JP3804471B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置に係り、詳細には、感光体ドラムや中間転写体といった像担持体に付着する残留トナーのクリーニング機構を簡易化しつつも、長期にわたって高品位の記録画像を形成するための改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、電子写真複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置においては、画像データに応じて感光体ドラムの表面にトナー像を形成した後、かかるトナー像を記録シートに転写し、転写されたトナー像を記録シートに加熱定着することで記録画像を得ている。また、近年のフルカラー複写機、フルカラレーザビームプリンタにおいては、感光体ドラム上に形成したトナー像を中間転写体に一次転写し、かかる中間転写体上でイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの4色のトナー像を重ね合わせ、これら合成トナー像を記録シートに一括して二次転写することでフルカラー記録画像を形成するものも知られている。
【0003】
トナー像の転写効率は感光体ドラムや中間転写体の表面状態、温度・湿度の変化に伴う記録シートや中間転写体の抵抗値の変動に影響を受けるので、これを常に100%に保つことは困難であり、トナー像の転写元である感光体ドラムや中間転写体の表面にはトナー像の転写後にもトナーが残留付着している。このため、従来より、感光体ドラムや中間転写体といった像担持体に対しては、トナー像の転写部位の下流側にクリーニング装置が設けられ、次のトナー像の形成に先立って残留トナーの除去が行われている。
【0004】
この種のクリーニング装置としては、特開平4−29283号公報に開示されるように、無数の摺擦毛を植えたブラシロールを感光体ドラム等の像担持体に接触させると共に、このブラシロールと像担持体との間にトナーの帯電極性に応じた電位差を与え、残留トナーを像担持体からブラシロールへ静電吸着させるように構成したものが知られている。また、ブラシロールではなく、軟弾性体からなるソフトロールを像担持体に接触させ、やはり残留トナーを像担持体からソフトロールの表面へ静電吸着させるように構成したクリーニング装置も知られている。
【0005】
いずれの構成でも、ブラシロールやソフトロールが保持し得るトナーの量には限界があり、多量のトナーを保持したまま像担持体に接触していたのでは、クリーニング能力それ自体が低下してしまうことから、これらブラシロールやソフトロールからトナーを引き離して回収するための、所謂デトーニング機構が必要となる。例えば、ブラシロールに対してはフリッカーバと称される突起が摺擦毛の回転範囲内に設けられ、かかる摺擦毛をフリッカーバに叩きつけることによってトナーをブラシロールから強制的に叩き落とし、これをオーガ等の搬送手段を用いて回収ボックス内に回収している。
【0006】
しかし、このようなデトーニング機構を設けると、クリーニング装置が大がかりなものとなってしまう。特に、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの4色の夫々に対して感光体ドラムを備えた所謂タンデム型のカラー画像形成装置においては、各感光体ドラム毎にクリーニング装置を設ける必要があり、更に、中間転写体を介してトナー像を記録シートに転写するタイプの画像形成装置においては、中間転写体に対してもクリーニング装置を設けることが必要となる。このため、カラー複写機やカラーレーザビームプリンタ等の小型化に当たっては、クリーニング装置を以下に小型化、簡易化するかが極めて重要である。
【0007】
このような観点から、特開2001−075448号公報に開示されるカラー画像形成装置では、複数の中間転写体の夫々に対して残留トナーを除去するブラシロールを設けながらも、これらのブラシロールに対してはデトーニング機構を一切設けず、各ブラシロールに付着したトナーを画像形成ジョブの合間に一カ所に集めて回収するように構成されている。具体的には、トナー像の形成及び転写の邪魔にならないよう、画像形成ジョブ中は各中間転写体に設けられたブラシロールが残留トナーを清掃して保持するように働く一方、画像形成ジョブの合間にはこれらのブラシロールが保持していたトナーを中間転写体上へ吐き出させ、トナー像の転写と同じ要領で下流側のロールへと順次転移させていき、最終段のロールに対して設けられた回収装置で一括して回収するように構成している。
【0008】
このように各ブラシロールで保持されたトナーを一カ所に集めて一括して回収するように構成した場合、各像担持体を清掃するクリーニング装置それ自体は極めて簡易なものとなり、清掃しなければならない像担持体の本数が多いカラー画像形成装置においては極めて有利に小型化を進めることができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、各ブラシロールが保持していたトナーを吐き出す所謂回収ジョブを定期的に行わなければならず、画像形成ジョブ中にブラシロールが像担持体から除去するトナー量と、回収ジョブ中にブラシロールが吐き出すトナー量とを比較した場合、前者の量が多くなければ、いつしかブラシロールが保持しきれない程のトナーを含んでしまい、像担持体のクリーニング不良から記録画像の画質が悪化してしまう。また、ブラシロールが画像形成ジョブ中に保持するトナー量はその画像形成ジョブの内容、例えば、記録シート通紙枚数や画像面積率、トナー像の転写効率等によって変動することから、常に一定の回収ジョブを行うだけでは、トナーがブラシロールから溢れてしまうおそれがあり、長期にわたって高品位の記録画像を安定して得ることはできない。
【0010】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、像担持体のクリーニング機構を簡易に構成することができ、カラー化においても装置の小型化を達成することが可能であると共に、長期の使用においてもクリーニング不良が発生することがなく、高品位の記録画像を安定して形成することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、画情報に応じたトナー像を像担持体から記録シートに転写して記録画像を形成する画像形成装置であって、像担持体の表面に付着した不要トナーを除去すると共に一時的に保持するトナー仮保持部材を備え、このトナー仮保持部材に保持された不要トナーを像担持体上に吐き出させる回収ジョブを定期的に実行して、かかる不要トナーを最終回収手段に集めるように構成した画像形成装置に適用され、上記回収ジョブを行っているにも拘らず、トナー仮保持部材が画像形成ジョブ中に集めた不要トナーの総てを像担持体の表面に吐き出すことができず、それによって不要トナーかトナー仮保持部材に累積的に溜まっていくのを防止しようとするものである。
【0012】
このことから、本発明では、画像形成ジョブ中における不要トナーの溜まり具合に応じて、上記回収ジョブの実施時間の長さを可変とするものである。つまり、トナー仮保持部材が保持している不要トナーの量が多ければ、かかる不要トナーを像担持体上に吐き出すのにもそれだけ長時間を要することから、画像形成ジョブ中にトナー仮保持部材が像担持体の表面から集めた不要トナーの量に応じて回収ジョブの実行時間の長さを変更するのである。このようにすれば、トナー仮保持部材は集めた不要トナーを回収ジョブの最中に十分吐き出すことができ、トナー仮保持部材に保持されている不要トナーの量が累積的に増加し、ひいては画像形成ジョブ中に不要トナーがトナー仮保持部材から溢れ出してしまうのを防止することができる。
【0013】
トナー仮保持部材が像担持体の表面から集める不要トナーの量を知る目安としては、画像形成ジョブにおける記録シートの通紙枚数や、かかる画像形成ジョブにおける画像面積率の累積量を用いることができる。通紙した記録シートの枚数が多いということは、それだけ多くのトナー像を像担持体上に形成したことになり、転写されずに像担持体上に残ってしまう残留トナー(不要トナー)の量もそれだけ多くなる。また、画像面積率の累積量が増加するにつれ、像担持体から記録シートへ転写されたトナーの物理的量それ自体が増加したことになるので、その分だけ転写されずに像担持体上に残ってしまう残留トナーの量も多くなる。つまり、これらの場合には、トナー仮保持部材が画像形成ジョブにおいて多くの不要トナーを像担持体上から集めたことになる。
【0014】
従って、画像形成ジョブの終了後に回収ジョブをスタートさせ、トナー仮保持部材から像担持体の表面へ不要トナーを吐き出させると共に、かかる回収ジョブの長さを画像形成ジョブにおける通紙枚数等に応じて可変とすれば、直前の画像形成ジョブにおいて集められた総ての不要トナーをトナー仮保持部材から像担持体へ吐き出させることができ、不要トナーがトナー仮保持部材に累積的に蓄積されるのを防止することができる。
【0015】
また、本発明の画像形成装置では、複数枚の記録シートに対して画像を形成する単一の画像形成ジョブを実施する際、該ジョブの途中でトナー仮保持部材における不要トナーの保持量が限界に達すると判断される場合には、かかる画像形成ジョブを中断して回収ジョブを実施することが必要となる。このとき、どの時点で画像形成ジョブを中断するかは、その画像形成ジョブにおける記録シートの通紙枚数から判断することができ、予め定めた枚数だけ記録シートが通紙された場合には、画像形成ジョブの終了を待つことなく、直ちに回収ジョブを開始するように構成することができる。また、記録シートの通紙枚数ではなく、加増面積率の累積値を用いて判断しても良い。
【0016】
但し、像担持体上の不要トナー量は記録シートの枚数からのみ判断することはできず、種々の要因の影響を受ける。例えば、低温及び低湿度環境下ではトナー像の転写効率が悪化し、感光体ドラムや中間転写体の表面により多くの転写残留トナーが発生する。また、OHP用シートや両面プリント時の2面目の記録シートの如く高抵抗の記録シートが通紙された場合も、トナー像の転写効率が低下して、転写残留トナーが多く発生する傾向にある。更に、トナー仮保持部材は経時的に電気的性能が劣化するので、像担持体のクリーニング性能が低下し、保持し得る不要トナーの量も経時的に少なくなる傾向にある。
【0017】
従って、これらの観点からすれば、画像形成ジョブ中の記録シートの通紙枚数や画像面積率の累積値に応じて回収ジョブをスタートさせる場合であっても、回収ジョブをスタートさせる起因となる記録シートの通紙枚数や画像面積率の累積値は、雰囲気温度及び湿度、記録シートの種類、像担持体に対する記録シートの累積通紙枚数等に応じて変更するのが好ましい。
【0018】
一方、画像形成ジョブを中断して回収ジョブを行うと、かかる回収ジョブの間は画情報に応じたトナー像の形成を行い得ないことから、画像形成ジョブの終了迄に長時間を要することになってしまう。従って、トナー仮保持部材に蓄積される不要トナーの量をできる限り少なくするという観点からすれば、連続して送られる記録シートの合間、すなわち像担持体上で前後するトナー像の間の所謂インターイメージ領域においても回収ジョブを実施するのが好ましい。かかるインターイメージ領域は極めて短いことから、トナー仮保持部材に保持された不要トナーを総て吐き出させることはできないが、極僅かであっても、連続する記録シートの合間に繰り返し訪れるインターイメージ領域に不要トナーの吐き出しを行えば、不要トナーがトナー仮保持部材に蓄積されるのを抑えることはできる。これにより、記録シートの通紙枚数が多い画像形成ジョブであっても、この画像形成ジョブを中断して回収ジョブを実施する必要がなくなり、また、画像形成ジョブ終了後の回収ジョブの時間を短縮化することが可能となる。
【0019】
また、トナー仮保持部材に蓄積される不要トナーの量をできる限り少なくするという観点からすれば、画像形成ジョブを直ちに開始することができないような状況下にあるときに、積極的に回収ジョブを実施するのが好ましい。例えば、画像形成ジョブが行われることなく長時間が経過し、トナー像を記録シートに対して定着させる定着器の温度が低下している場合や、画像形成装置の主電源の投入直後等である。この場合、画像形成ジョブの開始に先立って定着器のアォームアップが必要であると判断される場合には、かかるウォームアップの時間内で回収ジョブを実施すると良い。
【0020】
更に、画像形成ジョブが行われることなく長時間が経過しているような場合には、トナー仮保持部材によって保持されている不要トナーの帯電量が自然に低下してしまい、次に像担持体が動き出した際に、保持されていた不要トナーが像担持体上に吐き出されてしまう傾向にある。従って、このような不具合を防止するという観点からすれば、回収ジョブの終了後、次の画像形成ジョブまでの待機時間が所定時間を超えた場合には、定着器のウォームアップの要否に拘らず、かかる画像形成ジョブの開始前に回収ジョブを実施するのが好ましい。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の画像形成装置を詳細に説明する。
図1は本発明を適用したフルカラーレーザビームプリンタの概略構成を示すものである。尚、図1中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。
【0022】
このフルカラープリンタは、図1に示すように、イエロー(Y)、マゼンタ (M)、シアン(C)、ブラック(K)用の各感光体ドラム11,12,13,14と、これら感光体ドラム11〜14 に接触する一次帯電用の帯電ロール21,22,23,24と、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のレーザ光31,32,33,34を照射する図示しないレーザ光学ユニットと、現像器41,42,43,44と、上記4つの感光体ドラム11〜14のうちの2つの感光体ドラム11,12に接触する第1の一次中間転写ドラム51及び他の2つの感光体ドラム13,14に接触する第2の一次中間転写ドラム52と、上記第1、第2の一次中間転写ドラム51,52に接触する二次中間転写ドラム53と、この二次中間転写ドラム53に接触する最終転写ロール60とで、その主要部が構成されている。
【0023】
これらの構成のうち、各感光体ドラム11〜14、帯電ロール21〜24、現像器41〜44、第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52及び二次中間転写ドラム53は単一の画像形成ユニット1として一体化されており、例えば感光体ドラムの劣化等によって画像品質が低下する場合等には、この画像形成ユニット1をそのまま交換するようになっている。
【0024】
感光体ドラム11,12,13,14は、共通の接平面Mを有するように一定の間隔をおいて配置されている。また、第1の一次中間転写ドラム51及び第2の一次中間転写ドラム52は、各回転軸が該感光体ドラム11〜14軸に対し平行かつ所定の対象面を境界とした面対象の関係にあるように配置されている。さらに、二次中間転写ドラム53は、該感光体ドラム11〜14と回転軸が平行であるように配置されている。
【0025】
フルカラー画像を形成する場合、各色毎の画像情報に応じた信号は、図示しない画像処理ユニットによりラスタライジングされて図示しないレーザ光学ユニットに入力される。このレーザ光学ユニットでは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のレーザ光31〜34が変調され、対応する色の感光体ドラム11〜14に照射される。
【0026】
上記各感光体ドラム11〜14の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが行なわれる。まず、上記感光体ドラム11〜14としてはOPC感光体を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体ドラム11〜14の表面は約−800VのDC電圧を印加した帯電ロール12,22,32,42によって、例えば約−300V程度に一様に帯電される。尚、この実施例では上記帯電ロールに対してDC成分のみを印加しているが、AC成分をDC成分に重畳するように構成することもできる。
【0027】
このようにして一様な表面電位を具備した感光体ドラム11〜14の表面には、各色毎の入力画像情報に応じて変調されたレーザ光31〜34が上記レーザ光学ユニットから照射され、各所色の画像情報に対応した静電潜像が所定のタイミングで形成される。レーザ光学ユニットで静電潜像が書き込まれることにより、感光体ドラム11〜14上の画像露光部の表面電位は−60V以下程度にまで除電される。
【0028】
また、上記感光体ドラム11〜14の表面に形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像器41〜44によって現像され、感光体ドラム11〜14上にイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー像として可視化される。各現像器41〜44には、それぞれ色の異なったイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)色のトナー及びキャリアからなる現像剤が充填されている。
【0029】
次に、上記各感光体ドラム11〜14上に形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー像は、第1の一次中間転写ドラム51及び第2の一次中間転写ドラム52上に、静電的に一次転写される。感光体ドラム11,12上に形成されたイエロー(Y)及びマゼンタ(M)色のトナー像は、第1の一次中間転写ドラム51上に、感光体ドラム13,14上に形成されたシアン(C)及びブラック(K)色のトナー像は、第2の一次中間転写ドラム52上に、それぞれ転写される。感光体ドラム11,12,13,14に対する静電潜像の書き込み開始タイミングを各色毎にずらすことにより、第1の一次中間転写ドラム51上では一次転写されたイエロー(Y)とマゼンタ(M)のトナー像が適切に重ね合わされた二重色像が形成され、また、第2の一次中間転写ドラム52上にもシアン(C)とブラック(K)のトナー像が適切に重ね合わされた二重色像が形成される。
【0030】
上記第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52上に感光体ドラム11〜14からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+250〜500V程度である。最適な表面電位はトナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって変動するが、トナーの帯電量が−20〜−35μC/g の範囲内にあり、常温常湿環境下にある場合には、第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52の表面電位は、+380V程度が望ましい。
【0031】
この後、第1、第2の一次中間転写ドラム51,52上に形成された二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム53上に静電的に二次転写される。従って、二次中間転写ドラム53上には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色が重なった最終的なトナー像が形成されることになる。
【0032】
この二次中間転写ドラム53上へ第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+600〜1200V程度である。最適な表面電位は一次転写の時と同様にトナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって変動する。また、転写に必要なのは、第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52と二次中間転写ドラム53との間の電位差であるので、第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が−20〜−35μC/gの範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52の表面電位が+380V程度の場合には、二次中間転写ドラム53の表面電位は、+880V程度、つまり第1及び第2の一次中間転写ドラム51,52と二次中間転写ドラム53との間の電位差は、+500V程度に設定することが望ましい。
【0033】
最後に、上記二次中間転写ドラム53上に形成された四重色のトナー像は、最終転写ロール60によって、用紙搬送路Pを通る用紙に三次転写される。この用紙は、不図示の紙送り工程を経て用紙搬送ロール90を通過し、二次中間転写ドラム53と最終転写ロール60のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、用紙上に形成された最終的なトナー像は、定着器70によって定着され、一連の画像形成プロセスが完了する。
【0034】
このように構成された本実施例のレーザビームプリンタでは、各感光体ドラム11〜14及び一次中間転写ドラム51,52に対してトナー仮保持部材が配置されている。
【0035】
先ず、感光体ドラム11に対して配置されたトナー仮保持部材は、金属製回転軸の周囲に導電性の摺擦毛が起立したリフレッシャブラシ215であり、帯電ロール21に対するトナーの付着を防止するため、感光体ドラム11の回転方向に関して帯電ロール21の上流側に位置している。また、このリフレッシャブラシ215にはクリーニングバイアスが印加されりており、各転写部位において極性反転したトナーを感光体ドラム11の表面から一時的に回収し、後述するクリーニングモードが開始される迄の間、かかるトナーを保持するようになっている。すなわち、トナーは現像器41内において(−)極性に帯電しており、各転写行程においては、トナー像がより電位の高い方向へ向けて転写されていくことになる。しかし、かかるトナー像が各転写工程の転写部位を繰り返し通過する際、パッシェン放電や電荷注入により、(−)帯電しているトナーの一部が逆極性、すなわち(+)極性に反転して帯電してしまうことがあり、このように極性反転したトナーは次工程へ転写されず、上流側へ逆流していくことになる。そして、最終的には感光体ドラム11へ転移し、ひいては帯電ロール21に付着することになる。上記リフレッシャブラシ215はこのような極性反転したトナーを帯電ロール21の手前で捕え、帯電ロール21に対する付着を防止するために設けられている。従って、トナー像の作像時においては、感光体ドラム11の表面電位−300Vよりも低い電位である−400Vが上記リフレッシャブラシ215に印加されている。また、このリフレッシャブラシ215には何ら駆動手段が設けられておらず、かかるリフレッシャブラシ215は摺擦毛と感光体ドラム11との間に作用する摩擦力によって感光体ドラム11の回転に連れ回っている。
【0036】
尚、以上の説明では感光体ドラム11に対して設けられたリフレッシャブラシ215について説明したが、他の感光体ドラム12〜14に対しても同じ構造のリフレッシャブラシ216,217,218が設けられている。
【0037】
一方、一次中間転写ドラム51,52に対しては、やはり金属製回転軸の周囲に導電性の摺擦毛が起立したトナー仮保持部材としての第1ブラシロール220,221が夫々配置されている。これらの第1ブラシロール220は二次転写の終了後に一次中間転写ドラム51の表面に残留したトナーを感光体ドラム12の手前側でブロックする位置に、第1ブラシロール221は二次転写の終了後に一次中間転写ドラム52の表面に残留したトナーを感光体ドラム14の手前側でブロックする値に夫々配置されている。
【0038】
また、これら第1ブラシロール220,221にはクリーニングバイアスが印加されているが、その極性はリフレッシャブラシ215に印加されていたものと逆極性である。一次転写では各感光体ドラムが1色のトナー像のみを一次中間転写ドラム51,52に転写していることから、転写効率をある程度高めに設定することができ、残留トナーを敢えて回収するクリーニング装置を設けずとも、作像上は大きな支承は生じず、また、各現像器41〜44において混色が発生することもない。しかし、二次転写では互いに重なり合った2色分のトナー像を二次中間転写ドラム53へ転写するので、転写されずに一次中間転写ドラム51,52に残留するトナーも多く、かかる残留トナーをクリーニング装置で回収しない場合には、次に転写されるトナー像にゴーストが発生してまうからである。このため、(−)極性に帯電している残留トナーが一次中間転写ドラム51,52から第1ブラシロール220,221へ静電的に転移してくるよう、かかる第1ブラシロール220,221には一次中間転写ドラム51,52の表面電位よりも高いクリーニングバイアス(例えば、+600V)が印加されている。もちろん、温度及び湿度といった雰囲気環境が変動し、一次中間転写ドラム51,52の表面電位が変動すれば、第1ブラシロール20,221と一次中間転写ドラム51,52との間の電位差を確保するため、クリーニングバイアスも変動させる必要が生じる。また、これら第1ブラシロール220,221にも何ら駆動手段が設けられておらず、リフレッシャブラシ215と同様、摺擦毛と一次中間転写ドラム51,52との間に作用する摩擦力によって一次中間転写ドラム51,52の回転に連れ回っている。
【0039】
また、二次中間転写ドラム53に対しても三次転写で残留したトナーを除去するためのトナー仮保持部材としての第2ブラシロール230が配置されている。上記第1ブラシロール220,221やリフレッシャブラシ215〜218と異なり、この第2ブラシロール230は図示外のモータによって二次中間転写ドラム53の回転方向と対向する方向へ回転駆動されている。この第2ブラシロール230にもクリーニングバイアスが印加されているが、三次転写で発生した残留トナーを二次中間転写ドラム53の表面から除去するという目的上、その極性は第1ブラシロール220,221に印加されていたものと同じである。すなわち、(−)極性に帯電している残留トナーが二次中間転写ドラム53から第2ブラシロール230へ静電的に転移してくるよう、かかる第2ブラシロール230には二次中間転写ドラム53の表面電位よりも高いクリーニングバイアス(例えば、+1080V)が印加されている。
【0040】
図2は、画像形成ジョブ中、すなわち感光体ドラムで形成されたトナー像が記録シートに転写されている最中におけるトナーの流れを簡略的に示したものである。画像形成ジョブ中、(−)極性に帯電しいるトナーは感光体ドラムから一次中間転写ドラム51、二次中間転写ドラム53を経て、最終的には記録シート100へ転写される。但し、一次中間転写ドラム51から二次中間転写ドラム53へ転写されなかった二次転写の残留トナーは、感光体ドラム11へ戻る途中で第1ブラシロール220に捕獲される。また、二次中間転写ドラム53から記録シート100へ転写されなかった三次転写の残留トナーは、一次中間転写ドラム53へ戻る途中で第2ブラシロール230に捕獲される。一方、転写部位において逆極性の電荷が注入され、帯電極性が(+)に反転してしまったトナーは、 (−)極性のトナーと逆に二次中間転写ドラムから一次中間転写ドラムを経て感光体ドラムへ逆上って転写され、最終的には感光体ドラムに対して設けられたリフレッシャブラシ215に捕獲される。
【0041】
このように、上記リフレッシャブラシ215〜218、第1ブラシロール220,221、及び第2ブラシロール230は夫々対向する感光体ドラム11〜14、一次中間転写ドラム51,52、二次中間転写ドラム53からトナーを捕獲するものの、捕獲したトナーを排出するための機械的構成を何ら具備していない。従って、画像形成ジョブ中にトナー像が繰り返し形成されると、捕獲したトナーが各ブラシロールの摺擦毛の間から溢れ出てしまうことになる。そこで、本実施例のプリンタでは、各ブラシロールによって捕獲されたトナーを回収するため、印字動作後、連続印字時の所定枚数毎など、ある所定のタイミングで以下のような回収ジョブを行ない、各ブラシロールによって一時的に捕獲されていたトナーを転写ロール60に対して設けた一括回収装置80で回収するようにしている。
【0042】
この回収ジョブにおいては、先ず、帯電ロール21〜24、リフレッシャブラシ215〜218、感光体ドラム11〜14、一次中間転写ドラム51,52、二次中間転写ドラム53、最終転写ロール60に対し、最終転写ロール60が最もマイナス電位が高くなるように、順々に電位勾配をつけた電圧を印加し、これによって印字動作中にリフレッシャブラシ215〜218に回収保持された逆極性の(+)帯電トナーを、図3に示すように、最終転写ロール60まで順々に転移させ、最終転写ロール60に接触して設けた一括回収装置80によって回収するように構成されている。この一括回収装置80ではシリコンゴム等の弾性体からなるクリーニングブレード801が転写ロール60の周面に接しており、転写ロール60に転移したトナーを該クリーニングブレード801によって削ぎ落とし、装置内に回収するようになっている。従って、このようなクリーニング動作が開始されると、リフレッシャブラシ215〜218に一時的に保持されていた(+)帯電トナーは感光体ドラム11〜14上に吐き出され、リフレッシャブラシ215〜218は清浄な状態に復帰することになる。
【0043】
また、このようにして(+)帯電トナーの回収が終了すると、トナー像の作像時と同じ電位が帯電ロール21〜24、感光体ドラム11〜14、一次中間転写ドラム51,52、二次中間転写ドラム53、最終転写ロール60に与えられる一方、第1ブラシロール及び第2ブラシロールには作像時と逆極性の電位が与えられ、今度は第2ブラシーロール220,221及び第2ブラシロール230に付着している(−)帯電トナーの回収が行われる。すなわち、第1ブラシロール220,221及び第2ブラシロール230に対して作像時と逆極性の電位を与えることにより、図4に示すように、これらブラシロールに保持されていた (−)帯電トナーは一次中間転写ドラム51,52及び二次中間転写ドラム53上に吐き出され、通常のトナー像の転写と同様に二次中間転写ドラム53を経由して最終転写ロール60へ到達し、一括回収装置80によって回収される。
【0044】
尚、この回収ジョブの実施時には、ブラシロールの周囲にトナークラウドが発生し易いので、かかるトナークラウドの拡散を防止するため、プリンタの定着器70の排熱を担うファンは停止させておくのが良い。
【0045】
このような回収ジョブを定期的に実行することにより、第1、第2及び第2ブラシロールに捕獲されていたトナーはいずれの極性のものも一括回収装置80によって回収され、これらブラシロールの清浄化が図られることになる。
【0046】
この回収ジョブは、基本的には画像形成ジョブの終了直後に実施され、各ブラシロールは画像形成ジョブ後、直ちに清浄な状態に復帰することになっている。しかし、かかる回収ジョブにおいて各ブラシロールが保持しているトナーを十分に吐き出させてやることができなければ、各ブラシロールは前の画像形成ジョブの際に捕獲した不要トナーを保持したまま、次の画像形成ジョブで不要トナーの捕獲を行うことになり、画像形成ジョブを繰り返すうちに、各ブラシロールが捕獲した不要トナーで一杯になってしまう。そして、ブラシロール内が捕獲した不要トナーで一杯になってしまうと、感光体ドラム11〜14や中間転写ドラム51〜53に対するクリーニング性能が低下し、例えば二次中間転写ドラム53に付着している転写残留トナーを第2ブラシロール230で除去することがてぎなくなってしまう。そして、このような事態が発生すると、記録シートに形成した記録画像中にその前の記録シートの画像がゴースト像となって現れ、画像品質が著しく悪化することになる。
【0047】
そこで、この実施例のプリンタでは、実施した画像形成ジョブの中身に応じて、その直後に行う回収ジョブの長さを変更するようにしている。例えば、図5に示すように、画像形成ジョブ内における記録シートの通紙枚数に応じ、その直後に行われる回収ジョブの実施時間を変更するように設定することができる。すなわち、通紙枚数が多いということは、その分だけ各ブラシロールは多量のトナーを捕獲しているから、回収ジョブにおいては、捕獲した総てのトナーを吐き出すのにも多量の時間が必要となる。このとき、回収ジョブの時間の長さは、記録シートの通紙枚数に応じて多段階に設定することができる。また、通紙枚数が増加した場合に、(+)極性トナーを回収する時間と、(−)極性トナーを回収する時間とを夫々長く設定するようにしても良いが、各々の極性のトナーの回収時間は短いまま、これらを数セット繰り返し、合計で回収ジョブの時間が長くなるようにしても良い。
【0048】
また、単純に画像形成ジョブ内の通紙枚数で回収ジョブの長さを変更するのではなく、画像面積率の累積値に応じて回収ジョブの実施時間を変更するように設定しても良い。この方法だと、通紙した記録シートの枚数が多い場合も回収ジョブの実施時間が長く設定される他、図6に示すように、同じ通紙枚数であっても、画像面積率の多いトナー像を記録シートに転写した場合の方が回収ジョブの実施時間が長くなる。各ブラシロールが捕獲している不要トナーの実際の量は、感光体ドラム11〜14や中間転写ドラム51〜53に付着しているトナー量に比例しているから、この図6に示す方法だと、回収ジョブにおける各ブラシロールの捕獲トナーの吐き出し量を一層最適化することができるものである。
【0049】
また、画像形成ジョブの終了毎に、かかる画像形成ジョブにおける通紙枚数等に対応した長さの回収ジョブを実施した場合であっても、各ブラシロールの中には僅かずつ捕獲トナーが堆積していく傾向にある。従って、画像形成ユニット1における累積通紙枚数が200枚増加し、その画像形成ジョブが終了したならば、通常よりも長めの回収ジョブを3セット程度繰り返し行い、ブラシロールに捕獲されているトナーを徹底的に吐き出させるようにするのが好ましい。
【0050】
更に、単一の画像形成ジョブにおける記録シートの通紙枚数が多い場合は、かかる画像形成ジョブの途中で各ブラシロールが捕獲トナーで一杯になってしまうおそれがあることから、画像形成ジョブの開始後、所定枚数の記録シートが通紙されたならば、直ちに画像形成ジョブを中断し、画像形成ジョブの終了を待つことなく回収ジョブを実行することが必要となる。
【0051】
この場合、プリンタの置かれたその日の環境が低温、低湿度であると、トナー像の転写効率が低下し、各ブラシロールに捕獲されるトナー量は増加する傾向にあり、各ブラシロールが捕獲トナーで一杯になるタイミングは常温、常湿度の場合よりも早く訪れることになる。このことから、本実施例のプリンタでは、雰囲気環境の温度及び湿度を測定する環境センサを設け、この環境センサの検出値に応じて画像形成ジョブを一時的に中断する枚数、すなわち中断枚数を決定している。
【0052】
図7は、同一の通紙枚数の画像形成ジョブを異なった雰囲気環境下で行った場合に、回収ジョブがどの程度の頻度で行われるのかを示したタイミングチャートである。上段(a)は常温、常湿環境下、下段(b)は低温、低湿度環境下である。低温、低湿度の環境下では中間転写ドラム51〜53上の転写残留トナーの量が多いことから、画像形成ジョブの中断枚数を常温、常湿度の環境下よりも小さく設定し、回収ジョブが頻繁に行われるようにしている。このため、画像形成ジョブ全体が終了する迄の時間は僅かに遅れることになるが、各ブラシロールから捕獲したトナーが溢れ出でしまうといったトラブルもなく、低温、低湿度の環境下であっても、高品質の記録画像を安定して得ることができる。
【0053】
また、OHP用シート等の高抵抗の記録シートを用いる場合も、図7の如く、画像形成ジョブ中に回収ジョブを挿入するための中断枚数を小さく設定すると良い。やはり、高抵抗の記録シートに対してトナー像を転写する際は、二次中間転写ドラム53上に多くの残留トナーが発生し、第2ブラシロール230の捕獲するトナー量が増加するからである。
【0054】
更に、経時的にブラシロールの電気的特性が劣化してくると、かかるブラシロールによる感光体ドラム11〜14、中間転写ドラム51〜53のクリーニング性能が低下してくることから、画像形成ユニット1に対する記録シートの累積通紙枚数が増加するにつれ、画像形成ジョブの中断枚数は徐々に減少させていくのが好ましい。例えば、累積枚数5000枚までは中断枚数を48枚、10000枚までは中断枚数を32枚、15000枚までは中断枚数を28枚という具合である。
【0055】
一方、このように画像形成ジョブを中断して回収ジョブを行ったのでは、かかる画像形成ジョブの終了迄に長時間を要することになり、プリント指示を行ったユーザを待たせてしまうことになる。画像形成ジョブの中断を最小限に抑えるという観点からすれば、画像形成ジョブ中であっても、トナー像の作像を行っていない時間帯では回収ジョブを行うようにするのが良い。例えば、図8に示すように、連続する記録シートの合間に対応するインターイメージ領域では中間転写ドラム51〜53の上にトナー像が載ってこないので、この領域に対しては第1及び第2ブラシロールから一次中間転写ドラム51,52及び二次中間転写ドラム53に対してトナー像を吐き出すことができる。このインターイメージ領域は極僅かであり、ブラシールの1回転分に満たない場合もあるが、一つの画像形成ジョブ内には記録シートの通紙枚数に対応した数だけインターイメージ領域が存在するので、僅かずつではあるが、繰り返しブラシロールから捕獲トナーを吐き出すことにより、ブラシロールのクリーニング性能が捕獲トナーによって低下してしまうのを可及的に抑えることが可能となる。その結果、画像形成ジョブを中断して回収ジョブを行う頻度も少なくすることができ、その分だけ画像形成ジョブを短時間で終了させることができるものである。
【0056】
更に、画像形成ジョブを中断させないという観点からすれば、定着器のウォームアップタイム、記録シートのジャム処理やトナーカートリッジの交換のためにプリンタ筐体のカバーを開閉した後のウォームアップタイム等、トナー像の作像は行われていないにも拘らず、感光体ドラム11〜14や中間転写ドラム51〜53を回転させる機会があれば、かかる機会に回収ジョブを行い、ブラシロールが保持しているトナーを吐き出させるようにすることが望まれる。
【0057】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の画像形成装置によれば、画像形成ジョブ中におけるトナー仮保持部材に対する不要トナーの溜まり具合に応じ、回収ジョブの実施時間の長さを可変とし、トナー仮保持部材が集めた不要トナーを回収ジョブの最中に十分吐き出すことができるようにしたので、かかるトナー仮保持部材に保持されている不要トナーの量が累積的に増加し、ひいては画像形成ジョブ中に不要トナーがトナー仮保持部材から溢れ出してしまうのを防止することができ、長期の使用においてもクリーニング不良が発生することがなく、高品位の記録画像を安定して形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を適用したフルカラーレーザビームプリンタの構成を示す概略図である。
【図2】 画像形成ジョブ中におけるトナーの流れを示した模式図である。
【図3】 回収ジョブ中における(−)極性トナーの回収の流れを示した模式図である。
【図4】 回収ジョブ中における(+)極性トナーの回収の流れを示した模式図である。
【図5】 画像形成ジョブの通紙枚数に応じて回収ジョブの長さが変更される様子を示したタイミングチャートである。
【図6】 画像形成ジョブにおける画像面積率に応じて回収ジョブの長さが変更される様子を示したタイミングチャートである。
【図7】 回収ジョブを画像形成ジョブ中に実施する場合の中断枚数の変化を示したタイミングチャートである。
【図8】 画像形成ジョブ中のインターイメージ領域を説明する図である。
【符号の説明】
11〜14…感光体ドラム、51,52…一次中間転写ドラム、53…二次中間転写ドラム、215〜218…リフレッシャーブラシ、220,221…第1ブラシロール、230…第2ブラシロール[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a laser beam printer, and more specifically, while simplifying a cleaning mechanism for residual toner adhering to an image carrier such as a photosensitive drum or an intermediate transfer member, The present invention relates to an improvement for forming a high-quality recorded image.
[0002]
[Prior art]
In general, in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a laser beam printer, a toner image is formed on the surface of a photosensitive drum in accordance with image data, and then the toner image is transferred to a recording sheet. A recorded image is obtained by heat-fixing the image on a recording sheet. In recent full-color copying machines and full-color laser beam printers, the toner image formed on the photosensitive drum is primarily transferred to an intermediate transfer member, and four colors of yellow, cyan, magenta, and black are transferred onto the intermediate transfer member. It is also known to form a full-color recording image by superimposing toner images and collectively transferring these synthesized toner images onto a recording sheet.
[0003]
The transfer efficiency of the toner image is affected by fluctuations in the resistance value of the recording sheet and the intermediate transfer member due to changes in the surface condition of the photosensitive drum and intermediate transfer member, and temperature / humidity. It is difficult, and the toner remains on the surface of the photosensitive drum or the intermediate transfer member from which the toner image is transferred even after the toner image is transferred. For this reason, conventionally, for image carriers such as photosensitive drums and intermediate transfer members, a cleaning device is provided on the downstream side of the transfer portion of the toner image to remove residual toner prior to the next toner image formation. Has been done.
[0004]
As this type of cleaning device, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-29283, a brush roll planted with countless rubbing hairs is brought into contact with an image carrier such as a photosensitive drum, A configuration is known in which a potential difference corresponding to the charging polarity of the toner is applied between the image carrier and the residual toner is electrostatically adsorbed from the image carrier to the brush roll. There is also known a cleaning device configured such that a soft roll made of a soft elastic body instead of a brush roll is brought into contact with the image carrier, and residual toner is electrostatically adsorbed from the image carrier to the surface of the soft roll. .
[0005]
In any configuration, there is a limit to the amount of toner that can be held by the brush roll or soft roll, and if a large amount of toner is held in contact with the image carrier, the cleaning capability itself will be reduced. For this reason, a so-called detoning mechanism for separating and collecting toner from these brush rolls and soft rolls is required. For example, a protrusion called a flicker bar is provided in the rotation range of the rubbing bristles for the brush roll, and the toner is forcibly tapped off from the brush roll by hitting the rubbing bristles against the flicker bar. Is collected in the collection box using a transporting means such as an auger.
[0006]
However, when such a detoning mechanism is provided, the cleaning device becomes large. In particular, in a so-called tandem type color image forming apparatus provided with a photosensitive drum for each of four colors of yellow, magenta, cyan and black, it is necessary to provide a cleaning device for each photosensitive drum. In an image forming apparatus that transfers a toner image to a recording sheet via an intermediate transfer member, it is necessary to provide a cleaning device for the intermediate transfer member. For this reason, in miniaturization of a color copying machine, a color laser beam printer, etc., it is extremely important to downsize and simplify the cleaning device as follows.
[0007]
From this point of view, the color image forming apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-074448 is provided with a brush roll for removing residual toner for each of the plurality of intermediate transfer members. On the other hand, no detoning mechanism is provided, and the toner adhering to each brush roll is collected and collected in one place between image forming jobs. Specifically, the brush roll provided on each intermediate transfer member works to clean and hold the residual toner during the image forming job so as not to interfere with the formation and transfer of the toner image. In the meantime, the toner held by these brush rolls is discharged onto the intermediate transfer member and transferred to the downstream roll in the same manner as the transfer of the toner image, and provided for the final roll. It collects with the collect | recovery apparatus collected collectively.
[0008]
In this way, when the toner held by each brush roll is collected in one place and collected at once, the cleaning device itself for cleaning each image carrier becomes very simple and must be cleaned. In a color image forming apparatus having a large number of image carriers that must be reduced, the size can be reduced extremely advantageously.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, a so-called collection job for discharging the toner held by each brush roll must be periodically performed. The amount of toner that the brush roll removes from the image carrier during the image forming job and the brush roll during the collection job. When the amount of toner discharged is compared, if the former amount is not large, the toner contains enough toner that the brush roll can only hold, and the image quality of the recorded image deteriorates due to poor cleaning of the image carrier. . In addition, the amount of toner held by the brush roll during an image forming job varies depending on the contents of the image forming job, such as the number of recording sheet passing sheets, the image area ratio, and the toner image transfer efficiency. If only the job is performed, the toner may overflow from the brush roll, and a high-quality recorded image cannot be stably obtained over a long period of time.
[0010]
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to be able to easily configure a cleaning mechanism for an image carrier and to achieve downsizing of the apparatus even in colorization. In addition, it is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of stably forming a high-quality recorded image without causing defective cleaning even in long-term use.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention is an image forming apparatus for forming a recorded image by transferring a toner image corresponding to image information from an image carrier to a recording sheet, and removing unnecessary toner adhering to the surface of the image carrier. A temporary collection toner holding member is provided, and a collection job for discharging unnecessary toner held on the temporary toner holding member onto the image carrier is periodically executed to collect the unnecessary toner in a final collection unit. The temporary toner holding member discharges all unnecessary toner collected during the image forming job to the surface of the image carrier, even though the recovery job is applied to the image forming apparatus configured as described above. In this case, it is possible to prevent the toner from being accumulated in the toner temporary holding member.
[0012]
For this reason, in the present invention, the length of the execution time of the collection job is made variable according to the amount of unnecessary toner accumulated in the image forming job. In other words, if the amount of unnecessary toner held by the temporary toner holding member is large, it takes a long time to discharge such unnecessary toner onto the image carrier. The length of the execution time of the collection job is changed according to the amount of unnecessary toner collected from the surface of the image carrier. In this way, the temporary toner holding member can sufficiently discharge the collected unnecessary toner during the collection job, and the amount of unnecessary toner held on the temporary toner holding member is cumulatively increased. It is possible to prevent unnecessary toner from overflowing from the temporary toner holding member during the forming job.
[0013]
As a guideline for knowing the amount of unnecessary toner collected from the surface of the image carrier by the temporary toner holding member, the number of recording sheets passed in the image forming job and the cumulative amount of the image area ratio in the image forming job can be used. . The large number of recording sheets passed through means that a large amount of toner images are formed on the image carrier, and the amount of residual toner (unnecessary toner) that remains on the image carrier without being transferred. Will also increase that much. Further, as the cumulative amount of the image area ratio increases, the physical amount of toner transferred from the image carrier to the recording sheet itself increases, so that it is not transferred by that amount on the image carrier. The amount of residual toner that remains is also increased. That is, in these cases, the toner temporary holding member collects a lot of unnecessary toner from the image carrier in the image forming job.
[0014]
Accordingly, the collection job is started after the end of the image forming job, and unnecessary toner is discharged from the temporary toner holding member to the surface of the image carrier, and the length of the collection job is determined according to the number of sheets to be passed in the image forming job. If variable, all unnecessary toner collected in the immediately preceding image forming job can be discharged from the temporary toner holding member to the image carrier, and unnecessary toner is accumulated in the temporary toner holding member. Can be prevented.
[0015]
In the image forming apparatus of the present invention, when a single image forming job for forming an image on a plurality of recording sheets is executed, the amount of unnecessary toner held by the temporary toner holding member is limited during the job. If it is determined that the image forming job is reached, it is necessary to interrupt the image forming job and execute the collection job. At this time, when the image forming job is interrupted can be determined from the number of recording sheets passed in the image forming job. If a predetermined number of recording sheets are passed, the image forming job is interrupted. The collection job can be started immediately without waiting for the end of the forming job. Further, the determination may be made using the cumulative value of the additional area ratio instead of the number of recording sheets to be passed.
[0016]
However, the amount of unnecessary toner on the image carrier cannot be determined only from the number of recording sheets, and is affected by various factors. For example, in a low temperature and low humidity environment, the transfer efficiency of the toner image deteriorates, and a large amount of transfer residual toner is generated on the surface of the photosensitive drum or intermediate transfer member. In addition, when a high-resistance recording sheet such as an OHP sheet or a second recording sheet during double-sided printing is passed, the toner image transfer efficiency tends to decrease and a large amount of residual toner tends to be generated. . Further, since the electrical performance of the temporary toner holding member deteriorates with time, the cleaning performance of the image carrier is lowered, and the amount of unnecessary toner that can be held tends to decrease with time.
[0017]
Therefore, from these viewpoints, even when the collection job is started according to the cumulative number of sheets and the image area ratio of recording sheets in the image forming job, the recording that causes the collection job to start. The cumulative number of sheets to be passed and the image area ratio are preferably changed according to the ambient temperature and humidity, the type of recording sheet, the cumulative number of sheets to be passed through the image carrier, and the like.
[0018]
On the other hand, if an image forming job is interrupted and a collecting job is performed, a toner image cannot be formed according to the image information during the collecting job, and therefore it takes a long time to complete the image forming job. turn into. Therefore, from the viewpoint of minimizing the amount of unnecessary toner accumulated in the temporary toner holding member, the so-called interface between the recording sheets fed continuously, that is, between the toner images moving back and forth on the image carrier. It is preferable to execute the collection job also in the image area. Since such an inter-image area is extremely short, it is impossible to discharge all unnecessary toner held on the temporary toner holding member. However, even in a very small amount, the inter-image area repeatedly visits between successive recording sheets. If unnecessary toner is discharged, it is possible to prevent unnecessary toner from being accumulated in the temporary toner holding member. This eliminates the need to interrupt the image forming job and perform a collecting job even for an image forming job with a large number of recording sheets to be passed, and shorten the time for the collecting job after the image forming job is completed. Can be realized.
[0019]
Also, from the viewpoint of reducing the amount of unnecessary toner accumulated in the temporary toner holding member as much as possible, when the image forming job cannot be started immediately, the collection job is actively performed. It is preferable to carry out. For example, when a long time has passed without the image forming job being performed and the temperature of the fixing device for fixing the toner image to the recording sheet is lowered, or immediately after the main power of the image forming apparatus is turned on. . In this case, if it is determined that the fixing device needs to be warmed up before the start of the image forming job, the collection job may be executed within the warm-up time.
[0020]
Further, when a long time has passed without an image forming job being performed, the charge amount of the unnecessary toner held by the temporary toner holding member naturally decreases, and then the image carrier When the toner starts to move, the held unnecessary toner tends to be discharged onto the image carrier. Accordingly, from the viewpoint of preventing such a problem, if the waiting time until the next image forming job exceeds a predetermined time after the end of the collection job, it is determined whether or not the fixing device needs to be warmed up. First, it is preferable to execute the collection job before the start of the image forming job.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an image forming apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a full-color laser beam printer to which the present invention is applied. In addition, the arrow in FIG. 1 has shown the rotation direction of each rotation member.
[0022]
As shown in FIG. 1, this full-color printer includes
[0023]
Among these configurations, each of the
[0024]
The photosensitive drums 11, 12, 13, and 14 are arranged at a predetermined interval so as to have a common tangential plane M. Further, the first primary
[0025]
When forming a full-color image, a signal corresponding to image information for each color is rasterized by an image processing unit (not shown) and input to a laser optical unit (not shown). In this laser optical unit, yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K)
[0026]
An image forming process for each color is performed around each of the
[0027]
The
[0028]
The electrostatic latent image corresponding to each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) formed on the surface of the
[0029]
Next, the yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toner images formed on the respective
[0030]
The surface potential necessary for electrostatically transferring the toner images from the
[0031]
Thereafter, the double-color toner images formed on the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52 are electrostatically secondary-transferred onto the secondary
[0032]
The surface potential necessary for electrostatically transferring the toner image from the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52 onto the secondary
[0033]
Finally, the quadruple toner image formed on the secondary
[0034]
In the laser beam printer of this embodiment configured as described above, a temporary toner holding member is arranged for each of the
[0035]
First, the toner temporary holding member disposed with respect to the
[0036]
In the above description, the
[0037]
On the other hand, for the primary intermediate transfer drums 51 and 52, first brush rolls 220 and 221 are disposed as temporary toner holding members having conductive sliding bristles around the metal rotation shaft. . These first brush rolls 220 are in positions where toner remaining on the surface of the primary
[0038]
A cleaning bias is applied to the first brush rolls 220 and 221, but the polarity is opposite to that applied to the
[0039]
Further, a
[0040]
FIG. 2 schematically shows the flow of toner during an image forming job, that is, while a toner image formed on a photosensitive drum is being transferred to a recording sheet. During the image forming job, the toner charged to (−) polarity is transferred from the photosensitive drum to the
[0041]
As described above, the refresher brushes 215 to 218, the first brush rolls 220 and 221, and the
[0042]
In this collection job, first, for the charging rolls 21 to 24, the refresher brushes 215 to 218, the
[0043]
When the collection of the (+) charged toner is completed in this way, the same potential as that at the time of toner image formation is set to the charging rolls 21 to 24, the
[0044]
It should be noted that when this collection job is executed, a toner cloud is likely to be generated around the brush roll. Therefore, in order to prevent the toner cloud from diffusing, the fan responsible for exhaust heat of the
[0045]
By periodically executing such a collection job, the toner captured by the first, second, and second brush rolls is collected by the
[0046]
This collection job is basically performed immediately after the end of the image forming job, and each brush roll is immediately returned to a clean state after the image forming job. However, if the toner held by each brush roll cannot be discharged sufficiently in such a collection job, each brush roll holds the unnecessary toner captured during the previous image forming job and continues to the next. In this image forming job, unnecessary toner is captured, and each of the brush rolls is filled with unnecessary toner captured while the image forming job is repeated. When the inside of the brush roll is filled with the trapped unnecessary toner, the cleaning performance with respect to the
[0047]
Therefore, in the printer of this embodiment, the length of the collection job to be performed immediately after is changed according to the contents of the executed image forming job. For example, as shown in FIG. 5, it is possible to set to change the execution time of the collection job performed immediately after the number of recording sheets passed in the image forming job. In other words, a large number of sheets to be passed means that each brush roll captures a large amount of toner by that amount. Therefore, in the collection job, a large amount of time is required to discharge all the captured toner. Become. At this time, the length of time of the collection job can be set in multiple stages according to the number of recording sheets passed. Further, when the number of sheets to be passed increases, the time for collecting the (+) polarity toner and the time for collecting the (−) polarity toner may be set longer, respectively. While the collection time is short, several sets of these may be repeated so that the total collection job time is increased.
[0048]
Further, instead of simply changing the length of the collection job based on the number of sheets in the image forming job, the collection job execution time may be changed according to the cumulative value of the image area ratio. According to this method, even when the number of recording sheets passed is large, the collection job execution time is set longer, and as shown in FIG. When the image is transferred to the recording sheet, the collection job is performed for a longer time. The actual amount of unnecessary toner captured by each brush roll is proportional to the amount of toner adhering to the
[0049]
Even when a collection job having a length corresponding to the number of sheets to be passed in the image forming job is executed every time the image forming job is completed, the captured toner is slightly accumulated in each brush roll. There is a tendency to go. Accordingly, when the cumulative number of sheets passed through the
[0050]
Furthermore, if there are a large number of recording sheets in a single image forming job, each brush roll may become full of captured toner during the image forming job. Thereafter, when a predetermined number of recording sheets are passed, it is necessary to immediately interrupt the image forming job and execute the collection job without waiting for the end of the image forming job.
[0051]
In this case, if the environment where the printer is placed is low temperature and low humidity, the transfer efficiency of the toner image decreases, and the amount of toner captured by each brush roll tends to increase. The timing when the toner becomes full will come earlier than at normal temperature and humidity. For this reason, the printer of this embodiment is provided with an environmental sensor for measuring the temperature and humidity of the atmospheric environment, and the number of image forming jobs to be temporarily interrupted, that is, the number of interruptions is determined according to the detection value of the environmental sensor. is doing.
[0052]
FIG. 7 is a timing chart showing how often the collection job is performed when the same number of sheet-forming image forming jobs are performed under different atmospheric environments. The upper stage (a) is at room temperature and normal humidity, and the lower stage (b) is at low temperature and low humidity. Since there is a large amount of residual toner on the intermediate transfer drums 51 to 53 in a low-temperature and low-humidity environment, the number of interrupted image forming jobs is set smaller than that in a normal-temperature and normal-humidity environment, and collection jobs are frequently performed. To be done. For this reason, the time until the entire image forming job is completed is slightly delayed, but there is no trouble that the toner captured from each brush roll overflows, and even in an environment of low temperature and low humidity. High-quality recorded images can be obtained stably.
[0053]
Even when a high-resistance recording sheet such as an OHP sheet is used, it is preferable to set a small number of interruptions for inserting a collection job in an image forming job as shown in FIG. Again, when a toner image is transferred to a high-resistance recording sheet, a large amount of residual toner is generated on the secondary
[0054]
Furthermore, if the electrical characteristics of the brush roll deteriorate with time, the cleaning performance of the
[0055]
On the other hand, if the image forming job is interrupted and the collection job is performed in this way, it takes a long time until the end of the image forming job, which causes the user who has given the print instruction to wait. . From the viewpoint of minimizing the interruption of the image forming job, it is preferable to perform the collection job during the time when the toner image is not formed even during the image forming job. For example, as shown in FIG. 8, since no toner image is placed on the intermediate transfer drums 51 to 53 in the inter image area corresponding to the interval between successive recording sheets, the first and second areas are not included in this area. A toner image can be discharged from the brush roll to the primary intermediate transfer drums 51 and 52 and the secondary
[0056]
Further, from the viewpoint of not interrupting the image forming job, the toner such as the warm-up time of the fixing device, the warm-up time after opening / closing the cover of the printer housing for the jamming of the recording sheet or the replacement of the toner cartridge, etc. If there is an opportunity to rotate the
[0057]
【The invention's effect】
As described above, according to the image forming apparatus of the present invention, the length of the collection job execution time can be changed according to the amount of unnecessary toner accumulated in the temporary toner holding member during the image forming job, and the temporary toner holding can be performed. Since the unnecessary toner collected by the member can be sufficiently discharged during the collection job, the amount of unnecessary toner held on the temporary toner holding member increases cumulatively, and as a result, during the image forming job. It is possible to prevent the unnecessary toner from overflowing from the temporary toner holding member, and it is possible to stably form a high-quality recorded image without causing defective cleaning even during long-term use. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a full-color laser beam printer to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a toner flow during an image forming job.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a flow of (−) polarity toner collection during a collection job.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a flow of (+) polarity toner collection during a collection job.
FIG. 5 is a timing chart illustrating how the length of a collection job is changed according to the number of sheets of an image forming job.
FIG. 6 is a timing chart showing how the length of the collection job is changed according to the image area ratio in the image forming job.
FIG. 7 is a timing chart showing changes in the number of interruptions when a collection job is executed during an image forming job.
FIG. 8 is a diagram illustrating an inter image area in an image forming job.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11-14 ... Photosensitive drum, 51, 52 ... Primary intermediate transfer drum, 53 ... Secondary intermediate transfer drum, 215-218 ... Refresher brush, 220, 221 ... First brush roll, 230 ... Second brush roll
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