JP6233699B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
なお、この問題は、被清掃体が中間転写ベルトである場合に限らず、例えば画像形成装置における像担持体や記録材搬送部材などの被電圧印加部材でも、同様に生じ得る問題である。
以下、本発明を適用した画像形成装置の第1の実施形態として、いわゆるタンデム型中間転写方式のプリンタ(以下、単にプリンタという)について説明する。
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。
図1は、本プリンタの要部を示す概略構成図である。本プリンタは、イエロー、マゼンタ、シアン、黒(以下、Y、M、C、Kと記す。)のトナー像を生成するための4つのプロセスユニット6Y,6M,6C,6Kを備えている。4つのプロセスユニット6Y,6M,6C,6Kは、ドラム状の感光体1Y,1M,1C,1Kをそれぞれ有している。感光体1Y,1M,1C,1Kの回りにはそれぞれ帯電装置2Y,2M,2C,2K、現像装置5Y,C,M,K、ドラムクリーニング装置4Y,4M,4C,4K、図示しない除電装置等を有している。プロセスユニット6Y,6M,6C,6Kは、互いに異なる色(Y、M、C、K)のトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。プロセスユニット6Y,6M,6C,6Kの上方には、感光体1Y,1M,1C,1Kの表面に対してレーザー光Lを照射して静電潜像を書き込むための図示しない光書込ユニットが配設されている。
図5において、ベルトクリーニング装置100は、中間転写ベルト8上の未転写のトナー像を大まかにクリーニングするための第1クリーニング部100aと、中間転写ベルト8上の正規帯電極性(負極性)と反対極性(正極性)に帯電したトナーをクリーニングする第2クリーニング部100bと、中間転写ベルト8上の正規帯電極性に帯電したトナーをクリーニングする第3トナークリーニング部100cとを備えている。
ブラシ材質:導電性ポリエステル(繊維内部に導電性カーボンを内包し、繊維表面はポリエステル、いわゆる芯鞘構造)
ブラシ抵抗:10E6〜10E8[Ω]
ブラシ植毛密度:6万〜15万[本/inch2]
ブラシ繊維径:約25〜35[μm]
ブラシ先端の毛倒れ処理:なし
ブラシ径φ:14〜20[mm]
中間転写ベルト8へのブラシ繊維喰い込み量:1〜1.5[mm]
回収ローラ芯金材質:SUS303
回収ローラへのブラシ繊維喰い込み量:1〜1.5[mm]
回収ローラ材質、ブラシ繊維喰込量、印加電圧はシステムによって最適化できるため、これに限らない。
回収ローラ芯金材質:SUS304
ブレード当接角度:20[°]
ブレード厚み:0.1[mm]
回収ローラへのブレード喰い込み量:0.5〜1.5[mm]
ブレード当接角度、ブレード厚み、回収ローラへの喰い込み量は、システムによって最適化できるため、これに限らない。
図5に示すように、2次転写部を通過した転写残トナーをクリーニングするときに、第1クリーニングブラシローラ101及び第1回収ローラ102に印加する電圧を決定する。先ず、所定のタイミングで、クリーニング電源部131の電源制御部131aで電源出力部131bを定電流制御して第1クリーニングブラシローラ101に所定の電流値の電流を流すとともに、回収電源部132の電源制御部132aで電源出力部132bを定電流制御して第1回収ローラ102に所定の電流値を流して、第1クリーニングブラシローラ101と第1回収ローラ102とに合わせた所定の電流値の電流を流す。そして、その時の電圧をそれぞれ検知し、その検知結果に基づいて第1クリーンングブラシローラ101と第1回収ローラ102それぞれに印加する電圧として決定する。このように決定した電圧を、電源制御部131aで定電圧制御された電源出力部131bから第1クリーニングブラシローラ101に印加し、電源制御部132aで定電圧制御された電源出力部132bから第1回収ローラ102に印加する。
クリーニング性に寄与するクリーニング電流は、トナーが中間転写ベルト8から第1クリーニングブラシローラ101、第2クリーニングブラシローラ104、第3クリーニングブラシローラ107へ移動する領域を流れる電流である。具体的には、例えば第1クリーニング部100aにおいては、図中A点(第1クリーニングブラシローラ101と中間転写ベルト8との第1当接箇所)を流れる電流である。この電流値は、第1クリーニングブラシローラ101と第1回収ローラ102に電圧を印加する各電源121,122に搭載された電流検知手段としての電流センサでそれぞれ検知される2つの電流値IB1,IC1の和に相当する。第2クリーニング部100bにおいても、第1クリーニング部100aと基本的な考え方は共通であり、クリーニング性に寄与するクリーニング電流は、第2クリーニングブラシローラ106と第2回収ローラ107に電圧を印加する各電源123,124に搭載された電流検知手段としての電流センサでそれぞれ検知される2つの電流値IB2,IC2の和に相当する。第3クリーニング部100cにおいても、第1クリーニング部100aや第2クリーニング部100bと基本的な考え方は共通であり、クリーニング性に寄与するクリーニング電流は、第3クリーニングブラシローラ107と第3回収ローラ108に電圧を印加する各電源125,126に搭載された電流検知手段としての電流センサでそれぞれ検知される2つの電流値IB3,IC3の和に相当する。
次に、上記実施形態の画像形成装置に搭載されたクリーニング装置の一実施例(以下、本実施例を「実施例1」という。)について説明する。
上述したように、第1クリーング部100aは、第1クリーニングブラスローラ101及び第1回収ローラ102を備えている。第2クリーング部100bは、第2クリーニングブラスローラ104及び第2回収ローラ105を備えている。第3クリーニング部100cは、第3クリーニングブラスローラ107及び第3回収ローラ108を備えている。これら、各ローラには、それぞれ、個別にバイアス電圧を印加するための電源部に有している。以下、説明を簡単にするために、第1クリーニング部100aを用いて説明する。
ステップ(2):ΔVCn−ΔVBn
ステップ(3):ΔVCn−ΔVBn×2
ステップ(4):(ΔVCn−ΔVBn)×2
次に、上記実施形態の画像形成装置に搭載されたクリーニング装置の他の実施例(以下、本実施例を「実施例2」という。)について説明する。
実施例1ではVCに接続された電源部とVBに接続された電源部を同時に立ち上げることを想定した上で、いずれかの電源部のONタイミングがずれた場合でも電源部への流れ込みを一定以下に制御して、電源部の起動を保証する方法を説明してきた。実施例2ではブラシクリーニング間の電位差の絶対値(流れ込み電流)だけでなく、本来の回収機能も意図した構成としている。具体的には、実施例2では電源ONタイミングをVCに接続された電源部とVBに接続された電源部で意図的にずらしてあり、しかもVCに接続された電源部を先にONしている。
次に、上記実施形態の画像形成装置に搭載されたクリーニング装置の更に他の実施例(以下、本実施例を「実施例3」という。)について説明する。
実施例1、実施例2ではクリーニングブラシローラと回収ローラとの一対(クリーニングユニット)に対しての実施例であった。実施例3は複数のローラ対を有するクリーニング装置に対しての制御である。以下、便宜的に各ローラ対を第1クリーニングユニット〜第3クリーニングユニットと呼称する。
第2クリーニングユニット:第2クリーニングブラシローラ104と第2回収ローラ105
第3クリーニングユニット:第3クリーニングブラシローラ107と第3回収ローラ108
ステップがずれている瞬間A:ΔVB1×m−ΔVB2×(m−1)
ステップがずれている瞬間B:ΔVB1×(m−1)−ΔVB2
従って、同一ステップの瞬間においては、(ΔVB1−ΔVB2)×m≦(VB1_t/m−VB2_t/m)×m=VB1_t−VB2_tとなる。
次に、上記実施形態の画像形成装置に搭載されたクリーニング装置の更に他の実施例(以下、本実施例を「実施例4」という。)について説明する。
実施例4では、実施例3をベースに、立ち上げの時短制御を行っている。図14は、実施例4における全クリーニングユニットにおけるバイアス立ち上げの制御シーケンスを説明する波形図である。図14のバイアス波形は、基本的に図12及び図13のバイアス波形と同様であるが、次の点において異なる。第2クリーニングユニットは、図12においても他のクリーニングユニットに比べて目標電圧が低く2ステップ目にて目標印加電圧に到達していた。一方、他のクリーニングユニットは3ステップ目にて目標印加電圧に到達した。そこで、実施例4では、このように目標印加電圧に到達したクリーニングユニットがあった場合、他のクリーニングユニットについても残りのステップを省略して、一気に目標印加電圧に向かうことにしている。第2クリーニングユニットの回収バイアスが最初に目標印加電圧に到達している。このとき、これを受けて第2クリーニングユニットのクリーニングブラシローラ、第1クリーニングユニット、第3クリーニングユニットはクリーニングブラシローラ、回収ローラの電源部における電源制御部からの制御信号の電圧値を2ステップまとめて目標印加電圧に対応する電圧値に上げている。これは特定のクリーニングユニットが目標印加電圧まで到達した時点で、そのクリーニングユニットと他のクリーニングユニットとの間のブラシ電位差はVBn_tとVBn±1_tよりも大きくなることがないためである。なぜなら、既に目標印加電圧に到達したクリーニングユニットはそのまま電圧をVBn_tでキープし続けて、まだ目標印加電圧に対応する電圧値に到達していないクリーニングユニットが徐々に電圧を上げていき、最終的にVBn±1_tになるだけだからである。
本プリンタに好適に使用されるトナーは、600dpi以上の微少ドットを再現するために、トナーの体積平均粒径が3〜6[μm]のものが好ましい。また、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が、1.00〜1.40の範囲にあるトナーが好ましい。(Dv/Dn)が1.00に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
SF−1={(MXLNG)2/AREA}×(100π)/4 ・・・式(1)
SF−1の値が100の場合トナーの形状は真球となり、SF−1の値が大きくなるほど不定形になる。
SF−2={(PERI)2/AREA}×100/(4π) ・・・式(2)
SF−2の値が100の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、SF−2の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。
多価アルコール化合物(PO)としては、2価アルコール(DIO)および3価以上の多価アルコール(TO)が挙げられ、(DIO)単独、または(DIO)と少量の(TO)との混合物が好ましい。2価アルコール(DIO)としては、アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。3価以上の多価アルコール(TO)としては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR1、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、4級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、4級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、4級アンモニウム塩のコピーチャージPSYVP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、4級アンモニウム塩のコピーチャージNEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LR1−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、4級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
離型剤としては、融点が50〜120[℃]の低融点のワックスが、バインダー樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−n−ステアリルメタクリレート、ポリ−n−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等)等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、5×10−3〜2[μm]であることが好ましく、特に5×10−3〜0.5[μm]であることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500[m2/g]であることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5[wt%]であることが好ましく、特に0.01〜2.0[wt%]であることが好ましい。無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に、両微粒子の平均粒径が5×10−4[μm]以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電的な力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が0.3〜1.5[wt%]の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
(1)着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
有機溶媒は、沸点が100℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー100重量部に対し、通常0〜300重量部、好ましくは0〜100重量部、さらに好ましくは25〜70重量部である。
水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール(メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などの有機溶媒を含むものであってもよい。
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの4級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムベタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
この反応は、分子鎖の架橋及び/又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー(A)の有するイソシアネート基構造とアミン類(B)との反応性により選択されるが、通常10[分]〜40[時間]、好ましくは2〜24[時間]である。反応温度は、通常、0〜150[℃]、好ましくは40〜98[℃]である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
以下、本発明を適用した画像形成装置の第2の実施形態について説明する。
実施形態1で説明したベルトクリーニング装置100は、中間転写ベルトのおもて面をクリーニングするクリーニング装置に限らず、図19に示すように、紙搬送ベルト51の搬送ベルトクリーニング装置500にも適用することができる。図19に示すように、タンデム型直接転写方式の画像形成装置に用いられる被清掃体としての紙搬送ベルト51は、感光体1Y,1M,1C,1Kにそれぞれ接触してY、M、C、K用の1次転写ニップを形成している。そして、記録紙Pを自らの表面に保持しながら、自らの無端移動に伴って図中左側から右側に向けて搬送する過程で、記録紙PをY、M、C、K用の1次転写ニップに順次送り込む。これにより、記録紙Pには、Y、M、C、Kトナー像が重ね合わせて1次転写される。K用の1次転写ニップを通過した後の紙搬送ベルト51に付着しているトナーなどの汚れは、搬送ベルトクリーニング装置500によって除去される。また、光学センサユニット150が紙搬送ベルト51の外周面に対して所定の間隙を介して対向するように配設されている。図18に示すプリンタにおいては、所定のタイミングで画像濃度制御や位置ずれ量補正制御を実施し、紙搬送ベルト51に所定のトナーパターン(階調パターン、シェブロンパッチ)を形成し、光学センサユニット150で上記トナーパターンを検知し、検知結果に基づいて所定の補正処理を実行する。光学センサユニット150で検知後の未転写トナー像であるトナーパターンは、搬送ベルトクリーニング装置500で除去される。このように、紙搬送ベルト51は、トナー像を担持する像担持体としての機能を備えている。
(態様1)
回転可能な被清掃体としての中間転写ベルト8上の一方の極性に帯電したトナーを静電的に除去するクリーニング部材としての第1クリーニングブラシローラ101と、一方の極性とは逆極性の第1電圧又は第1電流をクリーニングブラシローラ101に供給するクリーニング電源部131と、クリーニングブラシローラ101からトナーを回収する回収部材としての回収ローラ102と、第1電圧又は第1電流と同じ極性で、かつ第1電圧又は第1電流より大きい絶対値の第2電圧又は第2電流を回収ローラに供給する回収電源部132とを備え、クリーンング電源部131は、クリーニングブラシローラ101に第1電圧又は第1電流を出力する第1出力部としての電源出力部131bと、電源出力部131bから出力される第1電圧の値又は第1電流の値を設定するための第1制御信号131dを電源出力部131bに出力する第1制御部としての電源制御部131aとを有し、かつ、回収電源部132は、回収ローラ102に第2電圧又は第2電流を出力する第2出力部としての電源出力部132bと、電源出力部132bから出力される第2電圧の値又は第2電流の値を設定するための第2制御信号132dを電源出力部132bに出力する第2制御部としての電源制御部132aとを有しているクリーニング装置において、クリーニング電源部131では、クリーニングブラシローラ101に所望の静電的な力を生じさせるための第1目標電圧値又は第1目標電流値に到達するまでに第1電圧の値又は第1電流の値を複数設定し、各設定値の第1電圧又は第1電流が電源出力部131bから出力するように第1制御信号131dの制御値を段階的に変化させ、回収電源部132では、回収ローラ102に所望の静電的な力を生じさせるための第2目標電圧値又は第2目標電流値に到達するまでに第2電圧の値又は第2電流の値を複数設定し、各設定値の第2電圧又は第2電流が電源出力部132bから出力するように第2制御信号132dの制御値を段階的に変化させる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、クリーニング部材及び回収部材に供給される電圧又は電流の目標電圧値又は目標電流値に対応する制御値一つのみで立ち上げる従来構成に対し、制御信号の制御値を段階的に変化させることで、段階毎に上昇させる電圧値又は電流値を小さくできる。この結果、電源部の固体差によって電源部起動後に最初の設定した電圧値又は電流値に到達する時間のバラツキや、ある電圧値又は電流値から次の電圧値又は電流値に変わるときの電圧値又は電流値の変化の傾きによる時間のバラツキを抑制できる。具体的には、電源部の固体差があった場合でも制御信号の制御値を段階的に変化させることで途中の目標電圧値又は目標電流値の差までで済むため、最大の電位差をその段階中の目標電圧値又は目標電流値とすることができる。これにより、流れ込みによる電源の起動不良が起きない値に設定することで、電源の起動不良を抑制できる。よって、電源のコストを上げることなく、電源間の干渉による起動不良を抑制できる。
(態様2)
(態様1)において、第1制御信号131dの段階的変化の時間幅は、第1クリーニングブラシローラ101から第1回収ローラ102へ流れる電流が第2電源出力部132bの起動を保証する電流値以下となるように設定され、第2制御信号132dの段階的変化の時間幅は、第1回収ローラ102から第1クリーニングブラシローラ101へ流れる電流が第1電源出力部131bの起動を保証する電流値以下となるように設定されている。
これによれば、上記実施形態1の実施例1について説明したように、第1回収ローラ102に、回収電源部132の電源出力部132bから第2電圧のみが印加されたとしても、クリーニング電源部131が常に起動されている。また、第1クリーニングブラシローラ101にクリーニング電源部131の電源出力部131dから第1電圧のみが印加されたとしても、回収電源部132が常に起動されている。これらにより、第1制御信号に基づく電源出力部の出力は確実に第1目標電圧値又は第1目標電流値に到達でき、第2制御信号に基づく電源出力部の出力も確実に第2目標電圧値又は第2目標電流値に到達できる。
(態様3)
(態様2)において、第1制御信号131dの段階的変化の切り換え時間は、クリーニング電源部131の電源出力部131bの狙いの電圧値又は電流値に到達する規定の所要時間以内であり、第2制御信号132dの段階的変化の切り換え時間は、回収電源部132の電源出力部132bの狙いの電圧値又は電流値に到達する規定の所要時間以内である。
これによれば、上記実施形態1の実施例1について説明したように、第1制御信号に基づく電源出力部の出力の第1電圧又は第1電流が第1目標電圧値又は第1目標電流値に到達する時間を短縮できるとともに、第2制御信号に基づく電源出力部の出力の第2電圧又は第2電流が第2目標電圧値又は第2目標電流値に到達する時間も短縮できる。
(態様4)
(態様1)〜(態様3)のいずれかにおいて、第1回収ローラ102が、第1クリーニングブラシローラ101より先に所望の静電的な力を生じさせる。
これによれば、上記実施形態1の実施例2について説明したように、本来第1回収ローラ102では、第1クリーニングブラシローラ101に比べて高い電圧を印加することでトナーを第1クリーニングブラシローラ101から回収することを狙っている。このため、具体的にはクリーニング装置を起動したときに第1クリーニングブラシローラ101よりも第1回収ローラ102の電位を高くすることで、第1クリーニングブラシローラに残存しているトナーを回収し第1クリーニングブラシローラのクリーニング性能を上げることができる。
(態様5)
(態様1)〜(態様4)のいずれかにおいて、クリーニングブラシローラと回収ローラとを備えたクリーニングユニットを複数、被清掃体としての中間転写ベルトの回転方向に順に並べて配置し、各クリーニングユニットにおけるクリーニング電源部では、当該クリーニングユニットのクリーニングブラシローラに所望の静電的な力を生じさせるための第1目標電圧値又は第1目標電流値に到達するまでに複数の電圧値又は電流値に変化させた第1電圧又は第1電流が、第1出力部から出力するように第1制御信号の制御値を、段階的に、かつ各クリーニングユニット間で互いに略同期して変化させ、各クリーニングユニットにおける回収電源部では、当該クリーニングユニットの回収ローラに所望の静電的な力を生じさせるための第2目標電圧値又は第2目標電流値に到達するまでに複数の電圧値又は電流値に変化させた第2電圧又は第2電流が、第2出力部から出力するように第2制御信号の制御値を、段階的に、かつ各クリーニングユニット間で互いに略同期して変化させる。
これによれば、上記実施形態1の実施例3について説明したように、特定のクリーニングユニットにおける電源部の電源制御部の第1制御信号に基づく電源出力部の出力の第1電圧の値又は第1電流の値が他のクリーニングユニットより先に第1目標電圧値又は第1目標電流値に到達したり、特定のクリーニングユニットにおける電源部の電源制御部の第1制御信号に基づく電源出力部の出力の第1電圧の値又は第1電流の値が他のクリーニングユニットより先に第2目標電圧値又は第2目標電流値に到達したりすることがなくなる。これにより、第1目標電圧値又は第1目標電流値、や第2目標電圧値又は第2目標電流値によっては、第1目標電圧値又は第1目標電流、や第2目標電圧値又は第2目標電流値に先に到達したクリーニングユニットから、隣り合うクリーニングユニットに流れ込み電流が流れる事象を抑制することができる。よって、電源間の干渉による起動不良を抑制できる。
(態様6)
(態様5)において、各クリーニングユニットのうち1つのクリーニングユニットにおけるクリーニングブラシローラ又は回収ローラが所望の静電的な力を生じた時は、他のクリーニングユニットにおけるクリーニング電源部では、クリーニングブラシローラに所望の静電的な力を生じさせるための第1目標電圧値又は第1目標電流値に到達するように第1制御信号の制御値を変化させ、あるいは他のクリーニングユニットにおける回収電源部では、回収ローラに所望の静電的な力を生じさせるための第2目標電圧値又は第2目標電流値に到達するように第2制御信号の制御値を変化させる。
これによれば、上記実施形態1の実施例4について説明したように、各クリーニングユニット間で互いに略同期して変化しているうちの1つのクリーニングユニットにおける電源部の電源出力部の出力する第1電圧又は第1電流が当該クリーニングユニットの第1目標電圧値又は第1目標電流値に到達した時では、他のクリーニングユニットにおける電源部の電源出力部の出力する第1電圧又は第1電流も第1目標電圧値又は第1目標電流値に向かって徐々に変化している。この時点で、他のクリーニングユニットにおける電源部の電源出力部の出力する第1電圧又は第1電流を第1目標電圧又は第1目標電流に連続的に変化させたとしても、従来の場合に比べて第1電圧値と第2電圧の値との電位差は小さい。このため、流れ込み電流が規定値以下であり電源の起動は保証されるので、流れ込み電流の発生を確実に起動できるような回路が不要となり、電源コストを減らせる。
(態様7)
トナー像を担持する像担持体と、像担持体の表面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、像担持体の表面に付着している付着物たるトナーを除去するクリーニング手段とを備える画像形成装置において、クリーニング手段として、(態様1)〜(態様6)のいずれかのクリーニング装置を用いた。これによれば、上記実施形態1について説明したように、良好なクリーニング性を保つことができ、良好な画像形成を行うことができる。
(態様8)
像担持体と、像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体上に一次転写する一次転写手段と、中間転写体上に担持したトナー像を記録材に転写する二次転写手段と、中間転写体の表面に付着した付着物たるトナーを除去するクリーニング手段とを備える画像形成装置において、クリーニング手段として、(態様1)〜(態様6)のいずれかのクリーニング装置を用いた。これによれば、上記実施形態1について説明したように、良好なクリーニング性を保つことができ、良好な画像形成を行うことができる。
(態様9)
像担持体と、像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、像担持体上に形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、記録材を転写手段による転写位置まで搬送するベルト状の記録材搬送部材と、記録材搬送部材の表面に付着した付着物たるトナーを除去するクリーニング手段とを備える画像形成装置において、クリーニング手段として、(態様1)〜(態様6)のいずれかのクリーニング装置を用いた。これによれば、上記実施形態2について説明したように、良好なクリーニング性を保つことができ、良好な画像形成を行うことができる。
(態様10)
(態様7)〜(態様9)のいずれかにおいて、画像形成における異常発生時では、クリーニング電源部で設定する第1電圧の値又は第1電流の値、及び、回収電源部で設定する第2電圧の値又は第2電流の値をそれぞれ減らす。
これによれば、上記実施形態について説明したように、画像形成における異常発生時、具体的にはジャム発生時中間転写ベルト上には未転写トナーが存在しており素早くクリーニング装置によって排除したい。そのためには、異常発生時ではクリーニング装置を短時間に起動させ、しかも流れ込み電流を発生させないようにしたい。そのため、クリーニング電源部131で設定する第1電圧の値又は第1電流の値や回収電源部132で設定する第2電圧の値又は第2電流の値をそれぞれ減らすことで、クリーニング電源部131における電源出力部131bの出力する第1電圧又は第1電流を素早く第1目標電圧値又は第1目標電流値に到達させるとともに、回収電源132における電源出力部132bの出力する第2電圧又は第2電流を素早く第2目標電圧値又は第2目標電流値に到達させることができる。これにより、流れ込み電流の発生を抑制し電源間の干渉による起動不良を抑制しつつ、クリーニング装置起動後短時間にクリーニング動作を行うことができる。
2 帯電装置
4 ドラムクリーニング装置
5 現像装置
6 プロセスユニット
7 転写ユニット
8 中間転写ベルト
13 第1クリーニング対向ローラ
14 第2クリーニング対向ローラ
15 第3クリーニング対向ローラ
51 紙搬送ベルト
100 ベルトクリーニング装置
100a 第1クリーニング部
100b 第2クリーニング部
100c 第3クリーニング部
101 第1クリーニングブラシローラ
102 第1回収ローラ
103 第1掻き取りブレード
104 第2クリーニングブラシローラ
105 第2回収ローラ
106 第2掻き取りブレード
107 第3クリーニングブラシローラ
108 第3回収ローラ
109 第3掻き取りブレード
110a 第1搬送スクリュ
110b 第2搬送スクリュ
111 入口シール
112 第1絶縁性シール部材
113 第2絶縁性シール部材
114 第3絶縁性シール部材
121,122,123,124,125,126 電源
131,133,135 クリーニング電源部
131a,132a,133a,134a,135a,136a 電源制御部
131b,132b,133b,134b,135b,136b 電源出力部
131c,132c,133c,134c,135c,136c 出力命令信号
131d,132d,133d,134d,135d,136d 制御信号
131e,132e,133e,134e,135e,136e 出力
132,134,136 回収電源部
150 光学センサユニット
151 光学センサ
200 潤滑剤塗布装置
500 搬送ベルトクリーニング装置
Claims (8)
- トナー像を担持する回転可能な像担持体と、前記像担持体の表面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、被清掃体としての前記像担持体の表面に付着している付着物たるトナーを除去するクリーニング手段とを備え、該クリーニング手段は、前記像担持体上の一方の極性に帯電したトナーを静電的に除去するクリーニング部材と、前記一方の極性とは逆極性の第1電圧又は第1電流を前記クリーニング部材に供給する第1供給手段と、前記クリーニング部材からトナーを回収する回収部材と、前記第1電圧又は前記第1電流と同じ極性で、かつ前記第1電圧又は前記第1電流より大きい絶対値の第2電圧又は第2電流を前記回収部材に供給する第2供給手段とを備え、前記第1供給手段は、前記クリーニング部材に前記第1電圧又は前記第1電流を出力する第1出力部と、該第1出力部から出力される前記第1電圧の値又は前記第1電流の値を設定するための第1制御信号を前記第1出力部に出力する第1制御部とを有し、かつ、前記第2供給手段は、前記回収部材に前記第2電圧又は前記第2電流を出力する第2出力部と、該第2出力部から出力される前記第2電圧の値又は前記第2電流の値を設定するための第2制御信号を前記第2出力部に出力する第2制御部とを有している画像形成装置において、
前記第1供給手段では、前記クリーニング部材に所望の静電的な力を生じさせるための第1目標電圧値又は第1目標電流値に到達するまでに前記第1電圧の値又は前記第1電流の値を複数設定し、各設定値の前記第1電圧又は前記第1電流が前記第1出力部から出力するように前記第1制御信号の制御値を段階的に変化させ、
前記第2供給手段では、前記回収部材に所望の静電的な力を生じさせるための第2目標電圧値又は第2目標電流値に到達するまでに前記第2電圧の値又は前記第2電流の値を複数設定し、各設定値の前記第2電圧又は前記第2電流が前記第2出力部から出力するように前記第2制御信号の制御値を段階的に変化させ、
画像形成における異常発生時では、前記第1供給手段で設定する前記第1電圧の値又は前記第1電流の値の数、及び、前記第2供給手段で設定する前記第2電圧の値又は前記第2電流の値の数をそれぞれ減らすことを特徴とする画像形成装置。 - 像担持体と、前記像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を回転可能な中間転写体上に一次転写する一次転写手段と、前記中間転写体上に担持したトナー像を記録材に転写する二次転写手段と、被清掃体としての前記中間転写体の表面に付着した付着物たるトナーを除去するクリーニング手段とを備え、該クリーニング手段は、前記中間転写体上の一方の極性に帯電したトナーを静電的に除去するクリーニング部材と、前記一方の極性とは逆極性の第1電圧又は第1電流を前記クリーニング部材に供給する第1供給手段と、前記クリーニング部材からトナーを回収する回収部材と、前記第1電圧又は前記第1電流と同じ極性で、かつ前記第1電圧又は前記第1電流より大きい絶対値の第2電圧又は第2電流を前記回収部材に供給する第2供給手段とを備え、前記第1供給手段は、前記クリーニング部材に前記第1電圧又は前記第1電流を出力する第1出力部と、該第1出力部から出力される前記第1電圧の値又は前記第1電流の値を設定するための第1制御信号を前記第1出力部に出力する第1制御部とを有し、かつ、前記第2供給手段は、前記回収部材に前記第2電圧又は前記第2電流を出力する第2出力部と、該第2出力部から出力される前記第2電圧の値又は前記第2電流の値を設定するための第2制御信号を前記第2出力部に出力する第2制御部とを有している画像形成装置において、
前記第1供給手段では、前記クリーニング部材に所望の静電的な力を生じさせるための第1目標電圧値又は第1目標電流値に到達するまでに前記第1電圧の値又は前記第1電流の値を複数設定し、各設定値の前記第1電圧又は前記第1電流が前記第1出力部から出力するように前記第1制御信号の制御値を段階的に変化させ、
前記第2供給手段では、前記回収部材に所望の静電的な力を生じさせるための第2目標電圧値又は第2目標電流値に到達するまでに前記第2電圧の値又は前記第2電流の値を複数設定し、各設定値の前記第2電圧又は前記第2電流が前記第2出力部から出力するように前記第2制御信号の制御値を段階的に変化させ、
画像形成における異常発生時では、前記第1供給手段で設定する前記第1電圧の値又は前記第1電流の値の数、及び、前記第2供給手段で設定する前記第2電圧の値又は前記第2電流の値の数をそれぞれ減らすことを特徴とする画像形成装置。 - 像担持体と、前記像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、前記記録材を前記転写手段による転写位置まで搬送する回転可能なベルト状の記録材搬送部材と、被清掃体としての前記記録材搬送部材の表面に付着した付着物たるトナーを除去するクリーニング手段とを備え、該クリーニング手段は、前記記録材搬送部材上の一方の極性に帯電したトナーを静電的に除去するクリーニング部材と、前記一方の極性とは逆極性の第1電圧又は第1電流を前記クリーニング部材に供給する第1供給手段と、前記クリーニング部材からトナーを回収する回収部材と、前記第1電圧又は前記第1電流と同じ極性で、かつ前記第1電圧又は前記第1電流より大きい絶対値の第2電圧又は第2電流を前記回収部材に供給する第2供給手段とを備え、前記第1供給手段は、前記クリーニング部材に前記第1電圧又は前記第1電流を出力する第1出力部と、該第1出力部から出力される前記第1電圧の値又は前記第1電流の値を設定するための第1制御信号を前記第1出力部に出力する第1制御部とを有し、かつ、前記第2供給手段は、前記回収部材に前記第2電圧又は前記第2電流を出力する第2出力部と、該第2出力部から出力される前記第2電圧の値又は前記第2電流の値を設定するための第2制御信号を前記第2出力部に出力する第2制御部とを有している画像形成装置において、
前記第1供給手段では、前記クリーニング部材に所望の静電的な力を生じさせるための第1目標電圧値又は第1目標電流値に到達するまでに前記第1電圧の値又は前記第1電流の値を複数設定し、各設定値の前記第1電圧又は前記第1電流が前記第1出力部から出力するように前記第1制御信号の制御値を段階的に変化させ、
前記第2供給手段では、前記回収部材に所望の静電的な力を生じさせるための第2目標電圧値又は第2目標電流値に到達するまでに前記第2電圧の値又は前記第2電流の値を複数設定し、各設定値の前記第2電圧又は前記第2電流が前記第2出力部から出力するように前記第2制御信号の制御値を段階的に変化させ、
画像形成における異常発生時では、前記第1供給手段で設定する前記第1電圧の値又は前記第1電流の値の数、及び、前記第2供給手段で設定する前記第2電圧の値又は前記第2電流の値の数をそれぞれ減らすことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記第1制御信号の段階的変化の時間幅は、前記クリーニング部材から前記回収部材へ流れる電流が前記第2出力部の起動を保証する電流値以下となるように設定され、前記第2制御信号の段階的変化の時間幅は、前記回収部材から前記クリーニング部材へ流れる電流が前記第1出力部の起動を保証する電流値以下となるように設定されていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項4記載の画像形成装置において、
前記第1制御信号の段階的変化の切り換え時間は、前記第1供給手段の第1出力部の狙いの電圧値又は電流値に到達する規定の所要時間以内であり、前記第2制御信号の段階的変化の切り換え時間は、前記第2供給手段の前記第2出力部の狙いの電圧値又は電流値に到達する規定の所要時間以内であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記回収部材が、前記クリーニング部材より先に所望の静電的な力を生じさせることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1〜6のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記クリーニング部材と前記回収部材とを備えたクリーニングユニットを複数、前記被清掃体の回転方向に順に並べて配置し、各クリーニングユニットにおける前記第1供給手段では、当該クリーニングユニットの前記クリーニング部材に所望の静電的な力を生じさせるための第1目標電圧値又は第1目標電流値に到達するまでに複数の電圧値又は電流値に変化させた前記第1電圧又は前記第1電流が、前記第1出力部から出力するように前記第1制御信号の制御値を、段階的に、かつ各クリーニングユニット間で互いに略同期して変化させ、
各クリーニングユニットにおける前記第2供給手段では、当該クリーニングユニットの前記回収部材に所望の静電的な力を生じさせるための第2目標電圧値又は第2目標電流値に到達するまでに複数の電圧値又は電流値に変化させた前記第2電圧又は前記第2電流が、前記第2出力部から出力するように前記第2制御信号の制御値を、段階的に、かつ各クリーニングユニット間で互いに略同期して変化させることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項7記載の画像形成装置において、
前記各クリーニングユニットのうち1つのクリーニングユニットにおける前記クリーニング部材又は前記回収部材が所望の静電的な力を生じた時は、他のクリーニングユニットにおける前記第1供給手段では、前記クリーニング部材に所望の静電的な力を生じさせるための第1目標電圧値又は第1目標電流値に到達するように前記第1制御信号の制御値を変化させ、あるいは他のクリーニングユニットにおける前記第2供給手段では、前記回収部材に所望の静電的な力を生じさせるための第2目標電圧値又は第2目標電流値に到達するように前記第2制御信号の制御値を変化させることを特徴とする画像形成装置。
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