JP2005242178A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、像担持体上にトナー像が形成され、トナー像が転写材に転写されることによって、転写材上に画像を形成し、中間転写体若しくは転写材担持体上に付着した現像剤を像担持体に逆転写することによってクリーニングする画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a developer in which a toner image is formed on an image carrier and the toner image is transferred to a transfer material, thereby forming an image on the transfer material and adhering to the intermediate transfer member or the transfer material carrier. The present invention relates to an image forming apparatus that performs cleaning by reversely transferring the toner to an image carrier.
従来、電子写真方式又は静電記録方式にて転写材に画像を形成する、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、像担持体上に現像剤像(トナー像)を形成し、それを転写材に転写する工程を経て画像形成がなされるが、この転写工程に際して、第2の像担持体としての中間転写体としてか、若しくは、第2の像担持体としての転写材を担持する転写材担持体として、ベルト状部材等の転写体を用いることが多い。そして、この転写体に残留した不要なトナーを、像担持体上に静電的に逆転写させて、クリーニングを行う画像形成装置がある。特に、クリーニング時に一定のバイアスを印加して、クリーニングを行うものが開示されている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile that forms an image on a transfer material by an electrophotographic method or an electrostatic recording method, a developer image (toner image) is formed on an image carrier, An image is formed through a process of transferring it to a transfer material. In this transfer process, an intermediate transfer body as a second image carrier or a transfer material as a second image carrier is carried. As the transfer material carrier to be transferred, a transfer member such as a belt-shaped member is often used. In addition, there is an image forming apparatus that performs cleaning by electrostatically transferring the unnecessary toner remaining on the transfer body back onto the image carrier. In particular, a device that performs cleaning by applying a constant bias at the time of cleaning is disclosed (for example, see Patent Document 1).
こうした画像形成装置の従来例として、第2の像担持体である転写材を担持するベルト状部材である転写体上に残留した不要なトナーを静電的にクリーニングする画像形成装置の動作について説明する。 As a conventional example of such an image forming apparatus, an operation of the image forming apparatus that electrostatically cleans unnecessary toner remaining on the transfer member that is a belt-like member that carries a transfer material that is the second image carrier will be described. To do.
図13に、それぞれに像担持体を備えた画像形成部であるプロセスステーション2(2a、2b、2c、2d)を4個並べて配置した4色フルカラーの電子写真方式を用いた画像形成装置の一例で、いわゆるインライン方式の画像形成装置Dの構成を示す。 FIG. 13 shows an example of an image forming apparatus using a four-color full-color electrophotographic system in which four process stations 2 (2a, 2b, 2c, 2d), which are image forming units each having an image carrier, are arranged side by side. A configuration of a so-called inline type image forming apparatus D is shown.
プロセスステーション2(2a、2b、2c、2d)は、それぞれ像担持体として感光ドラム21(21a、21b、21c、21d)を有しており、各プロセスステーション2にて、感光ドラム21の表面は、不図示の一次帯電器によって一様に帯電された後、例えばLED、レーザなどの露光装置(不図示)による画像情報に基づく露光を受けて静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置(不図示)によって、それぞれプロセスステーション2毎に定められた各色の現像剤(トナー)が付着され、現像剤像(トナー像)として現像される。
Each of the process stations 2 (2a, 2b, 2c, 2d) has a photosensitive drum 21 (21a, 21b, 21c, 21d) as an image carrier. At each
各プロセスステーション2は、プロセスカートリッジPCとして、画像形成装置D本体(不図示)に対して着脱可能になっている。各プロセスカートリッジPCは、感光ドラム21、一次帯電器、現像装置、クリーニング手段(不図示)が一体にまとめられた構成になっている。
Each
図13を参照すると、画像形成装置Dの場合、転写材Pは、給紙カセット18から給紙ローラ14によって画像形成装置D内に送り出され、レジストローラ13、レジスト対向ローラ10に搬送され、次いで、吸着バイアス電源12より正極性の吸着バイアスが印加される吸着ローラ15によって転写材担持体の転写ベルト1と静電的に吸着されて担持搬送される。
Referring to FIG. 13, in the case of the image forming apparatus D, the transfer material P is fed into the image forming apparatus D from the
画像形成装置Dにおいて、転写ベルト1は、駆動ローラ7、吸着対向ローラ6、テンションローラ8、9の4本のローラに巻架されており、転写ベルト1の移動方向(矢印R1方向)に沿って上流から順に、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの各色のプロセスステーション2a、2b、2c、2d、が直列に配置されている。
In the image forming apparatus D, the transfer belt 1 is wound around four rollers, that is, a
転写ベルト1に吸着された転写材Pは各色のプロセスステーション2a〜2dを順次通過し感光ドラム21上の各色のトナー像が静電的に順次転写される。その後これらトナー像は定着装置16にて加熱及び加圧されることにより転写材P上に定着されて永久画像が形成される。
The transfer material P adsorbed to the transfer belt 1 sequentially passes through the
この画像形成工程における一連の動作を完了した後、感光ドラム21はプロセスステーション2内でクリーニング手段によりクリーニングされ、転写ベルト1は除電帯電器11にて除電されて、次の画像形成プロセスに備える。
After completing a series of operations in this image forming process, the photosensitive drum 21 is cleaned by the cleaning means in the
上述の転写ベルト1は、通常は表面にトナー像を直接担持することはないので、トナーによって汚染されることは少ない。しかし、ジャム時や非画像部への地カブリトナーが付着する時、転写ベルト1上に直接レジストマークや濃度検出パターンを形成して、これを検出するようなシステム使用時等の場合は転写ベルト1上にトナーが直接付着する。 Since the above-described transfer belt 1 does not normally carry a toner image directly on the surface, it is rarely contaminated with toner. However, the transfer belt is used in the case of using a system in which a registration mark or a density detection pattern is formed directly on the transfer belt 1 and detected when a background fog toner adheres to a non-image portion or the like. The toner adheres directly to the surface 1.
これを除去するために別途クリーニング装置17を設けることもできるが、ここでは、転写手段を構成する転写ブレード3(3a、3b、3c、3d)にクリーニングバイアスを印加する方法について説明する。
In order to remove this, a
転写工程においては、感光ドラム21から転写材Pには、それらと対向して転写ベルト1を挟んで設けられている転写手段である転写ブレード3(3a、3b、3c、3d)によって、トナー像が転写されている。転写ブレード3は、材料として低抵抗の樹脂フィルムが一般的に用いられ、各プロセスステーション2内の感光ドラム21と転写ベルト1を介して当接しており、転写材にトナー像を転写する時には、転写バイアス電源4a、4b、4c、4dより転写バイアスが印加される。
In the transfer process, the toner image is transferred from the photosensitive drum 21 to the transfer material P by a transfer blade 3 (3a, 3b, 3c, 3d) which is a transfer unit provided so as to sandwich the transfer belt 1 therebetween. Has been transcribed. The
従来電子写真方式の画像形成装置においては、例えば感光ドラム21として負極性の有機感光体、現像剤として負極性のトナーを含む現像装置が使用されている。従って、転写ブレード3は、転写時には、転写バイアス電源4によって正極性の転写バイアスが印加される。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus, for example, a developing device including a negative organic photoreceptor as the photosensitive drum 21 and a negative toner as a developer is used. Accordingly, the
転写ブレード3は、上記のように転写手段の一部として働いているが、転写ベルト1のクリーニング手段としての働きもする。画像形成装置Dの場合、転写ベルト1のクリーニング時には、4つの転写ブレード3のうち転写ベルト1移動方向で1番目と3番目に配置される転写ブレード3aと3cに印加されるバイアスが、バイアス切り替えスイッチ5a、5cによって、正から負に切り替わる。つまり、バイアス切り替えスイッチ5a、5cによって、転写ブレード3a、3cの接続されている電源が、正極性バイアスを印加する電源4a、4cから負極性バイアスを印加する電源4A、4Cに切り替わる。そして、各転写ブレード3a、3b、3c、3dには、クリーニングバイアスとしては、例えば上流ステーションから負、正、負、正の順に印加して、転写ベルト1上に付着したトナーを感光ドラム21に効率よく逆転写することで転写ベルト1の残留トナーを除去するという提案が既になされている。
The
詳しく説明すると、例えば、転写ブレード3のうち転写ブレード3aと3cに、転写時と逆電界を形成するクリーニングバイアス(主クリーニングバイアス)を電源4A、4Cから印加し、正規極性のトナーを感光ドラム21に逆転写させ、又、転写ブレード3bと3dに転写時と同極性のクリーニングバイアス(副クリーニングバイアス)を転写時と同一の電源4b、4dから印加し、反転極性のトナーを感光ドラム21に逆転写させ、転写ベルト1に付着したトナーを各ステーションの感光ドラムへ除去する。
More specifically, for example, a cleaning bias (main cleaning bias) that forms an electric field opposite to that at the time of transfer is applied to the
しかしながら、上記のようなクリーニング手段の場合、帯電量が比較的低いトナー(例えば−5〜−30μC/g)の場合は効果的なクリーニング性能を維持できるが、クリーニングするトナー量が多かったり、クリーニングするトナーの帯電量が高かったりする場合は、必ずしも十分な効果が得られない場合がある。そのため、クリーニング時間を多くとることが必要な場合もあり、画像形成部材の劣化等の弊害が発生する懸念がある。 However, in the case of the cleaning means as described above, an effective cleaning performance can be maintained with a toner having a relatively low charge amount (for example, −5 to −30 μC / g). If the charge amount of the toner to be used is high, a sufficient effect may not always be obtained. For this reason, it may be necessary to increase the cleaning time, and there is a concern that problems such as deterioration of the image forming member may occur.
他に、クリーニングし難い要因として、装置が置かれている雰囲気の環境要因がある。例えば、低温低湿環境では、常温常湿や高温多湿環境と比べてクリーニングし難い。これは、低温低湿環境では、前述したようにトナーの帯電量が高くなる傾向があることと、クリーニングバイアスを印加する部分の抵抗が上昇するために、クリーニングに必要な電流が流れ難くなるからである。 Another factor that is difficult to clean is the environmental factor of the atmosphere in which the apparatus is placed. For example, in a low-temperature and low-humidity environment, cleaning is difficult compared to a normal temperature and normal humidity or high-temperature and high-humidity environment. This is because, in the low temperature and low humidity environment, as described above, the charge amount of the toner tends to increase, and the resistance of the portion to which the cleaning bias is applied increases, so that the current necessary for cleaning becomes difficult to flow. is there.
又、上記のようなクリーニングバイアス印加だけでは除去しきれない高い帯電量(例えば−40〜−80μC/g)のトナーに対して、転写ベルト1の周速度を感光ドラム21より速く設定することで、更に効率よく転写ベルト1のクリーニングを行うことが提案されている。 Further, by setting the peripheral speed of the transfer belt 1 faster than that of the photosensitive drum 21 with respect to toner having a high charge amount (for example, −40 to −80 μC / g) that cannot be removed only by applying the cleaning bias as described above. In addition, it has been proposed to more efficiently clean the transfer belt 1.
しかしながら、この場合は転写ベルト1を感光ドラム21a〜21dと別の駆動源で駆動させる必要性があり、コストアップにつながる。又、転写ベルト1と感光ドラム21の速度を大きくとることでの摺擦による磨耗劣化が発生するために感光ドラム21の寿命の短縮を招く場合がある。
本発明の目的は、像担持体から現像剤像が転写される第2の像担持体若しくは第2の像担持体を搬送する転写材担持体である転写体のクリーニング手段として、転写部に現像剤と逆極性のクリーニングバイアスを印加する手段を実施する画像形成装置において、現像剤の帯電量が高い場合、クリーニングする現像剤量が多い場合、又は低温低湿環境下においても、良好なクリーニング性を発揮する、低コスト且つ像担持体や転写体を破損しない転写体クリーニング手段を備えた画像形成装置を提供することである。 An object of the present invention is to develop a transfer unit as a cleaning unit for a second image carrier to which a developer image is transferred from an image carrier or a transfer material carrier that transports the second image carrier. In an image forming apparatus that implements means for applying a cleaning bias having a polarity opposite to that of the agent, good cleaning properties can be obtained even when the charge amount of the developer is high, the developer amount to be cleaned is large, or even in a low temperature and low humidity environment. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus provided with a transfer body cleaning means that is low cost and does not damage the image carrier or transfer body.
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、表面にトナー像が形成される像担持体と、該像担持体に対向して表面が移動する転写体と、前記像担持体と前記転写体との間に転写バイアスを印加する転写手段と、を有し、前記転写手段に、前記転写体に付着した現像剤を前記像担持体上に逆転写させるクリーニングバイアスを印加することによって、前記転写体のクリーニングを行う画像形成装置において、
所定条件に基づいて前記クリーニング時間を可変にすることを特徴とする画像形成装置を提供する。
The above object is achieved by the image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention relates to an image carrier on which a toner image is formed on the surface, a transfer body whose surface moves opposite to the image carrier, and a transfer between the image carrier and the transfer body. A transfer means for applying a bias, and cleaning the transfer body by applying a cleaning bias that reversely transfers the developer attached to the transfer body onto the image carrier. In the image forming apparatus,
An image forming apparatus is provided, wherein the cleaning time is variable based on a predetermined condition.
本発明の一実施態様によると、更に、装置が設置されている環境を検出する環境検出手段を有し、該環境検出手段の検出結果に基づいて、前記クリーニング時間を可変にし、その時、前記環境は、装置内の温度であり、前記環境検出手段の温度検出結果より、装置内の温度が所定温度より低い時に前記クリーニング時間を、前記所定温度より高い時よりも長くすることが多い。 According to an embodiment of the present invention, the apparatus further includes an environment detection unit that detects an environment in which the apparatus is installed, and the cleaning time is made variable based on a detection result of the environment detection unit. Is a temperature inside the apparatus, and the cleaning time is often set longer than when the temperature inside the apparatus is lower than the predetermined temperature, based on the temperature detection result of the environment detection means.
本発明の他の実施態様によると、更に、装置の使用履歴を記憶する使用履歴記憶手段を有し、該使用履歴記憶手段の情報に基づいて、前記クリーニング動作時間を可変にし、その時、実行した画像形成回数が所定数より多い時に、前記所定数より少ない時よりも前記クリーニング時間を長くすることが多い。 According to another embodiment of the present invention, the apparatus further includes a use history storage unit for storing a use history of the apparatus, and the cleaning operation time is made variable based on information in the use history storage unit, and is executed at that time. When the number of image formations is greater than a predetermined number, the cleaning time is often set longer than when the number of image formations is less than the predetermined number.
本発明の他の実施態様によると、更に、前記転写バイアスが印加される転写部におけるインピーダンスを検出するインピーダンス検出手段を有し、該インピーダンス検出手段の検出結果に基づいて、前記クリーニング時間を可変にし、その時、前記転写部におけるインピーダンスが所定より大きい時に、それより小さい時よりも前記クリーニング時間を長くすることが多い。 According to another embodiment of the present invention, there is further provided impedance detection means for detecting impedance in the transfer portion to which the transfer bias is applied, and the cleaning time is made variable based on the detection result of the impedance detection means. At that time, when the impedance of the transfer portion is larger than a predetermined value, the cleaning time is often set longer than when the impedance is smaller than the predetermined value.
本発明の他の実施態様によると、前記所定条件に基づいて、前記クリーニングバイアスが可変である。 According to another embodiment of the present invention, the cleaning bias is variable based on the predetermined condition.
本発明の他の実施態様によると、前記転写体とは前記像担持体との対向部に転写材を搬送する転写材担持体であり、該転写剤担持体が搬送する前記転写材に前記トナー像が転写されるか、又は、前記転写体とは前記像担持体から前記トナー像が転写される中間転写体であり、該中間転写体に転写された前記トナー像が転写材に転写される。 According to another embodiment of the present invention, the transfer member is a transfer material carrier that conveys a transfer material to a portion facing the image carrier, and the toner is applied to the transfer material that is conveyed by the transfer agent carrier. An image is transferred, or the transfer body is an intermediate transfer body to which the toner image is transferred from the image carrier, and the toner image transferred to the intermediate transfer body is transferred to a transfer material. .
本発明の画像形成装置は、表面にトナー像が形成される像担持体と、像担持体に対向して表面が移動する転写体と、像担持体と転写体との間に転写バイアスを印加する転写手段と、を有し、転写手段に、転写体に付着した現像剤を像担持体上に逆転写させるクリーニングバイアスを印加することによって、転写体のクリーニングを行う画像形成装置において、所定条件に基づいてクリーニング時間を可変にするので、装置のクリーニング時間を任意に変更でき、最適なクリーニング時間を選択し、クリーニング性の良好な条件においては、少ないクリーニング時間でクリーニングでき、且つ、画像形成部材の劣化等の弊害も防ぐことができる。 The image forming apparatus of the present invention applies an image bearing member on which a toner image is formed on a surface, a transfer member whose surface moves opposite the image bearing member, and a transfer bias between the image bearing member and the transferring member. In an image forming apparatus that cleans a transfer body by applying a cleaning bias that reversely transfers the developer adhered to the transfer body onto the image carrier. Since the cleaning time is made variable based on the above, the cleaning time of the apparatus can be arbitrarily changed, the optimum cleaning time can be selected, and in a condition with good cleaning properties, the cleaning can be performed with a small cleaning time, and the image forming member It is also possible to prevent harmful effects such as deterioration of the product.
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。 The image forming apparatus according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings.
実施例1
図1の概略構成図にて示される画像形成装置Aは、それぞれ異なる色のトナー像を形成する4個の画像形成部であるプロセスステーション2a〜2dを有するいわゆるインライン方式の4色フルカラーの画像形成装置である。
Example 1
The image forming apparatus A shown in the schematic configuration diagram of FIG. 1 is a so-called in-line four-color full-color image forming having
画像形成装置Aは転写材担持体である搬送ベルト1(転写ベルト)を備えている。転写材Pが給紙されてから転写、定着後排紙されるまでの工程は図13の従来の画像形成装置と同様なので省略し、転写ベルト1のクリーニングの工程について述べる。 The image forming apparatus A includes a conveyance belt 1 (transfer belt) that is a transfer material carrier. The steps from when the transfer material P is fed to when it is transferred, fixed and discharged are the same as those of the conventional image forming apparatus shown in FIG.
上述のベルト1上に付着したトナーの回収法として、本実施例では、従来例と同様の転写手段を構成する転写ローラ3のうち例えば転写ローラ3bと3dにおいて、バイアス切り替えスイッチ5b、5dで、転写ローラ3bと3dにバイアスを印加する電源を、転写時にて正極性バイアスを印加する電源(転写バイアス電源)4b、4dから、逆極性バイアスを印加する電源(主クリーニングバイアス電源)4B、4Dに切り替えて、転写時と逆電界を形成するクリーニングバイアス(主クリーニングバイアス)として、例えば−2.5kvを印加し、正規極性のトナーを感光ドラム21bと21dに逆転写させる。
As a method for collecting the toner adhering to the belt 1 described above, in this embodiment, among the
又、転写ローラ3a、3cに転写時の電源4a、4cから同極性のクリーニングバイアス(副クリーニングバイアス)として例えば+1kvを印加し、反転極性のトナーを感光ドラム21a、21cに逆転写させる。
Further, for example, +1 kv is applied as a cleaning bias (sub-cleaning bias) having the same polarity from the
そして、これら感光ドラム21に逆転写されたトナーを廃トナーとして、画像形成部であるプロセスステーション2内の像担持体クリーニング手段を構成する廃トナー容器26(26a、26b、26c、26d)に回収するようにしている。
The toner reversely transferred to the photosensitive drum 21 is collected as waste toner in a waste toner container 26 (26a, 26b, 26c, 26d) constituting an image carrier cleaning means in the
以上のような働きで転写ベルト1のクリーニングを行うが、クリーニングモードを設けた場合、転写ベルト1を1周回転から転写ローラ3a〜3dが設置された距離、つまりベルト1の移動方向最上流と最下流に設置された転写ローラ3との間の距離を足した回転距離以上、回転させることで、転写ベルト1の表面全転写領域に、主クリーニングバイアスと副クリーニングバイアスを印加することができるので、転写ベルト1上の全ての不要なトナー、つまり正規極性のトナー及び反対極性のトナーを、感光ドラム21に逆転写させ、プロセスステーション2内のクリーニング手段26によって回収することができる。
The transfer belt 1 is cleaned by the operation as described above. When the cleaning mode is provided, the distance from the rotation of the transfer belt 1 to the position where the
本発明においては、転写ベルト1のクリーニングを最小の時間で充分に行うことが可能である。 In the present invention, the transfer belt 1 can be sufficiently cleaned in a minimum time.
本実施例では、画像形成装置内に、装置が設置されている雰囲気を検出する環境検出手段(環境検出センサ)(不図示)が搭載されていて、クリーニングモードを実行するときには、環境検出センサの検出結果に基づいて、最適なクリーニング時間を求め、クリーニング動作を実行するものである。 In this embodiment, environment detection means (environment detection sensor) (not shown) for detecting the atmosphere in which the apparatus is installed is mounted in the image forming apparatus, and when executing the cleaning mode, the environment detection sensor Based on the detection result, the optimum cleaning time is obtained and the cleaning operation is executed.
ここで、本画像形成装置においては、転写ベルト1と感光ドラム21の回転速度は同じ速度でクリーニング時は常に一定とする。なぜなら、従来は、両者の回転速度を異なるものにすることで、クリーニング効果を上げる方法も実施されていたが、両者の摺擦による破損等の問題が生じていたからである。 Here, in this image forming apparatus, the rotation speeds of the transfer belt 1 and the photosensitive drum 21 are the same and are always constant during cleaning. This is because, conventionally, a method of increasing the cleaning effect by making the rotation speeds of the two different from each other has been implemented, but problems such as damage due to friction between the two have occurred.
従って、クリーニング時間を、ベルト1の一定領域に対するクリーニングバイアスを印加する時間とすると、クリーニング時間を長くする方法としては、ベルト1の回転を遅くしてベルト1の1回転におけるクリーニング時間を長くする方法はとられず、ベルト1を多く回転させて、その間の時間クリーニングバイアスをかけ続けることで、ベルトを複数回クリーニングして、合計のクリーニング時間を長くする方法がとられる。 Therefore, when the cleaning time is a time for applying a cleaning bias to a certain region of the belt 1, as a method for increasing the cleaning time, a method for increasing the cleaning time for one rotation of the belt 1 by slowing the rotation of the belt 1 is used. In this case, the belt 1 is rotated many times and the cleaning bias is continuously applied during that time, whereby the belt is cleaned a plurality of times to increase the total cleaning time.
即ち、クリーニング時間とは、クリーニングバイアス印加時でのベルト回転数となる。 That is, the cleaning time is the belt rotation speed when the cleaning bias is applied.
そして、クリーニングバイアスの周回数が1回の時間とは、ベルト1が1回転とベルト回転方向で最上流と最下流に設置された転写ローラ3aと3dとの間の距離を進む時間のことをいう。そして、クリーニング時間は、最低でもベルト1回転と転写ローラ3aと3d間距離を回転する時間(1周回転)より長く設定する。
The time when the cleaning bias is rotated once is the time during which the belt 1 travels the distance between the
このようにすれば、ベルトn回転の時間において、ベルト1上の全ての位置にあったトナーが、クリーニングが行われるプロセスステーション2a〜2dをn回通過することができるので、最も短い時間で最大のクリーニング効果を得ることができる。
In this way, the toner at all positions on the belt 1 can pass through the
つまり、ベルトn周の時間とは、(ベルト1回転と転写ローラ3a〜3d間距離進む時間)×nの時間のことである。
In other words, the time for the belt n round is (time for one belt rotation and the distance traveled between the
こうしたクリーニング時間を環境によって選択した、本実施例におけるクリーニングモードにおけるクリーニング動作の概略を図2を用いて説明する。 An outline of the cleaning operation in the cleaning mode in this embodiment in which the cleaning time is selected according to the environment will be described with reference to FIG.
step1:クリーニング制御を開始する。 step 1: The cleaning control is started.
Step2:環境検出センサによって、装置が設置している環境を検出する。 Step 2: The environment where the apparatus is installed is detected by the environment detection sensor.
Step3:環境検出センサの検出結果、温度Tが20℃以上であるか否かを判別する。 Step 3: Determine whether the temperature T is 20 ° C. or higher as a result of detection by the environment detection sensor.
Step4:Tが20℃以上であった場合は、Step4でクリーニング動作即ちクリーニングバイアスを印加し始めてから、ベルトを1周回転させ、その時間分だけクリーニングバイアスを印加する。
Step 4: When T is 20 ° C. or more, the cleaning operation, that is, the application of the cleaning bias is started in
Step5:Tが20℃未満であった場合は、Step5でクリーニング動作即ちクリーニングバイアスを印加し始めてから、ベルトを2周回転させ、その時間分だけクリーングバイアスを印加する。
Step 5: If T is less than 20 ° C., the cleaning operation, that is, the application of the cleaning bias is started in
Step6:Step4又はStep5を行った後に、Step6でクリーニング制御を終了する。
Step 6: After performing
つまり、本実施例では、Step3において、装置の設置環境が低温低湿環境か否かを判断し、低温低湿環境であった場合は、常温常湿環境若しくは高温高湿環境の時よりも、クリーニング時間を長くしている。
That is, in this embodiment, in
図2に示した上記の工程で、環境温度によってクリーニング時間つまりクリーニングバイアスを流している時間におけるベルトの周回転数を変更する効果を説明する。 In the above process shown in FIG. 2, the effect of changing the circumferential rotation speed of the belt during the cleaning time, that is, the time during which the cleaning bias is applied, according to the environmental temperature will be described.
まず、図3に示したグラフは、各環境温度において、転写ベルト1のクリーニング性を示したものである。 First, the graph shown in FIG. 3 shows the cleaning property of the transfer belt 1 at each environmental temperature.
即ち、図3におけるグラフ線HHは32.5℃の環境、グラフ線NNは23℃の環境、グラフ線LLは15℃の環境を示している。そして、この評価は、転写ベルト1上に単色のベタパターンを印字し、転写ローラ3にクリーニングバイアスを印加させながら、ベルト1を回してクリーニングした時の、ベルト1上に残留したトナー量、つまりトナー像の残像の濃度(残濃度)(O.D)をMacbeth社製の濃度計RD918で測定した値をプロットした図である。尚、この値は、全くトナー像が形成されていない状態のベルトに対して検出された濃度との差分で示したものである。
That is, the graph line HH in FIG. 3 indicates an environment of 32.5 ° C., the graph line NN indicates an environment of 23 ° C., and the graph line LL indicates an environment of 15 ° C. This evaluation is based on the amount of toner remaining on the belt 1 when a single-color solid pattern is printed on the transfer belt 1 and the belt 1 is rotated and cleaned while applying a cleaning bias to the
ここで、クリーニングバイアスとしては、第2と第4ステーションの転写ローラ3bと3dには、主クリーニングバイアスの−2.5KVを印加し、第1と第3ステーションの転写ローラ3aと3cには、副クリーニングバイアスの+1.0KVを印加している。
Here, as the cleaning bias, a main cleaning bias of −2.5 KV is applied to the
ドラム21上に逆転写されたトナーは、各ドラム21と共にステーション2に具備されている廃トナー容器26に回収される。このようにして、ベルト1上のトナーがクリーニングされている。
The toner reversely transferred onto the drum 21 is collected in a waste toner container 26 provided in the
図3にあるように、ベルト1の周回数が増え、即ちクリーニングバイアスをかける時間が多くなるに従って、ベルト1上の残濃度が少なくなっている。これは、ベルト1上のトナーがクリーニングバイアスによって、各ステーション2のドラム21に多く逆転写されるからである。
As shown in FIG. 3, the remaining density on the belt 1 decreases as the number of rotations of the belt 1 increases, that is, as the time for applying the cleaning bias increases. This is because a large amount of toner on the belt 1 is reversely transferred to the drum 21 of each
つまり、クリーニング時間を長くすることによって、クリーニング効果が向上することは明白となった。 That is, it became clear that the cleaning effect is improved by increasing the cleaning time.
ここで、環境や、トナー乗り量や、トナーの帯電量によらずベルト1上のクリーニングが可能となるが、それぞれの状況に対する本実施例の効果を説明する。 Here, the cleaning on the belt 1 can be performed regardless of the environment, the toner loading amount, and the toner charge amount. The effect of this embodiment for each situation will be described.
(1)低温低湿環境:図3に示す結果から、ベルト1上のトナーは、高温環境下でクリーニングしやすく、低温環境化でクリーニングし難いことが分る。この原因として、LLの低温環境下では、トナーの帯電量が高いため、トナーがベルト1に強力に付着していることが挙げられる。更に低温環境下では、クリーニングバイアスを印加する部材である転写ベルト1及び転写ローラ3の抵抗が高くなる為、トナーをドラム21に逆転写させる電流が不足するからである。
(1) Low temperature and low humidity environment: From the results shown in FIG. 3, it can be seen that the toner on the belt 1 is easy to clean in a high temperature environment and difficult to clean in a low temperature environment. This is because the toner is strongly attached to the belt 1 because the charge amount of the toner is high under the low temperature environment of LL. Further, under a low temperature environment, the resistance of the transfer belt 1 and the
この対策として、クリーニングバイアスとして高い電圧を用いれば、ベルト1上のトナーをクリーニングする効果は増大するが、以下の問題が生じる。 As a countermeasure, if a high voltage is used as the cleaning bias, the effect of cleaning the toner on the belt 1 is increased, but the following problems occur.
即ちドラムメモリの問題である。この問題は、高いクリーニングバイアスを印加すると、ドラム21に多くの電流が流れてしまう為に、ドラム21の電荷発生層と電荷輸送層に影響してしまう問題である。過剰にドラム21に電流が流れることによって、本来画像形成時に、所望の電位に帯電したり、露光時に得る露光電位を得ることができなくなってしまう。そうするとハーフトーン画像等で、画像濃度が均一でなくなってしまう欠陥が生じてしまう。 That is a problem of drum memory. This problem is that when a high cleaning bias is applied, a large amount of current flows through the drum 21, which affects the charge generation layer and the charge transport layer of the drum 21. If the current flows excessively in the drum 21, it becomes impossible to charge to a desired potential during image formation or to obtain an exposure potential obtained during exposure. Then, a defect that causes the image density to become non-uniform in a halftone image or the like occurs.
そのため、本実施例では、ドラムメモリが発生しない範囲の電圧を用いていて、具体的には、主クリーニングバイアスを−2.5KVとし、副クリーニングバイアスを+1.0KVにしていることで、ドラムメモリが発生するのを防ぎ、電圧をこれ以上上げないで、ベルト1の回転数を上げてクリーニング時間を長くすることでクリーニング性を向上させている。 Therefore, in this embodiment, a voltage in a range where no drum memory is generated is used. Specifically, the main cleaning bias is set to -2.5 KV, and the sub-cleaning bias is set to +1.0 KV. The cleaning performance is improved by increasing the number of rotations of the belt 1 and extending the cleaning time without increasing the voltage and preventing the occurrence of the above.
(2)トナー乗り量:ベルト1クリーニング時間を長くすると、クリーニングブレードを使用しなくとも乗り量の多いトナーを除去することができる。 (2) Toner loading amount: When the belt 1 cleaning time is lengthened, a large amount of toner can be removed without using a cleaning blade.
即ち、上記に説明した以外の転写体クリーニング方法で、ベルト1にブレード状部材を当接させ、ベルト1を移動させることでベルト1上のトナーを掻き取るブレードクリーニング方式を実施することで、機械的にベルト1上に残ったトナーを機械的に掻き取るので、例えばベルト1上に乗り量の多いベタ画像があっても問題なくクリーニングできていた。 That is, by performing a blade cleaning method in which the blade-like member is brought into contact with the belt 1 and the belt 1 is moved to scrape off the toner on the belt 1 by a transfer member cleaning method other than the above-described method. Thus, since the toner remaining on the belt 1 is mechanically scraped off, for example, even if there is a solid image with a large amount of load on the belt 1, it can be cleaned without any problem.
しかしながら、固定されたブレードに当接してベルト1が移動する構成であったため、ベルト1とブレードとが摺擦し、両部材が破損しやすいという問題があった。 However, since the belt 1 moves in contact with the fixed blade, there is a problem that the belt 1 and the blade are rubbed and the both members are easily damaged.
そこで、本実施例のバイアスを印加し、静電的にクリ−ニングを行う方式においては、ベルト1上のトナー乗り量が多い場合、例えばベタ画像の場合は、クリーニングを行う時間を長くしてこの問題を解決することとした。 Therefore, in the method of applying the bias of this embodiment and electrostatically cleaning, when the amount of toner loaded on the belt 1 is large, for example, in the case of a solid image, the cleaning time is lengthened. We decided to solve this problem.
本実施例のように、静電的にベルト1上のトナーをドラム側に戻す方式においては、クリーニングバイアスを印加するとベルト1の表層側のトナーから回収されることになる。本実施例のような静電クリーニング方式においては、ベルト1上にトナーが2〜3層形成されているベタ画像の場合は、表層から徐々に電界によってドラム21側に戻すため、長い時間かけてクリーニングする必要がある。 In the method of electrostatically returning the toner on the belt 1 to the drum side as in this embodiment, when the cleaning bias is applied, the toner is recovered from the toner on the surface layer side of the belt 1. In the electrostatic cleaning method as in the present embodiment, in the case of a solid image in which two to three layers of toner are formed on the belt 1, since it is gradually returned from the surface layer to the drum 21 side by an electric field, it takes a long time. Need to clean.
(3)トナー帯電量:ベルト1上にあるトナーの帯電量が低い場合は、クリーニングバイアスを印加して、ベルト1上のトナーに放電を与えることで、トナーの帯電を整えてからクリーニングさせることになる。この場合、トナーの帯電は、放電を受ける表層側しか与えることができない。従って、2〜3層あるトナーで形成されたベタ画像がベルト1上にある場合、まず、表層のトナーをしっかり帯電させて、表層のトナーをクリーニングする。 (3) Toner charge amount: When the charge amount of the toner on the belt 1 is low, the toner on the belt 1 is discharged by applying a cleaning bias so that the toner is charged and then cleaned. become. In this case, the toner can be charged only on the surface layer side to be discharged. Therefore, when a solid image formed with two or three layers of toner is on the belt 1, first, the surface toner is firmly charged to clean the surface toner.
つまり、ベルト1が複数回転する間クリーニングバイアスを流すことで、下層にあったトナーが表面にでてくる為、下層にあったトナーにも放電を与えることができて、トナーを帯電することができる。以上のようにして下層のトナーも帯電できるので、クリ−ニングができる。 That is, by supplying a cleaning bias while the belt 1 rotates a plurality of times, the toner in the lower layer appears on the surface, so that the toner in the lower layer can also be discharged and charged. it can. Since the lower layer toner can be charged as described above, it can be cleaned.
以上に説明したように、どのような状況でも、クリーニング時間を長くすることによって、ベルト1上のトナーがクリーニングできるが、本実施例の特徴として、環境に応じてクリーニング時間を変更したことが挙げられる。 As described above, in any situation, the toner on the belt 1 can be cleaned by lengthening the cleaning time. As a feature of this embodiment, the cleaning time is changed according to the environment. It is done.
クリーニングし難い低温環境下では、常温や高温環境下と比べて、長いクリーニング時間が必要である。そこで、本実施例では、図2に示すクリーニング工程にてStep3で、クリーニング時間を選択できる。そして、高温高湿下や常温常湿下では、クリーニング時間をベルト1周分としたのに対し、低温環境下では、クリーニング時間をベルトの周回数で2回としている。
In a low temperature environment where cleaning is difficult, a longer cleaning time is required than in a normal temperature or high temperature environment. Therefore, in this embodiment, the cleaning time can be selected in
ベルト周回数を2回とすると、図3のグラフから明らかなように、ベルト1上のトナー残濃度は、低温低湿下においても0.05以下とすることができる。ベルト上の残濃度が0.05以下であれば、実際のプリント動作時に紙が担持されても、紙裏が汚れることが無く問題ないレベルである。 Assuming that the number of belt revolutions is 2, as is apparent from the graph of FIG. 3, the residual toner density on the belt 1 can be 0.05 or less even under low temperature and low humidity. If the residual density on the belt is 0.05 or less, even if the paper is carried during the actual printing operation, the back of the paper will not be stained and there is no problem.
ここで、装置の設置されている環境によらず一律同じ時間だけクリーニングバイアスを印加してしまうと、つまり全ての環境において低温低湿環境下と同じ時間だけベルトのクリーニングを行うと、常温や高温環境下では、無駄に長い時間クリーニングすることとなる。 Here, if the cleaning bias is applied for the same amount of time regardless of the environment where the device is installed, that is, if the belt is cleaned for the same amount of time in a low temperature and low humidity environment in all environments, Below, cleaning will be wasted for a long time.
本実施例によれば、環境によって最適はクリーニング時間を選ぶことができるので、常温や高温環境下でのクリーニング時間を短縮することができ、クリーニング時間をできるだけ短く抑えることが可能である。 According to the present embodiment, the optimum cleaning time can be selected depending on the environment. Therefore, the cleaning time at room temperature or high temperature can be shortened, and the cleaning time can be minimized.
実施例2
本実施例の画像形成装置の概略構成は、実施例1で説明した図1と同じであり、転写材Pが給紙されてから定着されるまでの動作、及びクリーニング時の動作に関しても同様である。従って、実施例1と同じ部分の説明を省略する。
Example 2
The schematic configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment is the same as that of FIG. 1 described in the first embodiment, and the operation from when the transfer material P is fed to when it is fixed and the operation at the time of cleaning are the same. is there. Therefore, the description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.
本実施例も、転写ベルト1のクリーニングを最小の時間で充分に行う能力を得ることができるものである。 In this embodiment, the ability to sufficiently clean the transfer belt 1 in a minimum time can be obtained.
本実施例では、図4のブロック図に示した画像形成装置の制御手段100の一部に、装置の使用履歴を記憶する使用履歴記憶手段(メモリ)101が設置されている。メモリ101には、装置の使用履歴として具体的には、画像形成回数であるプリントの積算枚数(総プリント枚数)が記憶されていて、クリーニングモードを実行するときには、CPU102が装置の積算プリント枚数に基づいて、最適なクリーニング時間を求め、それを装置内の電源動作を駆動する電源駆動回路103に送信し、転写バイアス電源4を操作し、クリーニング動作を実行するものである。
In this embodiment, a usage history storage unit (memory) 101 for storing the usage history of the apparatus is installed in a part of the
そのクリーニング動作を図5のフローチャートを用いて説明する。 The cleaning operation will be described with reference to the flowchart of FIG.
Step1:クリーニング制御を開始する。 Step 1: Cleaning control is started.
Step2:装置メモリ101に記憶されている、総プリント枚数Pを読み出す。
Step 2: Read the total print number P stored in the
Step3:総プリント枚数Pが30K枚未満であるか否かを判別する。 Step 3: It is determined whether or not the total print number P is less than 30K.
Step4:Pが30K枚未満であった場合は、Step4でクリーニング動作即ちクリーニングバイアスを印加し始めてからベルトが1周回転する時間分だけクリーニングバイアスを印加する。
Step 4: If P is less than 30K sheets, the cleaning bias is applied for the time that the belt rotates once after the cleaning operation, that is, the cleaning bias is applied in
Step5:Pが30K枚以上であった場合は、Step5でクリーニング動作即ちクリーニングバイアスを印加し始めてからベルトが2周回転する時間分だけクリーングバイアスを印加する。
Step 5: If P is 30K or more, the cleaning operation, that is, the cleaning bias is applied for the time that the belt rotates twice after starting the cleaning bias application in
Step6:Step4又はStep5を行った後に、Step6でクリーニング制御を終了する。
Step 6: After performing
つまり、本実施例では、Step3において、総プリント枚数P即ち画像形成回数が所定数以上か否かを判断し、所定数以上の場合は、クリーニング時間を長くしている。
That is, in this embodiment, in
図5に示した上記の工程で、総プリント枚数によってクリーニング時間を変更する効果を説明する。 The effect of changing the cleaning time according to the total number of printed sheets in the above-described process shown in FIG. 5 will be described.
ここで、図6に示したグラフは、装置の画像形成回数である総プリント枚数(耐久枚数)と転写ベルト1のクリーニング性を示したものである。この評価は、図3と同様に、転写ベルト1上にベタパターンを印字し、転写ローラ3にクリーニングバイアスを印加させながら、ベルト1をクリーニングした時の、ベルト1上に残留したトナー像における濃度(残濃度)(O.D)をMacbeth社製の濃度計RD918で測定した値をプロットした図である。
Here, the graph shown in FIG. 6 shows the total number of prints (durable number) that is the number of image formations of the apparatus and the cleaning property of the transfer belt 1. Similar to FIG. 3, this evaluation is performed by printing a solid pattern on the transfer belt 1, and when the belt 1 is cleaned while applying a cleaning bias to the
図6を参照すれば明らかなように、装置のプリント枚数が増えると、クリーニング性が悪化することが分る。これは、装置が使用され、プリントを繰り返すと、ベルト1表面が傷ついて凹凸になったり、紙粉が付着することで、ベルト1の離型性が落ちてしまって、ベルト1上にあるトナーの付着力が増加してしまうことが原因と考えられる。よって、装置のプリント耐久が進んだ状態で、クリーニング時間を長くしてクリーニング性を維持している。 As can be seen from FIG. 6, the cleaning performance deteriorates as the number of printed sheets increases. This is because when the apparatus is used and printing is repeated, the surface of the belt 1 is damaged and becomes uneven, or paper dust adheres to it, so that the releasability of the belt 1 is reduced, and the toner on the belt 1 This is thought to be due to an increase in the adhesive strength of the slag. Accordingly, the cleaning performance is maintained by extending the cleaning time while the printing durability of the apparatus is advanced.
本実施例では、プリント枚数が30K未満のときは、クリーニング時間をベルト1の周回数1回とし、プリント枚数が30K以上になったときは、ベルト周回数を2回としている。ここで、ベルトの回転数の定義は、実施例1に説明したのと同様である。 In this embodiment, when the number of prints is less than 30K, the cleaning time is set to one rotation of the belt 1, and when the number of prints exceeds 30K, the number of belt rotations is set to two. Here, the definition of the rotation speed of the belt is the same as that described in the first embodiment.
クリーニング時間をベルト1の2回転とすることで、図6のグラフから明らかなように、ベルト上のトナー残濃度は、0.05以下にすることができる。ベルト1上の残濃度が0.05以下であれば、実際のプリント動作時に紙が担持されても、紙裏が汚れることが無く問題ないレベルである。 By setting the cleaning time to two rotations of the belt 1, as is apparent from the graph of FIG. 6, the residual toner density on the belt can be made 0.05 or less. If the remaining density on the belt 1 is 0.05 or less, even if the paper is carried during the actual printing operation, the back of the paper is not contaminated and there is no problem.
つまり、クリーニング時間を長くすることによって、クリーニング効果が向上することは明白となった。 That is, it became clear that the cleaning effect is improved by increasing the cleaning time.
実施例1に説明したように、クリーニング性を悪化させる状況、例えば低温低湿環境であったり、ベルト1上のトナー乗り量が大量であったり、トナーの帯電量が低い状況においても、クリーニング時間を長くすることによって、転写ローラ3にクリーニングバイアスを印加することで良好にベルト1をクリーニングできるが、本実施例では、総プリント枚数Pに応じてクリーニング時間を変更したことが特徴として挙げられる。
As described in the first embodiment, the cleaning time is reduced even in a situation where the cleaning property is deteriorated, for example, in a low-temperature and low-humidity environment, a large amount of toner loaded on the belt 1 or a low charge amount of toner. By increasing the length, the belt 1 can be cleaned satisfactorily by applying a cleaning bias to the
ここで、装置の使用履歴によらず一律同じ時間だけクリーニングバイアスを印加してしまうと、つまり総プリント枚数Pが少ない状態においても、耐久後と同じ時間だけベルトクリーニングを行うと、装置がそれほど耐久されていない状態では、無駄に長い時間クリーニングすることとなる。 Here, if the cleaning bias is applied for the same time regardless of the usage history of the apparatus, that is, even if the total number of printed sheets P is small, if the belt cleaning is performed for the same time as after the endurance, the apparatus will be much more durable. If not, cleaning is wasted for a long time.
本実施例によれば、装置本体の使用履歴によって最適なクリーニング時間を選ぶことができるので、装置の使用初期や耐久がさほど進んでいない場合のクリーニング時間を短縮しクリーニングモードの実行時間を短くすることが可能となった。 According to the present embodiment, since an optimal cleaning time can be selected according to the usage history of the apparatus main body, the cleaning time when the apparatus is not used and the durability is not advanced so much is shortened, and the execution time of the cleaning mode is shortened. It became possible.
実施例3
本実施例の画像形成装置の概略構成は、実施例1にて説明した図1とほぼ同じであり、転写材Pが給紙されてから定着されるまでの動作、及びクリーニング時の動作に関しても同様である。従って、実施例1と同じ部分の説明を省略する。
Example 3
The schematic configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment is almost the same as that of FIG. 1 described in the first embodiment, and the operation from when the transfer material P is fed to when it is fixed, and also the operation at the time of cleaning. It is the same. Therefore, the description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.
本実施例も、転写ベルト1のクリーニングを最小の時間で充分に行う能力を得ることができるものである。 In this embodiment, the ability to sufficiently clean the transfer belt 1 in a minimum time can be obtained.
本実施例では、画像形成装置内に、それぞれのプロセスステーション2毎に、トナー像が形成される感光ドラム21と、転写バイアスを感光ドラム21と転写材Pとの間に印加する時の転写部におけるインピーダンスを検出する不図示のインピーダンス検出手段を有し、インピーダンス検出手段の検出結果に基づいて、実施例1にて説明したクリーニング動作時間を可変にするものである。尚、転写部におけるインピーダンスとは、転写ローラ3から感光ドラム21と転写材Pとの間に印加する転写バイアスのインピーダンスであり、ほとんどが転写ローラ3とベルト1との合計インピーダンスである。
In this embodiment, in each image forming apparatus, a photosensitive drum 21 on which a toner image is formed and a transfer unit when a transfer bias is applied between the photosensitive drum 21 and the transfer material P for each
そのクリーニング動作を図7のフローチャートを用いて説明する。 The cleaning operation will be described with reference to the flowchart of FIG.
Step1:クリーニング制御を開始する。 Step 1: Cleaning control is started.
Step2:転写部におけるインピーダンス検出を行う。 Step 2: Impedance is detected at the transfer part.
Step3:検出結果より、インピーダンスが小であるか否かを判別する。 Step 3: Determine whether the impedance is small from the detection result.
Step4:インピーダンスが小である場合は、Step4でクリーニング動作即ちクリーニングバイアスを印加し始めてからベルトが1周回転する時間分だけクリーニングバイアスを印加する。
Step 4: If the impedance is small, the cleaning bias is applied for the time that the belt rotates once after the cleaning operation, that is, the application of the cleaning bias is started in
Step5:インピーダンスが大であった場合は、Step5でクリーニング動作即ちクリーニングバイアスを印加し始めてからベルトが2周回転する時間分だけクリーングバイアスを印加する。
Step 5: If the impedance is large, a cleaning bias is applied for the time that the belt rotates twice after starting the cleaning operation, that is, applying the cleaning bias in
Step6:Step4又はStep5を行った後に、Step6でクリーニング制御を終了する。
Step 6: After performing
ここで、Step2にて行うインピーダンス検出方法について説明する。
Here, the impedance detection method performed in
本実施例では、所謂ATVC制御によって、インピーダンス検出を行っている。ATVC制御とは、転写ローラ3に図8に示すような電圧を印加して転写バイアスを決定している。即ち、転写バイアスは転写ローラ3に転写材Pが存在しないときに一定電流を定電流制御で所定の時間T1の間付与し、その時の発生電圧から、予め設定した制御式により算出し決定した電圧値を転写材Pが存在するときに印加する方式で、所謂、特許文献2で公開されているような制御方式である。本実施例では、各プロセスステーション2は同じ転写ローラ3を用いているので、第1プロセスステーション2aにてインピーダンス検出を行っており、ここで検出されたインピーダンスは、他のプロセスステーション2b、2c、2dにおけるインピーダンスと同じものと考える。
In this embodiment, impedance detection is performed by so-called ATVC control. In ATVC control, a voltage as shown in FIG. 8 is applied to the
本実施例では、このプリント時の転写バイアスを決定するときに用いるATVC制御の結果を用いて、クリーニング時の転写バイアスをも決定するものである。 In this embodiment, the transfer bias at the time of cleaning is also determined using the result of the ATVC control used when determining the transfer bias at the time of printing.
具体的には、第1ステーション2aの転写ローラ3aに3.5μA流れる定電流制御を転写ローラ3aが1周回転すえる時間以上行い、そのときの平均電圧を求める。
Specifically, the constant current control of 3.5 μA flowing through the
その平均電圧が1.5KV未満であるときは、転写部におけるインピーダンスが小さいと判断してベルト1の1周分の時間クリーニング動作を実行する。 When the average voltage is less than 1.5 KV, it is determined that the impedance in the transfer portion is small, and the time cleaning operation for one round of the belt 1 is executed.
又、平均電圧が1.5KV以上であったときには、インピーダンスが大きいと判断してベルト1の2周分の時間クリーニング動作を実行する。 When the average voltage is 1.5 KV or more, it is determined that the impedance is large, and a time cleaning operation for two rounds of the belt 1 is executed.
このように、インピーダンス検出結果に基づいて、クリーニング時間を変更する効果を説明する。 As described above, the effect of changing the cleaning time based on the impedance detection result will be described.
図9に示したグラフは、転写部におけるインピーダンス(Vto(V))とベルト1のクリーニング性を示したものである。この評価は、転写ベルト1上にベタパターンを印字し、転写ローラ3にクリーニングバイアスを印加させながら、ベルト1を回した時の、ベルト1上の残濃度(O.D)をMacbeth社製の濃度計RD918で測定した値をプロットした図である。
The graph shown in FIG. 9 shows the impedance (Vto (V)) at the transfer portion and the cleaning performance of the belt 1. In this evaluation, a solid pattern was printed on the transfer belt 1 and the residual density (OD) on the belt 1 when the belt 1 was rotated while applying a cleaning bias to the
図9を参照すれば明らかなように、転写部におけるインピーダンスVtoが大きくなると、クリーニング性が悪化することが分る。これは、ベルト1や転写ローラ3のインピーダンスが大きくなると、クリーニングに必要な転写電流が不足してクリーニングしにくくなっているからである。よって、転写部におけるインピーダンスが大きい場合は、長くクリーニング時間を設定することで、クリーニング性を維持する。
As can be seen from FIG. 9, when the impedance Vto at the transfer portion increases, the cleaning performance deteriorates. This is because when the impedance of the belt 1 or the
本実施例では、インピーダンスが小と検出した場合は、周回数1回とし、インピーダンスが大と検出したベルト周回数を2回としている。 In this embodiment, when the impedance is detected to be small, the number of laps is one, and the number of belt laps where the impedance is detected is two.
これによって、図9のグラフから分るとおり、ベルト上のトナー残濃度(O.D)は、0.05以下にすることができる。ベルト上の残濃度が0.05以下であれば、実際のプリント動作時に転写材である紙が担持されても、紙裏が汚れることが無く問題ないレベルである。 Accordingly, as can be seen from the graph of FIG. 9, the residual toner density (OD) on the belt can be made 0.05 or less. If the residual density on the belt is 0.05 or less, even if paper as a transfer material is carried during an actual printing operation, the back of the paper is not contaminated and there is no problem.
実施例1に説明したように、クリーニング性を悪化させる状況、例えば低温低湿環境であったり、ベルト1上のトナー乗り量が大量であったり、トナーの帯電量が低い状況においても、クリーニング時間を長くすることによって、転写ローラ3にクリーニングバイアスを印加することで良好にベルト1をクリーニングできるが、本実施例では、転写部におけるインピーダンスに応じてクリーニング時間を変更したことが特徴として挙げられる。
As described in the first embodiment, the cleaning time is reduced even in a situation where the cleaning property is deteriorated, for example, in a low temperature and low humidity environment, a large amount of toner loaded on the belt 1 or a low amount of toner charge. The belt 1 can be satisfactorily cleaned by applying a cleaning bias to the
ここで、転写部におけるインピーダンスによらず一律同じ時間だけクリーニングバイアスを印加するようにすると、つまり転写ローラ3やベルト1のインピーダンスが低い状態でも、クリーニング性の悪い高インピーダンスの状態でベルトのクリーニングを行うと、ベルト1や転写ローラ3の抵抗が低い状態では、無駄に長い時間クリーニングすることになる。
Here, if the cleaning bias is applied for the same time regardless of the impedance at the transfer portion, that is, even when the impedance of the
尚、転写ローラ3やベルト1の抵抗が様々になる理由は、製造バラツキ、使用による抵抗UP、使用環境の影響などがある。
The reasons why the resistances of the
以上のように本実施例によれば、転写部におけるインピーダンス検出を行うことで、種々の場合に最適なクリーニング時間を選ぶことができるので、インピーダンスが小さい場合のクリーニング時間を短縮することができるようになった。 As described above, according to the present embodiment, by performing impedance detection at the transfer portion, an optimum cleaning time can be selected in various cases, so that the cleaning time when the impedance is small can be shortened. Became.
尚、このインピーダンス検出は、クリーニング直前に必ず行う必要はなく、本体が、クリーニングを行う前の最終のインピーダンス検出結果を記憶していてその検出結果に基づいて行ってもよい。このようにすることで、クリーニング時のインピーダンス検出を行う時間を短縮することができる。 Note that this impedance detection is not necessarily performed immediately before cleaning, and the main body may store the final impedance detection result before cleaning and may be performed based on the detection result. By doing in this way, the time which performs the impedance detection at the time of cleaning can be shortened.
実施例4
本実施例の画像形成装置の概略構成は、実施例1で説明した図1と同じであり、転写材Pが給紙されてから定着されるまでの動作、及びクリーニング時の動作に関しても同様である。従って、実施例1と同じ部分の説明を省略する。
Example 4
The schematic configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment is the same as that of FIG. 1 described in the first embodiment, and the operation from when the transfer material P is fed to when it is fixed and the operation at the time of cleaning are the same. is there. Therefore, the description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.
本実施例も、転写ベルト1のクリーニングを最小の時間で充分に行う能力を得ることができるものである。 In this embodiment, the ability to sufficiently clean the transfer belt 1 in a minimum time can be obtained.
本実施例は、クリーニングモードにおいて、実施例3にて説明したような転写部におけるインピーダンスによって、クリーニング時間を調整すると共に、更に、大量にベルト1に残留したトナーをクリーニングするために、ここではプロセスステーション2bと2dにて印加されている、ベルト1上のトナーを感光ドラム2へと逆転写させるクリーニングバイアス特に大量の正極性トナーを逆転写させるためのバイアス即ち主クリーニングバイアスを決定することを特徴とするものである。
In this embodiment, in the cleaning mode, the cleaning time is adjusted by the impedance at the transfer portion as described in the third embodiment, and further, a process for cleaning a large amount of toner remaining on the belt 1 is performed here. A cleaning bias applied at the
インピーダンス検出の方法については、先の実施例3で説明した方法と同様であるので説明を省略する。 The impedance detection method is the same as the method described in the third embodiment, and a description thereof will be omitted.
次に本実施例の特徴にあたる、インピーダンス検出結果に基づいて、クリーニングバイアスを変える動作フローの概略を示した図10で説明する。 Next, FIG. 10 showing an outline of an operation flow for changing the cleaning bias based on the impedance detection result, which is a feature of the present embodiment, will be described.
Step1:クリーニング制御を開始する。 Step 1: Cleaning control is started.
Step2:転写ローラ3と転写ベルト1のインピーダンス検出を行う。
Step 2: Impedance detection between the
Step3:Step2における検出結果より、インピーダンスが小であるか否かを判別する。
Step 3: It is determined whether or not the impedance is small based on the detection result in
Step4:インピーダンスが小である場合は、Step4でクリーニングバイアスVtc1を所定時間Taだけ印加する。
Step 4: When the impedance is small, the cleaning bias Vtc1 is applied for a predetermined time Ta at
Step5:インピーダンスが大である場合は、Step5でクリーニングバイアスVtc2を所定時間Tbだけ印加する。
Step 5: When the impedance is large, the cleaning bias Vtc2 is applied for a predetermined time Tb in
Step6:Step4又はStep5を行った後に、Step6でクリーニング制御を終了する。
Step 6: After performing
次に、インピーダンス検出結果に基づいて、クリーニングバイアスを変更する効果を説明する。 Next, the effect of changing the cleaning bias based on the impedance detection result will be described.
ここで、図11に示したグラフは、主クリーニングバイアスVtcと転写ベルト1と転写ローラ3との合計インピーダンスVtoとベルト1のクリーニング性を示したものである。
Here, the graph shown in FIG. 11 shows the main cleaning bias Vtc, the total impedance Vto of the transfer belt 1 and the
この評価は、転写ベルト1上に2色の100%のベタ画像を載せて200%のベタパターンとした状態で、転写ローラ3にクリーニングバイアスを印加させながら、ベルト回した時の、ベルト1上に残留したトナーによる残像の濃度をMacbeth社製の濃度計RD918で測定した値をプロットした図である。
This evaluation is performed on the belt 1 when the belt is rotated while a cleaning bias is applied to the
図11を参照すれば明らかなように、ベルト1と転写ローラ3との合計インピーダンスVtoが大きくなると、クリーニング性が悪化し、クリーニングバイアスVtcを大きくすることで、クリーニング性が向上し、ベルト1上の残トナー量が少なくなっている。
As apparent from FIG. 11, when the total impedance Vto of the belt 1 and the
これは、ベルト1や転写ローラ3のインピーダンスが大きくなると、クリーニングに必要な転写電流が不足してクリーニングしにくくなっているが、クリーニングバイアスを大きくすることで、ベルト1上のトナーをドラム21に逆転写させるのに充分な転写電流を得ることができるからである。
This is because when the impedance of the belt 1 and the
よって、ベルト1上のトナー量が多い場合や転写ローラ3のインピーダンスが大きい場合は、クリーニング時間を長くし、更に大きなクリーニングバイアスを印加するとよりクリーニング性が向上するのである。
Therefore, when the amount of toner on the belt 1 is large or the impedance of the
本実施例では、Step4でインピーダンスが小と検出した場合は、クリーニング時間Taを回転数で1回とし、且つクリーニング主バイアスを−2.5KVとしている。
In this embodiment, when it is detected that the impedance is small at
Step5で、インピーダンスが大と検出した場合は、クリーニング時間Tbをベルト回転数で2回として、且つクリーニング主バイアスを−3.5KVとしている。
If the impedance is detected to be large at
これによって、ベルト上に200%のベタパターンがあったときで、更に、感光ドラム21と転写ベルト3との間のインピーダンスが高いときにおいても、高いクリーニングバイアスを用いて、長い時間クリーニングを行うことで、ベルト1上の残濃度を0.05以下にすることができた(図11)。ベルト上の残濃度が0.05以下であれば、実際のプリント動作時に紙が担持されても、紙裏が汚れることが無く問題ないレベルである。
As a result, even when there is a 200% solid pattern on the belt and the impedance between the photosensitive drum 21 and the
尚、ベルト1上に200%のベタ画像が載っていてクリーニングを要する可能性としては、転写ベルト1に、ステーション2間のレジストレーション調整をするための2次色のパッチを形成し、そのパッチをクリーニングする場合や、若しくは、実施例6に説明したような中間転写ベルトを用いた画像形成装置において、例えばマゼンダベタとシアンベタ等で形成される2次色のブルーベタの印字中にJAMが発生した場合等が考えられる。
As a possibility that a 200% solid image is placed on the belt 1 and needs to be cleaned, a secondary color patch for adjusting the registration between the
以上のように、本実施例によれば、ベルト上に200%ベタ画像があり、更に、インピーダンスが小さい等のクリーニング性を悪化させる条件が重なった場合において、種々の場合に最適なクリーニング時間を選ぶことができるので、クリーニング時間を短縮することができるようになった。 As described above, according to the present embodiment, when there is a 200% solid image on the belt and the conditions for degrading cleaning properties such as low impedance are overlapped, the optimum cleaning time in various cases is obtained. Since it can be selected, the cleaning time can be shortened.
尚、本実施例にて説明した主クリーニングバイアスを上げてクリーニング性を向上させる方法は、実施例1、2で説明した低温低湿環境や総プリント枚数の条件でクリーニング時間を長くする構成においても、クリーニング時間を長くする時に主クリーニングバイアスを上げることで適用できる。 Note that the method of increasing the main cleaning bias described in the present embodiment to improve the cleaning performance is the same as that described in the first and second embodiments in the configuration where the cleaning time is extended under the conditions of the low temperature and low humidity environment and the total number of prints. This can be applied by increasing the main cleaning bias when extending the cleaning time.
実施例5
本実施例の画像形成装置の概略構成は、実施例1で説明した図1と同じであり、転写材Pが給紙されてから定着されるまでの動作、及びクリーニング時の動作に関しても同様である。従って、実施例1と同じ部分の説明を省略する。
Example 5
The schematic configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment is the same as that of FIG. 1 described in the first embodiment, and the operation from when the transfer material P is fed to when it is fixed and the operation at the time of cleaning are the same. is there. Therefore, the description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.
本実施例も、転写ベルト1のクリーニングを最小の時間で充分に行う能力を得ることができるものである。 In this embodiment, the ability to sufficiently clean the transfer belt 1 in a minimum time can be obtained.
本実施例は、クリーニングモードにおいて、実施例3にて説明したような転写部におけるインピーダンスによって、クリーニング時間を調整すると共に、更に、実施例4と同様に、ベルト1上のトナーを感光ドラム2へと逆転写させる転写バイアスを決定するが、本実施例では、主クリーニングバイアスを決定すると共に、更に、反転トナーを逆転写させるための、ここではプロセスステーション2aと2cにて印加される副クリーニングバイアスを変更することが特徴である。副クリーニングバイアスは、即ちベルト1上でトナー帯電が反転している+トナーをドラム1上に逆転写させるための+バイアスである。
In the present embodiment, in the cleaning mode, the cleaning time is adjusted by the impedance at the transfer portion as described in the third embodiment, and the toner on the belt 1 is transferred to the
本実施例では、クリーニング動作時に+が印加される第1及び第3ステーション2a、2cの転写ローラ3に印加される高圧が定電流回路を持っている。このようにすることで、インピーダンスが高いときは、低い電圧がかかり、インピーダンスが大きいときは、高い電圧がかかる。
In this embodiment, the high voltage applied to the
+のクリーニングバイアスがインピーダンスによって自動的に変わるようにしていることで、以下の効果がある。 By making the + cleaning bias automatically change depending on the impedance, the following effects can be obtained.
即ち、画像形成時に発生するドラムメモリとカブリの問題が解決する。この問題は、インピーダンスが低いときに多くの+電流がドラムに流れてしまうと、ドラム21の帯電能に影響することによって発生する。つまり、+の転写電流が多くドラム21に流れてしまうことで、ドラム21の電荷発生層と電荷輸送に影響し、画像形成時にドラム21を所望の−電位に帯電できなくなってしまうことが原因である。 That is, the problem of drum memory and fog that occurs during image formation is solved. This problem occurs due to the influence of the charging ability of the drum 21 when a large amount of positive current flows through the drum when the impedance is low. That is, a large amount of positive transfer current flows to the drum 21, which affects the charge generation layer and charge transport of the drum 21, and makes it impossible to charge the drum 21 to a desired −potential during image formation. is there.
ドラム21が+メモリをもっていると、所望の−電位まで帯電できないために、ハーフトーン濃度が濃くなってしまったり、カブリが発生してしまう。 If the drum 21 has a + memory, it cannot be charged to a desired −potential, so that the halftone density becomes high or fog occurs.
本実施例では、副クリーニングバイアスにてプロセスステーション2a及び2cにて印加されるバイアスの電流値を一定としたので、インピーダンスが小さい時に過剰な+のクリーニング電流が印加されるのを防ぐことができ、インピーダンスに依存せずに、ドラムメモリによる不良画像の発生を防ぐことができる。
In this embodiment, since the bias current value applied at the
本実施例では、副クリーニングバイアスを、インピーダンスに限らずに、+2.5μAと一定にした。 In this embodiment, the sub-cleaning bias is not limited to the impedance and is kept constant at +2.5 μA.
表1は、インピーダンス検出結果Vtoと副クリーニングバイアス(+)とドラムメモリ、およびカブリの関係を示す。 Table 1 shows the relationship between the impedance detection result Vto, the sub-cleaning bias (+), the drum memory, and the fog.
比較例では、本実施例と同様の構成の画像形成装置において、それぞれの転写部のインピーダンス後とに、副クリーニングバイアスを+500V、+1000V、+2000Vと変化させている。 In the comparative example, in the image forming apparatus having the same configuration as that of the present embodiment, the sub-cleaning bias is changed to +500 V, +1000 V, and +2000 V after the impedance of each transfer unit.
ドラムメモリ及びカブリの評価は、主クリーニングバイアスは−2.5(KV)で一定とし、副クリーニングバイアス(+)の電圧値を振って、クリーニングモードを実行した直後に、ハーフトーン画像を印字させたときの、ドラムメモリとかぶりを評価したものである。 In the evaluation of the drum memory and fog, the main cleaning bias is kept constant at −2.5 (KV), the voltage value of the sub cleaning bias (+) is changed, and the halftone image is printed immediately after executing the cleaning mode. This is an evaluation of drum memory and fogging.
ドラムメモリはハーフトーン濃度を測定し、濃く測定されている場合はドラムメモリが発生している。本評価で用いたハーフトーンの正常な濃度は0.7で、これより0.7±0.2の画像濃度が計測された場合を○、0.9〜1.0濃度高い場合を△、1.0以上濃度が高い場合を×と判定した。 The drum memory measures the halftone density, and if it is measured darkly, the drum memory is generated. The normal density of the halftone used in this evaluation is 0.7, ◯ when the image density of 0.7 ± 0.2 is measured, and Δ when the density is 0.9 to 1.0 higher. The case where the density was 1.0 or higher was determined as x.
カブリは実際の紙上で、目視で分らないレベルを○(2%未満)、かすかに分るレベルを△(2〜4%)、酷くわかるレベルを×(5%以上)と判定した。 On the actual paper, the level of fog was determined as ◯ (less than 2%), the level that was faintly determined as Δ (2-4%), and the level that was severely recognized as x (5% or more).
用いた紙はXEROX社の4024で坪量が75g/m2のものを使用した。カブリ測定は、DENSITOMETER TC−6DS((有)東京電色製)で測定したものである。基準として、印字しない紙の反射率をもとめておき、実際にプリントしたときの紙上の非画像部を測定した値との差分の値である。 The paper used was XEROX 4024 with a basis weight of 75 g / m 2 . The fog measurement is measured by DENSOMETER TC-6DS (manufactured by Tokyo Denshoku). As a reference, it is a difference value from the value obtained by measuring the non-image portion on the paper when the reflectance of the paper not to be printed is obtained.
表1から明らかなように、比較例において、インピーダンスが低いときに、副クリーニングバイアス(+)を過剰に印加すると、ドラムメモリやかぶりが発生してしまうことが分る。 As can be seen from Table 1, in the comparative example, when the sub-cleaning bias (+) is excessively applied when the impedance is low, it can be seen that drum memory and fogging occur.
本実施例では、副クリーニングバイアスを−2.5μAとしたので、ドラムメモリやカブリ等の発生がなくかつ良好にベルト上のトナーをクリーニングすることができた。 In this embodiment, since the sub-cleaning bias is set to −2.5 μA, the toner on the belt can be satisfactorily cleaned without occurrence of drum memory or fog.
実施例6
本実施例では、転写体としてのベルト状部材が、感光ドラム21から直接トナー像が転写される中間転写体である例について説明する。つまり本発明は、図12に示したような中間転写方式の画像形成装置においても適用できる。
Example 6
In this embodiment, an example in which the belt-like member as a transfer body is an intermediate transfer body to which a toner image is directly transferred from the photosensitive drum 21 will be described. That is, the present invention can also be applied to an intermediate transfer type image forming apparatus as shown in FIG.
図12の概略構成図にて示される画像形成装置Bも、図1に示した画像形成装置Aと同様に、それぞれ異なる色のトナー像を形成する4個の画像形成部であるプロセスステーション2a〜2dを有する。つまり、本実施例の画像形成装置は、いわゆるインライン中間転写方式の4色フルカラーの画像形成装置である。
Similarly to the image forming apparatus A shown in FIG. 1, the image forming apparatus B shown in the schematic configuration diagram of FIG. 12 is a
画像形成装置Bでは、転写ベルト1の代わりにベルト状の中間転写体である中間転写ベルト1aを備えている。そして、各プロセスステーション2から直接にトナー像が重ねて転写され、このトナー像を中間転写ベルト1aと二次転写手段30とのニップ部である二次転写部において、給紙カセット18から給紙ローラ14によって画像形成装置内に送り出され、レジストローラ13、レジスト対向ローラ10に搬送されてきた転写材Pに、一括して転写される。二次転写手段30には、不図示の電源から二次転写バイアスが印加されている。
The image forming apparatus B includes an
ここで、本実施例で上記に説明した以外の部分の構成である、転写ローラ3の構成やプロセスステーション2におけるトナー像形成工程、クリーニングモードにおける動作は実施例1〜5において説明してきたものと同様であるので説明を省略する。
Here, the configuration of the
本実施例のような中間転写方式の画像形成装置においても、ベルト1aのクリーニング時間を任意に可変できる構成とし、環境や総プリント数、転写部におけるインピーダンス等の条件によって、最適なクリーニング時間を選択することで、良好なベルト1クリーニング性を発揮でき、更に、クリーニング性の良好な条件においては、クリーニング時間を短くし且つクリーニング性が悪化する条件においてはクリーニング時間を長くすることによって、総クリーニング時間を短縮し、又、摩耗等による画像形成部材の劣化等の弊害も防ぐことができる。
In the intermediate transfer type image forming apparatus as in this embodiment, the cleaning time of the
又、実施例1〜5においては感光ドラムである像担持体を複数個備えたフルカラー画像形成装置において、本発明を適用したが、感光ドラムが1個の単色画像形成装置、又、感光ドラムが1個でその周囲に複数個の現像装置を有する画像形成装置においても、本発明は適用できる。 In the first to fifth embodiments, the present invention is applied to a full-color image forming apparatus having a plurality of image carriers as photosensitive drums. However, a single-color image forming apparatus having a single photosensitive drum or a photosensitive drum is used. The present invention can also be applied to an image forming apparatus having a single developing device and a plurality of developing devices.
以上に説明した画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状、及びその相対位置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 The dimensions, materials, shapes, and relative positions of the components of the image forming apparatus described above are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified.
1 転写ベルト(転写体)
1a 中間転写ベルト(転写体)
2 プロセスステーション
3 転写ローラ(転写手段)
4a、4b、4c、4d 転写バイアス電源
4a、4B、4c、4D クリーニングバイアス電源
21 感光ドラム(像担持体)
26 廃トナー容器(像担持体クリーニング手段
101 メモリ(使用履歴記憶手段)
1 Transfer belt (transfer body)
1a Intermediate transfer belt (transfer body)
2
4a, 4b, 4c, 4d Transfer bias
26 Waste toner container (image carrier cleaning means 101 memory (use history storage means)
Claims (10)
所定条件に基づいて前記クリーニング時間を可変にすることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier on which a toner image is formed on the surface; a transfer member whose surface moves opposite to the image carrier; and a transfer unit that applies a transfer bias between the image carrier and the transfer member; An image forming apparatus that cleans the transfer body by applying a cleaning bias that reversely transfers the developer attached to the transfer body onto the image carrier.
An image forming apparatus, wherein the cleaning time is variable based on a predetermined condition.
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