JP6921547B2 - Image forming device - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copier, a printer, and a facsimile.
電子写真画像形成方式(電子写真プロセス)を用いたプリンタ等の画像形成装置では、電子写真感光体(以下、「感光体」)を一様に帯電させ、帯電した感光体を選択的に露光することによって、感光体上に静電像を形成する。感光体上に形成された静電像は、現像剤のトナーでトナー像として顕像化される。そして、感光体上に形成されたトナー像を、記録用紙、プラスチックシート等の記録材に転写し、更に記録材上に転写されたトナー像に熱や圧力を加えることでトナー像を記録材に定着させることで画像記録を行う。 In an image forming apparatus such as a printer using an electrophotographic image forming method (electrophotographic process), an electrophotographic photosensitive member (hereinafter, "photoreceptor") is uniformly charged, and the charged photosensitive member is selectively exposed. As a result, an electrostatic image is formed on the photoconductor. The electrostatic image formed on the photoconductor is visualized as a toner image by the toner of the developing agent. Then, the toner image formed on the photoconductor is transferred to a recording material such as recording paper or a plastic sheet, and heat or pressure is applied to the toner image transferred on the recording material to convert the toner image into a recording material. Image recording is performed by fixing.
このような画像形成装置は、一般に、現像剤の補給や各種のプロセス手段のメンテナンスを必要とする。この現像剤の補給作業や各種のプロセス手段のメンテナンスを容易にするために、感光体、帯電手段、現像手段、クリーニング手段等を枠体内にまとめてカートリッジ化し、画像形成装置の装置本体に着脱可能なカートリッジ方式が実用化されている。カートリッジ方式によれば、ユーザビリティに優れた画像形成装置を提供することができる。 Such an image forming apparatus generally requires replenishment of a developer and maintenance of various process means. In order to facilitate the replenishment work of the developer and the maintenance of various process means, the photoconductor, charging means, developing means, cleaning means, etc. are collectively made into a cartridge in the frame and can be attached to and detached from the main body of the image forming apparatus. Cartridge method has been put into practical use. According to the cartridge method, it is possible to provide an image forming apparatus having excellent usability.
従来、画像形成装置に用いられる現像装置おいて、現像ブレード(現像剤層厚規制部材)のめくれの抑制や駆動トルクの低減を目的として、現像ローラ(現像剤担持体)に塗布剤を塗布する方法が広く用いられている。特許文献1では、現像ローラの塗布剤としてトナーと同極性の粉末を使用している。この塗布剤は、現像ブレードや現像剤供給部材に摺擦されると高い電位を持ち、現像ローラの表層に強い力で付着する。この状態で画像形成が行われると濃度ムラや白ポチなどの画像不良が発生するという恐れが生じる。この課題を解決する手段として現像ローラ上の塗布剤をトナーと一緒に感光体に現像する現像ローラクリーニングシーケンスを実施することが考えられる。 Conventionally, in a developing device used for an image forming device, a coating agent is applied to a developing roller (developer carrier) for the purpose of suppressing turning of a developing blade (developer layer thickness regulating member) and reducing driving torque. The method is widely used. Patent Document 1 uses a powder having the same polarity as toner as a coating agent for a developing roller. When the coating agent is rubbed against the developing blade or the developing agent supply member, it has a high potential and adheres to the surface layer of the developing roller with a strong force. If image formation is performed in this state, there is a risk that image defects such as uneven density and white spots may occur. As a means for solving this problem, it is conceivable to carry out a developing roller cleaning sequence in which the coating agent on the developing roller is developed on the photoconductor together with the toner.
また近年、画像形成装置におけるカラー化が進み、カラー画像を形成する装置として、中間転写方式の画像形成装置が実用化されている。中間転写方式の画像形成装置では、中間転写体から記録材にトナー像を転写した後に、中間転写体上に転写残トナーが残留する。この中間転写体上の転写残トナー(2次転写残トナー)は、中間転写体クリーニング手段により中間転写体上から除去され回収される。 Further, in recent years, colorization in image forming apparatus has progressed, and an intermediate transfer type image forming apparatus has been put into practical use as an apparatus for forming a color image. In the intermediate transfer type image forming apparatus, after the toner image is transferred from the intermediate transfer body to the recording material, the transfer residual toner remains on the intermediate transfer body. The transfer residual toner (secondary transfer residual toner) on the intermediate transfer body is removed from the intermediate transfer body by the intermediate transfer body cleaning means and recovered.
特許文献2には、中間転写体クリーニング手段として、中間転写体上の2次転写残トナーをトナーの正規の帯電極性とは逆極性に帯電させるトナー帯電手段を設けることが提案されている。この場合、2次転写残トナーは、トナーの正規の帯電極性とは逆極性に帯電されることで、その後の画像形成部の1次転写部において中間転写体から感光体にトナーが逆転写される。逆転写されたトナーは感光体上にあるクリーニング部材(感光体クリーニングブレード)で回収され、除去される。 Patent Document 2 proposes as an intermediate transfer body cleaning means to provide a toner charging means for charging the secondary transfer residual toner on the intermediate transfer body with a polarity opposite to the normal charging polarity of the toner. In this case, the secondary transfer residual toner is charged in a polarity opposite to the normal charging polarity of the toner, so that the toner is reverse-transferred from the intermediate transfer body to the photoconductor in the primary transfer portion of the subsequent image forming portion. NS. The reverse-transferred toner is collected and removed by a cleaning member (photoreceptor cleaning blade) on the photoconductor.
近年、画像形成装置の市場拡大を背景に紙粉や填料の多い紙の対応が求められている。また、プロセスカートリッジの交換頻度を下げるために長寿命化の対応も同時に求められている。その結果、2次転写残トナーを感光体に逆転写して回収する画像形成装置では、2次転写部で発生する紙粉を、2次転写残トナーと共にこれまでよりも多く感光体クリーニングブレードで回収することになる。回収された紙粉やトナーの多くはクリーニングブレードで感光体表面からかきとられ回収されるが、一部の紙粉は感光体クリーニングブレードに噛みこみ、感光体表面のクリーニング能力を下げる。この状態で、現像ローラクリーニングシーケンスを実行すると、現像ローラの1周分のトナー回収の負荷に感光体クリーニングブレードが耐えられず、クリーニング不良による画像弊害が発生する課題がある。 In recent years, against the background of the expansion of the market for image forming apparatus, it has been required to deal with paper dust and paper containing a large amount of filler. At the same time, it is required to extend the service life in order to reduce the frequency of process cartridge replacement. As a result, in the image forming apparatus that reverse-transfers the secondary transfer residual toner to the photoconductor and collects it, the paper dust generated in the secondary transfer portion is collected together with the secondary transfer residual toner by the photoconductor cleaning blade more than before. Will be done. Most of the collected paper dust and toner are scraped off from the surface of the photoconductor by a cleaning blade and collected, but some paper dust bites into the photoconductor cleaning blade and reduces the cleaning ability of the surface of the photoconductor. If the developing roller cleaning sequence is executed in this state, the photoconductor cleaning blade cannot withstand the load of toner recovery for one round of the developing roller, and there is a problem that image adverse effects due to poor cleaning occur.
特許文献3では、感光体に現像されたトナーの一部を中間転写ベルトに転移させることにより、クリーニングブレードに供給されるトナーの単位面積当たりの量を減らし、感光体クリーニングブレードの回収負荷を減らしている。しかし、この場合には、ダウンタイムが大きくなってしまう。 In Patent Document 3, by transferring a part of the toner developed on the photoconductor to the intermediate transfer belt, the amount of toner supplied to the cleaning blade per unit area is reduced, and the recovery load of the photoconductor cleaning blade is reduced. ing. However, in this case, the downtime becomes large.
そこで、本発明は、記録材に画像形成を行う画像形成モードを実行可能な画像形成装置であって、回転可能な像担持体と、現像剤を担持し、正規極性に帯電した前記現像剤によって前記像担持体の表面に形成された静電潜像を現像剤像に現像する回転可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体の表面に前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤担持体の表面に担持された前記現像剤の量を規制する規制部材と、前記像担持体の表面から前記現像剤を除去するクリーニング部材と、前記像担持体の表面に形成された前記現像剤像が転写される中間転写体と、前記中間転写体と接触して転写部を形成し、前記転写部において前記現像剤像を前記中間転写体から記録材に転写する転写部材と、前記中間転写体に形成された前記現像剤像が前記転写部を通過後に、前記中間転写体に残留した前記現像剤を前記正規極性とは逆極性に帯電する現像剤帯電部材と、前記現像剤担持体に現像電圧を印加する現像電圧印加部と、前記現像剤供給部材に供給電圧を印加する供給電圧印加部と、前記規制部材に規制電圧を印加する規制電圧印加部と、前記現像電圧印加部と、前記供給電圧印加部と、前記規制電圧印加部と、を制御する制御部と、を有し、前記画像形成モードにおいて、前記逆極性に帯電した前記現像剤を前記中間転写体から前記像担持体へ移動させて前記クリーニング部材によって前記像担持体から除去し、前記画像形成モードを実行しない非画像形成モードにおいて、前記現像剤担持体から前記像担持体に前記現像剤を供給し、前記像担持体に供給された前記現像剤を前記クリーニング部材で除去するクリーニングモードを実行可能な画像形成装置であって、前記現像剤担持体は、前記正規極性に帯電する塗布剤が未使用時に表面に塗布されており、前記塗布剤は前記現像剤と同じ帯電極性であり、且つ、前記現像剤よりも平均電荷量が大きく、前記制御部は、前記像担持体に前記現像剤を供給するとともに、前記塗布剤を前記像担持体に供給する前記クリーニングモードにおいて、前記現像剤担持体の回転方向における前記現像剤担持体の1周分の領域を前記回転方向に複数の領域に分割したとき、前記現像剤担持体が1回転する間に前記複数の領域の一部から前記像担持体に前記現像剤と前記塗布剤を供給し、前記現像剤担持体が前記1回転した後に複数回回転する間に前記複数の領域の一部以外の領域から前記像担持体に前記現像剤と前記塗布剤を供給するように制御し、前記供給電圧と前記現像電圧との第1の電圧差が、前記現像電圧と前記規制電圧との第2の電圧差よりも大きく、且つ、前記供給電圧の絶対値と前記規制電圧の絶対値と、が、前記現像電圧の絶対値よりも大きくなるように制御する画像形成装置を提供するものである。 Accordingly, the present invention is an image forming apparatus capable of executing an image forming mode for forming an image on a recording material, carries a rolling possible image bearing member rotating, the developer, the developer charged to the regular polarity A rotatable developer carrier that develops an electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier into a developer image, and a developer supply member that supplies the developer to the surface of the developer carrier. a regulating member for regulating an amount of the developer carried on the surface of the developer carrying member, a cleaning member for removing the developer from the surface of the image bearing member, is formed on the surface of the image bearing member An intermediate transfer body to which the developer image is transferred, and a transfer member that contacts the intermediate transfer body to form a transfer portion and transfers the developer image from the intermediate transfer body to a recording material at the transfer portion. the said developer image formed on the intermediate transfer member after passing through the transfer portion, a developer charging member, wherein the said regular polarity the developer remaining on the intermediate transfer member is charged to a reverse polarity, the developing A developing voltage applying section that applies a developing voltage to the agent carrier, a supply voltage applying section that applies a supply voltage to the developing agent supply member, a regulated voltage applying section that applies a regulating voltage to the regulating member, and the developing voltage. and applying unit, the supply voltage applying unit, and a control unit for controlling, and the regulating voltage application unit, in the picture image formation mode, the intermediate transfer member the developer charged to the opposite polarity The developer is supplied from the developer carrier to the image carrier in a non-image forming mode in which the image carrier is moved from the developer to the image carrier and removed from the image carrier by the cleaning member, and the image forming mode is not executed. An image forming apparatus capable of executing a cleaning mode in which the developer supplied to the image carrier is removed by the cleaning member, and the developer carrier does not have a coating agent charged to the normal polarity. are applied to the surface in use, the coating agent is the same charge polarity as the developer, and the large average charge amount of the developing agent, prior Symbol controller, the developer on the image carrier In the cleaning mode in which the coating agent is supplied to the image carrier while supplying the image-bearing body, one circumference of the developer-supporting body in the rotation direction of the developer-supporting body is divided into a plurality of regions in the rotation direction. When divided, the developer and the coating agent are supplied to the image carrier from a part of the plurality of regions while the developer carrier makes one revolution, and after the developer carrier makes one revolution. Before a region other than a part of the plurality of regions during multiple rotations The developer and the coating agent are controlled to be supplied to the image carrier, and the first voltage difference between the supply voltage and the development voltage is the second voltage difference between the development voltage and the regulation voltage. Provided is an image forming apparatus that controls the absolute value of the supply voltage and the absolute value of the regulated voltage to be larger than the absolute value of the developing voltage.
本発明によれば、クリーニング不良を発生させることを低減できる。 According to the present invention, it is possible to reduce the occurrence of cleaning defects.
[実施例1]
(1)画像形成装置
図1および図2を用いて、本発明に係る画像形成装置の全体構成について説明する。
[Example 1]
(1) Image Forming Device The overall configuration of the image forming device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
図2は、本実施例における画像形成装置100の概略断面図である。本実施例の画像形成装置100は、電子写真方式を利用したインライン方式、中間転写方式のフルカラープリンタである。本実施例にて、画像形成装置100は、複数の画像形成手段として、第1、第2、第3、第4の画像形成部であるプロセスカートリッジ1a、1b、1c、1dを有する。プロセスカートリッジ1a、1b、1c、1dはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像を形成する。これらの4個のプロセスカートリッジ1a、1b、1c、1dは、一定の間隔をおいて1列に配置されている。なお、本実施例では、収容している現像剤の種類(色)を除いて、各色用のプロセスカートリッジ1a、1b、1c、1dの構成および動作は実質的に同一である。そのため、プロセスカートリッジ構成の説明においては、プロセスカートリッジ1aを代表として取り上げて説明する。また、プロセスカートリッジの構成の説明以外で、特にa〜dで個別の説明が必要ない場合は各構成を一般化し、添字のa〜dを省いて表記する。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the
図1の1aは、感光ドラム2aの回転軸線方向(長手方向)に垂直な面で切った図2よりも詳細なプロセスカートリッジの断面図である。
1a of FIG. 1 is a cross-sectional view of a process cartridge more detailed than that of FIG. 2 cut along a plane perpendicular to the rotation axis direction (longitudinal direction) of the
プロセスカートリッジ1aは、像担持体である感光ドラム2a等を備えた感光体ユニット6aと、現像剤担持体である現像ローラ8a等を備えた現像ユニット(現像装置)4aとを有する。
The
感光体ユニット6aには、軸受を介して感光ドラム2aが回転可能に取り付けられている。感光ドラム2aは、駆動モータの駆動力を受けることによって、画像形成動作に応じて矢印R1の方向に回転駆動される。本実施例においては、190mm/secで回転するように駆動されている。
A
また、感光体ユニット6aには、像担持体である感光ドラム2aの周面上に接触するように、ドラム帯電ローラ3a、ドラムクリーニング部材61aが配置されている。ドラム帯電ローラ3aには、帯電バイアス電源から帯電バイアスが印加される。本実施例では、感光ドラム2aの表面の電位(帯電電位:Vd)が−500Vとなるように印加するバイアスを設定した。帯電部材は、接触して帯電する帯電ローラでなくても非接触のコロナ帯電でもよい。
Further, in the
そして、露光装置7aから画像情報に基づきレーザ光が照射され感光ドラム2a上に静電潜像を形成する。本実施例では、画像形成時にレーザ光の光量を0.2μJ/cm2とし、潜像電位が−150Vとなるように設定した。
Then, a laser beam is irradiated from the
一方、現像装置4aは、現像室4a1と現像剤収容室4a2を有し、現像剤収容室4a2は現像室4a1の下方に配置されている。現像剤収容室4a2の内部には、トナー99a(現像剤)が収容されている。本実施例では、トナー99aの正規帯電極性は負極性であり、以下、負帯電性のトナーを用いた場合について説明するが、正帯電性トナーを用いるように構成することも可能である。
On the other hand, the developing
また、現像剤収容室4a2には、このトナー99aを現像室4a1に搬送するための現像剤搬送部材11aが設けられており、矢印R6の方向へ回転することによってトナーを現像室4a1へと搬送している。
Further, the developer accommodating chamber 4a2 is provided with a
カートリッジ出荷時において、現像剤収容室4a2の開口に、トナーシールが貼られている。これはプロセスカートリッジ1aの使用開始前に、トナー99aが現像剤収容室4a2から現像室4a1へ移動するのを抑制するためである。このトナーシールは、プロセスカートリッジ1aの使用開始時において、現像剤搬送部材11aにより破られる。
At the time of shipment of the cartridge, a toner seal is attached to the opening of the developer storage chamber 4a2. This is to prevent the toner 99a from moving from the developer accommodating chamber 4a2 to the developing chamber 4a1 before the
現像室4a1には、感光ドラム2aと接触し、駆動モータの駆動力を受けることによって矢印R4の方向に回転する現像ローラ8aが設けられている。現像ローラ8aと感光ドラム2aとは、対向部(接触部)において互いの表面が同方向に移動するようにそれぞれ回転する。また、現像ローラ8aには、現像バイアス電源から、感光ドラム2a上の静電潜像をトナー像として現像、可視化するのに十分なバイアス(電圧)が印加される。
The developing chamber 4a1 is provided with a developing
現像室4a1の内部には現像剤収容室4a2から搬送されたトナーを現像ローラ8aに供給するトナー供給ローラ9a(現像剤供給部材)が配置されている。また、現像ローラ8a上のトナーのコート量(層厚)規制と電荷付与とを行う層厚規制部材10aである現像ブレードが配置されている。
Inside the developing chamber 4a1, a
現像ローラ8aとトナー供給ローラ9aの外径は共に12mmであり、両者は所定の接触部を形成するように設置されている。トナー供給ローラ9aは、導電性芯金の外周に発泡体層を形成した弾性スポジローラである。トナー供給ローラ9aは、駆動モータの駆動力を受けることによって、矢印R5の方向に回転する。本実施例では現像ローラ8aは周速230mm/sec、トナー供給ローラ9aは460mm/secで回転するように駆動されている。
The outer diameters of the developing
また、トナー供給ローラ9aには、トナー供給ローラバイアス電源からバイアス(電圧)が印加される。これによって、トナー供給ローラ9aから現像剤担持体である現像ローラ8aへトナーが供給される。本実施例では、トナー供給ローラ9aに印加するバイアスを−500Vとし、現像ローラ8aに印加するバイアスをー400Vとなるように制御している。
Further, a bias (voltage) is applied to the
トナー供給ローラ9aによって現像ローラ8aに供給されたトナーは、現像ローラ8aの矢印R4方向への回転によって、層厚規制部材10aと現像ローラ8aとの接触当接部へ進入する。そこで、現像ローラ8aの表面と層厚規制部材10aとの摺擦によりトナーが摩擦帯電され、電荷が付与されると同時にその層厚が規制される。層厚規制部材10aに規制部材電源からバイアス(電圧)を印加し、トナーの層厚規制の安定化を図っている。本実施例では、−500Vを印加している。
The toner supplied to the developing
層厚が規制された現像ローラ8a上のトナーは、現像ローラ8aの回転により、感光ドラム2aとの対向部に搬送され、感光ドラム2a上の静電潜像をトナー像として現像し、可視化する。
The toner on the developing
なお、本実施例では、感光体ユニット6と現像ユニット4とを含むプロセスカートリッジ1が画像形成装置100の装置本体に着脱可能な構成としているが、現像ユニットである現像装置4が単独で画像形成装置100の装置本体に着脱可能な構成としても良い。
In this embodiment, the process cartridge 1 including the photoconductor unit 6 and the developing unit 4 is detachable from the apparatus main body of the
また、各プロセスカートリッジ1a〜1dの感光ドラム2a〜2dの全てに対向するように、第2の像担持体としての無端ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト20が配置されている。中間転写ベルト20は、複数の支持部材としての駆動ローラ21、クリーニング対向ローラ22、2次転写対向ローラ23に掛け回されて、矢印R7方向に回動している。中間転写ベルト20の内周面側において、各プロセスカートリッジ1a〜1dの各感光ドラム2a〜2dに対応して1次転写ローラ5a〜5dが配置されている。また、中間転写ベルト20の外周面側において、2次転写対向ローラ23に対向する位置には、2次転写手段としての2次転写部材である2次転写ローラ24が配置されている。2次転写部材である2次転写ローラと、2次転写ローラと対向する中間転写ベルトの部分とで構成される部分を2次転写部という。トナーが介在しなければ、2次転写ローラと中間転写ベルトとの接触部になるところが2次転写部になる。
Further, an
本実施例では、現像剤像であるトナー像を担持する第2の像担持体としての中間転写ベルト20として、PEN(ポリエチレンナフタレート)樹脂を用いた。中間転写ベルト20の全長は700mmであり、表面抵抗率は5.0×1011Ω/□、体積抵抗率は8.0×1011Ωcmである。
In this example, PEN (polyethylene naphthalate) resin was used as the
その他、中間転写ベルト20としては、PVDF(ポリフッ化ビニリデン樹脂)、ETFE(テトラフルオロエチレン−エチレン共重合樹脂)、ポリイミド、PET(ポリエチレンテレフタレート)、ポリカーボネートなどの樹脂などを用いことができる。また、中間転写ベルト20としては、例えばEPDM(エチレン・プロピレン・ジエンゴム)などのゴム基層の上に、ウレタンゴムにPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などフッ素樹脂を分散したものを被覆したものを用いることができる。
In addition, as the
駆動ローラ21が図示矢印R2方向(反時計方向)に回転駆動されることによって、中間転写ベルト20は、図示矢印R3方向(反時計方向)に、感光ドラム2の周速度と略等速、即ち、所定プロセススピードにて周回移動(回転)する。本実施例においては、表面移動速度が190mm/secで周回移動するように駆動されている。
By rotationally driving the
1次転写ローラ5は、例えばスポンジゴムなどの弾性部材で構成される。また、1次転写ローラ5は、中間転写ベルト20を介して感光ドラム2に当接し、中間転写ベルト20と感光ドラム2との接触部に1次転写ニップ部(1次転写部)を形成する。そして、1次転写ローラ5は、中間転写ベルト20の移動に従動して回転する。
The primary transfer roller 5 is made of an elastic member such as sponge rubber. Further, the primary transfer roller 5 abuts on the photosensitive drum 2 via the
1次転写ローラ5には、1次転写電圧印加手段としての1次転写バイアス電源に接続されており、この1次転写バイアス電源から1次転写ローラ5に1次転写バイアスが印加される。感光ドラム2上に形成されたトナー像は、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の1次転写バイアスが印加された1次転写ローラ5により、回転している中間転写ベルト20上に転写(1次転写)される。
The primary transfer roller 5 is connected to a primary transfer bias power source as a means for applying the primary transfer voltage, and the primary transfer bias is applied to the primary transfer roller 5 from the primary transfer bias power source. The toner image formed on the photosensitive drum 2 is transferred onto the rotating
2次転写ローラ24は、例えば、スポンジゴムなどの弾性部材で構成される。本実施例では2次転写ローラとして、直径6mmのニッケルメッキ鋼棒上に、NBRヒドリンゴムを肉厚6mmで被覆したものを用いた。2次転写ローラ24の電気抵抗値は、温度23℃、相対湿度50%の環境で2次転写ローラをアルミシリンダ上に、9.8Nの力で押圧し、50mm/secで回転させた状態で1000Vを印加した場合において3.0×107Ωである。
The
2次転写ローラ24は、中間転写ベルト20を介して2次転写対向ローラ23と当接して、接触部に2次転写ニップ部(2次転写部)を形成する。そして、2次転写ローラは、中間転写ベルト、若しくは、中間転写ベルト及び記録材Pの移動に従動して回転する。
The
2次転写ローラ24には、2次転写バイアス印加手段としての2次転写バイアス電源が接続されており、この2次転写バイアス電源から2次転写ローラに2次転写バイアスが印加される。2次転写バイアス電源は正負の極性のバイアスを選択し印加することができる。
A secondary transfer bias power source is connected to the
中間転写ベルト20上に形成されたトナー像は、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の2次転写バイアスが印加された2次転写ローラ24により、2次転写ニップ部に搬送されてきた記録材P上に転写(2次転写)される。
The toner image formed on the
中間転写ベルト20の外側で、2次転写部下流には、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置30が設置されている。ベルトクリーニング装置30の構成、動作の詳細については後述する。
A
2次転写部よりも記録材Pの搬送方向において上流側には、記録材供給手段を構成するレジストローラ13が設置されている。 A resist roller 13 constituting the recording material supply means is installed on the upstream side in the transport direction of the recording material P from the secondary transfer unit.
また、2次転写部よりも記録材Pの搬送方向において下流側には、定着手段としての定着装置12が設置されている。定着装置12は、熱源を備えた定着ローラ12Aと、定着ローラ12Aに圧接する加圧ローラ12Bと、を有する。
Further, a fixing
(2)画像形成動作
次に、本実施例の画像形成装置100による画像形成動作について、フルカラー画像形成モードを例として説明する。
(2) Image forming operation Next, the image forming operation by the
先ず、各画像形成部1a〜1dの感光ドラム2a〜2d上に、各色のトナー像が電子写真プロセスによってそれぞれ形成される。
First, toner images of each color are formed on the
即ち、画像形成動作開始信号が発せられると、所定のプロセススピードで回転駆動される各感光ドラム2a〜2dは、それぞれドラム帯電ローラ3a〜3dによって一様に帯電される。
That is, when the image formation operation start signal is generated, the
そして、各露光装置7a〜7dは、入力される色分解されたカラー画像信号を、レーザ出力部にて光信号にそれぞれ変換する。そして、各露光装置7a〜7dは、変換された光信号であるレーザ光により、一様に帯電した各感光ドラム2a〜2d上をそれぞれ走査露光して、各感光ドラム2a〜2d上に静電潜像を形成する。
Then, each of the
そして、第1の画像形成部であるプロセスカートリッジ1aでは、イエロー色のトナーが感光ドラム2aの表面の電位に応じて静電吸着させられることで、現像剤像であるトナー像として現像される。このとき、現像ユニット4aの現像ローラ8aには、感光ドラム2aの帯電極性(本実施例では負極性)と同極性の現像バイアスが印加される。
Then, in the
感光ドラム2a上のイエロー色のトナー像は、1次転写ニップ部においてトナーの正規の帯電極性とは逆極性(本実施例では正極性)の1次転写バイアスが印加された1次転写ローラ5aにより、回転している中間転写ベルト20上に1次転写される。イエローのトナー像が転写された中間転写ベルト20は、第2の画像形成部であるプロセスカートリッジ1b側に移動する。
The yellow toner image on the
第2の画像形成部であるプロセスカートリッジ1bにおいても、プロセスカートリッジ1aと同様にして、感光ドラム2b上にマゼンタ色のトナー像が形成される。そして、このマゼンタ色のトナー像が、1次転写ニップ部において中間転写ベルト20上のイエロー色のトナー像の上に重ね合わせて1次転写される。
In the process cartridge 1b, which is the second image forming unit, a magenta toner image is formed on the
第3、第4のプロセスカートリッジ1c、1dにおいても同様である。中間転写ベルト20上に重畳して1次転写されたイエロー、マゼンタの各色のトナー像の上に、1次転写部においてシアン、ブラックの各色のトナー像が順次重ね合わせて1次転写される。
The same applies to the third and fourth process cartridges 1c and 1d. The toner images of each color of cyan and black are sequentially superposed on the toner images of each color of yellow and magenta that are superimposed on the
こうして、中間転写ベルト20上に、各色のトナー像が各1次転写ニップ部において順次重ね合わせて1次転写された、複数色のトナー像から成る多重トナー像が形成される。
In this way, a multi-color toner image composed of a plurality of color toner images is formed on the
中間転写ベルト20上のトナー像の先端が2次転写部に移動するタイミングに合わせて、レジストローラ13により記録材Pが2次転写部に搬送される。そして、2次転写部において、トナーの正規の帯電極性とは逆極性(本実施例では正極性)の2次転写バイアスが印加された2次転写ローラ24により、中間転写ベルト20上の多重トナー像が記録材Pに一括して2次転写される。
The recording material P is conveyed to the secondary transfer section by the resist roller 13 at the timing when the tip of the toner image on the
その後、トナー像が転写された記録材Pは、定着装置12に搬送される。トナー像を担持した記録材Pは、定着装置12内に設置された定着ローラ12Aと加圧ローラ12Bとの間の定着ニップ部で加熱及び加圧される。これにより、記録材Pの表面にトナー像が熱定着(溶融定着)され、記録材P上にフルカラー画像(或いは多色画像)が形成される。その後、記録材Pが画像形成装置100の外部に排出されて、一連の画像形成動作が終了する。
After that, the recording material P to which the toner image is transferred is conveyed to the fixing
1次転写工程後に感光ドラム2上に残留しているトナー(1次転写残トナー)は、弾性体で形成されたクリーニング部材である感光体クリーニングブレード61によって感光ドラム2上から除去されて回収される。
The toner remaining on the photosensitive drum 2 after the primary transfer step (primary transfer residual toner) is removed from the photosensitive drum 2 by the photosensitive
また、2次転写工程後に中間転写ベルト20上に残ったトナー(2次転写残トナー)は、以下詳しく説明するように、ベルトクリーニング機構30によって中間転写ベルト20上からトナーを感光ドラムに移動させ回収される。
Further, the toner remaining on the
(3)ベルトクリーニング機構
次に、本実施例におけるベルトクリーニング機構について図1を用いて説明する。
(3) Belt Cleaning Mechanism Next, the belt cleaning mechanism in this embodiment will be described with reference to FIG.
図1の符号30はベルトクリーニング機構の構成を示す概略図である。本実施例では、2次転写残トナーを帯電させる帯電部として導電性ブラシ31(第1帯電部材)と帯電ローラ32(第2帯電部材)を有する。導電性ブラシ31と帯電ローラ32とを有する帯電部は、2次転写部よりも中間転写ベルト20の移動方向(回転方向)において下流側、1次転写部よりも上流側に位置する。また、帯電ローラ32に対して導電性ブラシ31は上流側に位置する。
本実施例における導電性ブラシ31は、材料に導電性を付与したナイロンを使用し、繊度は7デシテックス、パイル長さは5mm、ブラシ幅は5mmである。導電性ブラシの電気抵抗値は、導電性ブラシをアルミシリンダ上に、9.8Nの力で押圧し、50mm/secで回転させた状態で500Vを印加した場合において1.0×106Ωである。
The
なお、導電性ブラシ31のかわりに、固定配置される発泡スポンジ状部材(例えばウレタンゴムやNBRヒドリンゴムにて形成されたもの)や、回転可能なファーブラシローラを用いてもよい。更には、回転可能な発泡スポンジローラなどを用いてもよい。
Instead of the
また、本実施例における帯電ローラ32としては、直径6mmのニッケルメッキ鋼棒上に、カーボンが分散されたEPDMゴムからなるソリッド弾性体を肉厚5mmで被覆したものを用いた。帯電ローラ32の電気抵抗値は、帯電ローラをアルミシリンダ上に、9.8Nの力で押圧し、50mm/secで回転させた状態で500Vを印加した場合において5.0×107Ωである。帯電ローラ32は中間転写ベルト20に接触しており、クリーニング対向ローラ22に向けて総圧9.8Nの圧力で押圧されている。
Further, as the charging
導電性ブラシ31は、高圧電源と電気的に接続しており、正極性と負極性のバイアス(電圧)が選択的に印加できるようになっている。同様に帯電ローラ32も、高圧電源と電気的に接続しており、正極性と負極性のバイアス(電圧)が選択的に印加できるようになっている。
The
ベルトクリーニング動作は、制御部33で制御されている。ベルトクリーニング動作時は、導電性ブラシ31と帯電ローラ32には、高圧電源からそれぞれ正極性の直流電圧が出力される。直流電圧の出力値は電流検知手段が検出した電流に基づきコントロールされ、電流値が予め設定した目標電流値になるように定電流制御される。目標電流値には2次転写残トナーを過剰帯電させることなく、また、帯電不足によるクリーニング不良を生じさせない値が選択されており、本実施例における導電性ブラシの目標電流値は20μAであり、帯電ローラの目標電流値は30μAである。
The belt cleaning operation is controlled by the
2次転写工程前の中間転写ベルト20上のトナーは、感光ドラム2の表面の帯電電荷と同極性の負極性で、且つ、電荷の分布のばらつきが小さい状態で帯電している。一方、2次転写工程後の中間転写ベルト上の2次転写残トナーは、電荷の分布がブロードになった上に、トナーの正規の帯電極性とは逆極性である正極性側にピークが移動した分布を形成する。この結果、2次転写残トナーは負極性に帯電したもの、殆ど帯電されていないもの、及び正極性に帯電したもの、が混在した状態となっており、比較的正極性に帯電したものが多い。
The toner on the
ベルトクリーニング動作時に、導電性ブラシ31に正バイアスを印加することで、導電性ブラシ31から中間転写ベルトに向けて正の電界が形成され、2次転写残トナーのうち負極性に帯電したトナーを導電性ブラシが静電的に回収する。これにより、クリーニング動作時に下流側の帯電ローラ32を通過するトナーの量を減少させることができる。加えて、導電性ブラシ31と2次転写残トナーとの放電によりトナーを正極性側に帯電(プレ帯電)させる作用もある。本実施例においては帯電ブラシ31に静電的に回収するトナー量は2次転写残トナーの10%ほどであり、多くのトナーは導電性ブラシ31を通過する。
By applying a positive bias to the
下流側の帯電ローラ32では、中間転写ベルト20との電位差による放電により、導電性ブラシ31を通過した2次転写残トナーを一様に正極性に帯電する。
In the charging
次に、2次転写残トナーが画像形成部1aに回収される工程を説明する。帯電ローラによって正極性に帯電させられたトナーは、第1の画像形成部であるプロセスカートリッジ1aの1次転写ニップ部へと進む。そして、1次転写ローラ5aに印加される正極性の1次転写バイアスの作用により、中間転写ベルト20からプロセスカートリッジ1aの感光ドラム2aに逆転写される。この感光ドラム2aに逆転写されたトナーは、その後、感光体ユニット6aの感光体クリーニングブレード61aにより回収される。またこの際、プロセスカートリッジ1aでは画像形成を同時に行い、現像ローラ8aで負極性に帯電されたトナーが感光ドラム2aから中間転写ベルト20に転写される。
Next, a step of collecting the secondary transfer residual toner to the
このように、導電性ブラシ31によって2次転写残トナーを一時回収すると共にプレ帯電を行い、さらに下流の帯電ローラ32によってトナーを一様に帯電し、その後の1次転写ニップ部で回収する。これにより、2次転写残トナーを中間転写ベルト上から除去しながら画像形成することが可能となる。
In this way, the
また、このクリーニング構成においては2次転写部で発生する記録材Pの繊維状の紙粉もトナーと同様の工程を経て感光ドラム2aに回収される。
Further, in this cleaning configuration, the fibrous paper dust of the recording material P generated in the secondary transfer portion is also collected in the
本実施例のベルトクリーニング装置30では、2次転写残トナーを装置自体で回収・除去するのではなく、2次転写残トナーを感光ドラムに転移させて感光体クリーニングブレードで除去する。そのため、2次転写後(2次転写部を通過後)に残る2次転写残トナーの全量に対して80%以上を感光ドラムに移動させ、クリーニング部材である感光体クリーニングブレードで回収する。ただし、これに限定されず、ベルトクリーニング装置で、2次転写残トナーの全量に対して、一部を回収する構成でもよい。その場合は、2次転写後(2次転写部を通過後)に残る2次転写残トナーの全量に対して50%以上を感光ドラムに移動させ、クリーニング部材である感光体クリーニングブレードで回収する。
In the
(4)現像ローラへの塗布剤
ここで、カートリッジ出荷時(又は未使用時)において、現像剤担持体である現像ローラ8に塗布されている塗布剤について説明する。
(4) Coating Agent for Developing Roller Here, the coating agent applied to the developing
本実施例の現像ローラ8には、製造からユーザが使用を開始するまでの間(未使用時)に、現像ローラ8を保護し、かつ、使用開始時の層厚規制部材10と現像ローラ間の潤滑性能向上を目的として、トナーとは異なる粉体を塗布剤として使用している。
The developing
本実施例では、塗布剤として、シリコーン樹脂粒子(商品名:トスパール120、GE東芝シリコーン(株)製、平均粒径:2μm)を用い、現像ローラ8に対し、およそ10〜150mg塗布している。トスパール120は、負極性であるマイナス側に帯電する帯電性質を持ち、さらにトナーよりも強い負極性を示す。具体的には、23℃40%の温湿度環境において、トナー初期の単位質量あたりの平均電荷およそ50μC/gに対し、トスパールの単位質量あたりの平均電荷は90μC/gであった。
In this example, silicone resin particles (trade name: Tospearl 120, manufactured by GE Toshiba Silicone Co., Ltd., average particle size: 2 μm) are used as a coating agent, and about 10 to 150 mg is applied to the developing
もし、正極性であるプラス側に帯電する物質を塗布剤に使用すると、−500Vが印加されている層厚規制部材10に塗布剤が付着し、層厚の規制不良を発生させる恐れがあるため、これは採用しない。 If a substance that is positively charged on the positive side is used as the coating agent, the coating agent may adhere to the layer thickness regulating member 10 to which −500 V is applied, which may cause poor layer thickness regulation. , This is not adopted.
ただし、塗布剤の種類は、負極性であるマイナス側に帯電する材質であれば、上述のシリコーン樹脂粒子に限定するものではない。 However, the type of the coating agent is not limited to the above-mentioned silicone resin particles as long as it is a material that is negatively charged on the negative side.
(5)現像ローラクリーニングモード
本実施例のトナーと塗布剤は、電気的極性は同じであるが、電荷量が違うため通常の印字動作中は塗布剤が現像ローラに留まりやすい。現像ローラ上の塗布剤が増えると、印字画像と一緒に塗布剤が現像され、白いスジの画像不良となって現れる。そのため、本実施例では現像ローラ8のクリーニング動作を定期的に実施する。
(5) Development Roller Cleaning Mode The toner and the coating agent of this embodiment have the same electrical polarity, but the amount of electric charge is different, so that the coating agent tends to stay on the developing roller during normal printing operation. When the amount of the coating agent on the developing roller increases, the coating agent is developed together with the printed image, and white streaks appear as image defects. Therefore, in this embodiment, the cleaning operation of the developing
現像ローラクリーニングモードは、画像形成装置の制御部33から指令が出され、駆動モータが駆動されクリーニング動作が開始・実行される。このクリーニングモードは、非画像形成時に行われるため、中間転写ベルトと感光ドラムを離間させた状態で実行したり、中間転写ベルトと感光ドラムとが接触しているが、1次転写部材にトナーがベルトに転移しない電圧を印加して行われる。
In the developing roller cleaning mode, a command is issued from the
現像ユニット4の使用開始初期に、現像ローラ8に塗布されていた塗布剤は、現像ローラ8とトナー供給ローラ9との回転摺擦により、多くはトナー供給ローラ9の表面および、現像ユニットの内部に回収される。
The coating agent applied to the developing
また、本実施例の塗布剤は、トナーよりも電荷が高いため、通常の画像形成時とは異なる電位設定で塗布剤を吐き出す制御(クリーニングモード)を行う必要がある。すなわち、層厚規制部材10によって電荷が付与された塗布剤の帯電極性とは逆極性の電位差であって、その絶対値の大きさが、画像形成動作の際における電位差よりも大きい電位差を形成する。具体的には、トナー供給ローラ9の電位に対して現像ローラ8の電位との電位差がV=+300Vとなるよう、V=−700Vになるようにトナー供給ローラ9にはトナー供給ローラバイアス電源からDCバイアスが印加されている。また、V=−400Vになるように現像ローラ8には、現像ローラバイアス電源から、DCバイアスが印加されている。本実施例で使用した塗布剤としてのトスパールは現像剤収容室4a2のトナーよりも帯電特性が高いため、塗布剤は見かけ電位がプラス側の現像ローラ8へ静電的に供給される。つまり、トナー供給ローラに印加する電圧の絶対値を、画像形成時よりもクリーニングモード時のときに大きくしている。現像ローラに印加する電圧は、画像形成時とクリーニングモード時で同じにしているので、クリーニングモード時はより現像ローラ側に塗布剤が移動しやすくなる。このように、塗布剤の電気特性に基づいた電位設定とすることで、トナー供給ローラ9の中に残留している塗布剤を、現像ローラ8に積極的に供給することが可能となる。
Further, since the coating agent of this embodiment has a higher charge than the toner, it is necessary to control (cleaning mode) to discharge the coating agent at a potential setting different from that at the time of normal image formation. That is, the potential difference is opposite to the charging polarity of the coating agent charged by the layer thickness regulating member 10, and the magnitude of the absolute value forms a potential difference larger than the potential difference during the image forming operation. .. Specifically, the toner supply roller 9 is supplied with a toner supply roller bias power supply so that the potential difference between the potential of the toner supply roller 9 and the potential of the
このように、現像ローラ8に蓄積した塗布剤は、現像ローラ8の1周分のベタ黒画像形成動作を行うことで、トナーと共に感光ドラム2に移動し、感光体クリーニングブレード61で除去される。この作業を非画像形成時に定期的実施することにより、現像室4a1内に残留する塗布剤の量を確実に、減らすことが出来る。また、クリーニングモードは、感光体クリーニングブレード61へ潤滑剤を供給することを兼ねている。このとき、中間転写ベルト20は、感光ドラム2とは離間させ、現像ユニット4から感光ドラム2に移動したトナーは、全て感光体クリーニングブレード61で回収する。中間転写ベルト20と感光ドラム2を当接させてトナーを中間転写ベルト20に転写させる場合、トナーは中間転写ベルト20を1周して最終的には感光体クリーニングブレード61に戻って回収される。このように中間転写ベルト20にトナーを転写させてしまうと中間転写ベルト1周分だけダウンタイム(装置を画像形成動作に使用できない時間)が長くなるため、本実施例では中間転写ベルト20と感光ドラム2は当接させない。もちろん、中間転写ベルト20と感光ドラム2を当接させていても、トナーがベルトに転移しない電圧を1次転写ローラに印加するような形態でも、実施可能である。
In this way, the coating agent accumulated in the developing
このクリーンングモードをA4サイズの記録材Pを通算で100枚通紙する毎に実施する。
This cleaning mode is performed every
なお、本実施例では塗布剤としてトナーより帯電特性の高いものを使用したため、先述した電位としたが、これに限られるものではなく、塗布剤の電気的特性に応じた、効率的に吐き出しを行う電位設定としてもよい。 In this embodiment, since a coating agent having a higher charging characteristic than the toner was used, the potential was set as described above, but the potential is not limited to this, and the coating agent can be efficiently discharged according to the electrical characteristics of the coating agent. It may be the potential setting to be performed.
(6)課題
本実施例のベルトクリーニングにおいて、トナーが感光体クリーニングブレード61aで除去される際、トナーと共に除去されるはずの繊維状の紙粉が感光体クリーニングブレード61aと感光ドラム2aの間に入り込みことがある。紙粉が入り込むことにより、感光体クリーニングブレード61aのクリーニング能力を低下させる場合がある。この状態で現像ローラクリーニングモードを実施すると、現像ローラ1周分のべた黒画像トナーを感光体クリーニングブレード61aで除去しきれないことがある。そのためクリーニング不良が発生する課題がある。
(6) Problem In the belt cleaning of this embodiment, when the toner is removed by the
表1にクリーニングモード時のトナーの供給量として、現像ローラ1周分のべた黒画像トナーを供給した場合の現像ローラクリーニングモード実施時のクリーニング評価結果を示す。使用したプロセスカートリッジは、記録材P:RED LABEL(OCE、商品名)で通紙耐久試験を実施して紙粉を感光体クリーニングブレード61aに噛みこませたものを用いた。クリーニング性評価は温度15℃、相対湿度10%の環境下で現像ローラクリーニングモードを実施した。そして、その直後に48時間同環境に放置して乾燥させた記録材P:GFC−081(キヤノンマーケティングジャパン、商品名)を用い、次のような出力を行った。出力は、ベタ黒画像(最大濃度レベル画像)、ハーフトーン画像、文字細線画像を、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、レッド、ブルー、グリーンの各色にて3枚ずつ出力した。サンプリングした評価画像について、クリーニング不良に起因の画像不良が発生したかどうかで判断をした。
Table 1 shows the cleaning evaluation results when the developing roller cleaning mode is executed when the solid black image toner for one round of the developing roller is supplied as the amount of toner supplied in the cleaning mode. As the process cartridge used, a paper dust was bitten into the
表1に示された通り、クリーニングモードで現像ローラ1周分のベタ黒画像トナーを感光体に移動させ感光体クリーニングブレード61に除去させると、感光体クリーニングブレード61で除去しきれずに、スジ状の画像不良が発生した。スジ画像は主に2次転写残トナーや紙粉が最も多く回収されるプロセスカートリッジ1aで発生している。この時の感光ドラム2a上に現像されたトナーの単位面積当たりのトナー量は0.30mg/cm2であった。
As shown in Table 1, when the solid black image toner for one round of the developing roller is moved to the photoconductor and removed by the
このクリーニング不良を回避する方法として、現像ローラ8の周速を下げ、感光ドラム2に現像されるトナーの単位面積当たりの量を減らすことでクリーニング不良を抑制する方法がある。図3を用いて説明する。図3(a)、(b)、(c)の上部にある円は現像ローラ8が回転している様子を表しており、円内の斜線部は回転しながら感光ドラム2に現像された現像ローラ8の領域を示している。回転の様子がわかりやすいように円内部に短い太線で目印をつけている。現像ローラ下の長方形は感光ドラム2上の現像状態を表しており、時系列は左から右に進む。図3(a)は比較例1の様子を示しており、長方形内の数字は単位面積当たりのトナー量を示している。
As a method of avoiding this cleaning defect, there is a method of suppressing the cleaning defect by lowering the peripheral speed of the developing
図3(b)、(c)が比較例2、3の説明図であり、図3(b)は現像ローラ周速を2/3である154mm/secとし、図3(c)は現像ローラ周速を1/2である115mm/secとした時の図である。現像ローラ周速を下げているため、図3(b)では単位面積当たりの現像トナー量が比較例1に比べて0.20mg/cm2に低下し、図3(c)では0.15mg/cm2に低下している。このように現像ローラの周速(表面移動速度)を下げることで、感光体クリーニングブレード61が除去するトナー量を単位面積当たりで減らすことができ、クリーニング不良を抑制することができる。
3 (b) and 3 (c) are explanatory views of Comparative Examples 2 and 3, FIG. 3 (b) sets the peripheral speed of the developing roller to 154 mm / sec, which is 2/3, and FIG. 3 (c) shows the developing roller. It is a figure when the peripheral speed is set to 115 mm / sec which is 1/2. Since the peripheral speed of the developing roller is lowered, the amount of developing toner per unit area in FIG. 3 (b) is reduced to 0.20 mg / cm 2 as compared with Comparative Example 1, and in FIG. 3 (c), it is 0.15 mg / cm. It has dropped to cm 2. By reducing the peripheral speed (surface moving speed) of the developing roller in this way, the amount of toner removed by the
表2の比較例2で現像ローラ8の周速を154mm/secとした場合のクリーニング評価の結果を、表1の比較例3で現像ローラ8の周速を115mm/secとした場合のクリーニング評価の結果を明記した。評価の方法は表1と同じにした。
The cleaning evaluation results when the peripheral speed of the developing
比較例2ではクリーニング不良に起因の微小なスジ画像が発見された。比較例1に対しては良化しているものの、今回の評価ではクリーニング不良が発生してしまっている。比較例3ではクリーニングの評価が実施できなかった。これは、現像ローラ8の周速を下げすぎたために、感光ドラム2、トナー供給ローラ9と現像ローラ8の周速差が拡がり、トルクが増大したことで現像ローラの駆動モータが脱調してしまったことによる。
In Comparative Example 2, a minute streak image due to poor cleaning was found. Although it is better than Comparative Example 1, cleaning failure has occurred in this evaluation. In Comparative Example 3, the cleaning could not be evaluated. This is because the peripheral speed of the developing
このように、比較例3では駆動モータのトルク制限によってその抑制効果に限界が生じてしまう。 As described above, in Comparative Example 3, the suppression effect is limited due to the torque limitation of the drive motor.
以上のように比較例においては、トルクの制限を受けず、クリーニング不良を発生させることなく、現像ローラ全周上のトナーを現像して塗布剤起因の画像不良を抑制することは難しい。 As described above, in the comparative example, it is difficult to develop the toner on the entire circumference of the developing roller and suppress the image defect caused by the coating agent without being limited by the torque and causing the cleaning defect.
(7)特徴
上記課題を解決するため、本発明では、現像ローラクリーニングモードにおいて、まず、現像剤担持体である現像ローラの1周を回転方向に複数の領域に分割し、その領域から現像ローラが1回転する間に感光ドラムにトナーを供給する領域を選択する。そして、現像ローラが複数回回転することにより、現像ローラの複数の領域すべてからトナーをドラムに供給する。
(7) Features In order to solve the above problems, in the developing roller cleaning mode, in the developing roller cleaning mode, first, one circumference of the developing roller, which is a developer carrier, is divided into a plurality of regions in the rotational direction, and the developing rollers are divided from the regions. Selects a region to supply toner to the photosensitive drum during one revolution. Then, by rotating the developing roller a plurality of times, toner is supplied to the drum from all the plurality of regions of the developing roller.
本現像ローラクリーニングモードの特徴を、図4を用いて説明する。図4は現像ローラ8が2周する様子を表しており、現像ローラ8内の丸数字は現像ローラ8を4象限(4領域)に分割した場合のそれぞれの象限を示している。基本的な図の見方は図3と同じであるが、長方形内の黒塗り部分は現像ローラ8がベタ黒画像トナーを感光ドラム2に現像している領域を表し、白塗り部分は現像していない領域を表している。領域Aは現像ローラ1周目の領域であり、領域Bは現像ローラ2周目を示している。本実施例の現像ローラクリーニングモードは現像ローラ8を2周している。1周目は、第4象限(第4領域)と第2象限(第2領域)でベタ黒画像トナーを現像し、2周目は、第1象限(第1領域)と第3象限(第3領域)でベタ黒画像トナーを現像する。一度ベタ黒画像トナーが現像された象限は図4上の丸い模式図の斜線部と対応している。
The features of the main development roller cleaning mode will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows how the developing
なお、現像ローラを4象限に分割して感光ドラム2に現像する方法は露光装置7によるレーザ露光タイミングを調整して行う。本実施例においては現像ローラの外径が12mm、周速が230mm/sであるため、周長を4分割して露光するためには41ms毎にレーザ光の発光を周回中に行うことで感光ドラム2への分割現像を実施している。 The method of dividing the developing roller into four quadrants and developing the photosensitive drum 2 is performed by adjusting the laser exposure timing by the exposure apparatus 7. In this embodiment, the outer diameter of the developing roller is 12 mm and the peripheral speed is 230 mm / s. Therefore, in order to divide the peripheral length into four parts for exposure, the laser beam is emitted every 41 ms during the orbit. The division development to the drum 2 is carried out.
本実施例の現像ローラクリーニングモードを実施すると、現像ローラ8が2周する間に現像ローラ1周分のベタ黒画像トナーが現像されるため、現像ローラの塗布剤を確実に除去することが可能である。また、感光ドラム2に現像する単位面積当たりのトナー量が減少するため、感光体クリーニングブレード61aの負荷を減らすことができる。
When the developing roller cleaning mode of this embodiment is carried out, the solid black image toner for one round of the developing roller is developed while the developing
表3にこれまでの比較例と本実施例の評価結果を記した。評価方法は表1の方法と同じにした。 Table 3 shows the evaluation results of the comparative examples and this example so far. The evaluation method was the same as the method in Table 1.
表3に示すように、本実施例の現像ローラクリーニングモードを実施することでクリーニング不良の抑制が可能である。現像ローラ8や感光ドラム2の周速を変更しないため、駆動トルクの制限も受けない。
As shown in Table 3, cleaning defects can be suppressed by carrying out the developing roller cleaning mode of this embodiment. Since the peripheral speeds of the developing
本制御は現像ローラ8の周速を変化させていないため、図4の黒塗り部だけを考えると単位面積当たりの現像トナー量は厳密には比較例1と変わらない。局所的には比較例1と同じトナー量でもクリーニング不良が発生しないメカニズムは以下が考えられる。クリーニングブレード61のトナー除去メカニズムは、トナーに外添されている微小な粒子の塊がクリーニングブレード61に存在することでトナーをせき止め、除去すると言われている。トナーをせき止めている粒子の塊は許容量を超えるトナーが来ると破壊され、トナーがクリーニングブレード61をすり抜けてクリーニング不良になってしまう。一方、許容量を超えないトナーの場合は粒子の塊でトナーが阻止され、ブレード近傍で発生するトナーの流線と重力によって感光ドラム2上からトナーが除去される。比較例1ではトナーが感光ドラム2上から除去される前に次々にトナーが押し寄せて粒子の塊が破壊される。本実施例では瞬間的に大量のトナーがブレード部に来ても、トナーが現像されていない間に感光ドラム2から除去されるために、次のトナー群がブレードに来てもクリーニングが可能となる。局所的なトナー量が比較例1と同じでも断続的であることでクリーニング不良が発生しないと考えられる。
Since this control does not change the peripheral speed of the developing
以上のように、現像ローラの1回転分の表面を分割し、複数周回しながら現像ローラ1回転分のトナーを現像する現像ローラクリーニングモードを実施することで、クリーニング不良を発生させない。 As described above, by performing the developing roller cleaning mode in which the surface for one rotation of the developing roller is divided and the toner for one rotation of the developing roller is developed while making a plurality of turns, cleaning defects do not occur.
なお、2次転写残トナーや紙粉、填料の回収は画像形成終了後にプロセスカートリッジ1a以外で回収させる場合もあるため、本実施例で示した現像ローラクリーニングシーケンスはプロセスカートリッジ1aに限定はしない。
Since the secondary transfer residual toner, paper dust, and filler may be collected by a device other than the
また、本実施例と同じベルトクリーニング構成に加えてベルトクリーニングブレードをベルトクリーニング機構30よりも上流に設置する画像形成装置がある。この場合、2次転写残トナーや紙粉の多くはベルトクリーニングブレードで除去され、ベルトクリーニング機構30は補助的な役割となる。この構成においてはほとんどの2次転写残トナーがベルトクリーニングブレードで除去されるため、紙粉が感光ドラム2で回収されることはほぼない。そのため、ベルトクリーニング機構30起因で、連続した現像ローラ1周分の現像トナーを感光ドラムに供給したとしても、クリーニング不良につながることはない。回収性の悪いベルトクリーニングブレードでも70%以上の2次転写残トナーは回収する。このため、2次転写残トナーの全量に対して50%以上の2次転写残トナーが感光体ユニット6で回収されることを前提とする。
Further, in addition to the same belt cleaning configuration as in this embodiment, there is an image forming apparatus in which the belt cleaning blade is installed upstream of the
[実施例2]
実施例2では感光体クリーニングブレード61のクリーニング性が更に下がった場合の説明をする。
[Example 2]
In the second embodiment, a case where the cleaning property of the
感光ドラム2aに2次転写残トナーや紙粉が回収される際、紙の填料(炭酸カルシウム)も同時に回収される。填料が多量に感光ドラム2aに回収されると感光ドラム2aの表層に填料がこびりつき、感光ドラム2aとクリーニングブレード61aの摩擦係数が上がる場合がある。これに伴って感光ドラム2aの駆動トルクが上がり、感光ドラム2aの駆動モータが脱調してしまう。このため、駆動トルクを下げるために感光ドラム2とクリーニングブレード61の設定角度を調整する。図5に感光ドラム2とクリーニングブレード61の設定角度の説明図を示す。感光ドラム2とクリーニングブレード61の接線とクリーニングブレード61との角度αを設定角度とし、実施例1では25°であったのを、実施例2では22°とした。この結果、クリーニングブレード61から与えられる感光ドラム2の垂直効力が下がるため、感光ドラム2の駆動トルクが下がる。しかし、垂直効力が下がることでトナーのクリーニング能力が下がり、現像ローラクリーニングシーケンスにおいて実施例1の方法ではクリーニング不良が発生してしまう。表4にその結果を示した。クリーニングの評価方法は実施例1と合わせている。
When the secondary transfer residual toner and paper dust are collected on the
これに対し、本実施例では現像ローラを6分割し、現像ローラクリーニングモードにおいて3周しながら現像ローラ1周分のトナーを感光ドラムに現像する。図6にその様子を示した図を明記した。図の見方は、図4と同じであり、領域Aは現像ローラ1周目の領域、領域Bは現像ローラ2周目の領域、領域Cは現像ローラ3周目を示している。現像ローラ1周目では丸数字で示されている領域3と領域6が現像され、2周目で領域2と領域5、3周目で領域1と領域4がそれぞれ現像される。 On the other hand, in this embodiment, the developing roller is divided into six parts, and the toner for one round of the developing roller is developed on the photosensitive drum while making three rounds in the developing roller cleaning mode. A diagram showing the situation is specified in FIG. The view of the figure is the same as that of FIG. 4, and the area A shows the area of the first lap of the developing roller, the area B shows the area of the second lap of the developing roller, and the area C shows the third lap of the developing roller. In the first lap of the developing roller, the regions 3 and 6 indicated by the circled numbers are developed, and in the second lap, the regions 2 and 5, and in the third lap, the regions 1 and 4 are developed, respectively.
本実施例におけるクリーニング性の評価結果を表4の結果と合わせて表5に明記した。 The evaluation results of cleanability in this example are specified in Table 5 together with the results in Table 4.
表5に示すように、本実施例の現像ローラクリーニングモードを実施することでクリーニング不良の抑制が可能である。駆動トルクの制限を受けないため、画像形成装置のクリーニング能力に合わせて周回数や分割数を変化させ、モータの制限を受けることなく現像ローラクリーニングモードを実行することができる。 As shown in Table 5, cleaning defects can be suppressed by carrying out the developing roller cleaning mode of this embodiment. Since the drive torque is not limited, the number of laps and the number of divisions can be changed according to the cleaning ability of the image forming apparatus, and the developing roller cleaning mode can be executed without being limited by the motor.
なお、本実施例においては現像ローラ8を整数分割しているが、分割された領域の面積比率などは限定されるものではない。また、現像ローラクリーニングモード中に現像ローラを複数周回し、最終的に現像ローラ1周分のトナーが感光ドラムに現像されていればよいため、例えば、1周目と2周目でトナーが現像される領域が重なる場合も本特許の言及範囲である。
In this embodiment, the developing
本実施例の現像ローラクリーニングモードの動作だけでなく、現像ローラや感光ドラムの周速を下げる動作を組み合わせることで、単位面積当たりのトナー量が減ってクリーニング能力が更に向上することは言うまでもない。 Needless to say, by combining not only the operation of the developing roller cleaning mode of this embodiment but also the operation of lowering the peripheral speed of the developing roller and the photosensitive drum, the amount of toner per unit area is reduced and the cleaning ability is further improved.
本実施例においては、現像ローラクリーニングモードにおける現像ローラの回転数は、2回転から4回転が好ましい。また、複数の領域に分割された領域が、2領域から8領域であることが好ましい。 In this embodiment, the number of rotations of the developing roller in the developing roller cleaning mode is preferably 2 to 4 rotations. Further, it is preferable that the region divided into a plurality of regions is 2 to 8 regions.
また、本実施例においては、感光ドラム2とクリーニングブレード61の接線とクリーニングブレード61との角度αは、20°から30°が好ましい。
Further, in this embodiment, the angle α between the tangent of the photosensitive drum 2 and the
1 プロセスカートリッジ
2 感光ドラム
4 現像ユニット
6 感光体ユニット
8 現像ローラ
10 層厚規制部材
20 中間転写ベルト
30 ベルトクリーニング機構
31 導電性ブラシ
32 帯電ローラ
61 感光体クリーニングブレード
1 Process cartridge 2 Photosensitive drum 4 Development unit 6
Claims (12)
回転可能な像担持体と、
現像剤を担持し、正規極性に帯電した前記現像剤によって前記像担持体の表面に形成された静電潜像を現像剤像に現像する回転可能な現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の表面に前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、
前記現像剤担持体の表面に担持された前記現像剤の量を規制する規制部材と、
前記像担持体の表面から前記現像剤を除去するクリーニング部材と、
前記像担持体の表面に形成された前記現像剤像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体と接触して転写部を形成し、前記転写部において前記現像剤像を前記中間転写体から記録材に転写する転写部材と、
前記中間転写体に形成された前記現像剤像が前記転写部を通過後に、前記中間転写体に残留した前記現像剤を前記正規極性とは逆極性に帯電する現像剤帯電部材と、
前記現像剤担持体に現像電圧を印加する現像電圧印加部と、
前記現像剤供給部材に供給電圧を印加する供給電圧印加部と、
前記規制部材に規制電圧を印加する規制電圧印加部と、
前記現像電圧印加部と、前記供給電圧印加部と、前記規制電圧印加部と、を制御する制御部と、を有し、
前記画像形成モードにおいて、前記逆極性に帯電した前記現像剤を前記中間転写体から前記像担持体へ移動させて前記クリーニング部材によって前記像担持体から除去し、
前記画像形成モードを実行しない非画像形成モードにおいて、前記現像剤担持体から前記像担持体に前記現像剤を供給し、前記像担持体に供給された前記現像剤を前記クリーニング部材で除去するクリーニングモードを実行可能な画像形成装置であって、
前記現像剤担持体は、前記正規極性に帯電する塗布剤が未使用時に表面に塗布されており、前記塗布剤は前記現像剤と同じ帯電極性であり、且つ、前記現像剤よりも平均電荷量が大きく、
前記制御部は、前記像担持体に前記現像剤を供給するとともに、前記塗布剤を前記像担持体に供給する前記クリーニングモードにおいて、
前記現像剤担持体の回転方向における前記現像剤担持体の1周分の領域を前記回転方向に複数の領域に分割したとき、前記現像剤担持体が1回転する間に前記複数の領域の一部から前記像担持体に前記現像剤と前記塗布剤を供給し、前記現像剤担持体が前記1回転した後に複数回回転する間に前記複数の領域の一部以外の領域から前記像担持体に前記現像剤と前記塗布剤を供給するように制御し、
前記供給電圧と前記現像電圧との第1の電圧差が、前記現像電圧と前記規制電圧との第2の電圧差よりも大きく、且つ、前記供給電圧の絶対値と前記規制電圧の絶対値と、が、前記現像電圧の絶対値よりも大きくなるように制御することを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus capable of executing an image forming mode for forming an image on a recording material.
Times and the rolling possible image bearing member,
A rotatable developer carrier that carries a developer and develops an electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier by the developer charged to a normal polarity into a developer image.
A developer supply member that supplies the developer to the surface of the developer carrier, and
A regulatory member that regulates the amount of the developer supported on the surface of the developer carrier, and
A cleaning member that removes the developer from the surface of the image carrier, and
An intermediate transfer body to which the developer image formed on the surface of the image carrier is transferred, and
A transfer member that forms a transfer portion in contact with the intermediate transfer body and transfers the developer image from the intermediate transfer body to the recording material at the transfer portion.
A developer charging member that charges the developer remaining in the intermediate transfer body with a polarity opposite to the normal polarity after the developer image formed on the intermediate transfer body passes through the transfer unit.
A developing voltage application unit that applies a developing voltage to the developer carrier,
A supply voltage application unit that applies a supply voltage to the developer supply member,
A regulated voltage applying portion that applies a regulated voltage to the regulating member,
It has a control unit that controls the development voltage application unit, the supply voltage application unit, and the regulation voltage application unit.
In the picture image formation mode, removing the developer charged to the opposite polarity from said image bearing member by said cleaning member is moved to said image bearing member from said intermediate transfer member,
In the non-image forming mode without executing the image forming mode, cleaning said from the developer carrying member to said image bearing member a developer supplying, removing the developer supplied to the image bearing member by said cleaning member An image forming device capable of executing a mode
The developer carrier is coated on the surface when the coating agent charged to the normal polarity is not used, the coating agent has the same charging polarity as the developing agent, and the average charge amount is higher than that of the developing agent. Is big,
Before SL control unit supplies the developer to the image bearing member, in the supplying the coating agent to the image carrier cleaning mode,
When the region for one round of the developer carrier in the rotation direction of the developer carrier is divided into a plurality of regions in the rotation direction, one of the plurality of regions is used during one rotation of the developer carrier. The developer and the coating agent are supplied from the unit to the image carrier, and the image carrier is rotated from a region other than a part of the plurality of regions while the developer carrier is rotated a plurality of times after the one rotation. Controlled to supply the developer and the coating agent to
The first voltage difference between the supply voltage and the development voltage is larger than the second voltage difference between the development voltage and the regulation voltage, and the absolute value of the supply voltage and the absolute value of the regulation voltage , Is controlled so as to be larger than the absolute value of the development voltage .
前記像担持体と前記クリーニング部材と、を有する感光体ユニットと、を備え、
前記現像装置が前記画像形成装置に対して着脱可能であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の画像形成装置。 A developing device having the developer carrier and
A photoconductor unit having the image carrier and the cleaning member is provided.
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the developing apparatus is removable from the image forming apparatus.
前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置に対して着脱可能であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の画像形成装置。 A process cartridge having the image carrier, the cleaning member, and the developer carrier is provided.
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the process cartridge is detachable from the image forming apparatus.
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