JP2007298839A - Image forming apparatus and cleaning method for transfer member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、デジタル複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置、及び当該画像形成装置に使用されるトナーが付着した転写部材のクリーニング方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, a digital multifunction machine, and the like, and a cleaning method for a transfer member to which toner used in the image forming apparatus is attached.
現在、最も普及しているカラー画像形成装置の方式は、中間転写体を用い、感光体上に1色ずつ画像を現像し、中間転写体上に順次転写し、中間転写体上で4色重ねた上で紙に一括転写する方式である。このような装置では紙に一括転写するため、紙の裏側に接触する2次転写部材を用いていることが多い。この2次転写部材が紙ジャムなどの発生の際、トナー像を保持した中間転写体と直接接触することがあり、このように直接接触すると2次転写部材がトナーで汚れ、次の印字の際に紙の裏を汚し、あるいは両面印字の際に画像面まで汚してしまっていた。 Currently, the most widely used color image forming apparatus uses an intermediate transfer member, develops an image on a photosensitive member one by one, sequentially transfers it onto the intermediate transfer member, and overlays four colors on the intermediate transfer member. This is a method of batch transfer to paper. In such an apparatus, in order to perform batch transfer onto paper, a secondary transfer member that contacts the back side of the paper is often used. When this secondary transfer member causes a paper jam or the like, it may come into direct contact with the intermediate transfer member holding the toner image. If such a direct contact is made, the secondary transfer member becomes soiled with toner, and the next printing is performed. In addition, the back of the paper was soiled, or the image surface was soiled during double-sided printing.
この汚れを除去する方法として、2次転写部材に対してブレードなどで機械的に掻き取る方法や、2次転写部材に電界を印加してトナーを中間転写体側に回収する方法が提案されている。具体的には、例えば特許文献1には、2次転写ローラに印加する電圧の極性切り替えが可能で、クリーニング時はトナーと同極性の電圧を印加する発明が、特許文献2には、転写時には転写ローラに定電流でトナーと逆極性の電圧を印加し、クリーニング時は定電圧でトナーと同極性の電圧を印加する発明が、特許文献3には2次転写ローラについては定電流制御する発明が、特許文献4には、2次転写部材に負の電圧を印加する第1の印加部と、前記2次転写部材に正の電圧を印加する第2の印加部と、前記2次転写部材に印加する前記第1の印加部と第2の印加部とを交互に切り替える切り替え部と、この切り替え部で交互に切り換えて印加するそれぞれの時間を、前記中間転写体に対して前記転写回転体が回転される連続1周未満に制御する制御部とを備え、定電圧制御にて、正負の両極性を交互に2次転写部材に印加することによってクリーニングを行う発明がそれぞれ開示されている。
ところで、特許文献1及び2記載の発明では、2つの電源を使用して転写とクリーニングを行うが、クリーニング時はトナーと同極性の電圧を印加するので、クリーニング不能である。また、特許文献3記載の発明では、2次転写ローラについては定電流制御するようになっているが、クリーニングについては特に記載されていない。さらに、特許文献4記載の発明では、定電圧制御で正負の両極性を交互に2次転写部材に印加することによってクリーニングを行っている。さらにトナーの2次転写には定電圧制御を行っている。つまり、2次転写時の制御とクリーニング時の制御は同一制御で可能ということが分かる。
By the way, in the inventions described in
ところが、2次転写の制御を定電圧制御で行うと、用紙の抵抗や厚みが変わった際にも電圧が一定で制御されるため、不特定多数の用紙種に対して数多くの電圧制御テーブルを持たなくてはならず、総ての用紙種をカバーすることは不可能に近い。ところが、定電流制御の2次転写制御を行えば、用紙厚みや用紙種が変わった際の抵抗値変動に対して、設定した電流を出力するために電圧が変動するため、最適な転写電圧が設定される。このため、定電圧の2次転写制御を行い、安定した画質を保証するためには、2次転写電圧テーブルを転写材ごとに持つ必要がある。このように転写材ごとに2次転写電圧テーブルを持つと、多くのメモリを必要とし、コストアップや開発に時間がかかる。これを回避するために、2次転写制御を定電流制御、2次転写部材のクリーニングを正負の定電圧制御で行えば、確実に良好な転写性とクリーニング性が得られるが、両極性出力可能な定電圧用の高圧電源と正極性出力可能な定電流用の高圧電源が必要となり、コストアップとなる。 However, when the secondary transfer control is performed with constant voltage control, the voltage is controlled to be constant even when the resistance or thickness of the paper changes, so a large number of voltage control tables are provided for an unspecified number of paper types. It is almost impossible to cover all paper types. However, if the secondary transfer control of constant current control is performed, the voltage fluctuates in order to output the set current with respect to the resistance value fluctuation when the paper thickness or paper type changes, so that the optimum transfer voltage can be obtained. Is set. For this reason, it is necessary to have a secondary transfer voltage table for each transfer material in order to perform secondary transfer control with a constant voltage and guarantee a stable image quality. Thus, if each transfer material has a secondary transfer voltage table, a large amount of memory is required, and cost increases and development takes time. To avoid this, if the secondary transfer control is controlled by constant current control and the secondary transfer member is cleaned by positive / negative constant voltage control, good transferability and cleanability can be obtained reliably, but bipolar output is possible. A high voltage power source for constant voltage and a high voltage power source for constant current capable of positive output are required, resulting in an increase in cost.
このような点から本発明の解決すべき課題は、転写時に転写ローラに印加するバイアスを転写ローラのクリーニングに使用し、低コストで、用紙の裏汚れもなく、高品質の画像を実現することにある。 In view of the above, the problem to be solved by the present invention is to use a bias applied to the transfer roller at the time of transfer for cleaning the transfer roller, and to realize a high-quality image at low cost without the backside of the paper. It is in.
前記課題を解決するため、第1の手段は、トナー像を担持する像担持体と、転写部材にバイアスを印加して該トナー像を記録材に転写する転写手段と、該転写部材の表面に付着したトナーを除去するクリーニング手段とを有する画像形成装置において、前記転写手段がトナー像を転写するのに必要なバイアスを供給する第1の電源と、前記クリーニング手段が転写部材の表面に付着したトナーを除去するのに必要なバイアスを供給する第2の電源とを備え、前記クリーニング手段は、前記第1の電源と前記第2の電源とから供給される正負両方の極性のバイアスを前記転写部材に印加することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the first means includes an image carrier for carrying a toner image, a transfer means for applying a bias to the transfer member to transfer the toner image to a recording material, and a surface of the transfer member. In an image forming apparatus having a cleaning unit that removes adhering toner, a first power source that supplies a bias necessary for the transfer unit to transfer a toner image, and the cleaning unit adhered to the surface of the transfer member. A second power source for supplying a bias necessary for removing toner, and the cleaning unit transfers biases of both positive and negative polarities supplied from the first power source and the second power source. It applies to a member, It is characterized by the above-mentioned.
第2の手段は、第1の手段において、前記第1の電源と前記第2の電源とを切り替える切り替え手段を有することを特徴とする。 The second means is characterized in that in the first means, there is switching means for switching between the first power source and the second power source.
第3の手段は、第1の手段において、前記第1の電源はトナーと同極性のバイアスを供給し、前記第2の電源はトナーと逆極性のバイアスを供給することを特徴とする。 A third means is characterized in that, in the first means, the first power supply supplies a bias having the same polarity as that of the toner, and the second power supply supplies a bias having a polarity opposite to that of the toner.
第4の手段は、第1の手段において、前記第1の電源はトナーと逆極性のバイアスを供給し、前記第2の電源はトナーと同極性のバイアスを供給することを特徴とする。 The fourth means is characterized in that, in the first means, the first power supply supplies a bias having a polarity opposite to that of the toner, and the second power supply supplies a bias having the same polarity as that of the toner.
第5の手段は、第1ないし第4のいずれかの手段において、前記第1の電源から供給されるバイアスは一定の電流となる定電流制御され、前記第2の電源から供給されるバイアスは一定の電圧となるように定電圧制御されることを特徴とする。 According to a fifth means, in any one of the first to fourth means, the bias supplied from the first power source is constant current controlled so that the bias is a constant current, and the bias supplied from the second power source is A constant voltage control is performed so that a constant voltage is obtained.
第6の手段は、第5の手段は、前記定電圧制御時を行う方の極性のクリーニングバイアスは、もう一方の極性のクリーニングバイアスを得るために設定された定電流制御時の非通紙時の電圧の絶対値に設定されることを特徴とする。 The sixth means is that the fifth means is that the cleaning bias having the polarity for performing the constant voltage control is not passing through the constant current control set to obtain the cleaning bias having the other polarity. It is characterized by being set to the absolute value of the voltage.
第7の手段は、第5または第6の手段において、前記定電流制御時の設定電流が環境によって変更されることを特徴とする。 The seventh means is characterized in that, in the fifth or sixth means, the set current at the time of the constant current control is changed depending on the environment.
第8の手段は、第5ないし第7のいずれかの手段において、前記定電流制御時の設定電流に、環境補正が入った場合のクリーニングバイアスは、補正後の電流値を用いることを特徴とする。 The eighth means is characterized in that, in any of the fifth to seventh means, the current value after correction is used as the cleaning bias when the environmental correction is included in the set current during the constant current control. To do.
第9の手段は、第1ないし第7のいずれかの手段において、前記2次転写ローラは単泡及び連泡の混合体を含む発泡ウレタンからなる発泡体を備えていることを特徴とする。 A ninth means is characterized in that, in any one of the first to seventh means, the secondary transfer roller is provided with a foam made of foamed urethane containing a mixture of single foam and continuous foam.
第10の手段は、トナー像を記録材に転写する転写部材に付着したトナーのクリーニングをバイアスの印加により行う転写材クリーニング方法において、前記トナー像を転写するのに必要な第1の電源から供給されるバイアスと、前記転写部材の表面に付着したトナーを除去するのに必要な第2の電源から供給されるバイアスがそれぞれ正負両方の極性に設定され、当該正負のバイアスを印加することによって前記転写部材の表面に付着したトナーのクリーニングを行うことを特徴とする。 A tenth means is a transfer material cleaning method in which toner attached to a transfer member for transferring a toner image to a recording material is cleaned by applying a bias, and supplied from a first power source necessary for transferring the toner image. And a bias supplied from a second power source necessary for removing the toner adhering to the surface of the transfer member are set to both positive and negative polarities, and the positive and negative biases are applied to thereby apply the positive and negative biases. It is characterized in that the toner adhering to the surface of the transfer member is cleaned.
第11の手段は、第10の手段において、前記第1の電源がトナーと同極性のバイアスを供給し、前記第2の電源がトナーと逆極性のバイアスを供給することを特徴とする。 An eleventh means is characterized in that, in the tenth means, the first power supply supplies a bias having the same polarity as that of the toner, and the second power supply supplies a bias having a polarity opposite to that of the toner.
第12の手段は、第10の手段において、前記第1の電源がトナーと逆極性のバイアスを供給し、前記第2の電源はトナーと同極性のバイアスを供給することを特徴とする。 A twelfth means is characterized in that, in the tenth means, the first power supply supplies a bias having a polarity opposite to that of the toner, and the second power supply supplies a bias having the same polarity as that of the toner.
第13の手段は、第10ないし第12のいずれかの手段において、前記第1の電源から供給されるバイアスは一定の電流となる定電流制御され、前記第2の電源から供給されるバイアスは一定の電圧となるように定電圧制御されることを特徴とする。 According to a thirteenth means, in any one of the tenth to twelfth means, the bias supplied from the first power source is constant current controlled so that the bias is a constant current, and the bias supplied from the second power source is A constant voltage control is performed so that a constant voltage is obtained.
第14の手段は、第13の手段において、前記定電圧制御時を行う方の極性のクリーニングバイアスは、もう一方の極性のクリーニングバイアスを得るために設定された定電流制御時の非通紙時の電圧の絶対値に設定されることを特徴とする。 In a fourteenth means according to the thirteenth means, the cleaning bias having the polarity for performing the constant voltage control is a non-sheet-passing time for the constant current control set to obtain the cleaning bias having the other polarity. It is characterized by being set to the absolute value of the voltage.
第15の手段は、第13または第14の手段において、前記定電流制御時の設定電流が環境によって変更されることを特徴とする。 The fifteenth means is characterized in that, in the thirteenth or fourteenth means, the set current during the constant current control is changed depending on the environment.
第16の手段は、第13ないし第15のいずれかの手段において、前記定電流制御時の設定電流に、環境補正が入った場合のクリーニングバイアスは、補正後の電流値を用いることを特徴とする。 The sixteenth means is characterized in that, in any of the thirteenth to fifteenth means, the current value after correction is used as the cleaning bias when environmental correction is included in the set current during the constant current control. To do.
なお、後述の実施形態では、像担持体は中間転写ベルト10に、転写部材は2次転写ローラ14に、転写手段は2次転写バイアス印加電源26に、クリーニング手段は2次転写ローラ14及び2次転写バイアス電源26に、第1及び第2の電源は2次転写バイアス印加電源26及びスイッチング回路にそれぞれ対応する。
In the embodiments described later, the image carrier is the
本発明によれば、転写部材に第1の電源と前記第2の電源とから供給される正負両方の極性のバイアスを印加するので、転写部材に付着したトナーを転写媒体側に転移させることが可能となり、低コストで、記録材の裏汚れもなく、高画質の画像を実現することができる。 According to the present invention, both positive and negative polarity biases supplied from the first power source and the second power source are applied to the transfer member, so that the toner attached to the transfer member can be transferred to the transfer medium side. Therefore, it is possible to realize a high-quality image at a low cost without the backside of the recording material.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本実施形態に係る電子写真方式の画像形成装置を示す例を示す図であり、像担持体をドラム状の感光体とし、かつ中間転写体(中間像担持体)を中間転写ベルトとしたカラー画像形成装置における感光体及び中間転写ベルト廻りの概略構成図である。図1において符号1は矢印の方向に回転する円筒状の感光体であり、この感光体1の回りには、感光体クリーニングユニット2、帯電器4、露光手段5、ブラック現像器6、シアン現像器7、マゼンタ現像器8、イエロー現像器9、無端状の中間転写ベルト10などが配置されている。なお、符号3は感光体クリーニングユニット2のゴムブレードである。
FIG. 1 is a diagram showing an example of an electrophotographic image forming apparatus according to the present embodiment, in which an image carrier is a drum-shaped photosensitive member, and an intermediate transfer member (intermediate image carrier) is an intermediate transfer belt. 2 is a schematic configuration diagram around a photoconductor and an intermediate transfer belt in the color image forming apparatus. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a cylindrical photosensitive member that rotates in the direction of an arrow. Around the photosensitive member 1, a photosensitive
中間転写ベルト10は、駆動ローラ13、ベルト転写バイアスローラ11及び従動ローラ12等のローラ群により張架されており、図示しない駆動モータによって図中の矢印方向に駆動されるようになっている。また符号19はベルトクリーニングユニットであり、ゴムブレード18及び該ゴムブレード18を中間転写ベルト10に対して接離させる接離機構20などで構成されており、感光体1から1色目のブラック画像を中間転写ベルト10にベルト転写した後の、2,3,4色目のシアン,マゼンタ,イエロー画像を順にベルト転写している間は、ベルトクリーニングユニット19のゴムブレード18は接離機構20によって中間転写ベルト10面から離間するようになっている。また、中間転写ベルト10の端部にはベルト位置検出マーク23が設けられており、マークセンサ24によってマークが検出されたタイミングで各色の画像形成プロセスを開始することにより、各色画像の正確な色重ねが可能となる。
The
図1の符号15は2次転写ユニットであり、2次転写手段である2次転写(バイアス)ローラ14と、該2次転写ローラ14を中間転写ベルト10に対して接離させる接離機構16、及び2次転写ローラ14に所定の転写バイアスあるいはクリーニングバイアスを印加する2次転写バイアス印加電源26などで構成されている。2次転写バイアス印加電源26はスイッチング回路等により正・負の極性を切り替え可能となっている。2次転写ローラ14は、通常、中間転写ベルト10のベルト面から離間しているが、中間転写ベルト10のベルト面に形成された4色の重ね画像を転写紙22に一括転写するときにタイミングを取って接離機構16で押圧され、2次転写バイアス印加電源26により所定のバイアス電圧(本例では+1.5kVを印加)を印加することにより転写紙22への転写を行う。転写紙22は給紙ローラ25、レジストローラ21によって、中間転写ベルト10のベルト面の4色重ね画像の先端部が2次転写位置に到達するタイミングに合わせて給紙される。そして転写紙22に転写された4色重ね画像は定着手段17で定着された後、排紙される。
Reference numeral 15 in FIG. 1 denotes a secondary transfer unit, a secondary transfer (bias)
複数色のカラー連続プリント時には、転写紙22後端が二次転写バイアスローラ14を十分通過するタイミングでバイアス電圧(トナー像を転写するのに必要なバイアス電圧)がオフされ、その後、次ページの中間転写ベルト10上のトナーを付着させないために、接離機構16によって二次転写バイアスローラ14が中間転写ベルト10より離間される。また、単数枚プリントあるいは連続プリント時の最終ページ終了時には、二次転写バイアスローラ14を中間転写ベルト10のベルト面から離間させず、二次転写バイアス印加電源26により前記転写バイアスとは逆極性のクリーニングバイアスを一定時間印加して二次転写バイアスローラ14の表面に付着したトナーを中間転写ベルト10に転移させ、二次転写バイアスローラ14の表面のクリーニングを行い、その後に中間転写ベルト10より離間させる。なお、中間転写ベルト10に転移したトナーはベルトクリーニングユニット19によりベルト表面から回収される。以上に述べたような一連のプリント動作終了後、モータの回転が停止されプリント待機状態となる。
At the time of continuous printing of a plurality of colors, the bias voltage (the bias voltage necessary for transferring the toner image) is turned off at the timing when the trailing edge of the
図2は、図1の感光ドラム1と4色の現像部などとの関係を一色ずつ独立させた作像ユニットとし、この作像ユニットを中間転写ベルトに対して並列に配置した所謂タンデム方式のカラー画像形成装置とした例である。なお、図1に示した画像形成装置と同等な各部には同一の参照符号を付し、重複する説明は適宜省略する。 FIG. 2 shows an image forming unit in which the relationship between the photosensitive drum 1 of FIG. 1 and the four color developing units is made independent for each color, and this image forming unit is arranged in parallel to the intermediate transfer belt. This is an example of a color image forming apparatus. It should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as those in the image forming apparatus shown in FIG. 1, and duplicate descriptions are omitted as appropriate.
この方式の画像形成装置では、各作像ユニット毎に感光体を備え、中間転写媒体に各色の画像を順次重畳してフルカラーのトナー画像を形成し、そのフルカラーのトナー画像を2次転写部で用紙に転写するようにしている。すなわち、図2に示すように、101a,101b,101c,101dの4つの像担持体(感光体)を有する作像ユニットが中間転写ベルト10の回転方向(図2矢印方向)に沿って像担持体の回転軸が前記中間転写ベルト10の搬送方向に直交するように並設されている。中間転写ベルト10は、駆動ローラ13とテンションローラ12との間に所定の張力をもって張架されている。駆動ローラ13は、2次転写対向ローラ、クリーニングブレード114対向ローラの機能も合わせて備えており、中間転写ベルト10の走行方向上流側から1次転写ローラ102a,102b,102c,102dに所定の電圧を印加することにより、中間転写ベルト10上に各色を重畳してフルカラー画像を形成する。
In this type of image forming apparatus, each image forming unit is provided with a photoconductor, and each color image is sequentially superimposed on an intermediate transfer medium to form a full-color toner image, and the full-color toner image is formed by a secondary transfer unit. I try to transfer it to the paper. That is, as shown in FIG. 2, an image forming unit having four image carriers (photosensitive members) 101a, 101b, 101c, and 101d carries an image along the rotation direction of the intermediate transfer belt 10 (arrow direction in FIG. 2). The rotation axis of the body is arranged in parallel so as to be orthogonal to the conveyance direction of the
中間転写ベルト10は前述のように矢印方向に回転し、形成されたカラー画像は、レジストローラ21から給紙された用紙(転写材)Pが転写前ガイド115を通って2次転写部に送り込まれ、2次転写ローラ14に所定の電圧を印加することにより用紙Pに転写され、定着(図示せず)され出力される。2次転写ローラ14で転写できず中間転写ベルト10上に残留したトナーはクリーナブレード114によってクリーナーユニット内に(図示せず)回収される。
As described above, the
中間転写ベルト10の材料としては、TPE(サーモプラスチックエラストマーアロイ)、PC(ポリカーボネート)、PI(ポリイミド)、PAA(ポリアミドアロイ)、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)等の高分子材料が上げられる。2次転写ローラ110の材質としては、弾性を有するローラが適しており、その材料はイオン導電性ローラ(ウレタン+カーボン分散、NBR、ヒドリン)や電子導電タイプのローラ(EPDM)等が有力である。
Examples of the material of the
また、図1は、1つの感光ドラム1に対して4色の現像装置を備え、1色ずつ画像を形成して中間転写ベルト10上に重畳してカラー画像を形成する方式の例であり、図2は間接転写方式のタンデム型画像形成装置の例であり、中間転写ユニットの構成は2軸張架で、2次転写対向ローラに多種の機能を持たせているが、本構成に限らず、2次転写を有する転写システムであれば、以下に説明する本特許の特徴を有することができる。
FIG. 1 shows an example of a system in which a developing device for four colors is provided for one photosensitive drum 1 and an image is formed for each color and superimposed on the
なお、図2の例においても転写及びクリーニングの制御回路は図1の例と同等なので、説明は省略する。 In the example of FIG. 2, the transfer and cleaning control circuits are the same as those in the example of FIG.
一方、高画質画像を確保するためには、2次転写性及び用紙の汚れをなくし、あるいは低減する必要がある。2次転写ローラ14は、ジャム時やプロセスコントロール時の中間転写へのトナーパターン印字時等に汚れることが容易に想定される。2次転写ローラ14の汚れを低減するためには、通常2次転写ローラ14にプラス・マイナスの電界を印加し、様々な極性に帯電したトナーを中間転写ベルト10に返す方法がとられている。それ以外としては、2次転写ローラ14にクリーニングブラシやブレードを付けて物理的に掻き取っている。ところが、2次転写ローラ14にクリーニングブラシやブレードをつければコストアップし、設置容積も大型化する。そこで、本実施形態では、制御と2次転写ローラ14の材料そのもののトナー遊離性を向上させることによってトナーのクリーニング性能をさらに向上させることとした。
On the other hand, in order to ensure a high-quality image, it is necessary to eliminate or reduce secondary transfer properties and paper stains. The
図3は、ある転写材に対する2次転写部の定電流制御のVI特性(電流電圧特性)の詳細図で、パラメータとして横軸に2次転写電流を、縦軸に出力電圧をそれぞれとっている。一般的に環境(高温高湿HH、通常環境NN、低温低湿環境LL)に対して機能材料、2次転写ローラ、転写ベルト等の部材の抵抗が変動するため、2次転写電流の設定値を変更する。ただし、通紙時の電流電圧特性(VI特性)は用紙の種類によって変動するため(矢印A)、設定電流に対して、電圧は変動し、適切な電圧が設定される。用紙の種類によるVI特性の変動とは、高抵抗値紙が通紙された場合は電圧が上昇し、低抵抗値が通紙された場合は電圧が減少するということである。 FIG. 3 is a detailed diagram of VI characteristics (current-voltage characteristics) of constant current control of a secondary transfer portion for a certain transfer material, with the secondary transfer current as a parameter on the horizontal axis and the output voltage on the vertical axis as parameters. . Generally, the resistance of members such as the functional material, secondary transfer roller, and transfer belt fluctuates with respect to the environment (high temperature and high humidity HH, normal environment NN, and low temperature and low humidity environment LL). change. However, since the current-voltage characteristic (VI characteristic) at the time of paper passing varies depending on the type of paper (arrow A), the voltage varies with respect to the set current, and an appropriate voltage is set. The fluctuation of the VI characteristics depending on the type of paper means that the voltage increases when high resistance paper is passed, and the voltage decreases when low resistance paper is passed.
一方、非通紙時のVI特性は、用紙が通紙されないことから、環境に対して一定のVI特性、すなわち、一定電流値に対して安定したV1特性を示す。ここでいう安定したV1特性とは、通紙時の電圧Vが変動しても、非通紙時の電圧V1は電流が一定であるため変わらないということである。通紙時の電流Iはトナーが転写材に移動するのに最適なV特性が得られる電流Iを設定していると考えられる。ローラに付着したトナーを中間転写ベルト10に戻すためのV1は転写材へのトナー転写より低いV1が必要となる。ところが、転写電流として設定した電流Iに対して、非通紙時は転写材がないので、転写材が介在しているときの電圧Vより若干下がる(矢印B)。よって2次転写ローラ14に付着したトナーを非通紙時に中間転写ベルト10に戻すためのトナー移動電界には最適な電圧V1となる。つまり、ローラクリーニングのために交互に印加する一方の電圧V1としては、2次転写電流時のIを設定すればよいことが分かる。さらにもう一方のクリーング極性の電界を得るために必要な電圧V2は定電圧制御で行い、その電圧V2はあらかじめ開発検討段階でモニタリングした電圧V1の絶対値の逆極性を設定すればよいことが分かる。
On the other hand, the VI characteristic at the time of non-passage shows a constant VI characteristic with respect to the environment, that is, a stable V1 characteristic with respect to a constant current value, because the sheet is not passed. The stable V1 characteristic here means that even if the voltage V at the time of paper passage varies, the voltage V1 at the time of non-paper passage does not change because the current is constant. It is considered that the current I at the time of paper passing is set to a current I that provides an optimum V characteristic for the toner to move to the transfer material. V1 for returning the toner adhering to the roller to the
加えて、環境補正が入った場合は、転写材の転写電流Iが変わるため、その変更に伴い、交互極性クリーニング電位を得る電圧V1,V2を変更すれば、より確実にローラクリーニングが可能であることが分かる。よって、クリーニング性能を得るための交互クリーニング極性は一方を2次転写電流Iに設定し、他方のクリーニング極性はIを設定した際に得られるV特性の絶対値を採用すれば良いことが分かる。 In addition, when the environmental correction is entered, the transfer current I of the transfer material changes, and accordingly, by changing the voltages V1 and V2 for obtaining the alternate polarity cleaning potential, the roller cleaning can be performed more reliably. I understand that. Therefore, it can be seen that one of the alternating cleaning polarities for obtaining the cleaning performance is set to the secondary transfer current I and the absolute value of the V characteristic obtained when I is set as the other cleaning polarity.
このことは、2次転写電流として設定した電流Iをそのままクリーニングバイアスの一方の電流として用いることができ、さらに、もう一方の極性の電圧の絶対値は、前記設定した電流Iの非通紙時の電圧V1の絶対値を用いることができるので、容易な構成で、コストアップを招くことなく、精度の高いクリーニング性能を得ることが可能となるということを示している。 This is because the current I set as the secondary transfer current can be used as it is as one current of the cleaning bias, and the absolute value of the voltage of the other polarity is determined when the set current I is not passed. The absolute value of the voltage V1 can be used, so that it is possible to obtain highly accurate cleaning performance with an easy configuration and without increasing the cost.
なお、図3では、具体的なV1とV2の値やIの環境ごとの値を記載していないが、これは、用いる2次転写ローラ、中間転写ベルトの静電特性(抵抗や誘電率や厚み)や1次転写の方式によっても最適値がかわるため、各システムに合った最適な2次転写電流を設定することは言うまでもない。 In FIG. 3, specific values of V1 and V2 and values for each environment of I are not described, but this indicates electrostatic characteristics (resistance, dielectric constant, and the like of the secondary transfer roller and the intermediate transfer belt to be used. (Thickness) and the primary transfer method change the optimum value, and it is needless to say that an optimal secondary transfer current suitable for each system is set.
図4は2次転写ローラ14の横断面図である。本実施形態において、2次転写ローラ14は芯金14aと芯金14aの外周に設けられた弾性を有する発泡体14bとからなり、発泡体14b内部は泡14c,14dとゴム層14eとから構成されている。泡は表面にも露出しており、形状は単泡14cと単泡同士がくっついて繋がった連泡14dとの混合体で構成されている。単泡14cと連泡14dとの割合がトナーの遊離性に影響がある。単泡14cが80%以上の場合、トナーがローラ表面14にほとんど滞留するため、転写ローラ3回転分クリーニングバイアスを印加してもかなりの量のトナーがローラ14表面に残り、用紙を通紙させた場合、裏汚れが確認される。一方、80%未満の単泡14cを有する転写ローラ14の場合、転写ローラ14表面に滞留するトナーと発泡体14b内に浸透するトナーのバランスが良く、滞留している分は転写ベルト14側に戻るが、転写ローラ14に残った分はローラ14内に浸透し、裏汚れが生じないことが確認された。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the
一方、転写ローラ14の性能として、ライフ・経時劣化の性能を確認した結果、独立気泡率が20%未満の場合、トナーがローラ14内部に浸透し、ローラ14の硬度が高くなり、抵抗も上昇することが確認された。これによって、転写時の電圧が上昇し、放電画像が発生したり、経時時にフィードバック転写制御を行ったりと画質、制御ともに不具合が生じる。独立気泡率が20%以上の場合、トナーが極端にローラ14内に浸透することなく、ローラ硬度が変動し、あるいは抵抗値が変動することはなく、良好な転写性が得られる。
On the other hand, as a result of confirming the life and deterioration with time as the performance of the
以上の結果から、転写ローラ内の独立気泡率は20%以上80%以下の独立気泡(単泡)14cと連泡14dの混在が最適であることが分かる。 From the above results, it can be seen that it is optimal to mix closed bubbles (single bubbles) 14c and open bubbles 14d having a closed cell ratio of 20% to 80% in the transfer roller.
2次転写部での電圧印加方法としては、2次転写ローラ14に印加する場合と(引力転写)対向ローラ13に印加する場合と(斥力転写)がある。両方式ともトナーにかかる電界の作用に対して優劣はないが、周辺に対する静電影響が異なる。斥力転写の場合、転写ベルト10の内側に電圧を印加するため、1次転写ローラ102aとの電位干渉が懸念される。
As a voltage application method at the secondary transfer portion, there are a case where the voltage is applied to the secondary transfer roller 14 (attraction transfer), a case where the voltage is applied to the counter roller 13 (repulsive force transfer). Neither type is superior or inferior to the effect of the electric field on the toner, but the electrostatic effect on the periphery is different. In the case of repulsive transfer, a voltage is applied to the inner side of the
一方、引力転写の場合、2次転写ローラ14周辺の転写前ガイド115やレジストローラ116から転写材を介在して、電流がリークし、必要な転写電界が得られないことがある。ところが、2次転写周辺の電位特性は最適な抵抗で各部材を吊り上げ、あるいは2次転写周辺部材の材料特性(抵抗)を最適なものに設定すれば、転写材の湿気状態による漏れ電流もなく、安定した転写性が得られる。このため、本実施形態では、2次転写部における転写バイアスの印加は、2次転写ローラ14側にバイアスを印加する引力転写で行っている。
On the other hand, in the case of attractive transfer, current may leak due to a transfer material from the pre-transfer guide 115 and the registration roller 116 around the
以上のように、本実施形態によれば、下記に述べるような効果を奏する。
前記2次転写ローラのクリーニングは、両極性のバイアスを交互に印加し、一方の極性のクリーニングバイアス制御方法は前記2次転写時にトナーを前記転写材に移動させる制御方法を用い、もう一方の極性のクリーニング制御方法は定電圧制御を行うこととする。これによって、2次転写電流と同じ値が一方のクリーニングバイアスとして使用でき、さらにそのとき出力される非通紙時の電圧の絶対値がもう一方の極性のクリーニングバイアスの値となる。これによって、クリーニングバイアスとして別の制御を行う高圧電源を用いる必要もなく、2次転写用の制御電源と2次転写と逆極性の電源の2つの電源仕様のみで構成可能であり、低コスト化が図れる。さらに、クリーニングバイアスの最適検討も必要なく、開発効率が大幅にアップする。このように低コスト、開発効率がアップし、さらに用紙の裏汚れも無く、良好な画像が再現される。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
For cleaning the secondary transfer roller, biases of both polarities are applied alternately, and a cleaning bias control method for one polarity uses a control method for moving toner to the transfer material during the secondary transfer, and the other polarity In this cleaning control method, constant voltage control is performed. As a result, the same value as the secondary transfer current can be used as one cleaning bias, and the absolute value of the non-sheet-passing voltage output at that time becomes the cleaning bias value of the other polarity. As a result, there is no need to use a high-voltage power supply for performing another control as a cleaning bias, and it is possible to configure with only two power supply specifications of a control power supply for secondary transfer and a power supply having a polarity opposite to that of the secondary transfer. Can be planned. In addition, the development efficiency is greatly improved without the need for optimal examination of cleaning bias. In this way, low cost, development efficiency is improved, and there is no stain on the back of the paper, and a good image is reproduced.
その際、転写時に使用するバイアス用の電源と、クリーニング時に使用するバイアス用電源(正負切り替えるので2つ)とが必要だったのが、本発明により必要な電源を1つに減らすことができる。 At this time, the power source for bias used at the time of transfer and the power source for bias used at the time of cleaning (two because of positive / negative switching) are required. According to the present invention, the number of power sources required can be reduced to one.
2次転写を定電流制御で行うことによって、用紙抵抗や用紙厚みが変わっても、安定した転写電圧が得られ、用紙種に応じた多大な転写電圧テーブルが不要となる。 By performing secondary transfer with constant current control, a stable transfer voltage can be obtained even if the sheet resistance or the sheet thickness changes, and a large transfer voltage table corresponding to the sheet type becomes unnecessary.
環境変動に応じて2次転写電流を変え、それに応じてクリーニングバイアスも変動させている。これによって、環境変動が起こった場合にも2次転写ローラのクリーニング性能が劣化せず、かつ、最適な転写性も得ることができる。 The secondary transfer current is changed according to the environmental change, and the cleaning bias is also changed accordingly. As a result, even when the environment fluctuates, the cleaning performance of the secondary transfer roller does not deteriorate, and an optimum transfer property can be obtained.
2次転写ローラの発泡状態の単泡比率を20%〜80%とすることによって、2次転写ローラ表面に付着したトナーが表面に滞留し、クリーニングバイアスを印加することによりベルトに戻る量と、転写ローラ内に浸透していくトナーが効率よく分配され、トナーで汚れた転写ローラ表面に用紙の裏や、エッジを汚すトナーがとどまることはなくなる。このような転写ローラを用いることにより用紙の裏汚れの低減が可能となり、用紙エッジを汚すことがなくなるので、高画質画像が実現できる。 By setting the ratio of single bubbles in the foamed state of the secondary transfer roller to 20% to 80%, the amount of toner adhered to the surface of the secondary transfer roller stays on the surface and returns to the belt by applying a cleaning bias; The toner that penetrates into the transfer roller is efficiently distributed, and the toner that stains the back and edges of the paper does not remain on the surface of the transfer roller that is soiled with toner. By using such a transfer roller, it is possible to reduce the stain on the back side of the sheet, and the edge of the sheet is not stained, so that a high-quality image can be realized.
2次転写を引力転写で行うことによって1次転写との電位干渉もなく環境・ライフにおいても安定した高画質2次転写画像が実現できる。 By performing the secondary transfer by attractive transfer, it is possible to realize a high-quality secondary transfer image that is stable in both environment and life without potential interference with the primary transfer.
環境変動に応じて2次転写電流を変え、それに応じてクリーニングバイアスも変動させているので、環境変動が起こった場合にも2次転写ローラのクリーニング性能が劣化せず、かつ、最適な転写性も得ることができる。 Since the secondary transfer current is changed according to the environmental change, and the cleaning bias is also changed accordingly, the cleaning performance of the secondary transfer roller does not deteriorate even when the environmental change occurs, and the optimum transfer performance is achieved. Can also be obtained.
2次転写ローラの発泡状態の単泡比率を20%〜80%とすることによって、2次転写ローラ表面に付着したトナーが表面に滞留し、クリーニングバイアスを印加することによりベルトに戻る量と、転写ローラ内に浸透していくトナーが効率よく分配され、トナーで汚れた転写ローラ表面に用紙の裏や、エッジを汚すトナーがとどまることはなくなる。そこで、このような転写ローラを転写部材に用いることにより用紙の裏汚れを低減することが可能となり、用紙エッジを汚すことはなくなるので、高画質画像を実現することができる。 By setting the ratio of single bubbles in the foamed state of the secondary transfer roller to 20% to 80%, the amount of toner adhered to the surface of the secondary transfer roller stays on the surface and returns to the belt by applying a cleaning bias; The toner that penetrates into the transfer roller is efficiently distributed, and the toner that stains the back and edges of the paper does not remain on the surface of the transfer roller that is soiled with toner. Therefore, by using such a transfer roller as a transfer member, it is possible to reduce the backside contamination of the paper, and the paper edge is not stained, so that a high-quality image can be realized.
10 中間転写ベルト
14 2次転写ローラ
26 2次転写バイアス電源
10
Claims (16)
前記転写手段が、トナー像を転写するのに必要なバイアスを供給する第1の電源と、前記クリーニング手段が転写部材の表面に付着したトナーを除去するのに必要なバイアスを供給する第2の電源とを備え、
前記クリーニング手段は前記第1の電源と前記第2の電源とから供給される正負両方の極性のバイアスを前記転写部材に印加することを特徴とする画像形成装置。 Image formation comprising: an image carrier that carries a toner image; a transfer unit that applies a bias to a transfer member to transfer the toner image to a recording material; and a cleaning unit that removes toner adhering to the surface of the transfer member In the device
A first power source for supplying a bias necessary for transferring the toner image to the transfer unit; and a second power source for supplying a bias necessary for removing the toner attached to the surface of the transfer member by the cleaning unit. With power supply,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the cleaning unit applies a bias having both positive and negative polarities supplied from the first power source and the second power source to the transfer member.
前記トナー像を転写するのに必要な第1の電源から供給されるバイアスと、前記転写部材の表面に付着したトナーを除去するのに必要な第2の電源から供給されるバイアスがそれぞれ正負両方の極性に設定され、当該正負のバイアスを印加することによって前記転写部材の表面に付着したトナーのクリーニングを行うことを特徴とする転写部材クリーニング方法。 In a transfer member cleaning method for cleaning toner attached to a transfer member for transferring a toner image to a recording material by applying a bias,
A bias supplied from a first power source required to transfer the toner image and a bias supplied from a second power source required to remove toner adhering to the surface of the transfer member are both positive and negative. And cleaning the toner adhering to the surface of the transfer member by applying the positive and negative biases.
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