JP2007219108A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus.
近年、電子写真方式の画像形成装置が広く普及している。電子写真方式とは、像担持体である感光体を帯電器により帯電させた後、書き込み用光源を発光させて感光体上に静電潜像を形成(露光)し、これを現像器でトナーにより現像して可視化し、その可視像を印刷用紙等の記録媒体に転写して出力する方式である。また、電子写真方式の画像形成装置の中には、カラー画像形成の高速化に対応すべく、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー像を形成する複数の画像形成ユニットを備え、各画像形成ユニットが形成したトナー像を無端ベルト状の中間転写体に一次転写して重ね合わせ、その後記録媒体に二次転写して出力する、いわゆるタンデム型のものもある。 In recent years, electrophotographic image forming apparatuses have become widespread. In the electrophotographic system, a photosensitive member, which is an image carrier, is charged by a charger, and then a light source for writing is emitted to form (expose) an electrostatic latent image on the photosensitive member. In this method, the visible image is developed and visualized, and the visible image is transferred to a recording medium such as printing paper and output. In addition, in an electrophotographic image forming apparatus, toner images of each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) are stored in order to cope with the speeding up of color image formation. A so-called tandem type comprising a plurality of image forming units to be formed, and a toner image formed by each image forming unit is primarily transferred and superimposed on an endless belt-like intermediate transfer member, and then secondarily transferred to a recording medium for output There is also a thing.
ところで、このような電子写真方式の画像形成装置を長期にわたって使用した場合には、感光体の表面に種々の異物が付着し、画像欠陥を引き起こすことがある。種々の異物としては、帯電器から発生する放電生成物や、トナーあるいはトナーから融離した外添剤等がある。このような異物が感光体の表面に付着すると、例えば高温高湿時には放電生成物が水分を吸湿して感光体の表面抵抗を低下させることから、像流れ等の画質欠陥を引き起こす要因となり得る。特に、オゾン発生量の観点から採用されている接触帯電方式では、放電生成物が感光体に付着し易いため、放電生成物付着による像流れが起こり易い。また、最近では、感光体磨耗の低ストレス化、装置の小型化、廃トナーレス化等の目的で、現在主流であるブレードによるクリーニング手段を持たない、いわゆるクリーナレス方式の画像形成装置が実用化されているが、その場合には異物の影響がさらに大きくなる。 By the way, when such an electrophotographic image forming apparatus is used over a long period of time, various foreign matters may adhere to the surface of the photoreceptor, causing image defects. Examples of the various foreign substances include discharge products generated from the charger, toner or external additives fused from the toner. If such foreign matter adheres to the surface of the photoconductor, for example, at high temperatures and high humidity, the discharge product absorbs moisture and lowers the surface resistance of the photoconductor, which may cause image quality defects such as image flow. In particular, in the contact charging method adopted from the viewpoint of the amount of ozone generated, the discharge product is likely to adhere to the photoreceptor, and therefore image flow due to the discharge product is likely to occur. Recently, a so-called cleanerless type image forming apparatus that does not have cleaning means using blades, which is currently the mainstream, has been put into practical use for the purpose of reducing stress on the photoreceptor, reducing the size of the apparatus, and eliminating waste toner. However, in this case, the influence of foreign matter is further increased.
したがって、画像形成装置を長期にわたって使用するためには、感光体の表面に付着する異物を定期的に除去することが望ましい。このことから、タンデム型の画像形成装置については、感光体表面に放電生成物等の異物が付着して画像欠陥が生じるのを防ぐべく、装置起動時、一定枚数の画像形成後、装置動作終了前または手動操作による指示入力時等といった非画像形成時に、粗面化した表面を有する中間転写体と感光体とを異なる線速度で動作させて互いの表面を摺擦させることで、感光体表面を清浄化して異物除去を行うことが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, in order to use the image forming apparatus for a long period of time, it is desirable to periodically remove foreign substances adhering to the surface of the photoreceptor. For this reason, for tandem type image forming apparatuses, in order to prevent foreign objects such as discharge products from adhering to the surface of the photoconductor to cause image defects, the apparatus operation is completed after a certain number of images are formed at the start of the apparatus. The surface of the photoconductor is rubbed by operating the intermediate transfer body having a roughened surface and the photoconductor at different linear velocities at the time of non-image formation, such as when an instruction is input before or by manual operation. It has been proposed to remove foreign matters by purifying (see, for example, Patent Document 1).
ところで、タンデム型の画像形成装置では、感光体と中間転写体の線速度を異ならせて感光体表面を清浄化する感光体異物除去モードを持つことにより、感光体への放電生成物付着等による画質欠陥を防止することができる。
しかしながら、感光体異物除去モードに対応した画像形成装置では、その感光体異物除去モードを実行することにより、感光体と中間転写体との間に働く摩擦力が大きくなるため、感光体および中間転写体の表面にスクラッチが発生するおそれがある。このようなスクラッチの発生は、画質欠陥を引き起こす要因となり得る。特に、感光体のスクラッチ発生については、画質欠陥を引き起こし易い。
By the way, the tandem type image forming apparatus has a photosensitive member foreign matter removal mode in which the linear velocity of the photosensitive member and the intermediate transfer member are made different to clean the surface of the photosensitive member, thereby causing the discharge product to adhere to the photosensitive member. Image quality defects can be prevented.
However, in the image forming apparatus corresponding to the photoreceptor foreign matter removal mode, the friction force acting between the photoreceptor and the intermediate transfer member is increased by executing the photoreceptor foreign matter removal mode. Scratches may occur on the surface of the body. The occurrence of such scratches can cause image quality defects. In particular, the occurrence of scratches on the photoreceptor tends to cause image quality defects.
そこで、感光体と中間転写体との動作を利用して感光体表面の清浄化および異物除去を行うことを可能にしつつ、その場合であっても感光体と中間転写体との間の摩擦力を低減してスクラッチ発生による画質欠陥を防止することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。 Therefore, it is possible to clean the surface of the photosensitive member and remove foreign matter by using the operation of the photosensitive member and the intermediate transfer member, and even in this case, the frictional force between the photosensitive member and the intermediate transfer member. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of reducing image quality and preventing image quality defects due to generation of scratches.
本発明は、上記目的を達成するために案出された画像形成装置で、被帯電面を有する像担持体と、前記被帯電面を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段が帯電させた前記被帯電面に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像が一次転写される中間転写体と、前記中間転写体上に一次転写されたトナー像を被転写体へ二次転写する転写手段と、非画像形成時に前記像担持体と前記中間転写体とを異なる線速度で動作させて当該像担持体の被帯電面を清浄化するリフレッシュモードを実行するリフレッシュ実行手段と、前記リフレッシュ実行手段によるリフレッシュモードの実行時に前記像担持体と前記中間転写体との間へのトナー供給を行うトナー供給手段とを備えることを特徴とする。 The present invention provides an image forming apparatus devised to achieve the above object, an image carrier having a surface to be charged, charging means for charging the surface to be charged, and the object to be charged charged by the charging means. An exposure unit that forms an electrostatic latent image on a charging surface; a developing unit that develops the electrostatic latent image to form a toner image; an intermediate transfer member on which the toner image is primarily transferred; A transfer means for secondary transfer of the toner image primarily transferred to the transfer member, and the image carrier and the intermediate transfer member at different linear velocities during non-image formation to operate the charged surface of the image carrier. A refresh execution unit that executes a refresh mode for cleaning the toner, and a toner supply unit that supplies toner between the image carrier and the intermediate transfer body when the refresh mode is executed by the refresh execution unit. Features and That.
上記構成の画像形成装置によれば、リフレッシュ実行手段がリフレッシュモードを実行することで像担持体の被帯電面を清浄化するが、そのリフレッシュモードの実行時には、トナー供給手段が像担持体と中間転写体との間へのトナー供給を行うようになっている。つまり、リフレッシュモードの実行時、像担持体と中間転写体との間には、トナー供給手段によって供給されたトナーが介在することになる。したがって、リフレッシュモードの実行時に像担持体と中間転写体とを異なる線速度で動作させても、その間に介在するトナーが滑材として機能し、これにより像担持体と中間転写体との間の摩擦力を低減し得る。 According to the image forming apparatus having the above configuration, the refresh execution unit executes the refresh mode to clean the charged surface of the image carrier, but when the refresh mode is executed, the toner supply unit and the image carrier are in the middle. Toner is supplied to and from the transfer body. That is, when the refresh mode is executed, the toner supplied by the toner supply unit is interposed between the image carrier and the intermediate transfer member. Therefore, even when the image carrier and the intermediate transfer member are operated at different linear velocities during the execution of the refresh mode, the toner interposed between them functions as a lubricant, so that the toner between the image carrier and the intermediate transfer member is The frictional force can be reduced.
以上のように、本発明に係る画像形成装置では、リフレッシュモードの実行時に像担持体と中間転写体との間へのトナー供給を行うことにより、これらの間の摩擦力を低減し得るので、像担持体または中間転写体の表面にスクラッチが発生してしまうのを抑制することができる。したがって、像担持体または中間転写体の表面におけるスクラッチに起因する画質欠陥の防止効果が期待できる。また、像担持体と中間転写体との間にトナーを介在させれば、そのトナーの放電生成物吸着効果により、放電生成物除去性能が向上することも期待でき、これにより像担持体への放電生成物付着による画像の白抜け(Deletion)発生を防止することもできる。 As described above, in the image forming apparatus according to the present invention, since the toner is supplied between the image carrier and the intermediate transfer member when the refresh mode is executed, the frictional force between them can be reduced. The occurrence of scratches on the surface of the image carrier or intermediate transfer member can be suppressed. Therefore, an effect of preventing image quality defects due to scratches on the surface of the image carrier or intermediate transfer member can be expected. In addition, if toner is interposed between the image carrier and the intermediate transfer member, it can be expected that the discharge product removal performance will be improved due to the discharge product adsorption effect of the toner. It is also possible to prevent the occurrence of image deletion due to discharge product adhesion.
以下、図面に基づき本発明に係る画像形成装置について説明する。ここで説明する画像形成装置は、複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置等に用いられる電子写真方式のものである。 Hereinafter, an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. The image forming apparatus described here is an electrophotographic system used for a copying machine, a printer apparatus, a facsimile apparatus or the like.
先ず、本発明に係る画像形成装置の概略構成について説明する。 First, a schematic configuration of the image forming apparatus according to the present invention will be described.
図1は、本発明に係る画像形成装置の概略構成例を示す説明図である。図例のように、ここで説明する画像形成装置1は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー像を形成する画像形成ユニット2Y,2M,2C,2Kと、バックアップロール3aおよび複数の張架ロール3bによって張架された無端ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト3と、その中間転写ベルト3を挟んで画像形成ユニット2Y,2M,2C,2Kのそれぞれと対向して配設される一次転写ロール4Y、4M,4C,4Kと、バックアップロール3aと対向して配設される二次転写ロール5と、記録用紙P上のフルカラートナー像を熱と圧力とにより定着させる定着装置6と、を備えて構成されている。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration example of an image forming apparatus according to the present invention. As shown in the figure, the
中間転写ベルト3は、基材上に中抵抗弾性層および表面層を設けた積層型ものを用いることが考えられる。基材としては、例えば、ニッケル、ステンレス等の金属や、ポリエステル、ポリイミド、ポリカーボネート等の樹脂材が挙げられる。中抵抗弾性層としては、ゴム、エラストマー等に、抵抗値調整用のカーボンブラック、酸化亜鉛、酸化チタン等を充填し、体積抵抗値を104〜1014Ω・cm程度に調整したものが挙げられる。表面層としては、離型性の高いシリコーン樹脂やフッ素樹脂中に、研磨剤としてのアルミナ、ジルコニア、炭化珪素、酸化クロム等の微粒子を分散したものが挙げられる。表面層の粗さは、後述するリフレッシュモード(感光体異物除去モード)のために、Raで0.01μm〜0.2μmに調整(粗面化)されるものとする。Raが0.01μm未満であると清浄能力が十分でなく、0.2μmを超えると感光体表面を荒らしてしまうため好ましくないからである。このような中抵抗弾性層および表面層は、スプレー塗布法、ディップ塗布法等により形成すればよい。
なお、中間転写ベルト3は、必ずしも無端ベルト状のものである必要はなく、金属パイプや樹脂パイプを基材としたドラム状のものであってもよい。
As the
The
このような構成の画像形成装置1では、並設された各画像形成ユニット2Y,2M,2C,2Kが各色のトナー像を形成すると、それぞれの相対的な位置の違いを考慮したタイミングで、各色のトナー像が中間転写ベルト3に転写されて、その中間転写ベルト3上で重ねられる。これにより、中間転写ベルト3上には、フルカラートナー像が形成されることになる。そして、中間転写ベルト3上のフルカラートナー像は、二次転写位置Aへ記録用紙Pが所定のタイミングで搬送されてくると、転写バイアスが印加された二次転写ロール5の静電吸引力によって、中間転写ベルト3上から一括してその記録用紙Pに転写される。フルカラートナー像が転写された記録用紙Pは、中間転写ベルト3からの分離後に、定着装置6へと搬送される。このようにして、記録用紙P上にフルカラー画像が印刷出力されるのである。なお、記録用紙Pに転写されなかった中間転写ベルト3上の転写残留トナーは、中間転写ベルト用クリーナ7で回収されることになる。
In the
ところで、以上のような画像形成工程を繰り返して行うと、各画像形成ユニット2Y,2M,2C,2Kが有する像担持体である感光体ドラムに、電生成物やトナーあるいはトナーから融離した外添剤等の異物が付着して、画像欠陥を引き起こすおそれがある。これを防止するために、本実施形態で説明する画像形成装置1では、図示せぬ動作制御部からの指示に従いつつ、リフレッシュモード(感光体異物除去モード)を実行する機能を有している。すなわち、動作制御部は、装置起動時、一定枚数の画像形成後、1度に行う複数枚の画像形成終了後、装置動作終了前または手動操作による指示入力時等といった非画像形成時における所定タイミングで、各画像形成ユニット2Y,2M,2C,2Kにおける感光体ドラムと中間転写ベルト3とを異なる線速度で動作させて、当該感光体ドラムの表面を清浄化を行うのである。さらに詳しくは、通常の画像形成時(画像形成モード)には、各画像形成ユニット2Y,2M,2C,2Kにおける感光体ドラムと中間転写ベルト3とがほぼ同じ線速度(0.5%程度の速度差)で進行および回転するのに対して、リフレッシュモードを実行する際には、中間転写ベルト3の線速度を画像形成モード時よりも落として、各画像形成ユニット2Y,2M,2C,2Kにおける感光体ドラムの線速度との速度差により両者を摺動させ、各感光体ドラムの表面に付着した異物を一括して中間転写ベルト3上に掻き取るようにすることが好ましい。そして、中間転写ベルト3上に移動した異物を、中間転写ベルト用クリーナ7で回収するのである。
By repeating the image forming process as described above, the
リフレッシュモードにおける線速度の差は、感光体ドラムの線速度に対して、中間転写ベルト3の線速度を10%〜90%とすることが好ましい。この範囲の速度差にすることにより、その速度差による摺動が有効に働き、効果的に異物を掻き取ることができるからである。中間転写ベルト3上に移動した異物は、ブラシクリーナ等の中間転写ベルト用クリーナ7により除去されるが、中間転写ベルト3上に異物がある場合には、各画像形成ユニット2Y,2M,2C,2Kにおける感光体ドラムの表面にある場合に比べ、画像欠陥等の不具合が生じにくい。したがって、中間転写ベルト3の清浄頻度は、感光体ドラムの清浄頻度よりも少なくすることができ、その比率としては1/5程度である。
The difference in the linear velocity in the refresh mode is preferably such that the linear velocity of the
次に、以上のように構成された画像形成装置1における各画像形成ユニット2Y,2M,2C,2Kについて詳しく説明する。
図2〜3は、本発明に係る画像形成装置の要部構成例を示す説明図である。
Next, the
2 to 3 are explanatory diagrams illustrating an exemplary configuration of a main part of the image forming apparatus according to the present invention.
図2に示すように、各画像形成ユニット2Y,2M,2C,2Kは、いずれも、被帯電面を有した像担持体としての感光体ドラム11と、その感光体ドラム11における被帯電面を帯電させる帯電器12と、その帯電器12が帯電させた被帯電面に静電潜像を形成する露光器13と、感光体ドラム11の被帯電面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器14と、を備えている。そして、帯電器12が感光体ドラム11の被帯電面(表面)を一様に帯電させると、露光器13により像露光がなされ、その感光体ドラム11上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器14の現像バイアスが印加された現像ロール14aに担持されたトナーによって現像され、トナー像となる。その後、現像器14に形成されたトナー像は、対応するいずれかの一次転写ロール4Y、4M,4C,4Kの圧接力と、その一次転写ロール4Y、4M,4C,4Kに印加された転写バイアスによる静電吸引力とによって、中間転写ベルト3上に一次転写される。なお、トナー像の転写後、感光体ドラム11の表面は、次の画像形成サイクルのため、帯電器12で再び帯電される。
As shown in FIG. 2, each of the
ここで、画像形成装置1における画像形成時の主なゼログラフィックパラメータの一具体例を示す。
・感光体ドラム11;OPC(φ30)
・帯電器12;半導電性ロールからなる帯電ロール
・AC印加;Iac=0.7mA、Vdc=−520V、f=614Hz
・露光器13;レーザー780nm
・現像方式;二成分現像
・中間転写ベルト3;ポリイミド
・プロセス速度;104mm/s
・潜像電位;背景部=−500V、画像部=−200V
・現像ロール14a;スリーブ径=φ16mm、スリーブ回転速度=208mm/s、スリーブ回転方向=感光体ドラム11と逆方向
・感光体ドラム11と現像ロール14aの間隔;0.3mm
・現像バイアス;DC成分=−400V
・AC成分=1.5kVP−P(6kHz)
・転写条件;一次転写ロール+500〜1000V(転写電流10μA)、二次転写ロール+1600V
Here, a specific example of main xerographic parameters at the time of image formation in the
・
・
・ Development method: Two-component development ・
・ Latent image potential: background portion = −500V, image portion = −200V
Developing
Development bias: DC component = −400V
・ AC component = 1.5kVP-P (6kHz)
Transfer conditions: primary transfer roll +500 to 1000 V (transfer current 10 μA), secondary transfer roll +1600 V
ところで、感光体ドラム11から中間転写ベルト3への一次転写では、感光体ドラム11の表面上にあるトナーの全てが中間転写ベルト3に転写されることはなく、一部が転写残留トナーとして感光体ドラム11上に残留する。この転写残留トナーについては、感光体ドラム11上に残留すべきではなく、その感光体ドラム11上から除去する必要がある。また、感光体ドラム11上には、帯電器12による帯電によって、その帯電時に放電生成物(例えば、オゾンや窒素酸化物等の活性物質やそれらの反応生成物)が発生し得る。この放電生成物についても、感光体ドラム11上に存在すべきではなく、その感光体ドラム11上から除去する必要がある。
By the way, in the primary transfer from the
このことから、各画像形成ユニット2Y,2M,2C,2Kは、いずれも、トナー保持器15と、トナー帯電制御ブラシ20とを備えている。
Accordingly, each of the
トナー保持器15は、感光体ドラム11上に残留した転写残留トナーを保持して、これにより放電生成物を効果的に除去するためのものである。すなわち、トナーを保持させつつ、その保持トナーを利用して感光体ドラム11上に付着した多量の放電生成物を除去することで、その保持トナーが放電生成物の除去能力を向上させることを利用したものである。そのために、トナー保持器15は、金属等からなる四角柱状の導電性の基体15a上に、導電性ウレタンスポンジ等の弾性部材15bを介して、適度な導電性を有する不織布15cが貼り付けられて構成されている。そして、不織布15cが感光体ドラム11に圧接するように配されている。なお、不織布とは、文字通り「織らない布」であり、繊維同士を様々な方法で結合させたシートである。不織布の製造方法としては、乾式不織布、スポンドバンド、湿式不織布等がある。具体的には、例えば、絶縁性ナイロン−ポリエステル混綿繊維にポリピロール樹脂をコーティングして導電性が付与された繊維で、繊維長が数センチ程度のものを、カードやエアランダム機で薄いシートにし、必要に応じて何枚か重ねて形成されたものが挙げられる。
The
トナー保持器15の基体15aには、バイアス電圧が印加されるようになっている。そして、バイアス電圧の印加は、電圧印加制御部16によって制御される。すなわち、電圧印加制御部16によって、印加するバイアス電圧の極性、電圧値、印加タイミング等がコントロールされるのである。これにより、トナー保持器15には、画像形成時において、転写残留トナーを積極的に保持するように例えば+100Vが印加される。
A bias voltage is applied to the base 15 a of the
また、トナー保持器15は、図3に示すように、その長手方向(感光体ドラム11の回転軸K方向)の幅が、感光体ドラム12における画像形成幅Rより幅広であるものとする。なお、トナー保持器15は、バネ等の弾性部材やソレノイド等の駆動源を利用して、感光体ドラム11の回転軸K方向に摺動(オシレーション)可能であることが望ましい(図中矢印M参照)。トナー保持器15の不織布15cを感光体ドラム11の表面に対して回転軸K方向に摺動させれば、転写残留トナーの保持個所を分散でき、放電生成物除去能力を回転軸K方向に対して均一化することが可能となるからである。
Further, as shown in FIG. 3, the
トナー帯電制御ブラシ20は、感光体ドラム11上に残留した転写残留トナーに対する帯電調整を通じて、その転写残留トナーを感光体ドラム11上から除去するためのものである。そのために、トナー帯電制御ブラシ20は、例えば、φ5mmのステンレスシャフトに繊維径約15μmかつパイルハイト3.5mmの導電性ナイロンがブラシ密度120kfiber/inch2で植毛されてなり、残留トナー帯電電圧として電圧印加制御部16によって−850vが印加されるようになっている。この残留トナー帯電電圧の印加により、トナー帯電制御ブラシ20には、感光体ドラム11の帯電電位との間に電位差が生じる。したがって、感光体ドラム11上の転写残留トナーは、トナー帯電制御ブラシ20と感光体ドラム11との間の電位差によって、正規極性(−極性)に帯電することになる。正規極性(−極性)に揃えられた転写残留トナーは、その感光体ドラム11の回転により帯電器12に送られる。このとき、帯電器12には、帯電バイアスVDC=−520vが印加されている。よって、正規極性(−極性)の転写残留トナーには、帯電器12との間で斥力が働き、その帯電器12を摺り抜けることになる。そして、帯電器12を摺り抜けた正規極性(−極性)の転写残留トナーは、現像器14の現像ロール14aと対向する部分(現像部)に送られ、その現像器14の現像ロール14aにおける現像バイアスの設定条件を最適化により、現像と同時に現像器14で回収(クリーニング)される。
The toner
つまり、各画像形成ユニット2Y,2M,2C,2Kでは、感光体ドラム11上の転写残留トナーを除去する格別なクリーニング機構部を持たずに、現像器14の現像ロール14aの現像バイアスの設定条件を最適化することで、現像器14で現像と転写残留トナーの回収(クリーニング)とを同時に行う、いわゆるクリーナレスシステムを採用しているのである。
That is, the
ところで、帯電器12が感光体ドラム11を帯電させる際には、既に説明したように、放電生成物が発生する。特に、ACにDCを重畳したAC+DC接触帯電方式では、放電生成物が多く発生する。このような放電生成物に対し、各画像形成ユニット2Y,2M,2C,2Kでは、トナー保持器15の不織布15cが転写残留トナーを一時保持するようになっている。すなわち、トナー保持器15を備える各画像形成ユニット2Y,2M,2C,2Kでは、感光体ドラム11上の転写残留トナー(中間転写ベルト3に転写されなかった転写残留トナー)が、トナー保持器15の不織布15cに付着して一時保持される。このとき、不織布15cは繊維径が細く、しかも繊維密度が高いので、不織布15cに転写残留トナーが密に、かつ、多く保持されることになる。そのため、不織布15cに付着して一時保持された転写残留トナーが、感光体ドラム11の回転に伴い、放電生成物を良好に除去することになり、放電生成物が付着することによる不具合、具体的には画像流れ(Deletion)が有効に防止することができる。
By the way, when the
なお、画像形成装置1は、必ずしも現像器14で転写残留トナーを回収(クリーニング)するクリーナレスシステムを採用したものである必要はなく、トナー帯電制御ブラシ20に代えてクリーニング装置が設けられたものであってもよい。図4〜6は、クリーニング装置が設けられた場合の要部構成例を示す説明図である。
Note that the
図4に示す構成例では、トナー保持器15と帯電器12との間にクリーニング装置17が設けられている。クリーニング装置17は、感光体ドラム11に当接する導電性の回転ブラシ17aと、この回転ブラシ17aに当接する導電性を有した回収ロール17bと、この回収ロール17bに当接するスクレーパー17cとを備えて構成されている。このような構成では、転写残留トナーがトナー保持器15に保持される。そして、保持されずに摺り抜けた転写残留トナーが、トナー保持器15に印加されている−850Vのバイアス電圧による放電によって、正極性(本実施形態ではマイナス)に帯電調整される。この正極性に帯電調整された転写残留トナーは、クリーニング装置17の回転ブラシ17aで機械的に掻き取られて除去される。また、回転ブラシ17aにDC0Vを印加することによって、回転ブラシ17aに電気的に付着することでも除去される。これは、トナー保持器15の通過後の感光体ドラム11の電位が約−400Vとなるため、回転ブラシ17aの電位を0Vにすることで、マイナス極性(正極性)に帯電調整された転写残留トナーが回転ブラシ17aに付着するからである。このようにして、回転ブラシ17aに付着して除去された転写残留トナーは、バイアス電圧が印加された回収ロール17bに移動した後、スクレーパー17cで掻き落とされて回収される。したがって、現像器14で転写残留トナーを回収する必要がない。
In the configuration example shown in FIG. 4, a
また、図5に示す構成例では、トナー保持器15と帯電器12との間のクリーニング装置18が、図4に示した構成例の場合とは異なる。すなわち、図5の例のクリーニング装置18は、感光体ドラム11に当接する導電性の回転ブラシ18aと、この回転ブラシ18aに当接するフリッキングバー18bとを備えて構成されている。なお、回転ブラシ18aには、DC−200VにVAC(Vpp800V)を重層した電圧を印加している。このような構成では、転写残留トナーがトナー保持器15に付着し保持される。そして、保持されずに摺り抜けた転写残留トナーが、回転ブラシ18aに付着して除去される。回転ブラシ18aに付着して除去された転写残留トナーは、フリッキングバー18bで叩き落とされ回収される。したがって、現像器14で転写残留トナーを回収する必要がない。なお、回転ブラシ18aには、前述したDC+ACが印加されているので、正極性、逆極性のいずれの極性の転写残留トナーであっても回収できる。
In the configuration example shown in FIG. 5, the
さらに、図6に示す構成例におけるクリーニング装置19は、感光体ドラム11に当接するクリーニングブレード19aを備えて構成されている。このような構成では、転写残留トナーがトナー保持器15に付着し保持される。そして、保持されずに摺り抜けた転写残留トナーが、クリーニングブレード19aによって掻き取られて除去される。したがって、現像器14で転写残留トナーを回収する必要がない。なお、クリーニングブレード19aの当接力を高くすると感光体ドラム11の短寿命化を招き得るが、詳細を後述するようにトナー保持器15によって放電生成物が除去されるので、クリーニングブレード19aを用いた場合であっても、必要以上にクリーニングブレード19aの当接力を高くする必要がない。
Furthermore, the
また、クリーニング装置を必要としないクリーナレスシステムを採用した場合であっても、必ずしもトナー保持器15とトナー帯電制御ブラシ20との両方を備えている必要はない。図7,8は、本発明に係る画像形成装置の他の要部構成例を示す説明図である。
Further, even when a cleanerless system that does not require a cleaning device is employed, it is not always necessary to include both the
図7に示す構成例では、トナー保持器15のみが設けられ、トナー帯電制御ブラシ20については設けられていない。ただし、トナー保持器15は、電圧印加制御部16による8印加電圧の制御により、保持トナーに対する帯電調整を行い得るようになっている。つまり、トナー保持器15は、トナー保持による放電生成物の除去機能と、トナー帯電調整による転写残留トナーの除去機能とを兼ね備えているのである。このような構成例によっても、感光体ドラム11上の転写残留トナーを回収(クリーニング)しつつ、その感光体ドラム11上から放電生成物の除去することが可能である。
In the configuration example shown in FIG. 7, only the
勿論、一つのトナー保持器15が転写残留トナーの除去機能と放電生成物の除去機能とを兼ね備えるのではなく、図8に示す構成例のように、複数のトナー保持器15を設け、これらのトナー保持器15にそれぞれの機能を分担させるようにしても構わない。
Of course, one
次に、以上のように構成された画像形成装置1における特徴的な構成について説明する。
Next, a characteristic configuration of the
本実施形態における画像形成装置1では、既に説明したように、リフレッシュモード(感光体異物除去モード)を実行する機能を有している。ただし、リフレッシュモードでは、各画像形成ユニット2Y,2M,2C,2Kにおける感光体ドラム11と中間転写ベルト3とを異なる線速度で動作させて、当該感光体ドラム11の表面を清浄化を行うことから、感光体ドラム11と中間転写ベルト3との間に働く摩擦力が大きくなってしまい、感光体ドラム11と中間転写ベルト3の表面にスクラッチが発生するおそれがある。
As described above, the
そこで、本実施形態における画像形成装置1では、リフレッシュモードの実行を指示する動作制御部が、そのリフレッシュモードの実行指示に加えて、感光体ドラム11と中間転写ベルト3との間へのトナー供給を指示するようになっている。この指示により、リフレッシュモードの実行時には、感光体ドラム11と中間転写ベルト3との間へのトナー供給が行われるのである。
Therefore, in the
ここで、感光体ドラム11と中間転写ベルト3との間へのトナー供給を行うための構成について説明する。
Here, a configuration for supplying toner between the
図2〜8のいずれかに示したように、本実施形態の画像形成装置1における各画像形成ユニット2Y,2M,2C,2Kは、中間転写ベルト3上への一次転写後の感光体ドラム11の被帯電面との接触を通じて、その被帯電面における転写残留トナーを保持するトナー保持器15を備えている。そして、保持トナーは、所定タイミングでのトナー吐き出しモードの実施により、感光体ドラム11の被帯電面上に吐き出される。トナー吐き出しモードとは、トナー保持器15が一時保持している転写残留トナーを感光体ドラム11に吐き出すモードのことをいい、電圧印加制御部16によるトナー保持器15への印加電圧の制御を通じて実現されるモードである。トナー吐き出しモードは、非画像形成時、すなわち記録用紙P上にフルカラー画像を印刷出力するための一連の処理動作を行っていないときで、例えば記録用紙P100枚分の画像形成毎といった所定のタイミングで、その実施が行われる。このトナー吐き出しモードによって、感光体ドラム11から吐き出されたトナーが中間転写ベルト3へ転写され、転写ベルトクリーナ7により回収されることになる。
As shown in any of FIGS. 2 to 8, each of the
つまり、リフレッシュモードの実行にあたり、動作制御部は、そのリフレッシュモードの実行指示に加えて、電圧印加制御部16に対してトナー吐き出しモードの実施を指示する。この指示を受けて、電圧印加制御部16は、例えばDC+100Vを−600Vに切り替えるといったように、トナー保持器15に対する印加電圧の切り替えを行って、そのトナー保持器15が保持している転写残留トナーを、感光体ドラム11の被帯電面上に吐き出させる。したがって、感光体ドラム11が回転すると、その感光体ドラム11と中間転写ベルト3との間には、被帯電面上に吐き出されたトナーが供給されることになる。
In other words, in executing the refresh mode, the operation control unit instructs the voltage
また、感光体ドラム11と中間転写ベルト3との間へのトナー供給は、上述したようなトナー吐き出しモードを利用するのではなく、帯電器12、露光器13および現像器14によるトナー像形成を利用しても行うことが可能である。
The toner supply between the
つまり、リフレッシュモードの実行にあたり、動作制御部は、そのリフレッシュモードの実行指示に加えて、帯電器12、露光器13および現像器14に対してトナー供給のためのトナー像形成を指示する。この指示を受けて、帯電器12は感光体ドラム11の被帯電面(表面)を一様に帯電させる。また、露光器13は、予め設定されている所定パターンの像露光を行って、その感光体ドラム11上に静電潜像を形成する。そして、現像器14は、感光体ドラム11上の静電潜像を現像して、その感光体ドラム11の被帯電面上に所定パターンのトナー像を形成する。したがって、感光体ドラム11が回転すると、その感光体ドラム11と中間転写ベルト3との間には、被帯電面上に形成されたトナー像によってトナーが供給されることになる。
That is, when executing the refresh mode, the operation control unit instructs the
なお、現像器14等によるトナー像形成を利用して、感光体ドラム11と中間転写ベルト3との間へのトナー供給を行う場合であれば、トナー吐き出しモードを利用する場合とは異なり、必ずしも転写残留トナーを保持するトナー保持器15を備えていなくともよい。すなわち、現像器14等によるトナー像形成を利用したトナー供給は、クリーナレスシステムを採用した画像形成装置1だけでなく、現在主流である板状ブレードによるクリーニング手段を持つ画像形成装置にも適用することが可能である。
In the case where toner is supplied between the
感光体ドラム11と中間転写ベルト3との間へのトナー供給量は、トナー吐き出しモードを利用する場合、または現像器14等によるトナー像形成を利用する場合のいずれにおいても、感光体ドラム11の被帯電面上におけるトナー量が0.3〜1.0g/mm2程度とすることが考えられる。この程度であれば、十分な供給量であると言えるからである。
The amount of toner supplied between the
感光体ドラム11と中間転写ベルト3との間に供給されたトナーは、その後、感光体ドラム11の被帯電面上から中間転写ベルト3上に転写されて、中間転写ベルト用クリーナ7で回収されることになる。
The toner supplied between the
以上に説明したように、本実施形態の画像形成装置1では、リフレッシュモードの実行時に、感光体ドラム11と中間転写ベルト3との間へのトナー供給を行うように構成されている。つまり、リフレッシュモードの実行時、感光体ドラム11と中間転写ベルト3との間には、供給されたトナーが介在することになる。したがって、リフレッシュモードの実行時に感光体ドラム11と中間転写ベルト3とを異なる線速度で動作させても、その間に介在するトナーが滑材として機能することになるので、トナー供給を行わない場合に比べて、感光体ドラム11と中間転写ベルト3との間の摩擦力を低減させることが可能となり、感光体ドラム11または中間転写ベルト3の表面、特に画像欠陥発生に大きな影響を及ぼす感光体ドラム11の表面にスクラッチが発生してしまうのを抑制することができる。
As described above, the
図9は、感光体ドラムの表面粗さの評価結果の具体例を示す説明図である。図例では、本発明に係る画像形成装置でクリーナレス方式を採用したもの、本発明に係る画像形成装置でクリーナレス方式ではなくブレードクリーニング方式を採用したもの、および従来技術によるものについての評価結果を示している。なお、評価は、A4サイズ連続100枚印刷後にリフレッシュモードを実行し、その場合における感光体表面粗さRzの推移で行っている。また、評価条件は、感光体ドラム11と中間転写ベルト3との線速度が、画像形成時には感光体ドラム;164.2mm/s、中間転写ベルト165mm/s、周速比(中間転写ベルト/感光体ドラム);1.005であるのに対し、リフレッシュモード時には感光体ドラム;132mm/s、中間転写ベルト165mm/s、周速比(中間転写ベルト/感光体ドラム);1.2となる設定で行っている。
この結果より、感光体ドラム11と中間転写ベルト3との間へのトナー供給を行えば、リフレッシュモードの実行時に感光体ドラム11と中間転写ベルト3とを異なる線速度で動作させても、感光体表面粗さRzが荒れてしまうのを抑制し得ることがわかる。つまり、感光体ドラム11と中間転写ベルト3との間にトナーを介在させることにより、感光体ドラム11の表面にスクラッチが発生してしまうのを抑制できるのである。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a specific example of the evaluation result of the surface roughness of the photosensitive drum. In the illustrated example, the evaluation results of the image forming apparatus according to the present invention adopting the cleanerless method, the image forming apparatus according to the present invention adopting the blade cleaning method instead of the cleanerless method, and the prior art. Is shown. Note that the evaluation is performed based on the transition of the photoreceptor surface roughness Rz in the case where the refresh mode is executed after printing 100 sheets of A4 size continuously. Further, the evaluation conditions are that the linear velocity between the
As a result, if toner is supplied between the
このように、本実施形態の画像形成装置1では、リフレッシュモードの実行時に感光体ドラム11と中間転写ベルト3との間へのトナー供給を行うことにより、感光体ドラム11または中間転写ベルト3の表面、特に感光体ドラム11の表面にスクラッチが発生してしまうのを抑制できるので、そのスクラッチに起因する画質欠陥発生についても未然に防止することができる。
As described above, in the
しかも、感光体ドラム11と中間転写ベルト3との間に介在させるトナーには、トナー保持器15が保持する転写残留トナーと同様に、放電生成物の吸着効果が期待できる。したがって、感光体ドラム11と中間転写ベルト3との間にトナーを介在させつつ、感光体ドラム11と中間転写ベルト3とを異なる線速度で動作させて、その感光体ドラム11の被帯電面を清浄化すれば、その被帯電面に付着している放電生成物を良好に除去し得るようになる。つまり、トナーを介在させることで、リフレッシュモードの実行時における放電生成物除去性能が向上することも期待でき、感光体ドラム11の被帯電面への放電生成物付着による画像の白抜け(Deletion)発生を防止する上で非常に有効なものとなる。
In addition, the toner interposed between the
図10は、中間転写ベルトによる放電生成物除去性能の評価結果の具体例を示す説明図である。図例では、感光体ドラム11に対する水の接触角を用いて評価を行う場合を示している。感光体ドラム11に対する水の接触角は、放電生成物の付着量を定量的に測定するための目安となるものである。すなわち、感光体ドラム11の表面では、放電生成物の増加に伴い、撥水性が低下する(親水性となる)。したがって、例えば感光体ドラム11に放電生成物が付着すると表面エネルギーが大きくなり接触角が小さくなるといったように、水の接触角から放電生成物の付着量を一義的に類推できるのである。図例の結果は、感光体と帯電器とのみで放電被爆ドラムを作成し、その後、リフレッシュモードと同様の線速度で感光体と中間転写体を回転させ接触角の回復を調べたものである。図例の結果をみると、感光体と中間転写体との間にトナーを介在させたほう(TNありの場合)が、トナーを介在させない場合(TNなしの場合)に比べて、接触角の回復が早く、放電生成物除去性がよいことがわかる。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a specific example of the evaluation result of the discharge product removal performance by the intermediate transfer belt. In the illustrated example, the evaluation is performed using the contact angle of water with respect to the
また、本実施形態の画像形成装置1では、感光体ドラム11と中間転写ベルト3との間へのトナー供給を行うのにあたり、トナー吐き出しモードを利用するか、あるいは現像器14等によるトナー像形成を利用して、当該トナー供給を行うようになっている。したがって、当該トナー供給を既存の機能を用いて行うことができるので、当該トナー供給のために装置構成が複雑化してしまうのを回避することができる。
Further, in the
特に、トナー吐き出しモードを利用した場合には、トナー保持器15等からの吐き出しトナー、すなわち転写残留トナーを感光体ドラム11と中間転写ベルト3との間へ供給することになるので、その転写残留トナーを有効に活用することになり、トナー消費量の増大化を抑制することができる。
In particular, when the toner discharge mode is used, the toner discharged from the
一方、現像器14等によるトナー像形成を利用した場合であれば、露光器13による像書き込みパターンの変更によって、トナー供給量を容易に調整することができる。したがって、画像形成装置の構成や機能スペック等に応じてトナー供給量を調整するといったことも実現可能となり、汎用性を確保する上で非常に好適なものとなる。
On the other hand, if toner image formation by the developing
なお、本実施形態では、本発明の好適な実施具体例について説明したが、本発明はその内容に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、トナー供給量等については、事前の実験やシミュレーション等で得られる経験則に基づいて予め設定しておけばよく、本実施形態で説明した具体的な態様に限定されるものではない。また、電圧印加制御部16が印加する電圧の大きさ等についても、本実施形態で挙げたものは例示に過ぎず、画像形成装置の構成や機能スペック等に応じて適宜決定すればよい。
In addition, although this embodiment demonstrated the suitable Example of this invention, this invention is not limited to the content, It can change suitably in the range which does not deviate from the summary. For example, the toner supply amount or the like may be set in advance based on an empirical rule obtained by a prior experiment or simulation, and is not limited to the specific mode described in the present embodiment. Further, the magnitude of the voltage applied by the
1…画像形成装置、2Y,2M,2C,2K…画像形成ユニット、3…中間転写ベルト、4Y,4M,4C,4K…一次転写ロール、5…二次転写ロール、6…定着装置、11…感光体ドラム、12…帯電器、13…露光器、14…現像器、14a…現像ロール、15…トナー保持器、15a…基体、15b…弾性部材、15c…不織布、15d…電極、16…電圧印加制御部、20…トナー帯電制御ブラシ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記被帯電面を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段が帯電させた前記被帯電面に静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像が一次転写される中間転写体と、
前記中間転写体上に一次転写されたトナー像を被転写体へ二次転写する転写手段と、
非画像形成時に前記像担持体と前記中間転写体とを異なる線速度で動作させて当該像担持体の被帯電面を清浄化するリフレッシュモードを実行するリフレッシュ実行手段と、
前記リフレッシュ実行手段によるリフレッシュモードの実行時に前記像担持体と前記中間転写体との間へのトナー供給を行うトナー供給手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier having a charged surface;
Charging means for charging the surface to be charged;
An exposure unit that forms an electrostatic latent image on the charged surface charged by the charging unit;
Developing means for developing the electrostatic latent image to form a toner image;
An intermediate transfer member on which the toner image is primarily transferred;
Transfer means for secondary transfer of the toner image primarily transferred onto the intermediate transfer member to the transfer target;
Refresh execution means for executing a refresh mode for cleaning the charged surface of the image carrier by operating the image carrier and the intermediate transfer member at different linear velocities during non-image formation;
An image forming apparatus comprising: a toner supply unit configured to supply toner between the image carrier and the intermediate transfer member when the refresh execution unit executes a refresh mode.
前記トナー保持部材に保持トナーの吐き出しを行わせて前記像担持体の被帯電面上に吐き出されたトナーを、前記中間転写体をクリーニングするクリーニング装置に回収させるクリーニングモードを実行するクリーニング実行手段とを備えるとともに、
前記トナー供給手段は、前記クリーニング実行手段に前記トナー保持部材からの保持トナー吐き出しを行わせることで、前記像担持体と前記中間転写体との間へのトナー供給を行う
ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 A toner holding member for holding transfer residual toner on the charged surface after primary transfer onto the intermediate transfer member through contact with the charged surface;
Cleaning execution means for executing a cleaning mode for causing the toner holding member to discharge the held toner and for the toner discharged on the charged surface of the image carrier to be collected by a cleaning device for cleaning the intermediate transfer member; With
The toner supply unit supplies the toner between the image carrier and the intermediate transfer member by causing the cleaning execution unit to discharge the retained toner from the toner holding member. Item 2. The image forming apparatus according to Item 1.
ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
The toner supply unit supplies toner between the image carrier and the intermediate transfer member by operating the charging unit, the exposure unit, and the developing unit. Image forming apparatus.
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