JP2005140856A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】 電子写真方式の画像形成装置において、経時的に高画質を保つことができ、しかも小型化を図ることができるようにする。
【解決手段】 感光体ドラム2、帯電ローラ10、レーザ露光ユニット12、現像ユニット3、転写搬送ユニット4を備え、感光体ドラム2上の露光位置Cの上流側かつ転写位置Eの下流側に、第1クリーニングローラ9、第2クリーニングローラ11を設けて所定極性および逆極性のトナーを吸着・放出できるようにする。そして、切り換え制御手段を用いて、画像形成時には感光体ドラム2上のトナーを吸着し、画像非形成時には吸着されたトナーを感光体ドラム2上に放出して下流側に搬送し、第1クリーニングローラ9、第2クリーニングローラ11のクリーニングを行うようにする。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain high image quality over time and to reduce the size of an electrophotographic image forming apparatus.
A photoconductor drum 2, a charging roller 10, a laser exposure unit 12, a developing unit 3, and a transfer conveyance unit 4 are provided, on the photoconductor drum 2 upstream of the exposure position C and on the downstream side of the transfer position E. A first cleaning roller 9 and a second cleaning roller 11 are provided so that toners of predetermined polarity and reverse polarity can be adsorbed and released. Then, by using the switching control means, the toner on the photosensitive drum 2 is adsorbed when the image is formed, and the adsorbed toner is discharged onto the photosensitive drum 2 when the image is not formed, and is conveyed to the downstream side. The roller 9 and the second cleaning roller 11 are cleaned.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、電子写真方式による画像形成装置に関する。特に、感光体上の残留トナーを確実に除去できるとともに小型化に適するクリーニング手段を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus. In particular, the present invention relates to an image forming apparatus including a cleaning unit that can reliably remove residual toner on a photoreceptor and is suitable for downsizing.
電子写真方式の画像形成装置、例えばレーザプリンタ、レーザファックス、デジタル複写機などは、感光体を略一様に帯電させ、感光体を露光して画像信号に応じた静電潜像を形成して、現像器により帯電されたトナーを感光体上に供給して顕像化し、そのトナー像を転写紙などの記録媒体に転写し、定着器により定着して画像を形成している。特に、カラー画像を形成するカラー画像形成装置では、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーを用い、色分解された画像信号に基づいて各色のトナー像を複数の感光体上に形成し、それらのトナー像を記録媒体に順次転写するか、あるいは中間転写体に転写して色重ねしてから記録媒体に転写し、その後定着する構成とされる。
従来、このような画像形成装置では、顕像化されたトナー像が完全に転写されることはなく、わずかに未転写トナーが感光体上に残留する。そのような残留トナーと露光位置が重なると、正常な露光がなされず、画像ノイズとなる場合がある。そこで、一般には感光体上の残留トナーを除去し、トナー回収タンクに回収するクリーニング手段を設けている。
しかしながら、近年、装置の小型化が強く要求されており、感光体近傍に大きなスペースを占めていたトナー回収タンクを省略する構成、いわゆるクリーナーレス方式と呼ばれる方式が提案されている。
例えば、特許文献1には、吸引モードでは、感光体上の残留トナーを電位差により吸引し、吐き出しモードでは、電位差により感光体に吸引させるクリーニングローラが設けられ、クリーニングローラから吐き出されたトナーを非動作状態(画像非形成時)の現像ユニットにより回収する画像形成装置が記載されている。この装置によれば、クリーニングローラで残留トナーを回収するものの、非動作状態で吐き出し、現像ユニットに戻すので、トナー回収タンクが不要となるものである。
Conventionally, in such an image forming apparatus, a visualized toner image is not completely transferred, and a slight amount of untransferred toner remains on the photoreceptor. If such residual toner and exposure position overlap, normal exposure may not be performed and image noise may occur. Therefore, generally, a cleaning means is provided for removing residual toner on the photoreceptor and collecting it in a toner recovery tank.
However, in recent years, there has been a strong demand for downsizing the apparatus, and a so-called cleaner-less system has been proposed in which a toner collection tank that occupies a large space near the photoreceptor is omitted.
For example,
しかしながら、上記のような従来の画像形成装置には以下のような問題があった。
残留トナーをクリーニング手段で回収する装置では、トナー回収タンクを設けるため、装置が小型化できないという問題がある。トナー回収タンクを装置の空きスペースに配置し、クリーニング手段で回収したトナーをパイプ搬送してこのトナー回収タンクに導く方式も考えられるが、複雑で高価な搬送機構を設けなければならないという問題がある。
特許文献1に記載の技術では、トナー回収タンクは不要となり、回収したトナーを現像ユニットで再利用できるという長所を備える。しかし、電子写真では転写工程において、帯電されたトナーを感光体から剥離するために転写電圧を印加して放電させるので、逆極性トナーが発生し、それが未転写トナーにも含まれるものである。
特許文献1の装置ではこのような逆極性トナーは吸引できないので、逆極性トナーが感光体上に残留して露光位置に搬送されることになる。したがってこのような残留トナーにより潜像形成が妨げられるという問題がある。
さらに、逆極性トナーは現像ユニットにおいても逆極性のため反発されて回収されないから、経時的に感光体上に蓄積され汚れが進むので、画像品質が劣化していくという問題がある。
また、特許文献1に記載の技術は、複数色の作像装置を一つの転写ベルト上に配置した、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置などに適用できないものである。
タンデム方式では、各色の感光体に未定着トナーが残留するのは単色画像形成装置と同様であるが、2色目以降の転写工程では、前の作像工程で転写された別色のトナーと接触しながらを転写するので、前の作像工程のトナーが感光体にわずかながら付着する。このトナーのほとんどは所定極性なので、別色の現像ユニットでも回収される。その結果、2色目以降の現像ユニットで経時的にトナーの混色が生じ印字品質が劣化するという問題がある。
However, the conventional image forming apparatus as described above has the following problems.
In the apparatus for collecting the residual toner by the cleaning means, there is a problem that the apparatus cannot be miniaturized because the toner collection tank is provided. Although a method of arranging the toner recovery tank in an empty space of the apparatus and conveying the toner recovered by the cleaning means to the toner recovery tank by pipe conveyance is also conceivable, there is a problem that a complicated and expensive conveyance mechanism must be provided. .
The technique described in
Since the reverse polarity toner cannot be sucked by the apparatus of
Further, since the reverse polarity toner is repelled in the developing unit due to the reverse polarity and is not collected, it accumulates on the photoconductor over time and the stain progresses, so that the image quality deteriorates.
The technique described in
In the tandem system, unfixed toner remains on each color photoconductor as in the single-color image forming apparatus. However, in the transfer process for the second and subsequent colors, it contacts the other color toner transferred in the previous image forming process. However, the toner in the previous image forming process slightly adheres to the photoreceptor. Since most of the toner has a predetermined polarity, it is collected even by a developing unit of another color. As a result, there is a problem that in the developing units for the second and subsequent colors, toner color mixture occurs over time and the print quality deteriorates.
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、経時的に高画質を保つことができ、しかも小型化を図ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can maintain high image quality over time and can be downsized.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明では、感光体と、該感光体を略一様帯電させる帯電手段と、該帯電手段で帯電された感光体に静電潜像を形成する露光手段と、所定極性に帯電させたトナーを供給して前記静電潜像を顕像化する現像手段と、該現像手段で形成された感光体上のトナー像を記録媒体に転写して搬送する転写搬送手段とを有する画像形成装置であって、前記感光体上の露光位置の上流側かつ転写位置の下流側に、前記所定極性のトナーの吸着および放出を可能とする第1のクリーニング手段と、前記所定極性と逆極性のトナーの吸着および放出を可能とする第2のクリーニング手段と、前記第1および第2のクリーニング手段におけるトナーの吸着と放出とをそれぞれ切り換える切り換え制御手段とを備え、画像形成時には前記感光体上のトナーを吸着し、画像非形成時には吸着されたトナーを感光体上に放出して下流側に搬送することにより、前記感光体のクリーニングと前記第1および第2のクリーニング手段のクリーニングとを行う構成とする。
この発明によれば、画像形成時に、切り換え制御手段により、転写位置の下流側で感光体上に残留するトナー(以下、単に残留トナーと称する)を、所定極性に帯電されたトナーは第1のクリーニング手段により、所定極性と逆極性に帯電されたトナーは第2のクリーニング手段により、それぞれ吸着して、露光位置の上流側でこれら残留トナーを感光体上から除去できる。その結果、少なくとも露光位置に残留トナーが残ることにより露光が妨げられることがなく、良好な潜像形成を行うことができる。
また、画像非形成持に、切り換え制御手段により、第1および第2のクリーニング手段に吸着された残留トナーを感光体に放出し、感光体により下流側に搬送できるので、第1および第2のクリーニング手段に吸着されたトナーを除去するクリーニングを行うことができる。その結果、第1および第2のクリーニング手段の吸着性能を経時的に良好に保つことができる。
そして、第1および第2のクリーニング手段の近傍にトナー回収タンクなどを設けなくてよいので、感光体まわりの構成をコンパクトなものとすることができる。
In order to solve the above-described problems, in the invention described in
According to the present invention, during the image formation, the switching control means causes the toner remaining on the photoreceptor (hereinafter simply referred to as “residual toner”) on the downstream side of the transfer position to be charged with the first polarity. The toner charged to a polarity opposite to the predetermined polarity by the cleaning means is adsorbed by the second cleaning means, and these residual toners can be removed from the photoreceptor on the upstream side of the exposure position. As a result, the residual toner remains at least at the exposure position, so that exposure is not hindered and a good latent image can be formed.
In addition, since the residual toner adsorbed by the first and second cleaning means can be discharged to the photosensitive member by the switching control means and the downstream side can be conveyed by the photosensitive member when the image is not formed. Cleaning for removing the toner adsorbed by the cleaning means can be performed. As a result, the adsorption performance of the first and second cleaning means can be kept good over time.
In addition, since it is not necessary to provide a toner recovery tank or the like in the vicinity of the first and second cleaning means, the configuration around the photosensitive member can be made compact.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の画像形成装置において、前記第1および第2のクリーニング手段の印加電圧が、0Vから、画像形成時の前記帯電手段の印加電圧までの範囲で設定可能とされた構成とする。
この発明によれば、第1および第2のクリーニング手段の印加電圧を帯電手段の印加電圧に対して相対的に可変することにより、残留トナーの吸着、放出を制御することができる。また印加電圧の可変範囲が0Vから同極性の範囲となるので、切り換え制御手段や高圧電源を安価に製作できる。
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, an applied voltage of the first and second cleaning units ranges from 0 V to an applied voltage of the charging unit during image formation. The configuration can be set by.
According to the present invention, it is possible to control the adsorption and release of the residual toner by changing the applied voltage of the first and second cleaning means relative to the applied voltage of the charging means. Moreover, since the variable range of the applied voltage is from 0 V to the same polarity range, the switching control means and the high voltage power supply can be manufactured at low cost.
請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の画像形成装置において、前記第1および第2のクリーニング手段が、導電性または半導電性を有し、表面および内部にトナーを保持するための空隙が形成されたローラ部材からなる構成とする。
この発明によれば、第1および第2のクリーニング手段が、導電性または半導電性を有するので、電位を可変することにより容易にトナーを吸着または放出することができ、ローラ部材なので、容易かつ安価に製作できる。また表面および内部にトナーを保持するための空隙が形成されているので、感光体に当接しても負荷が少なく、トナーの吸着効率が高い。また例えばクリーニングブレードのような高精度の取付精度を要することなく容易に取り付けることができる。
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, the first and second cleaning means are conductive or semiconductive, and hold toner on the surface and inside. And a roller member in which a gap is formed.
According to the present invention, since the first and second cleaning means have conductivity or semi-conductivity, the toner can be easily adsorbed or released by changing the electric potential, and since it is a roller member, Can be manufactured at low cost. Further, since a gap for holding the toner is formed on the surface and inside, the load is small even when contacting the photoreceptor, and the toner adsorption efficiency is high. Further, for example, it can be easily mounted without requiring a high mounting accuracy like a cleaning blade.
請求項4に記載の発明では、請求項1または2に記載の画像形成装置において、前記帯電手段が、導電性または半導電性を有する帯電ローラからなり、前記第1のクリーニング手段が、導電性または半導電性を有し、表面および内部にトナーを保持するための空隙が形成されたローラ部材からなり、前記第2のクリーニング手段が、前記帯電ローラと離間した位置に平行に設けられた導電性または半導電性を有する給電ローラと、該給電ローラと前記帯電ローラとに巻き掛けられて前記感光体表面に当接して回転駆動され表面および内部にトナーを保持するための空隙が形成されベルト部材とからなる構成とする。
この発明によれば、第2のクリーニング手段が給電ローラと、帯電ローラに巻きかけられて感光体表面に当接するベルト部材からなるので、ベルト部材が感光体表面に幅広く当接することによりトナーの回収効率が向上でき、感光体に強く当接させなくもよいので、感光体の駆動が容易となる。その結果、残留トナーの除去が効率的に行えるとともに、感光体の駆動が円滑に行えるから画質を向上することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, the charging unit comprises a charging roller having conductivity or semiconductivity, and the first cleaning unit is conductive. Alternatively, the second cleaning means is a conductive member provided in parallel to a position separated from the charging roller, and is composed of a roller member having a semiconductivity and having a surface and a gap for holding toner on the inside. Belt having a heat-conducting property or semi-conducting property, and a belt that is wound around the power supply roller and the charging roller and is rotationally driven in contact with the surface of the photosensitive member to hold toner on the surface and inside thereof. It is set as the structure which consists of a member.
According to the present invention, the second cleaning means comprises the power supply roller and the belt member that is wound around the charging roller and contacts the surface of the photosensitive member. The efficiency can be improved and the photosensitive member need not be strongly contacted, so that the photosensitive member can be driven easily. As a result, the residual toner can be efficiently removed and the photosensitive member can be driven smoothly, so that the image quality can be improved.
請求項5に記載の発明では、請求項4に記載の画像形成装置において、前記給電ローラが、前記帯電ローラよりも感光体の下流側に配置され、該給電ローラおよび前記第2のクリーニング手段の印加電圧が、0Vから、画像形成時の前記帯電手段の印加電圧までの範囲で設定可能とされた構成とする。
この発明によれば、給電ローラおよび第2のクリーニング手段の印加電圧を帯電手段の印加電圧に対して相対的に可変することにより、残留トナーの吸着、放出を制御することができる。また印加電圧の可変範囲が0Vから同極性の範囲となるので、切り換え制御手段や高圧電源を安価に製作できる。また、給電ローラおよび第2のクリーニング手段が感光体の帯電電位に影響しないようにすることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fourth aspect, the power supply roller is disposed on the downstream side of the photosensitive member with respect to the charging roller, and the power supply roller and the second cleaning unit The applied voltage can be set in a range from 0 V to the applied voltage of the charging unit during image formation.
According to the present invention, it is possible to control the adsorption and release of the residual toner by changing the applied voltage of the power supply roller and the second cleaning unit relative to the applied voltage of the charging unit. Moreover, since the variable range of the applied voltage is from 0 V to the same polarity range, the switching control means and the high voltage power supply can be manufactured at low cost. Further, it is possible to prevent the power supply roller and the second cleaning unit from affecting the charging potential of the photosensitive member.
請求項6に記載の発明では、請求項1〜5のいずれかに記載の画像形成装置において、前記現像手段が、画像非形成時に前記第1および第2のクリーニング手段から前記感光体上に放出されたトナーを通過せしめるように構成され、前記感光体上に放出されたトナーを前記転写搬送手段上に吸着して回収する構成とする。
この発明によれば、第1および第2のクリーニング手段から放出されたトナーが現像手段を通過して下流側に搬送されるから、残留トナーが現像手段に混入することがない。
また、現像手段を通過したトナーは転写搬送手段上に吸着して回収されるから、再び感光体上に残留することがない。また、感光体上の残留トナーと転写搬送手段上の画像形成にあずからないトナーのクリーニング機構を兼用することができるので、構成を簡素なものとすることができる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the developing unit discharges from the first and second cleaning units onto the photoconductor when no image is formed. The toner is allowed to pass through, and the toner released on the photoconductor is attracted onto the transfer conveying means and collected.
According to the present invention, since the toner released from the first and second cleaning means passes through the developing means and is conveyed downstream, residual toner is not mixed into the developing means.
Further, since the toner that has passed through the developing means is attracted and collected on the transfer conveying means, it does not remain on the photoreceptor again. Further, since the residual toner on the photoconductor and the toner cleaning mechanism which is not involved in image formation on the transfer / conveyance means can be used together, the configuration can be simplified.
請求項7に記載の発明では、請求項6に記載の画像形成装置において、前記現像手段が、1成分非接触現像方式のものである構成とする。
この発明によれば、現像ユニットにトナーを回収することができない1成分非接触現像方式であっても、トナー回収するためのトナー回収タンクなどを設けなくてもよいので、いわゆるクリーナーレス方式を実現でき、小型化を図ることできる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the sixth aspect, the developing means is of a one-component non-contact developing type.
According to the present invention, a so-called cleaner-less system can be realized because it is not necessary to provide a toner collection tank for collecting toner even if the developing unit cannot collect toner in the one-component non-contact developing system. And miniaturization can be achieved.
請求項8に記載の発明では、請求項6または7に記載の画像形成装置において、前記感光体、前記帯電手段、前記現像手段ならびに前記第1および第2のクリーニング手段それぞれ含む複数の作像部が設けられ、前記転写搬送手段がそれらに共通して一つ設けられた構成とする。
この発明によれば、感光体、帯電手段、現像手段ならびに第1および第2のクリーニング手段を含む作像部を複数備え、転写搬送手段を共通化した複数色の印字が可能なカラー画像形成装置を形成することができ、その際、それぞれの作像部に、トナー回収タンクを設ける必要がないので、装置を小型化することができる。
また、一つの作像部で形成されたトナー像から他の作像部の感光体にトナーが付着し、それが残留トナーとなる場合でも、それが転写搬送手段を上に回収されるから、現像手段内でトナーが混色しないようにすることができる。
According to an eighth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the sixth or seventh aspect, a plurality of image forming units each including the photoconductor, the charging unit, the developing unit, and the first and second cleaning units. And the transfer conveying means is provided in common with them.
According to the present invention, a color image forming apparatus that includes a plurality of image forming units including a photosensitive member, a charging unit, a developing unit, and first and second cleaning units, and is capable of printing in a plurality of colors with a common transfer conveyance unit. In this case, since it is not necessary to provide a toner collection tank in each image forming unit, the apparatus can be miniaturized.
In addition, even when toner adheres to the photoreceptor of the other image forming unit from the toner image formed in one image forming unit and becomes residual toner, it is recovered on the transfer conveying means, It is possible to prevent toner from being mixed in the developing means.
本発明の画像形成装置によれば、転写位置から露光位置までの間の感光体上の残留トナーを、その極性ごとに第1、第2のクリーニング手段により吸着し、画像非形成時に放出することができるから、露光時の感光体表面をきれいにすることができ、経時的に高画質を維持することできるという効果を奏する。
また、それらクリーニング手段の近傍にトナー回収タンクなどを設けなくても画像非形成時にそれらクリーニング手段に吸着されたトナーを感光体下流側に放出することができるので、装置を小型化することができるという効果を奏する。
According to the image forming apparatus of the present invention, the residual toner on the photoconductor from the transfer position to the exposure position is adsorbed by the first and second cleaning means for each polarity and is released when the image is not formed. Therefore, it is possible to clean the surface of the photoconductor during exposure and to maintain high image quality over time.
Further, the toner adsorbed by the cleaning unit can be discharged to the downstream side of the photoconductor when the image is not formed without providing a toner recovery tank or the like in the vicinity of the cleaning unit, so that the apparatus can be downsized. There is an effect.
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。なおすべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の主要部の概略構成を説明するための模式説明図である。図2は、その制御部の概略構成を説明するための制御ブロック図である。
本実施形態の画像形成装置1は、画像信号に応じて変調されたレーザビームを走査露光して、乾式電子写真方式により紙やプラスチックシートなどの印字媒体8(記録媒体)への印字を行うことができるもので、レーザプリンタ、レーザファックス、デジタル複写機など、あるいはその一部として用いることができるものである。
画像形成装置1の概略構成は、図1、2に示したように、レーザ露光ユニット12(露光手段)、作像部20、給紙搬送部(不図示)、転写搬送ユニット4(転写搬送部)および定着部(不図示)と、駆動手段55、検知手段56、コントローラ50、操作部51および画像信号入力部52と、それらを一体に保持するための装置本体(不図示)とからなる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In all the drawings, even if the embodiments are different, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram for explaining a schematic configuration of a main part of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a control block diagram for explaining a schematic configuration of the control unit.
The
As shown in FIGS. 1 and 2, the schematic configuration of the
レーザ露光ユニット12は、微小スポットに結像されたレーザビーム12aを後述する感光体ドラム2(感光体)の露光位置Cにおいて回転軸に平行な直線上を一定方向に走査するものである。そして、画像信号入力部52に入力された入力信号Diが、画像処理や装置のシーケンス制御などの諸制御を行うコントローラ50に入力されると、出力画像信号Doが生成されてレーザ露光ユニット12に入力され、それにしたがって変調されたレーザビーム12aが露光位置Cに出射されるようになっている。
The
作像部20は、図1の矢印方向に所定線速で回転される円筒状金属ドラムの表面に光導電性を有する半導体層などが形成された感光体ドラム2の外周に沿って、現像ユニット3(現像手段)、第1クリーニングローラ9(第1のクリーニング手段)、帯電ローラ10(帯電手段)、第2クリーニングローラ11(第2のクリーニング手段)が配置されてなる。
以下、感光体ドラム2上の相対位置を表現する際、回転方向側を下流側、反回転方向側を上流側と称する。
本実施形態では、感光体ドラム2の基体である金属ドラムが接地され、表面電位である感光体電位VDが、VD=−1350(V)とされる。そして、画像領域に出力画像信号Doに基づいてレーザビーム12aが露光されると、露光部分の電荷が放電され、露光電位VI(ただし、|VD|≧|VI|)となる構成とされる。例えば2値画像記録の場合は、露光電位VIは、0〜−100V程度の暗電位となる構成される。
The
Hereinafter, when expressing the relative position on the
In the present embodiment, the metal drum that is the base of the
現像ユニット3は、所定色を有する粉体のトナーTを摩擦帯電させて、負電荷を帯びさせ、露光により露光電位VIに落とされることで非露光部分に対して相対的に正電位とされた露光部分にトナーTを供給して、それを付着させるものである。
現像ユニット3内には、トナーTと、トナーTを攪拌して帯電させる攪拌翼3dと、帯電したトナーTを現像ローラ3a側に搬送する供給ローラ3bと、供給ローラ3bで供給されたトナーTをその帯電電荷によるクーロン力で表面に付着させることにより感光体ドラム2近傍に搬送する現像ローラ3aと、現像ローラ3a上でトナーTの層厚を一定厚さに規制するための現像ブレード3cとが設けられる。攪拌翼3d、供給ローラ3b、現像ローラ3aは、それぞれ図1の矢印方向に回転される。
現像ローラ3aは、そのローラ表面が感光体ドラム2から距離dだけ離間されるとともに、感光体ドラム2上における露光位置Cから上流側に所定距離離された現像位置Dで対向するように配置される。そして、現像用高圧電源60(図2参照)と接続され、画像形成時に所定タイミングで、その表面のトナーTを感光体ドラム2上に向けて距離d移動させるため、直流バイアス電位VBに高周波AC電圧VACを重畳して現像電位Vdとなる電圧が印加される構成とされる
本実施形態では、VB=−250(V)、VAC=1.8(kVp-p)とされる。またVACの周波数は、2(kHz)である。
Developing
In the developing
The developing roller 3a is disposed such that the roller surface is separated from the
現像位置Dの下流側の転写位置Eには、後述する転写搬送ユニット4が当接されている。そして、不図示の給紙搬送部により、印字媒体8が所定のタイミングで転写位置Eに給紙されるようになっている。
転写搬送ユニット4は、内周部に配置された複数のローラにより一方向に回転駆動可能とされた転写ベルト7と、転写ベルト7を感光体ドラム2と転写位置Eで当接させるように保持する転写ローラ6と、転写ベルト7にクリーニングブレード5aを当接して転写ベルト7の表面の付着物をかき落とし、かき落とした付着物を回収するスペースを備える転写ベルトクリーニングユニット5とを備える。
転写ベルト7の材質は、印字媒体8を挟んで感光体ドラム2と対向したとき、裏面に当接された転写ローラ6に印加された転写電圧VTにより感光体ドラム2上のトナーTを吸引できるようにした誘電体シートとされる。
転写ローラ6は、例えば金属製の回転軸に、導電性または半導電性の合成ゴムなどでローラ部が形成された構成を備え、回転軸には、転写用高圧電源61(図2参照)が接続され、ローラ部の表面電位を制御できるようになっている。
転写電圧VTは、印字媒体8の材質、厚さなどにより、最適値が異なるが、概ね、+1000V以上とされる。
なお、本明細書で半導電性とは、抵抗値が、104Ω〜1010Ω程度の導電性を有するものとする。また導電性とは、これより小さい範囲の抵抗値を有するものをいう。
A
The transfer / conveying
The material of the
The
The transfer voltage VT has an optimum value depending on the material and thickness of the
In this specification, semi-conductive means that the resistance value is about 10 4 Ω to 10 10 Ω. Conductivity means a material having a resistance value in a smaller range.
第1クリーニングローラ9は、導電性を有し、適宜の剛性を備える回転軸の外周に、少なくとも主走査方向の有効画像幅以上に延ばされた所定径のローラ部を備えるローラ部材である。そして、ローラ部は、導電性または半導電性を有し、表面および内部にトナーTを保持するための空隙が形成される材質で構成される。
第1クリーニングローラ9の配置位置は、転写位置Eの下流側の第1クリーニング位置Fで、ローラ表面が感光体ドラム2と当接される位置とされる。
そして、駆動手段55(図2参照)により感光体ドラム2と同線速で回転され、回転軸にクリーニング用高圧電源58(図2参照)が接続され、コントローラ50の制御信号SCL1により、所定タイミングで、クリーニング電位VCL1となるように電圧が印加されるようになっている。
回転軸の材質としては、例えば金属軸、導電性合成樹脂などが採用できる。ローラ部の材質としては、導電性または半導電性を有するナイロン繊維などを回転軸に静電植毛したブラシローラ状のもの、同様のナイロン繊維を布地化した織物を帯状に巻き付けたもの、または導電性または半導電性の合成樹脂からなる多孔質発泡体をローラ状に成形したスポンジローラ状のものなどを好適に採用できる。スポンジローラ状の材質は適宜の感光体ドラム2に柔軟に当接して、所定の接触幅を維持するために、適宜の弾性を備えることが好ましい。このように第1クリーニングローラ9が柔軟に感光体ドラム2に当接することにより、例えばクリーニングブレードなどのように高精度に位置決めしなくてもすぐれたクリーニング特性が得られるようにすることができるという利点がある。
なお、図示していないが、従来、帯電手段の上流に配置されていた、前工程の感光体の電位を落としておくための除電器は、第1クリーニングローラ9の上流側に配置される。
The
The arrangement position of the
Then, it is rotated at the same linear speed as the
As a material of the rotating shaft, for example, a metal shaft, conductive synthetic resin, or the like can be adopted. The material of the roller part is a brush roller shape in which conductive or semiconductive nylon fibers are electrostatically implanted on the rotating shaft, a similar woven fabric made of nylon fibers wrapped in a band shape, or conductive For example, a sponge roller-like product obtained by forming a porous foam made of a conductive or semiconductive synthetic resin into a roller shape can be suitably used. It is preferable that the sponge roller-like material has appropriate elasticity in order to flexibly contact the appropriate
Although not shown, a static eliminator for lowering the potential of the photoconductor in the previous process, which is conventionally arranged upstream of the charging means, is arranged upstream of the
帯電ローラ10は、画像形成時に、感光体ドラム2の表面電位を感光体電位VDとするためのもので、金属軸に、導電性を付与した弾性体によりローラ部を形成して構成され、第1クリーニング位置Fの下流側の帯電位置Aで感光体ドラム2と当接される。そして不図示の軸受により回転支持され、駆動手段55(図2参照)により感光体ドラム2と同線速で回転可能とされる。さらに、例えばばねなどの付勢手段により軸受を押圧することにより、帯電ローラ10が感光体ドラム2に対して所定荷重で押し当てられる。所定荷重は、ローラの材質により異なるが、例えば約2N〜50Nの値を好適に採用することができる。
その結果、ローラ部が変形して感光体ドラム2に対して周方向に所定幅で当接するNIP部が形成され、コントローラ50の制御信号Schにより所定タイミングで帯電ローラ10を帯電手段電位VchとするDC電圧が印可されたとき、感光体ドラム2を感光体電位VD(=Vc)に帯電できるようになっている。ローラ部の抵抗値は、例えば1MΩ程度とすることが好ましい。
ここで、円弧FAの長さは、第1クリーニングローラ9と帯電ローラ10とが接触しない範囲とする。第1クリーニングローラ9の近傍には、第1クリーニングローラ9に付着するトナーを回収するためのトナー回収タンクなどがないので、円弧FAは、ローラ径の寸法に応じて比較的近接させることができる利点がある。
The charging
As a result, the roller portion is deformed to form an NIP portion that contacts the
Here, the length of the arc FA is set so that the
第2クリーニングローラ11は、第1クリーニングローラ9と同様の構成を有し、帯電位置Aの下流側であって、露光位置Cの上流側の第2クリーニング位置Bで、ローラ表面が感光体ドラム2と当接するように配置される。そして、駆動手段55により感光体ドラム2と同線速で回転され、回転軸にクリーニング用高圧電源59(図2参照)が接続され、コントローラ50の制御信号SCL2により、所定タイミングで、クリーニング電位VCL2となるように電圧が印加されるようになっている。
ここで、円弧ABの長さは、帯電ローラ10と第2クリーニングローラ11とが接触しない範囲とする。第2クリーニングローラ11の近傍には、第2クリーニングローラ11に付着するトナーを回収するためのトナー回収タンクなどがないので、円弧ABは、ローラ径の寸法に応じて比較的近接させることができる利点がある。
The
Here, the length of the arc AB is set in a range where the charging
定着部は、トナー像が転写され、転写搬送ユニット4により搬送された印字媒体8を熱定着するためのローラ対からなる。
駆動手段55は、レーザ露光ユニット12を除く可動部を駆動するためのもので、少なくとも1つのモータ、その制御回路および駆動伝達機構などからなる。
検知手段56は、駆動手段55の駆動制御を行うために所定位置に配置された種々のセンサからなる。
コントローラ50は、所定のプログラムがロードされた少なくとも1つのマイクロコンピュータからなり、データの入出力、検知信号Sdetの入力、各種制御信号の入出力が可能とされる。また、コントローラ50は、帯電用高圧電源57、クリーニング用高圧電源58、クリーニング用高圧電源59、現像用高圧電源60、転写用高圧電源61に対して、それぞれ制御信号Sch、SCL1、SCL2、Sd、STを出力し、それぞれの高圧電源をスイッチングして、所望の高電圧を出力できるようになっている。このため、コントローラ50は、これら高圧電圧の切り換え制御手段を兼ねているものである。
操作部51は、ユーザ操作可能な制御情報を入力したり、装置の設定情報や稼働情報を表示したりするためのもので、コントローラ50に対して操作制御信号Sop、表示信号Sdspを授受するものである。例えばプリンタであれば、オンライン、オフラインの制御を可能とするボタンや、印字状況を表示する液晶ディスプレイなどを備えた入出力デバイスである。
画像信号入力部52は、入力信号Diをコントローラ50に受け渡すためのインターフェースを構成するもので、例えばプリンタの場合は、パラレルポートやLANボードなどからなる。また、デジタル複写機などでは、スキャナ部と接続してデータを授受する適宜の内部インターフェースであってもよい。
The fixing unit includes a roller pair for thermally fixing the
The driving means 55 is for driving the movable part excluding the
The
The
The
The image
本実施形態の画像形成装置1の動作について説明する。
画像形成装置1の全般的な動作は周知のプリンタなどの動作と共通なので適宜説明を省略し、帯電、クリーニングなどの動作を中心として説明する。
画像形成装置1の動作は、印字モード(画像形成時)とクリーニングモード(画像非形成時)とを有する。
図3は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の印字モードにおける作像部などの電位関係を説明するためのタイミングチャートである。図4は、同じくクリーニングモードにおける作像部などの電位関係を説明するためのタイミングチャートである。
An operation of the
Since the general operation of the
The operation of the
FIG. 3 is a timing chart for explaining the potential relationship of the image forming unit and the like in the print mode of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a timing chart for explaining the potential relationship of the image forming unit and the like in the cleaning mode.
図3に示したように、時刻t0に、操作部51や画像信号入力部52を通して印字開始信号(不図示)がコントローラ50に入力されると、制御信号SCL1によりクリーニング用高圧電源58の電圧が印加され、第1クリーニング電位VCL1が、VCL1=V1=−700(V)とされ、制御信号Schにより帯電用高圧電源57の電圧が印加され、帯電手段電位Vchが、Vc=V2=−1350(V)とされる。同時に、駆動手段55が作動して、感光体ドラム2などの可動部が回動する。給紙搬送部では、所定タイミングで、給紙動作を行い、印字媒体8を感光体ドラム2に向けて搬送する。
所定タイミングは、不図示のレジストローラなどにより、印字媒体8の先端と、白抜けを含む画像先端が転写位置Eにおいて同期するタイミングとされる。
As shown in FIG. 3, when a print start signal (not shown) is input to the
The predetermined timing is a timing at which the leading edge of the
不図示の除電器が点灯され、帯電ローラ10で略一様帯電できるように、第1クリーニングローラ9の上流側において前工程の電位が暗電位に落とされる。
第1クリーニングローラ9は、VCL1=V1<0なので、感光体ドラム2上に残留したトナーTのうち、正帯電トナー(逆極性トナー)を吸引し、ローラ部の空隙内に保持する。一方、残留したトナーTのうち、負帯電トナー(所定極性トナー)は、反発され、第1クリーニングローラ9下を通過して下流側に搬送される。
A static eliminator (not shown) is turned on, and the potential of the previous process is dropped to a dark potential on the upstream side of the
Since V CL1 = V 1 <0, the
帯電ローラ10は、感光体ドラム2の表面をVD(=V2)となるように負帯電させる。V2>V1なので、負帯電トナーが帯電ローラ10に吸引されず、帯電ローラ10下を通過して下流側に搬送される。また、第1クリーニングローラ9により正帯電トナーが除去されているから、帯電ローラ10に残留トナーが吸引されて付着し、ローラ表面が汚れることはない
The charging
一方、第2クリーニングローラ11は、電圧が印加されないので0Vとなっているが、第2クリーニング位置Bでは、感光体電位VD=V2>0とされているので、第2クリーニングローラ11が感光体ドラム2に対して相対的に高い電位となり、負帯電トナーが第2クリーニングローラ11に吸着される。したがって、第2クリーニング位置Bの下流側では、正負いずれの極性のトナーも、感光体ドラム2上から除去される。
On the other hand, the voltage of the
停止時に帯電位置Aに位置した感光体ドラム2表面が少なくとも露光位置Cを通過した時刻t1において、ゲート信号SgがHレベルからLレベルとされて露光が開始される。すなわち画像信号Doにより変調されたレーザビーム12aが露光位置C上を主走査方向に反復走査され、同時に感光体ドラム2が回転することで、感光体ドラム2が面状にラスタスキャンされ、露光部のみが暗電位に落とされた静電潜像が形成される。
At the time t 1 when the surface of the
そして、感光体ドラム2が露光位置Cから現像位置Dに移動する時間よりわずかに早い時刻t2において、コントローラ50から制御信号Sdが出力され、現像用高圧電源60により現像ローラ3aに現像電圧Vdが印加される。現像電圧Vdは、直流バイアス電圧VBに、AC電圧VACが重畳されることにより、V4=+250(V)、V5=−750(V)の間で変動される。
その結果、露光により感光体電位VDが落とされた感光体ドラム2の露光部分と現像ローラ3aとの間に負帯電トナーが感光体ドラム2に向けて移動できる電界が形成される。そして、暗電位に落とされた露光部に対向する現像ローラ3aの表面から負帯電のトナーTが感光体ドラム2に向けて移動し、静電潜像が顕像化される。
Then, the
As a result, the electric field negatively charged toner to move toward the
次に、感光体ドラム2が現像位置Dから転写位置Eに移動する時間よりわずかに早い時刻t3において、コントローラ50から制御信号STが出力され、転写用高圧電源61により転写ローラ6に転写電圧VT=V3>0が印加される。そして、転写位置Eでは、画像先端位置に同期して到達した印字媒体8が転写ローラ6と感光体ドラム2との間に挟まれて搬送され、感光体ドラム2上のトナー像が印字媒体8側に吸引される。転写電圧VTは、少なくとも露光部が現像位置Dを通過するまで(時刻t5)印加され、転写電圧VTは、印字媒体8後端が転写位置Eを通過する時刻t6まで印加される。その後、連続印字しない場合は、時刻t7において、第1クリーニング電位VCL1、帯電手段電位Vchがオフされる。
このようにして、顕像化されたトナー像が印字媒体8に転写される。印字媒体8は、定着部に搬送され、トナー像が定着され、画像印字が終了される。
転写後、感光体ドラム2表面には、ある程度の未転写トナーが残留するが、第1クリーニングローラ9、第2クリーニングローラ11の作用により、露光位置Cに到達することなくそれぞれのローラに吸着される。
Then, in a slightly earlier time t 3 from the time the
In this way, the visualized toner image is transferred to the
After transfer, a certain amount of untransferred toner remains on the surface of the
このように本実施形態の印字モードでは、感光体ドラム2上の残留トナーがその極性によらず、露光前までに除去されるものである。したがって、露光位置Cにおいて、感光体ドラム2表面が清浄に保たれ、残留トナーが露光を妨げないために、高画質の潜像形成を行うことができる。
As described above, in the printing mode of the present embodiment, the residual toner on the
次に、本実施形態のクリーニングモードについて説明する。
クリーニングモードは、印字モードの間に第1クリーニングローラ9および第2クリーニングローラ11に吸着されたトナーTを回収するためのモードである。そして、印字媒体8を搬送させない状態で、感光体ドラム2、転写ベルト7などの可動部を同期して行うものである。
クリーニングモードは、印字モードの前後、または、複数の印字モードの間に適宜のタイミングで実行する。適宜のタイミングは、第1クリーニングローラ9、第2クリーニングローラ11が吸着可能なトナーの量や稼働実績などに応じて決めることができる。例えば、十分な量が吸着できれば電源投入時のみとしてもよく、タイマーや通紙カウンターにより、所定時間ごとまたは所定通紙枚数ごとに設定してもよい。
なお現像ユニット3は、現像電圧Vdをオフして、トナーTの現像を行わないので、現像ローラ3aなどの可動部は動作させてもさせなくてもよい。
Next, the cleaning mode of this embodiment will be described.
The cleaning mode is a mode for collecting the toner T adsorbed by the
The cleaning mode is executed at an appropriate timing before and after the printing mode or between a plurality of printing modes. The appropriate timing can be determined according to the amount of toner that can be adsorbed by the
Incidentally developing
図4において、時刻t10は、クリーニング開始タイミングである。
時刻t10では、第1クリーニング電位VCL1=V11=−700(V)、帯電ローラ電圧Vch=V12=−1350(V)とする。そして、感光体ドラム2が1周以上回転する時刻t11までその状態で感光体ドラム2、転写ベルト7を回転させる。このとき、転写電圧VTはオフ(VT=0(V))しておき、除電器はオンしておく。
この期間では、すべての残留トナーがあらためて第1クリーニングローラ9、第2クリーニングローラ11に吸着される。
そして、時刻t11で、制御信号SCL1、Sch、SCL2をコントローラ50により切り換え、第1クリーニング電位VCL1と帯電手段電位Vchとをオフし(VCL1=Vch=0(V))、第2クリーニング電位VCL2=V13=−1350(V)とする。
すると第1クリーニングローラ9に吸着された正帯電トナーは、負帯電された感光体ドラム2に向けて吸引されるため、感光体ドラム2上に放出される。そして、帯電ローラ10下を通過する。
一方、第2クリーニングローラ11は、負帯電されるので、通過しようとする正帯電トナーを吸着するとともに、負帯電トナーを感光体ドラム2に放出する。そして、第2クリーニング位置Bの下流側の感光体電位をVD=V13に帯電させる。その際、帯電位置Aから第2クリーニング位置Bまで感光体ドラム2が進むわずかな時間は、その領域が帯電ローラ10で帯電された負電位が残留するから、第2クリーニングローラ11と感光体ドラム2との接触により負帯電トナーが放出される。しかしそれを過ぎると、帯電ローラ10による帯電が終了し、第2クリーニングローラ11と感光体ドラム2との間には、電位差が生じて、負帯電トナーが確実に放出される。
4, time t 10 is a cleaning start timing.
At time t 10, the first cleaning potential V CL1 = V 11 = -700 ( V), and the charging roller voltage V ch = V 12 = -1350 ( V). Then, the
During this period, all residual toner is again attracted to the
At time t 11 , the control signals S CL1 , S ch , and S CL2 are switched by the
Then, the positively charged toner adsorbed by the
On the other hand, since the
時刻t11における第2クリーニング位置Bが移動して転写位置Eに到達する時刻t12には、転写ローラ6に転写電圧VT=V14=+500(V)が印加される。それにより、第2クリーニングローラ11から放出された負帯電トナーが転写ベルト7に吸着される。
そのようにして、第1クリーニングローラ9から正帯電トナーがすべて放出されて第2クリーニングローラ11に吸着され、第2クリーニングローラ11に吸着保持されていた負帯電トナーがすべて転写ベルト7に吸着される時刻t13まで駆動を続ける。この時間は、トナー吸着容量などにもよるが、第1クリーニングローラ9、第2クリーニングローラ11の数回転分以上が好適である。
At time t 12 the second cleaning position B at time t 11 reaches the transfer position E moves, the transfer voltage V T = V 14 = + 500 (V) is applied to the
In this way, all the positively charged toner is discharged from the
そして、時刻t13において、第1クリーニングローラ9、帯電ローラ10、第2クリーニングローラ11の電位を時刻t10〜t11までと同じ状態に切り換える。さらに、時間(t12−t11)経過した時刻t14において、転写ローラ6に転写電圧VT=V15=−500(V)を印加する。その結果、第2クリーニングローラ11は、印字モードと同様に負帯電トナーを吸着し、正帯電トナーを放出する状態となり、時刻t11〜t13までに吸着した正帯電トナーを感光体ドラム2に放出するものである。
そして、現像電圧Vdが0Vのため、正負帯電トナーが現像ユニット3に移動することはなく、そのまま感光体ドラム2上に付着したまま、現像ユニット3を通過する。
それらトナーが、時刻t14において転写位置Eに到達すると、極性が切り換えられた転写ローラ6の作用により、転写ベルト7に吸着される。そして、時間(t13−t11)が経過した時刻t15において、転写電圧VTをオフする。
このようにして、第1クリーニングローラ9、第2クリーニングローラ11に吸着された残留トナーがすべて感光体ドラム2により搬送されて、転写ベルト7に吸着される。
そして、転写ベルト7に吸着された残留トナーは、転写ベルト7に搬送されて、クリーニングブレード5aで表面からかき落とされ、転写ベルトクリーニングユニット5内に回収される。
以上でクリーニングモードが終了する。
Then, at time t 13, the
Since the developing voltage Vd is 0 V, the positively and negatively charged toner does not move to the developing
They toner reaches the transfer position E at time t 14, by the action of the
In this way, all residual toner adsorbed by the
The residual toner adsorbed on the
This completes the cleaning mode.
以上に説明したように、本実施形態の画像形成装置1によれば、印字モードでは、感光体ドラム2上の残留トナーをその帯電極性によらず、露光位置Cに至るまでに吸着して、高画質を保つことができる。またクリーニングモードでは、吸着した残留トナーをすべて転写搬送ユニット4の転写ベルト7に吸着させ、転写ベルト7のクリーニング機構である転写ベルトクリーニングユニット5により一緒に回収することができる。したがって、第1クリーニングローラ9、第2クリーニングローラ11の近傍にトナー回収タンクなどを配置することなく、感光体ドラム2のクリーニングを行うことができる。
その結果、感光体ドラム2回りの部品配置スペースに余裕ができ、作像部20を小型化することができる。
As described above, according to the
As a result, there is room in the component arrangement space around the
次に、本発明の実施形態の第1変形例について説明する。
図5は、本実施形態の第1変形例の概略構成を説明するための作像部の模式説明図である。
上記の実施形態では、帯電ローラ10の上流で正帯電トナーを吸着し、帯電ローラ10の下流で負帯電トナーを吸着するようにしたが、第1変形例は、図5に示したように、図1の作像部20において、帯電ローラ10と第2クリーニングローラ11との位置関係を逆転させて、帯電ローラ10の上流側で正負帯電トナーを吸着するようにしたものである。ローラ配置以外は、上記実施例と同様なので、詳細な動作は省略する。例えば、配置位置の変更に伴い、図3、4のタイミングチャートの各時刻が若干ずれるが、相対的な関係は同様であり、その変更はきわめて容易である。
この場合、帯電位置Aが露光位置Cに隣接するので、露光までの間の感光体電位VDの減衰量を抑えることができるので、より高画質が得られるという利点がある。
Next, a first modification of the embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is a schematic explanatory diagram of an image forming unit for explaining a schematic configuration of a first modification of the present embodiment.
In the above embodiment, the positively charged toner is adsorbed upstream of the charging
In this case, since the charging position A is adjacent to the exposure position C, it is possible to suppress the attenuation of the photosensitive member potential V D of until exposure, there is an advantage that higher quality can be obtained.
次に第2変形例について説明する。
本変形例は、特に図示しないが、図5において、第1クリーニングローラ9と第2クリーニングローラ11との配置を交換したものである。この作用効果は、第2クリーニングローラ11により先に負帯電トナーを吸着させてから、第1クリーニングローラ9で正帯電トナーを吸着させるようにした以外は第1変形例と同様である。したがって、図3、4の動作順序は入れ替えが必要となるが、その入れ替えは自明であるから説明を省略する。
Next, a second modification will be described.
Although this modification is not particularly illustrated, the arrangement of the
次に第3変形例について説明する。
図6は、本実施形態の第3変形例の概略構成を説明するための作像部の模式説明図である。
本変形例は、上記実施形態の帯電ローラ10、第2クリーニングローラ11に代えて、帯電ローラ13と給電ローラ14を設け、それぞれ第1クリーニング位置Fの下流側の帯電位置A、給電ローラ位置Iに配置し、帯電ローラ13(帯電手段)と給電ローラ14とにクリーニングベルト15(第2クリーニング手段)を巻き掛けた構成としたものである。
帯電ローラ13は、帯電ローラ10と同様な構成を備えるが、感光体ドラム2とはクリーニングベルト15を介して押圧されるので、その弾性の大きさや、表面性は、クリーニングベルト15を駆動するために必要なものとすればよく、放電のNIP部を形成するよりも、広範囲な値とすることができる利点がある。
給電ローラ14は、金属などの剛性と導電性を有する回転軸に導電性または半導電性を付与した弾性体もしくは発泡弾性体でローラ部形成したもので、クリーニング用高圧電源59により電圧を印加して第2クリーニング電位VCL2とすることができる構成とされる。
Next, a third modification will be described.
FIG. 6 is a schematic explanatory diagram of an image forming unit for explaining a schematic configuration of a third modification of the present embodiment.
In this modification, instead of the charging
The charging
The
クリーニングベルト15は、導電性または半導電性を付与したナイロン繊維などの合成繊維を布地化した織物を帯状にして、繊維間にトナーを吸着するための空隙を設けた構成を採用することができる。そして、帯電ローラ13と給電ローラ14とに巻き掛けられたとき、少なくとも帯電位置Aから給電ローラ位置Iまでの間で感光体ドラム2の表面に密に当接されながら感光体ドラム2と同線速で移動されるものである。
なお、帯電とクリーニングとを効率よく行うには、クリーニングベルト15の抵抗値は、ベルト厚み方向の抵抗値に対する帯電ローラ13と給電ローラ14との間の周方向の抵抗値との比が10以上であることが望ましい。また、帯電ローラ13と給電ローラ14との間の抵抗値の絶対値は108Ω以上であることが望ましい。
体積抵抗率が略一様である場合は、厚み方向と長さ方向(周方向)との抵抗値の比は長さ(厚さ)に略比例するから、ローラ間距離を厚みの10倍以上とすればよく、そのように構成することは容易である。例えば、上記のように布地化された合成繊維で製作した場合は、体積抵抗率が比較的一様となるものである。
一方、クリーニングベルト15を植毛あるいは毛織物などによりブラシ状のベルト面を構成することも可能であるが、その場合、厚み方向が繊維方向となるため、抵抗値が低く、ベルト周方向は繊維が独立しているために抵抗値が高くなる。したがって、この場合にも容易に上記の抵抗値の条件を満足させることができる。
The cleaning
In order to efficiently perform charging and cleaning, the resistance value of the cleaning
When the volume resistivity is substantially uniform, the ratio of the resistance value between the thickness direction and the length direction (circumferential direction) is substantially proportional to the length (thickness). And such a configuration is easy. For example, in the case where the synthetic fiber is formed as described above, the volume resistivity is relatively uniform.
On the other hand, the cleaning
このような構成によれば、図3、4の帯電手段電位Vch、第2クリーニング電位VCL2となるようにそれぞれ帯電ローラ13、給電ローラ14に電圧を印加することにより、同様の作用効果を発揮することができる。
その際、残留トナーは、クリーニングベルト15に吸着されるので、帯電ローラ13を比較的小径としても、トナー吸着容量を大きくすることができるから、クリーニングモードを行う間隔を低減できるという利点がある。また、帯電ローラ13を小径とできるので作像部20を小型化することができるという利点がある。
また、クリーニングベルト15を用いることにより、感光体ドラム2に柔軟に当接することができるので、駆動負荷を低減できるという利点がある。
また、帯電ローラ13が直接残留トナーに接触しないので、帯電性能が劣化することがなく、長寿命とすることができる利点がある。
According to such a configuration, by applying a voltage to the charging
At that time, since the residual toner is adsorbed to the cleaning
Further, since the cleaning
Further, since the charging
次に第4変形例について説明する。
図7は、本実施形態の第4変形例の概略構成を説明するための作像部の模式説明図である。
本変形例は、第3変形例における第1クリーニングローラ9を、帯電ローラ13、給電ローラ14、クリーニングベルト15からなる帯電手段、第2のクリーニング手段の下流側の第1クリーニング位置Hに移動したものである。
この構成によれば、負帯電トナーがクリーニングベルト15に吸着されてから、正帯電トナーが第1クリーニングローラ9に吸着される。したがって、図3、4の動作順序は入れ替えが必要となるが、その入れ替えは自明であるから説明を省略する。
そして給電ローラ14、クリーニングベルト15の作用効果や、残留トナーをすべて転写ベルトクリーニングユニット5に回収できる点に関しては、第3変形例と同様の作用効果を有する。
Next, a fourth modification will be described.
FIG. 7 is a schematic explanatory diagram of an image forming unit for explaining a schematic configuration of a fourth modification of the present embodiment.
In this modified example, the
According to this configuration, after the negatively charged toner is attracted to the cleaning
The effects of the
なお、上記の説明では、第1クリーニング電位VCL1、第2クリーニング電位VCL2の具体的数値を挙げて説明したが、それらは、残留トナーが帯電手段に付着することなく下流側に搬送されるように相対関係を満足する限り、感光体の非露光部分の表面電位と0Vとの間で適宜の値をとることができるのであって、設定条件はこれらの数値に限定されるものではない。 In the above description, specific numerical values of the first cleaning potential V CL1 and the second cleaning potential V CL2 have been described. However, the residual toner is conveyed downstream without adhering to the charging unit. As long as the relative relationship is satisfied, an appropriate value can be taken between the surface potential of the non-exposed portion of the photoreceptor and 0 V, and the setting conditions are not limited to these values.
また上記の説明では、トナーを負帯電させて感光体の露光部分に付着して現像する例で説明したが、電子写真方式であれば、正帯電トナーで非露光部分を現像する方式などであってもよいことは言うまでもない。その場合でも極性の反転などに対応して上記の実施形態を変更することは当業者には容易である。 In the above description, the toner is negatively charged and attached to the exposed portion of the photoconductor for development. However, in the case of the electrophotographic method, the non-exposed portion is developed with the positively charged toner. Needless to say. Even in this case, it is easy for those skilled in the art to change the above-described embodiment in accordance with polarity inversion.
また、上記の説明では、作像部20を一つだけ有する単色プリンタの例で説明したが、転写搬送ユニット4上に、複数の作像部20を配置し、転写搬送ユニット4上で順次トナー像を重ね合わせるカラー画像形成装置とすることもできる。その場合、上記に説明した作像部20の動作がそれらの配置位置に応じて、所定タイミングだけずらして実行されるものの、個々の動作は本質的には同一である。そして、変形例としても個々に同様の構成を用いることができる。
このようなカラー画像形成装置の構成において、とりわけ顕著な作用効果として、現像手段内でのトナー混色を防止できることが挙げられる。
カラー画像形成装置の場合は、第2色目以降の感光体には、それより上流側の現像手段のトナー像がすでに転写されている記録媒体上で転写工程が行われる。そのため、転写位置で感光体は他の現像手段に含まれる別色のトナーにも接触して感光体に付着しやすくなっている。そこで、未転写トナーとともに、転写済みの別色のトナーが感光体上の残留トナーとなる。
このようなトナーにも逆極性トナーは存在するが、多くは所定極性のトナーであり、仮に、現像手段に残留トナーを回収する従来のいわゆるクリーニングレス方式をとる場合、現像手段内で混色が起こり、画質が著しく劣化する。
本実施形態の構成によれば、このような別色のトナーが残留トナーに含まれた場合でも、現像手段に回収することなく転写搬送手段に回収するので、混色を確実に防止することができ、経時的に高画質を保つことができるという利点がある。
In the above description, an example of a single-color printer having only one
In such a configuration of the color image forming apparatus, a particularly remarkable effect is that toner color mixing in the developing unit can be prevented.
In the case of a color image forming apparatus, a transfer process is performed on the recording medium on which the toner image of the developing unit on the upstream side is already transferred to the photoreceptors for the second and subsequent colors. For this reason, at the transfer position, the photosensitive member easily comes into contact with the toner of another color contained in other developing means and adheres to the photosensitive member. Therefore, the toner of another color that has been transferred together with the untransferred toner becomes the residual toner on the photoreceptor.
Although reverse polarity toners exist in such toners, most are toners of a predetermined polarity. If a conventional so-called cleaningless system in which residual toner is collected in the developing unit is used, color mixing occurs in the developing unit. , Image quality is significantly degraded.
According to the configuration of the present embodiment, even when such different color toner is included in the residual toner, it is collected in the transfer conveyance unit without being collected in the developing unit, so that color mixing can be reliably prevented. There is an advantage that high image quality can be maintained over time.
また、上記の説明では、現像手段として1成分非接触現像方式を採用した例で説明したが、感光体上の残留トナーをクリーニングモード時に現像手段で回収しない構成とできれば、どのような現像方式を用いてもよい。例えば、2成分現像方式であれば、クリーニングモード時に現像ブラシが感光体に当接しないように穂切りしたり、感光体から離隔したりするように構成すればよい。また、1成分接触現像方式であっても、クリーニングモード時に現像手段が感光体と非接触となる構成とすればよい。 In the above description, the example in which the one-component non-contact developing method is adopted as the developing unit has been described. However, any developing method can be used as long as the residual toner on the photoreceptor is not collected by the developing unit in the cleaning mode. It may be used. For example, in the case of the two-component development method, the developing brush may be cut off so as not to contact the photosensitive member or separated from the photosensitive member in the cleaning mode. Even in the one-component contact development method, the developing unit may be configured to be in non-contact with the photosensitive member in the cleaning mode.
1 画像形成装置
2 感光体ドラム(感光体)
3 現像ユニット(現像手段)
3a 現像ローラ
4 転写搬送ユニット(転写搬送手段)
5 転写ベルトクリーニングユニット
6 転写ローラ
7 転写ベルト
8 印字媒体(記録媒体)
9 第1クリーニングローラ(第1のクリーニング手段)
10、13 帯電ローラ(帯電手段)
11 第2クリーニングローラ(第2のクリーニング手段)
12 レーザ露光ユニット(露光手段)
14 給電ローラ(第2のクリーニング手段)
15 クリーニングベルト(第2のクリーニング手段)
20 作像部
50 コントローラ(切り換え制御手段)
57 帯電用高圧電源(帯電手段)
58 クリーニング用高圧電源(第1のクリーニング手段)
59 クリーニング用高圧電源(第2のクリーニング手段)
C 露光位置
E 転写位置
DESCRIPTION OF
3 Development unit (development means)
5 Transfer
9 First cleaning roller (first cleaning means)
10, 13 Charging roller (charging means)
11 Second cleaning roller (second cleaning means)
12 Laser exposure unit (exposure means)
14 Power supply roller (second cleaning means)
15 Cleaning belt (second cleaning means)
20
57 High-voltage power supply for charging (charging means)
58 High-voltage power supply for cleaning (first cleaning means)
59 High-voltage power supply for cleaning (second cleaning means)
C Exposure position E Transfer position
Claims (8)
前記感光体上の露光位置の上流側かつ転写位置の下流側に、
前記所定極性のトナーの吸着および放出を可能とする第1のクリーニング手段と、
前記所定極性と逆極性のトナーの吸着および放出を可能とする第2のクリーニング手段と、
前記第1および第2のクリーニング手段におけるトナーの吸着と放出とをそれぞれ切り換える切り換え制御手段とを備え、
画像形成時には前記感光体上のトナーを吸着し、画像非形成時には吸着されたトナーを感光体上に放出して下流側に搬送することにより、前記感光体のクリーニングと前記第1および第2のクリーニング手段のクリーニングとを行うことを特徴とする画像形成装置。 A photosensitive member; a charging unit that charges the photosensitive member substantially uniformly; an exposure unit that forms an electrostatic latent image on the photosensitive member charged by the charging unit; and a toner charged to a predetermined polarity. An image forming apparatus comprising: a developing unit that visualizes an electrostatic latent image; and a transfer conveying unit that transfers and conveys a toner image on a photoreceptor formed by the developing unit to a recording medium,
On the upstream side of the exposure position on the photoreceptor and the downstream side of the transfer position,
First cleaning means for allowing adsorption and release of the toner of the predetermined polarity;
A second cleaning means that enables adsorption and release of toner having a polarity opposite to the predetermined polarity;
Switching control means for switching between adsorption and release of toner in the first and second cleaning means,
When the image is formed, the toner on the photoconductor is adsorbed, and when the image is not formed, the adsorbed toner is discharged onto the photoconductor and conveyed downstream, thereby cleaning the photoconductor and performing the first and second operations. An image forming apparatus that performs cleaning of a cleaning unit.
前記第1のクリーニング手段が、導電性または半導電性を有し、表面および内部にトナーを保持するための空隙が形成されたローラ部材からなり、
前記第2のクリーニング手段が、前記帯電ローラと離間した位置に平行に設けられた導電性または半導電性を有する給電ローラと、該給電ローラと前記帯電ローラとに巻き掛けられて前記感光体表面に当接して回転駆動され表面および内部にトナーを保持するための空隙が形成されベルト部材とからなることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 The charging means comprises a charging roller having conductivity or semi-conductivity;
The first cleaning means is composed of a roller member having conductivity or semi-conductivity and having a surface and a gap for holding toner on the inside.
The second cleaning means is a conductive or semiconductive power supply roller provided in parallel to a position separated from the charging roller, and is wound around the power supply roller and the charging roller so as to be wound on the surface of the photoreceptor. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising: a belt member that is driven to rotate in contact with the belt and is formed with a gap for holding toner on the surface and inside thereof.
該給電ローラおよび前記第1のクリーニング手段の印加電圧が、0Vから、画像形成時の前記帯電手段の印加電圧までの範囲で設定可能とされたことを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 The power supply roller is disposed on the downstream side of the photoreceptor from the charging roller,
5. The image formation according to claim 4, wherein an applied voltage of the power supply roller and the first cleaning unit can be set in a range from 0 V to an applied voltage of the charging unit at the time of image formation. apparatus.
前記感光体上に放出されたトナーを前記転写搬送手段上に吸着して回収することを特徴とする前記請求項1〜5のいずれかに記載の画像形成装置。 The developing unit is configured to allow the toner discharged from the first and second cleaning units to pass through the photoreceptor when no image is formed;
6. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner discharged onto the photosensitive member is collected by being attracted onto the transfer conveying unit.
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