JP5315680B2 - Color image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放電生成物の付着に伴う像保持体の駆動トルクの低減を図ったカラー画像形成装置の改良に関する。 The present invention relates to an improvement in a color image forming apparatus that reduces the driving torque of an image carrier accompanying the adhesion of discharge products.
従来、電子写真方式などを採用してフルカラーや白黒の画像等を形成するカラー画像形成装置として、所定の電位に帯電させた像担持体の表面に、画像データに応じた潜像を形成し、この潜像を現像してトナー像化する画像形成ユニットを複数備えたものが知られている。 Conventionally, as a color image forming apparatus that forms a full-color or black-and-white image using an electrophotographic method, a latent image corresponding to image data is formed on the surface of an image carrier charged to a predetermined potential, A device having a plurality of image forming units for developing the latent image into a toner image is known.
このような画像形成装置においては、帯電の際の放電生成物が像担持体に付着し、像担持体の表面をクリーニングするクリーニングブレードとの摩擦力が増大して、結果的に像担持体の駆動トルクが経時的に増大してしまうといった問題が生じていた。 In such an image forming apparatus, the discharge product during charging adheres to the image carrier, and the frictional force with the cleaning blade that cleans the surface of the image carrier increases, resulting in the image carrier. There has been a problem that the driving torque increases with time.
特に、近年は、像担持体である感光ドラムとして、最表層に従来よりも硬い樹脂(例えば、架橋構造を有する樹脂)を用いて耐摩耗性を改善し、長寿命化を図ったものが採用されているが、このような感光ドラムを用いた場合には、帯電の際に感光ドラム表面に付着した放電生成物が除去し難くなることにより、クリーニングブレードと感光ドラム間の摩擦がより大きくなり感光ドラムの駆動トルクが一層増大する傾向にある。こうした問題を解決するために、感光ドラムの駆動トルクの低減を図った種々のカラー画像形成装置が提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。
In particular, in recent years, a photosensitive drum that is an image bearing member has been used to improve wear resistance by using a harder resin (for example, a resin having a cross-linked structure) as the outermost layer to extend the life. However, when such a photosensitive drum is used, the friction between the cleaning blade and the photosensitive drum becomes larger because it becomes difficult to remove the discharge products adhering to the surface of the photosensitive drum during charging. The driving torque of the photosensitive drum tends to increase further. In order to solve such a problem, various color image forming apparatuses that reduce the driving torque of the photosensitive drum have been proposed (see, for example,
ここで、特許文献1には、画像形成が不要となる画像形成部について、帯電手段における交流成分を所定程度減少させたカラー画像形成装置が開示されている。
Here,
また、特許文献2には、他の画像形成ユニットから所定の画像形成ユニットのクリーニング手段へ転写媒体を介して所定の現像剤を潤滑剤として供給可能に構成したカラー画像形成装置が開示されている。
本発明の目的とするところは、簡易な構成で像担持体の駆動トルクの増大を抑制することができるカラー画像形成装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a color image forming apparatus capable of suppressing an increase in driving torque of an image carrier with a simple configuration.
上記目的を達成するために、請求項1に記載のカラー画像形成装置は、その表面に静電潜像が保持される像保持体と、所定の帯電バイアスを印加して前記像保持体の表面を所定の電位に帯電する帯電手段と、前記像保持体の表面を露光して所望の静電潜像を形成する露光手段と、前記像保持体に対向配置され回転自在に形成された現像ロールを有し所定の現像バイアスを印加して前記像保持体上に形成された静電潜像をトナー像化する現像手段と、前記像保持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、転写後の像保持体上の残トナーを板状のクリーニングブレードにてクリーニングするクリーニング手段と、転写後の像保持体の表面を一様に露光して残留電位を均一化する除電手段とを有する画像形成ユニットを複数備えたカラー画像形成装置であって、一連の画像形成動作の際に使用しない画像形成ユニットについて、対応する前記帯電手段による前記像保持体の帯電を行う一方で、前記現像ロールの回転及び前記除電手段による露光を停止させることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the color image forming apparatus according to
請求項2に記載のカラー画像形成装置は、請求項1に記載の構成において、前記一連の画像形成動作の際に使用しない画像形成ユニットは、カラー・白黒混在の画像形成動作において白黒画像を形成する際のカラー画像形成ユニットであることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the color image forming apparatus according to the first aspect, the image forming unit that is not used in the series of image forming operations forms a black and white image in a mixed color / monochrome image forming operation. It is a color image forming unit when performing the above.
請求項3に記載のカラー画像形成装置は、請求項1又は2に記載の構成において、前記像保持体の最表面層は、架橋性樹脂により形成されていることを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect, the outermost surface layer of the image carrier is formed of a crosslinkable resin.
請求項4に記載のカラー画像形成装置は、請求項1ないし3の記載のいずれかに記載の構成において、前記帯電手段には、直流成分に交流成分が重畳された帯電バイアスが印加されることを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the color image forming apparatus according to the first aspect, a charging bias in which an alternating current component is superimposed on a direct current component is applied to the charging unit. It is characterized by.
請求項5に記載のカラー画像形成装置は、請求項1ないし4のいずれかに記載の構成において、前記帯電手段は、前記像保持体との間で放電を生成して像保持体の表面を所定の電位に帯電させる方式であることを特徴とするものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the color image forming apparatus according to the first to fourth aspects, the charging unit generates a discharge between the image holding member and the surface of the image holding member. The method is characterized in that it is charged to a predetermined potential.
請求項6に記載のカラー画像形成装置は、請求項1ないし5のいずれかに記載の構成において、前記使用しない画像形成ユニットに対応する除電手段による露光を停止した際に、前記像保持体の前記帯電装置により帯電された帯電電位と現像バイアスとの電位差を小さくするように、前記現像ロールに印加する現像バイアス中の直流成分を制御することを特徴とするものである。 A color image forming apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the color image forming apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the exposure of the image carrier is stopped when the exposure by the charge eliminating unit corresponding to the unused image forming unit is stopped. The DC component in the developing bias applied to the developing roll is controlled so as to reduce the potential difference between the charging potential charged by the charging device and the developing bias.
請求項7に記載のカラー画像形成装置は、請求項1ないし5のいずれかに記載の構成において、前記使用しない画像形成ユニットに対応する除電手段による露光を停止した際に、前記像保持体の帯電電位が変化しないように、前記帯電手段に印加する帯電バイアス中の直流成分を制御することを特徴とするものである。 A color image forming apparatus according to a seventh aspect of the present invention is the color image forming apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the exposure of the image carrier is stopped when the exposure by the charge eliminating unit corresponding to the unused image forming unit is stopped. The direct current component in the charging bias applied to the charging means is controlled so that the charging potential does not change.
請求項1に記載の発明によれば、所定の構成機器の所定の動作のみを停止することにより簡易な構成でクリーニングブレードと像保持体との接触圧増大に伴う像担持体駆動トルクの増大を抑制することができる。 According to the first aspect of the present invention, by increasing the contact pressure between the cleaning blade and the image carrier, the image carrier driving torque can be increased with a simple configuration by stopping only a predetermined operation of a predetermined component. Can be suppressed.
請求項2に記載の発明によれば、カラー・白黒混在原稿中の白黒画像を形成する際に問題となる像担持体の駆動トルクの上昇を効果的に抑制することができる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to effectively suppress an increase in the driving torque of the image carrier, which is a problem when forming a black and white image in a color / monochrome mixed original.
請求項3に記載の発明によれば、放電生成物の付着が顕著な問題となる、その表面が架橋性樹脂により硬化された像担持体を有する画像形成装置における駆動トルクの増大をより好適に抑制することができる。 According to the third aspect of the present invention, it is more preferable to increase driving torque in an image forming apparatus having an image carrier whose surface is hardened with a crosslinkable resin, in which adhesion of discharge products becomes a significant problem. Can be suppressed.
請求項4に記載の発明によれば、帯電による放電生成物の影響がより顕著に問題となる、直流成分に交流成分が重畳された帯電バイアスが印加される画像形成装置における駆動トルクの増大をより好適に抑制することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, an increase in driving torque in an image forming apparatus in which a charging bias in which an alternating current component is superimposed on a direct current component, in which the influence of a discharge product due to charging becomes more prominent, is applied. It can suppress more suitably.
請求項5に記載の発明によれば、帯電による放電生成物の影響がより顕著に問題となる接触式(もしくは近接式)の帯電手段を有する画像形成装置における駆動トルクの増大をより好適に抑制することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to more suitably suppress an increase in driving torque in an image forming apparatus having a contact-type (or proximity-type) charging unit in which the influence of a discharge product due to charging becomes more serious. can do.
請求項6に記載の発明によれば、さらに、トナーやキャリアの飛散を未然に防止しつつ、除電手段の停止に伴う、像担持体の帯電電位と現像バイアスとの電位差の変動を簡易に補償することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to easily compensate for fluctuations in the potential difference between the charged potential of the image carrier and the developing bias accompanying the stop of the static eliminating means, while preventing toner and carrier from scattering. can do.
請求項7に記載の発明によれば、さらに、トナーやキャリアの飛散を未然に防止しつつ、除電手段の停止に伴う像担持体の帯電電位の変動を簡易に補償することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to easily compensate for fluctuations in the charged potential of the image carrier accompanying the stop of the charge eliminating means, while preventing the toner and carrier from scattering.
以下に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、本発明が適用可能な画像形成装置の一実施形態の概略構成について、図1を参照して説明する。ここで、図1は本発明が適用可能なタンデム型カラー画像形成装置の概略構成図である。 First, a schematic configuration of an embodiment of an image forming apparatus to which the present invention can be applied will be described with reference to FIG. Here, FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a tandem color image forming apparatus to which the present invention is applicable.
本実施の形態に係る画像形成装置は、例えば、原稿読取装置により読み取られたカラー原稿のカラー画像情報、図示しないパーソナルコンピュータや画像データ入力装置等から送られてくるカラー画像情報等が入力され、入力された画像情報に対して画像処理が行われるようになっている。 The image forming apparatus according to the present embodiment receives, for example, color image information of a color document read by a document reading device, color image information sent from a personal computer or an image data input device (not shown), and the like. Image processing is performed on the input image information.
図1において、1はタンデム型のデジタルカラー画像形成装置の本体を示すものであり、本体1の上部に、原稿2を一枚ずつ分離した状態で自動的に搬送する自動原稿搬送装置(ADF)3と、当該自動原稿搬送装置3によって搬送される原稿2の画像を読み取る原稿読取装置4が配設されている。この原稿読取装置4は、プラテンガラス5上に載置された原稿2を光源6によって照明し、原稿2からの反射光像を、フルレートミラー7及びハーフレートミラー8,9及び結像レンズ10からなる縮小光学系を介してCCD等からなる画像読取素子11上に走査露光して、この画像読取素子11によって原稿2の色材反射光像を所定のドット密度(例えば、16ドット/mm)で読み取るようになっている。
In FIG. 1,
そして、上記の如くIPS12で所定の画像処理が施された画像データは、同じくIPS12によって、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)(各8ビット)の4色の原稿再現色材階調データに変換され、次に述べるように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像形成ユニット13Y,13M,13C,13KのROS(Raser Output Scanner)14に送られ、露光手段であるROS14では、所定の色の原稿再現色材階調データに応じてレーザ光LBによる画像露光が行われる。
The image data that has been subjected to the predetermined image processing by the
また、本実施の形態に係る画像形成装置では、各々色の異なるトナー像を形成する複数の画像形成ユニット13Y,13M,13C,13Kを並列的に配置するとともに、この複数の画像形成ユニット13Y,13M,13C,13Kの上部にわたって、当該複数の画像形成ユニット13Y,13M,13C,13Kで形成された各色のトナー像が転写されるベルト状の中間転写体25を配置し、さらに複数の画像形成ユニット13Y,13M,13C,13Kの下方に、各画像形成ユニット13Y,13M,13C,13Kの像担持体15Y,15M,15C,15Kに画像の書き込みを行なう画像書込手段14Y,14M,14C,14Kを配置するように構成されている。
In the image forming apparatus according to the present embodiment, a plurality of
さらに、本実施の形態では、上記複数の画像形成ユニット13Y,13M,13C,13Kのうち、上記ベルト状の中間転写体25の移動方向の最下流側に、黒色のトナー像を形成する画像形成ユニット13Kを配置するように構成されている。
Further, in the present embodiment, an image formation that forms a black toner image on the most downstream side in the moving direction of the belt-shaped
次に、各画像形成ユニット13Y,13M,13C,13Kの構成機器について、図2及び図3を参照して説明する。ここで、図2は、各画像形成ユニットの構成を説明するための模式的拡大図であり、図3は、感光ドラムの表面層の構成を説明するための模式図である。
Next, constituent devices of the
図2に拡大して示すように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色に対応する4つの画像形成ユニット13Y,13M,13C,13Kは、複数の張架ロールにより張架された無端状の中間転写ベルト25の進行方向に沿って水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配置されており、それぞれイエロー色、マゼンタ色、シアン色及び黒色のトナー像が所定のタイミングで順次形成されるように構成されている。なお、これらの各画像形成ユニット13Y,13M,13C,13Kは、全て同様に構成されているため、以下、各構成機器の符号は総称表記(例えば、感光ドラム15)とする。
As shown in an enlarged view in FIG. 2, the four
各画像形成ユニット13Y,13M,13C,13Kは、大別して、所定の速度(例えば、200mm/sec)で矢印方向に回転駆動される像担持体としての感光ドラム15と、この感光ドラム15の表面を一様に帯電する帯電手段としての帯電ロール16と、当該感光ドラム15の表面に所定の色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する露光手段としてのROS14と、感光ドラム15上に形成された静電潜像を所定の色のトナーで現像する現像手段としての現像器17と、感光ドラム15の表面を清掃するクリーニング手段としてのドラムクリーニング装置18と、露光手段により書き込まれた潜像の影響を消すために帯電前に感光ドラム15表面全面を露光する除電手段としてのイレーズランプ50等とから構成されている。なお、本実施の形態において、感光ドラム15とその周辺に配置される各構成機器は、一体的にユニット化されており本体1から個別に交換可能に構成されている。
The
本実施の形態において、ROS14は、4つの画像形成ユニット13Y,13M,13C,13Kに共通に構成されており、図示しない4つの半導体レーザを各色の原稿再現色材階調データに応じて変調して、これらの半導体レーザからレーザ光LB−Y,LB−M,LB−C,LB−Kを階調データに応じて照射するように構成されている。なお、上記ROS14は、複数の画像形成ユニット毎に個別に構成してもよい。上記半導体レーザから出射されたレーザ光LB−Y,LB−M,LB−C,LB−Kは、図示しないf−θレンズを介してポリゴンミラー19に照射され、このポリゴンミラー19によって偏向走査される。上記ポリゴンミラー19によって偏向走査されたレーザ光LB−Y,LB−M,LB−C,LB−Kは、図示しない結像レンズ及び複数枚のミラーを介して、感光ドラム15上の露光ポイントに、斜め下方から走査露光される。
In the present embodiment, the
本実施の形態において、上記ROS14は、下方から感光ドラム15上に画像を走査露光するものであるため、このROS14には、上方に位置する4つの画像形成ユニット13Y,13M,13C,13Kの現像器17などからトナー等が落下して、汚損される虞れを有している。そのため、ROS14は、その周囲が直方体状のフレーム20によって密閉されていると共に、当該フレーム20の上部には、4本のレーザ光LB−Y,LB−M,LB−C,LB−Kを、各画像形成ユニット13Y,13M,13C,13Kの感光ドラム15上に露光するため、シールド部材としての透明なガラス製のウインドウ21Y,21M,21C,21Kが設けられている。
In the present embodiment, since the
上記IPS12からは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像形成ユニット13Y,13M,13C,13Kに共通して設けられたROS14に、各色の画像データが順次出力され、このROS14から画像データに応じて出射されたレーザ光LB−Y,LB−M,LB−C,LB−Kは、対応する感光ドラム15の表面に走査露光され、静電潜像が形成される。上記感光ドラム15上に形成された静電潜像は、現像器17によって、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像として現像(トナー像化)される。
From the
上記感光ドラム15は、矢印方向に回転する金属製ドラムの表面に有機系感光材料、アモルファスセレン系感光材料、アモルファスシリコン系感光材料等からなる感光層が形成されている。
In the
本実施の形態に係る感光ドラム15は、より具体的には、図3に模式的に示されるように、導電性支持体155、電荷発生層150a、第1の電荷輸送層150b及び第2の電荷輸送層150cがこの順序で積層された構成を有している。そして、電荷発生層150a、第1の電荷輸送層150b及び第2の電荷輸送層150cにより感光層150が構成されている。なお、本実施の形態において、第2の電荷輸送層150cは、後述するクリーニングブレード19との摺擦による磨耗を抑制して感光ドラム15の長寿命化を図るため、第1の電荷輸送層150bよりも耐摩耗性に優れたものとしており、例えばフェノール・メラミン・ベンゾグアナミン等の架橋性樹脂が用いられている。
More specifically, the
上記各画像形成ユニット13Y,13M,13C,13Kの感光ドラム15上に、順次形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像は、各画像形成ユニット13Y,13M,13C,13Kの上方にわたって配置された転写ユニット22の中間転写ベルト(ベルト状の中間転写体)25上に、4つの一次転写ロール26Y,26M,26C,26Kによって順次多重に転写される。これらの一次転写ロール26Y,26M,26C,26Kは、各画像形成ユニット13Y,13M,13C,13Kの感光ドラム15に対応した中間転写ベルト25の裏面側に配設されている。ここで、各一次転写ロール26Y,26M,26C,26Kは、所望の体積抵抗値に調整されており、これらの一次転写ロール26Y,26M,26C,26Kには、不図示の転写バイアス電源が接続されており、所定のトナー極性とは逆極性(本実施の形態では正極性)の転写バイアスが所定のタイミングで印加されるようになっている。
The yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toner images sequentially formed on the
また、上記中間転写ベルト25は、ドライブロール27と、テンションロール24と、バックアップロール28との間に一定のテンションで掛け回されており、図示しない定速性に優れた専用の駆動モーターによって回転駆動されるドライブロール27により、矢印方向に所定の速度で循環駆動されるようになっている。上記中間転写ベルト25は、例えば、チャージアップを起こさないべルト素材(ゴムまたは樹脂)にて抵抗調整されたものが使用されている。
The
上記中間転写ベルト25上に多重に転写されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像は、当該中間転写ベルト25の側面に配置されたバックアップロール28に圧接する二次転写ロール29によって、圧接力及び静電吸引力により記録媒体としての記録用紙30上に二次転写され、これら各色のトナー像が転写された記録用紙30は、上方に位置する定着器31へと搬送される。上記二次転写ロール29は、バックアップロール28の側方に圧接しており、鉛直方向の下方から上方に搬送される記録用紙30上に、各色のトナー像を二次転写するようになっている。そして、上記各色のトナー像が転写された記録用紙30は、定着器31によって熱及び圧力で定着処理を受けた後、排出ロール32によって本体1の上部に設けられた排出トレイ33上に排出される。
The yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toner images transferred onto the
上記記録用紙30は、装置本体1の内部に配設された給紙装置34から、所定のサイズのものが、ナジャーロール35及び用紙分離搬送用のフィードロール36により、1枚ずつ分離された状態で用紙搬送路37に設けられたレジストロール38まで一旦搬送され停止される。上記給紙装置34から供給された記録用紙30は、所定のタイミングで回転するレジストロール38によって中間転写ベルト25の二次転写位置へ送出される。
The
なお、本実施の形態に係るデジタルカラー画像形成装置において、フルカラー等の両面コピーをとる場合には、片面に画像が定着された記録用紙30を、排出ロール32によって排出トレイ33上にそのまま排出せずに、図示しない切替ゲートによって搬送方向を切り替え、用紙搬送用のローラ対39を介して両面用搬送ユニット40へと搬送する。そして、この両面用搬送ユニット40では、搬送径路41に沿って設けられた不図示の搬送用ローラ対により、記録用紙30の表裏が反転された状態で、再度レジストロール38へと搬送され、今度は、当該記録用紙30の裏面に画像が転写・定着された後、排出トレイ33上に排出される。なお、図中,44Y,44M,44C,44Kは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の現像器17に、所定の色のトナーを供給するトナーカートリッジをそれぞれ示している。
In the digital color image forming apparatus according to the present embodiment, when full-color double-sided copying is performed, the
次に、上述した各画像形成ユニット13Y,13M,13C,13Kにおける画像形成動作についてさらに説明する。
Next, the image forming operation in each of the
まず、画像形成動作の開始に伴って、各画像形成ユニット13Y,13M,13C,13Kの感光ドラム15の回転駆動が開始されると共に、当該感光ドラム15の回転速度が所定の速度に達した後に、帯電ロール16に帯電バイアスが印加され、感光ドラム15の表面(感光層150)は、帯電ロール16により一様に帯電される。なお、本実施の形態において、帯電ロール16は、感光ドラム15との間で放電を生成して、感光ドラム15の表面を所定の電位に帯電する接触式(もしくは近接式)の帯電手段であり、不図示の帯電バイアス電源により、直流成分に交流成分が重畳された帯電バイアスが所定のタイミングで印加されるようになっている。
First, along with the start of the image forming operation, the
帯電ロール16により所定の電位に帯電された感光ドラム15の表面には、ROS14から画像データに応じて出射される画像形成用のレーザ光LBが走査露光されて、各色に対応した所望の静電潜像が形成される。本実施の形態において、感光ドラム15上に走査露光されるレーザ光LBは、当該感光ドラム15の直下よりやや右側寄りの斜め下方から露光されるように設定されている。
The surface of the
上記感光ドラム15上に形成された静電潜像は、各画像形成ユニット13Y,13M,13C,13Kの現像器17の現像ロール17aによってそれぞれイエロー色、マゼンタ色、シアン色、黒色の各色のトナーにより現像されて可視トナー像となり、これらの可視トナー像は、一次転写ロール26の帯電によって中間転写ベルト25上に順次多重に転写される。ここで、各現像器17の現像ロール17aは、所定の離隔を設けて感光ドラム15と対向配置され、回転自在に形成されていると共に、不図示の現像バイアス電源が接続されており、直流成分に交流成分が重畳された所定の現像バイアスが所定のタイミングで印加されるようになっている。
The electrostatic latent images formed on the
また、トナー像の転写工程が終了した後の各画像形成ユニット13Y,13M,13C,13Kの感光ドラム15の表面は、所定のタイミングでON/OFF制御されるイレーズランプ50による全面露光を受け、残留電荷が除去(均一化)されるようになっている。
Further, the surface of the
さらに、トナー像の転写工程が終了した後の感光ドラム15の表面は、ドラムクリーニング装置18によって残留トナー等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。上記ドラムクリーニング装置18は、板状のクリーニングブレード19を備えており、このクリーニングブレード19を感光ドラム15に当接させ、感光ドラム15上の残留トナー等を掻き取って除去するようになっている。また、トナー像の転写工程が終了した後の中間転写ベルト25の表面は、クリーニングブラシ43a及びクリーニングブレード43bを備えたベルトクリーニング装置43によって残留トナーや紙粉等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。
Further, residual toner and the like are removed from the surface of the
ところで、上述のように感光ドラム15に付着した残留トナー等を板状のクリーニングブレード42にて掻きとって除去する構成の画像形成装置においては、経時的にクリーニングブレード42と感光ドラム15との接触圧が高まり、結果的に感光ドラム15の駆動トルクが増大するといった問題が生じてしまう。特に、このような現象は、帯電に伴う放電生成物の感光ドラム15への付着が問題となる接触式もしくは近接式の帯電手段(より具体的には、感光ドラム15との間で放電を生成し、該感光ドラム15の表面を所定の電位に帯電する方式であり、本例では、帯電ロール16)を用いる場合や、直流成分に交流成分を重畳した帯電バイアスを印加する場合、あるいは、長寿命化を図るために感光ドラム15の最表面層を硬化して例えば架橋性樹脂にて形成した場合等に、感光ドラム15の駆動トルクが過度に増大し、最悪は装置停止に至るといった顕著な問題となってしまう。
By the way, in the image forming apparatus configured to scrape and remove the residual toner and the like adhering to the
そこで、本発明に係るカラー画像形成装置においては、次のようにして上述のような問題を簡易な構成で未然に防止している。 Therefore, in the color image forming apparatus according to the present invention, the above-described problem is prevented with a simple configuration as follows.
具体的には、本実施の形態における画像形成装置では、一連の画像形成動作の際に使用しない画像形成ユニット13において、対応する現像ロール17aの回転を停止すると共に、対応するイレーズランプ50を停止するように構成している。ここで、上記一連の画像形成動作の際に使用しない画像形成ユニット13の例としては、例えば、カラー・白黒混在の画像形成動作における白黒画像を形成する際のカラー画像形成ユニット13Y,13M,13Cが挙げられる。このような場合の具体的動作について以下に説明する。
Specifically, in the image forming apparatus according to the present embodiment, in the image forming unit 13 that is not used in a series of image forming operations, the rotation of the corresponding developing roll 17a is stopped and the corresponding erase
本実施の形態に係るカラー画像形成装置1において、カラー・白黒混在原稿を出力する際、白黒プリント時に現像剤を消費しないカラー画像形成ユニット13Y,13M,13Cに対応する現像器17Y,17M,17Cの現像ロール17Ya,17Ma,17Caが回転を続けるとカラーの現像剤が劣化してしまうため、当該現像ロール17Ya,17Ma,17Caを停止させ、その動作にあわせて対応するイレーズランプ50Y,50M,50Cを消灯させる。ここで、現像ロール17Ya,17Ma,17Caとイレーズランプ50Y,50M,50Cのみを停止させるのは、カラー画像形成ユニット13Y,13M,13Cの起動・停止に伴う、時間当たりのプリント枚数(生産性)の低下を最小限に抑制するためである。
In the color
また、イレーズランプ50Y,50M,50Cを消灯させるのは、現像ロール17Ya,17Ma,17Caの回転が停止し、クリーニングブレード19部へのフレッシュなトナー・外添剤の供給が停止したときに発生する感光ドラム15の駆動トルクの上昇を抑制するためである。なお、本実施の形態では、上記の通り、生産性の低下を抑制するために、白黒プリント時のカラー画像形成ユニット13Y,13M,13Cにおいても、感光ドラム15の駆動、帯電バイアスの印加、現像バイアスの印加を停止させることはない。
The erase
図4に現像ロール17Ya,17Ma,17Caを停止させたうえで、イレーズランプ50Y,50M,50Cを点灯(ON)させたときと消灯(OFF)させたときの感光ドラム15Y,15M,15Cの駆動トルク(静トルク)を測定した結果を示す。ここで、図4中、横軸のサイクル数は感光ドラム15の回転数(白黒画像を形成した枚数)を示し、縦軸はこの際のカラー用感光ドラム15Y,15M,15Cの駆動トルクを示している。
4 to the developing roller 17Ya, 17Ma, upon stopping the 17Ca, erase
図4より理解されるように、イレーズランプ50Y,50M,50Cを点灯していた場合は、白黒画像を4,000枚程度形成すると静トルクが約6.5kgf・cmまで上昇し、その後飽和する。一方、イレーズランプ50Y,50M,50Cを消灯すると、白黒画像を4,000枚程度形成した際の静トルクは約4.8kgf・cm程度となり、点灯していたときに比べて駆動トルクの上昇が抑制されていることが分かる。
As understood from FIG. 4, when the erase
このようにイレーズランプを消灯すると駆動トルクが低減する理由について図5〜図7を参照してさらに説明する。 The reason why the drive torque is reduced when the erase lamp is extinguished in this way will be further described with reference to FIGS.
図5は帯電ロール16に印加されている交流電圧波形V0及び電圧印加の結果帯電ロール16に流れた電流波形I1を示したものである。ここで、帯電ロール16は印加電圧が所定の電圧を越えると放電を起こして感光ドラム15を帯電するため、放電時には電流波形I1はサインカーブI0から外れる。電流波形I1をサインカーブI0と重ねたものを図6に示すが、電流波形I1とサインカーブI0との差(面積)が放電に使われた放電電流Icとなる。
FIG. 5 shows the AC voltage waveform V 0 applied to the charging roll 16 and the current waveform I 1 flowing through the charging roll 16 as a result of voltage application. Here, since the charging roll 16 discharges and charges the
図7は図6の電流波形I1とサインカーブI0との差(放電量)の累積値(10周期分)の+側と−側の変化を帯電ロール16に印加する交流電圧(Vp−p)の変化に応じて測定したものである。なお、測定条件としては、プロセススピード:220mm/sec、直流電圧成分:700V、交流電圧周波数:1500Hzとし実験室環境にて測定した。 FIG. 7 shows an alternating voltage (Vp−) applied to the charging roll 16 by the change on the + side and − side of the accumulated value (for 10 cycles) of the difference (discharge amount) between the current waveform I 1 and the sine curve I 0 of FIG. It was measured according to the change of p). Measurement conditions were as follows: process speed: 220 mm / sec; DC voltage component: 700 V; AC voltage frequency: 1500 Hz.
図7から明らかなように、イレーズランプ50を消灯させると−側(感光ドラム15の帯電電位が−のため)の放電量が減少していることが理解される。従って、イレーズランプ50を消灯すると帯電(放電)によるストレスが点灯時よりも低減され、帯電によって感光ドラム15が受ける放電ストレス(放電生成物の付着等)が抑制され、クリーニングブレード19部での摺擦が減り、図4で示したように感光ドラム15の駆動トルクが低減することとなる。
As is apparent from FIG. 7, it is understood that when the erase
ところで、前述したように感光ドラム15はイレーズランプ50で除電(表面電位を下げて均一化する)された後、帯電ロール16で帯電される。ここで、帯電ロール16の帯電能力が十分に高い場合には、帯電後の感光ドラム15の表面電位は帯電ロール16に印加された直流電圧(Vdc)と同じ電位になるが、帯電ロール16の帯電能力に対してプロセス速度が速い等、帯電能力が不足している場合には、感光ドラム15の帯電電位がVdcよりも低くなる傾向がある。このような状態においてイレーズランプ50を消灯すると、帯電ロール16に突入する感光ドラム15の表面電位が高くなるため、帯電後の帯電電位がイレーズランプ50点灯時よりも高くなってしまうことがある。
By the way, as described above, the
そこで、本発明に係る画像形成装置では、さらに次のようにして、上述の問題を解消している。 Therefore, the image forming apparatus according to the present invention solves the above-described problem as follows.
図8はイレーズランプ50を点灯させたときと消灯させたときの感光ドラム15の帯電電位VHの目標値との差ΔVHを測定したものであるが、イレーズランプ50をオフすると30数V程度帯電電位が高くなってしまうことが分かる。ここで、反転現像方式の電子写真では電位VHに帯電された感光体表面の画像印字領域を露光して電位をVLに下げ、現像器17に印加された現像バイアスVbiasとの電位差Vclnを利用してトナーを画像部に載せて現像している(図9参照)。このため、Vclnは非画像部にトナーが飛ばないように画像部と逆方向に電位差を設けているが、この電位差が大きくなると、背景部にキャリアが飛散して付着するといった問題が発生する。従って、イレーズランプ50をオフしてVHが変化してしまう場合には、感光ドラム15の帯電電位VHと現像バイアスVbiasとの電位差Vclnを一定に保つような制御を行うことが望ましい。
FIG. 8 shows a measurement of a difference ΔVH between the target value of the charging potential VH of the
そこで、本実施の形態における画像形成装置では、イレーズオフによるVHの上昇に応じて現像バイアスVbiasを上げるか、イレーズオフによるVHの上昇を相殺してVHが変化しないよう、帯電ロール16に印加する帯電バイアスVdcを下げるように構成している。なお、上述のようにイレーズオフによるVHの上昇分を補償する際には、トナーもしくはキャリアの飛散による付着を防止するという観点から、現像バイアス又は帯電バイアス中の直流成分を制御することが好ましい。 Therefore, in the image forming apparatus according to the present embodiment, the charging bias 16 applied to the charging roll 16 is increased so that the developing bias Vbias is increased according to the increase in VH due to the erase-off or the increase in VH due to the erase-off is offset and the VH does not change. The configuration is such that Vdc is lowered. When compensating for the increase in VH due to erase-off as described above, it is preferable to control the DC component in the developing bias or charging bias from the viewpoint of preventing adhesion due to scattering of toner or carrier.
このように使用しない画像形成ユニットの所定の構成機器の所定の動作(例えば、白黒画像を形成する際のカラー画像形成ユニット13Y,13M,13Cに対応する現像ロール17Ya,17Ma,17Caの回転及びイレーズランプ50Y,50M,50Cによる感光ドラム15Y,15M,15Cの露光)のみを停止し、その他の構成機器の動作は通常の画像形成時と同様に継続することにより、生産性を犠牲にすることなく、現像剤の劣化を抑制し、かつ、感光ドラム15への放電ストレスを低減して、トナー・外添剤を他のユニットから供給するといった潤滑手段や複雑な制御手段等を用いることなく、クリーニングブレード19と感光ドラム15との摩擦増大を抑制し、感光ドラム15の駆動トルクの上昇を簡易な構成で抑制することが可能となる。
A predetermined operation of a predetermined component of the image forming unit that is not used in this way (for example, rotation and erasing of the developing rolls 17Ya, 17Ma, and 17Ca corresponding to the color
また、イレーズランプ50の消灯の際にVclnを一定に保つように、現像バイアス又は帯電バイアス中の直流成分を制御することにより、トナーやキャリアの飛散を未然に防止しつつ、イレーズランプ50の消灯に伴う、感光ドラム15の帯電電位VHと現像バイアスVbiasとの電位差Vclnの変動を補償することができる。
Further, by controlling the DC component in the developing bias or the charging bias so that Vcln is kept constant when the erase
1:カラー画像形成装置本体、3:自動原稿搬送装置、4:原稿読取装置、13Y,13M,13C,13K:画像形成ユニット、15:感光ドラム、16:帯電ロール、17:現像器、17a:現像ロール、18:ドラムクリーニング装置、19:クリーニングブレード、25:中間転写ベルト、26:一次転写ロール、27:ドライブロール、28:バックアップロール、29:二次転写ロール、30:記録用紙、31:定着器、34:給紙装置、38:レジストロール、40:両面用搬送ユニット、43:ベルトクリーニング装置、50:イレーズランプ、150:感光層、150a:電荷発生層、150b:第一の電荷輸送層、150c:第二の電荷輸送層、155:導電性支持体、Ic:放電電流、Vbias:現像バイアス、Vcln:電位差、Vdc:帯電バイアス、VH:帯電電位 1: color image forming apparatus main body, 3: automatic document feeder, 4: document reading device, 13Y, 13M, 13C, 13K: image forming unit, 15: photosensitive drum, 16: charging roll, 17: developing device, 17a: Developing roll, 18: Drum cleaning device, 19: Cleaning blade, 25: Intermediate transfer belt, 26: Primary transfer roll, 27: Drive roll, 28: Backup roll, 29: Secondary transfer roll, 30: Recording paper, 31: Fixing device, 34: paper feeding device, 38: registration roll, 40: duplex transport unit, 43: belt cleaning device, 50: erase lamp, 150: photosensitive layer, 150a: charge generation layer, 150b: first charge transport Layer, 150c: second charge transport layer, 155: conductive support, Ic: discharge current, Vbias: development bias, V ln: potential difference, Vdc: charging bias, VH: charging potential
Claims (7)
一連の画像形成動作の際に使用しない画像形成ユニットについて、対応する前記帯電手段による前記像保持体の帯電を行う一方で、前記現像ロールの回転及び前記除電手段による露光を停止させることを特徴とするカラー画像形成装置。 An image carrier that holds an electrostatic latent image on the surface, a charging unit that applies a predetermined charging bias to charge the surface of the image carrier to a predetermined potential, and exposes the surface of the image carrier. And an exposure unit that forms a desired electrostatic latent image, and a developing roll that is rotatably disposed and is opposed to the image carrier, and is formed on the image carrier by applying a predetermined development bias. Development means for converting the electrostatic latent image into a toner image, transfer means for transferring the toner image formed on the image carrier to a recording medium, and residual toner on the image carrier after transfer to a plate-shaped cleaning blade A color image forming apparatus comprising a plurality of image forming units each having a cleaning means for cleaning in step (a) and a charge eliminating means for uniformly exposing the surface of the image carrier after transfer to uniform the residual potential,
An image forming unit that is not used in a series of image forming operations is characterized in that the image carrier is charged by the corresponding charging unit, while the rotation of the developing roll and the exposure by the charge eliminating unit are stopped. A color image forming apparatus.
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