するべく、前記帯電部材に正電圧と負電圧が所定の時間比で交互に印加される帯電部材クリーニング工程と、1次転写及び2次転写を行う第1画像形成工程と、1次転写のみを行い2次転写を行わない第2画像形成工程と、を実行可能な画像形成装置において、
前記帯電部材クリーニング工程において、前記蓄積トナーが有する帯電極性のうち含有率が高い極性と同極性の電圧が印加される時間が、前記含有率の低い極性と同極性の電圧が印加される時間よりも長くなるように、前記時間比が設定され、
前記第1画像形成工程の回数及び前記第2画像形成工程の回数が、前記第1画像形成工程の回数と前記第2画像形成工程の回数との組み合わせのうち予め定めた複数の組み合わせにおけるいずれかの組み合わせにおける回数をそれぞれ超えたときに、前記蓄積トナーの量が所定量に達したと判断し、前記複数の組み合わせのうち前記第2画像形成工程の回数が多いほど、前記時間比における前記含有率が高い極性と同極性の電圧が印加される時間の比率がより大きくなるように前記時間比が設定されることを特徴とする。
はない。
図1は、本発明の各実施例及び比較例に係る画像形成装置の概略構成図である。本画像形成装置は、中間転写ベルト方式を用いたタンデム型のカラー画像形成装置である。すなわち、本画像形成装置は、複数色成分(イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K))に分解された画像情報に従って形成した各色のトナー像を、中間転写体上に順次に重ね合わせて1次転写する。その後、重ね合わされた各色のトナー像を転写材に一括して2次転写することで記録画像を得る。1Y,1M,1C,1Kは、静電潜像担持体(感光体)としての感光ドラムであり、アルミなどからなる芯金の外周面に有機感光層(OPC)からなる光導電体を塗布して構成されている。感光ドラム1Y〜1Kは、第二の像担持体(中間転写体)としての中間転写ベルト(Intermediate Transfer Belt。以下、ITB。)10に沿って順次配置され、外周速度V(以下、プロセス速度と呼ぶ)で矢印C1方向へ回転する。
感光ドラム1Y〜1Kは、それぞれ不図示の駆動手段によって矢印C1方向に駆動され、帯電ローラ2Y〜2Kにより所定のマイナス電位に均一に帯電される。ITB10上において画像を転写させたい領域(以下、ITB上画像部)に画像が転写されるように、ITB上画像部の先端が各ステーションの転写部に進入するタイミングと同期をとって、露光装置3Y〜3Kにより露光が開始される。露光が開始されると、各色の画像情報に従った信号による光が、表面を均一にマイナス電位に帯電された感光ドラム1Y〜1Kに走査され、潜像が形成される。なお、潜像形成タイミングとITB上画像部の先端が各ステーションの1次転写部に進入するタイミングとの同期は、ITB10上に設けた(不図示の)検知用のシールを(不図示の)光学センサが検知するタイミングを監視することによって行う。
1次転写残トナーは、クリーニング部材としてのブレードを当接させてかきとるクリーナ14Y〜14Kによってクリーニングされる。
図2は、2次転写残トナーのクリーニングシーケンスを示す図であり、各部材におけるバイアスの印加タイミングを示す。灰色部分は、各部材でプラスバイアスが印加されていることを示し、バイアス値は、各部材で時間に対して一定である。各色の1次転写ローラには、高転写効率などの良好な1次転写を実現するためのプラスバイアスが印加されている。2次転写部材には、高転写効率などの良好な2次転写を実現するためのプラスバイアスが印加されている。帯電ブラシ9bには、2次転写残トナーをプラスに帯電するためのプラスバイアスが印加されている。各記号が示す時間帯は、Tr1が各色における1次転写、Tr2が2次転写、Ch2が2次転写残トナーの帯電、RETが2次転写残トナーの1次転写部における中間転写体から感光ドラムへの移動(以下、逆転写)である。Tr1
とRETが重複する時間帯は、1次転写と同時に逆転写が行われている時間帯である。なお、図中のこれらの印加時間帯のずれは、各部材の距離に起因するものである。例えば、ITB10上の帯電ブラシ9bによる帯電部から1色目1次転写部までの回転時間は、TC1で示される。また、ITBCYCは、ITB周期を示す。
図3は、ITB10上に形成される画像濃度調整用のパッチ画像の一例を示す。前述のように、パッチ検工程ではパッチ画像のITB10上への1次転写までは、印字工程と同様の動作を行う。目的に応じて専用の画像パターンを用いるが、ここでは例として画像濃度調整について示す。図3において、ITBは、ITB10の表面を示し、PTは、ITB上のパッチ画像を示す。
多いため、2次転写残トナーの帯電時に比べると多量のマイナストナーが帯電ブラシ9bに機械的に付着する。続いて、パッチ画像は1色目の1次転写部へ進み、RETNで示す時間帯で、回収用のマイナスバイアスによって感光ドラム1Yへ静電的に転写され、ITB10より除去される。しかし、パッチ画像は2次転写残トナーより高濃度なため、通常一度では回収しきれず、比較的電荷の少ない、主に電荷量の絶対値が5μc/g以下のマイナストナーが残る。この回収しきれずにITB10上に残ったトナー、すなわち回収残トナーは、この後2〜4色目の1次転写部へ順次進むが、その電荷量の少なさのために感光ドラム1M〜1Kへ静電的に転写されることはほとんどない。さらに、回収残トナーはITB10上を周回し、Tr2RNで示す時間帯で再度2次転写部を通過する。上述のように、回収残トナーはマイナスの電荷を持つため、マイナスバイアスを印加された2次転写ローラ8から静電的に反発されるので、吸着されることはない。しかし、回収残トナーは電荷量が少なく、反発力が弱いため、2次転写ローラ8に機械的に付着するトナーも少量存在する。続いて、回収残トナーは帯電部に進入し、Ch2RPに示す時間帯で、帯電ブラシ9bにプラスバイアスの印加が行われることで、プラスの電荷が均一に付与される。ただし、この帯電の際に帯電ブラシ9bに機械的に付着するトナーも少量存在する。続いて、回収残トナーは1色目の1次転写部へ進み、RETRPに示す時間帯で、プラスバイアスを印加されることで感光ドラム1Yへ静電的に転写され、以下2次転写残トナーと同様にクリーニングは完了する。
帯電ブラシ9bは、2次転写残トナーの帯電時やパッチ画像を反発する時に、ブラシの隙間にトナーが蓄積される。この蓄積トナーは、前述のように画像不良を引き起こす要因となるので確実にクリーニングする必要がある。比較例1では、蓄積トナーが所定量に達したところで、パッチ検の実行回数によらず、印加するプラスバイアスとマイナスバイアスの印加時間が同一の帯電部材クリーニング工程を実行する。
決まっているため、蓄積トナー量は長手方向の特定の場所に集中する。このことを考慮すると、パッチ検において、長手方向における、周方向のトナー消費量の総量が最も多い領域が、最多蓄積量領域となる。
を短くしてユーザビリティを向上させるため、帯電ブラシへの一回のバイアス印加における印加時間Tchについて、以下に示すように工夫している。
間が、含有率の低い正電圧の印加時間よりも大きくなるように、交互に印加される正負の印加時間比を設定する。印加時間比の設定は、中間転写体に形成したトナー像を2次転写させずにクリーニングする工程や、広域印字工程の実行比率が高いほど負極性トナーの蓄積量が多いことを考慮する。すなわち、該工程の実行回数の比率が高いほど、蓄積オナーにおける負極性トナーの含有率が正極性トナーの含有率よりも大きくなる。したがって、その含有率の差に応じて、帯電部材クリーニング工程における正極性、負極性バイアスの印加時間比を、負極性バイアスの印加時間比がより大きくなるように、より負極性側に偏らせる。
図11〜図14を参照して、本発明の実施例1に係る画像形成装置について説明する。図11は、帯電ブラシに蓄積したトナーの極性分布の一例を示す図である。図12は、本実施例の帯電ブラシのクリーニングシーケンスを示す図であり、帯電ブラシクリーニング工程における各バイアスの印加タイミングを示している。図13は、本実施例の帯電ブラシクリーニング工程における吐出し用帯電バイアスの印加時間の一例を示す図である。図14は、実施例1の帯電ブラシクリーニング工程における吐出しトナー量を示す図である。
本実施例では、上述した比較例1の帯電ブラシクリーニング工程の所要時間を短縮する方法を説明する。本実施例でも、比較例1において説明したように、帯電ブラシ9bへの一回のバイアス印加における単位時間当たりの吐出しトナー量が最大になるように、一回のバイアス印加時間を決めることが必要である。さらに、本実施例では、条件A〜Dに示したようなパッチ検工程の実行比率の異なる条件においては、蓄積トナーの極性も異なることを考慮し、各条件において、かつプラス、マイナスバイアスについて個別に、上記の一回のバイアス印加時間を決める。また、このプロセスを、蓄積トナーの90%以上が吐出されるまで繰り返す。こうすることで、帯電ブラシクリーニング工程を比較例1より短くすることができる。
画像形成工程)おける蓄積トナーに比べ、極性分布がマイナス側に偏っている。このため、帯電ブラシクリーニング工程を行う際の蓄積トナーは、図11に示すように、パッチ検工程の実施頻度が高い条件A側ほどマイナストナーの蓄積量が多く、プラストナーの蓄積量が少なくなる。
入する際、帯電ブラシにマイナスバイアスを印加して反発させる方法を示した。一方、プラスバイアスを印加してパッチ画像をプラスに帯電させ、その後1次転写部に進入する際にプラスの1次転写バイアスで回収する場合にも、帯電できなかったマイナストナーが付着する。したがって、結果的に、パッチ画像が最初に帯電部に進入する際、帯電ブラシにマイナスバイアスを印加する場合と同様に、蓄積トナーは、2次転写残トナーの帯電により蓄積したトナーに比べ、極性分布がマイナス側に偏るので、本構成が有効となる。
図15〜図20を参照して、本発明の実施例2に係る画像形成装置について説明する。図15は、本実施例の帯電ブラシクリーニング工程における吐出しトナー量を示す図であり、広域印字工程における、2次転写残トナーの除去工程での各バイアスの印加タイミングを示している。図16は、ITB10と2次転写ローラ8とのニップ部すなわち2次転写部における、長手方向の全トナー像が転写材の両端においてどのように転写されるかを示した模式図である。図17は、本実施例の帯電ブラシクリーニング工程の実行条件の一例を示す図表である。図18は、広域印字工程における帯電ブラシに蓄積するトナーの量の長手位置依存性を示す図である。図19は、本実施例の帯電ブラシのクリーニングシーケンスを示す図であり、帯電ブラシクリーニング工程における、各バイアスの印加タイミングを示している。図20は、本実施例の帯電ブラシクリーニング工程における吐出し用帯電バイアスの印加時間の一例を示す図である。
縁無し画像の印字は、従来例と同様の画像形成プロセスにおいて、ITB10上に転写材より広い領域でトナー像を形成することにより、転写材上に上下左右の余白なく印字することで行う。以下、本印字工程を広域印字工程(第4画像形成工程)とし、これに対して転写材内にトナー像を形成する印字工程、すなわち、転写材の被転写面の縁に画像を形成しない余白領域を設ける画像形成工程を通常印字工程(第3画像形成工程)として区別する。以下に図15に沿って、広域印字工程における2次転写残トナーのクリーニングについて説明する。
で回収できなかった回収残トナーが通過している状態を表している。Ch2Rは、帯電ブラシ9bにプラスバイアスを印加し、回収残トナーを帯電している状態を表している。RETRは、1次転写部で回収残トナーにプラスバイアスを印加し、回収残トナーを感光ドラム1Yへ逆転写している状態を表している。
通常印字工程と広域印字工程によって帯電ブラシ9bに蓄積したトナーは、いずれも画像不良を引き起こす要因となるので、確実にクリーニングする必要がある。本比較例では、蓄積トナーが所定量に達したところで、同一の帯電ブラシクリーニング工程を実行する
。以下、蓄積トナーが所定量に達したことを認識するための条件設定について説明する。
通常印字工程による蓄積トナー量については、画像パターンは決まっていないので、長手方向の画像域内で均一と考えてよい。一方、広域印字工程では、前述のように外領域G2で蓄積トナー量が多い。このことを考慮すると、外領域G2について、長手方向における、周方向のトナー蓄積量の総量が最も多い領域が、最多蓄積量領域となる。以下にこれについて説明する。
比較例2の帯電ブラシクリーニング工程の所要時間を短縮する方法を説明する。
本実施例でも、比較例2において説明したように、帯電ブラシ9bへの一回のバイアス印加における単位時間当たりの吐出しトナー量が最大になるように、一回のバイアス印加時間を決めることが必要である。さらに、本実施例では、条件A〜Eに示したような広域印字工程のページ数比率の異なる条件においては、蓄積トナーの極性も異なることを考慮し、各条件において、かつプラス、マイナスバイアスについて個別に、上記の一回のバイアス印加時間を決める。こうすることで、帯電ブラシクリーニング工程の時間を比較例2よりも短縮することができる。
表している。TchP2、TchN2は、それぞれChP2、ChN2の一回あたりの印加時間を表している。RETP2、RETN2は、それぞれ1色目、2色目における吐出しトナー回収用の1次転写プラス、マイナスバイアスの印加によって、ITB10上の吐出しトナーを感光ドラム1Y、1Mへ逆転写している状態を表している。プロセスについては、図12で示した実施例1の帯電ブラシクリーニング工程と同様である。
Claims (2)
- トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体からトナー像が転写される回転可能な中間転写体と、
電圧が印加されることにより前記像担持体から前記中間転写体へトナー像を1次転写させる1次転写部材と、
電圧が印加されることにより前記中間転写体から転写材へトナー像を2次転写させる2次転写部材と、
前記中間転写体の回転方向における2次転写位置よりも下流側かつ1次転写位置よりも上流側において、電圧が印加されることにより前記中間転写体上のトナーを帯電させる帯電部材と、
前記像担持体上のトナーを除去可能なクリーニング部材と、
を備え、
前記帯電部材に蓄積した蓄積トナーを前記中間転写体に移動させ、その後、前記中間転写体から前記像担持体に移動させて前記クリーニング部材から前記蓄積トナーを回収するべく、前記帯電部材に正電圧と負電圧が所定の時間比で交互に印加される帯電部材クリーニング工程と、1次転写及び2次転写を行う第1画像形成工程と、1次転写のみを行い2次転写を行わない第2画像形成工程と、を実行可能な画像形成装置において、
前記帯電部材クリーニング工程において、前記蓄積トナーが有する帯電極性のうち含有率が高い極性と同極性の電圧が印加される時間が、前記含有率の低い極性と同極性の電圧が印加される時間よりも長くなるように、前記時間比が設定され、
前記第1画像形成工程の回数及び前記第2画像形成工程の回数が、前記第1画像形成工程の回数と前記第2画像形成工程の回数との組み合わせのうち予め定めた複数の組み合わせにおけるいずれかの組み合わせにおける回数をそれぞれ超えたときに、前記蓄積トナーの量が所定量に達したと判断し、前記複数の組み合わせのうち前記第2画像形成工程の回数が多いほど、前記時間比における前記含有率が高い極性と同極性の電圧が印加される時間の比率がより大きくなるように前記時間比が設定されることを特徴とする画像形成装置。 - 転写材の縁に画像を形成しない余白領域を設ける第3画像形成工程と、
前記余白領域を設けずに転写材に画像を形成する第4画像形成工程と、
を実行可能であり、
前記第3画像形成工程の回数及び前記第4画像形成工程の回数が、前記第3画像形成工程の回数と前記第4画像形成工程の回数との組み合わせのうち予め定めた複数の組み合わせにおけるいずれかの組み合わせにおける回数をそれぞれ超えたときに、前記蓄積トナーの量が所定量に達したと判断されるとともに、
前記複数の組み合わせのうち前記第4画像形成工程の回数が多いほど、前記時間比における前記含有率が高い極性と同極性の電圧が印加される時間の比率がより大きくなるように前記時間比が設定されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
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