JP2014191071A - Image forming apparatus - Google Patents
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Images
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、中間転写ベルトを清掃するベルトクリーニング部を備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus, and more particularly to an image forming apparatus including a belt cleaning unit that cleans an intermediate transfer belt.
一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置(プリンター、複写機、ファクシミリ等)においては、画像データに基づくレーザー光が、帯電した感光ドラムに対して照射(露光)されることにより、感光体表面に静電潜像が形成される。そして、静電潜像が形成された感光ドラムに現像装置からトナーが供給されることにより、静電潜像が可視化されてトナー像が形成される。このトナー像が、直接又は中間転写ベルトを介して間接的に用紙に転写された後、定着部で加熱、加圧されることにより、用紙に画像が形成される。 In general, in an image forming apparatus (printer, copying machine, facsimile, etc.) using an electrophotographic process technology, a charged photosensitive drum is irradiated (exposed) with a laser beam based on image data. An electrostatic latent image is formed on the surface. Then, toner is supplied from the developing device to the photosensitive drum on which the electrostatic latent image is formed, so that the electrostatic latent image is visualized and a toner image is formed. The toner image is transferred directly or indirectly to the sheet via an intermediate transfer belt, and then heated and pressed by a fixing unit, whereby an image is formed on the sheet.
このような画像形成装置において、トナー像を用紙に転写させた後に中間転写ベルトに残留するトナー(以下「転写残トナー」と称する)は、ベルトクリーニング部により除去される。ベルトクリーニング部としては、中間転写ベルトに摺接することにより転写残トナーを掻き取るクリーニングブレードを有するものが知られている(例えば特許文献1、2)。このブレード式のベルトクリーニング部は、トナーを除去する効果が大きく、機構的にもコンパクトな構成とすることができ、装置の小型化を図るのに好適である。
In such an image forming apparatus, the toner remaining on the intermediate transfer belt after the toner image is transferred onto the sheet (hereinafter referred to as “transfer residual toner”) is removed by the belt cleaning unit. As a belt cleaning unit, one having a cleaning blade that scrapes off transfer residual toner by sliding on an intermediate transfer belt is known (for example,
図1は、ブレード式のベルトクリーニング部の一例を示す図である。図1に示すように、ベルトクリーニング部80では、中間転写ベルト421上の転写残トナーを確実に掻き取るために、クリーニングブレード81のエッジが所定の力で中間転写ベルト421に圧接される。そのため、圧接部位P1において、中間転写ベルト421とクリーニングブレード81との間には大きな摩擦力が発生する。この摩擦力は、クリーニングブレード81の捲れ、エッジの損傷、又はトナーフィルミングの発生要因となり得る。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a blade-type belt cleaning unit. As shown in FIG. 1, in the
一方、トナーは、摩擦を軽減する潤滑剤として機能することが知られている。従来のベルトクリーニング部80では、例えば貯留ローラー82、中間転写ベルト421、及び堰止め部材83によって形成されるトナー貯留部86に、中間転写ベルト421から除去されたトナーが一時的に貯留され、圧接部位P1に積極的に供給されるようになっている。これにより、圧接部位P1に生じる摩擦力が低減されるので、上述した不具合が生じるのを防止できる。
On the other hand, toner is known to function as a lubricant that reduces friction. In the conventional
トナー貯留部86におけるトナーの貯留状態の一例を図2に示す。図2Aは、トナー貯留部86を画像形成装置の正面側から見た図である。図2Bは、トナー貯留部86を図2Aの矢印X方向から見た図、すなわち主走査方向のトナー貯留量の分布を示す図である。
画像形成時に、中間転写ベルト421上に適度の転写残トナーが発生し、主走査位置(用紙の幅方向の位置)における印字率が均一であれば、図2に示すように、トナー貯留部86にも主走査方向に沿ってほぼ均一な量のトナーが貯留される。したがって、主走査方向に渡って、すなわち圧接部位P1の全幅に渡って、トナーは一様に供給される。
An example of the toner storage state in the
If an appropriate amount of untransferred toner is generated on the
ここで、「主走査位置における印字率」とは用紙長さに対する特定の主走査位置における印字長さの比率を意味する。用紙全長に渡って形成された線画についていえば、この線画が形成されている主走査位置における印字率は100%となる。また、単に「印字率」と記載した場合は、用紙面積に対する印字面積の比率を意味するものとする。 Here, the “printing rate at the main scanning position” means the ratio of the printing length at a specific main scanning position to the sheet length. For a line drawing formed over the entire length of the sheet, the printing rate at the main scanning position where the line drawing is formed is 100%. In addition, when “printing rate” is simply described, it means the ratio of the printing area to the sheet area.
このように、トナー貯留部86には所定量のトナーが貯留されるので、通常は用紙ごとに印字率が増減しても、適量のトナーを圧接部位P1に供給することができる。
しかし、印字率の低い画像が連続して印字されると、トナー貯留部86に貯留されるトナーの量が少なくなる。そして、圧接部位P1に適量のトナーが供給されなくなると、摩擦力が大きくなり、クリーニングブレード81の損傷等、上述した不具合が生じる。
従来の画像形成装置では、印字率の低い画像が連続して印字される場合は、中間転写ベルト421に所定のトナー像(例えばベタ画像)を形成し、このトナー像を未転写のままクリーニングブレード81まで到達させ、除去させることにより、トナー貯留部86に所定量のトナーが保持されるようになっている。
As described above, since a predetermined amount of toner is stored in the
However, when images with a low printing rate are continuously printed, the amount of toner stored in the
In the conventional image forming apparatus, when images with a low printing rate are continuously printed, a predetermined toner image (for example, a solid image) is formed on the
しかしながら、主走査位置における印字率が片寄っている画像が連続して印字されると、図3に示すように、トナー貯留部86に貯留されるトナーの量にも主走査方向で偏りが生じる。
この場合、例えば所定枚数の画像を形成したときの平均の印字率が所定値以上であれば、トナー貯留部86へのトナーの供給は行われない。そのため、主走査位置によってはトナー貯留量が不足してしまう。そして、クリーニングブレード81の部分的な摩耗が促進され、捲れ等の損傷が生じる。
一方、所定枚数の画像を形成したときの平均の印字率が所定値未満であれば、トナー貯留部86へのトナーの供給が行われる。しかし、トナーが十分貯留されている主走査位置にもトナーが供給されることとなる。その結果、廃棄されるトナーの量が増大するため、ランニングコストが増大する。
However, when images with the printing ratios at the main scanning positions shifted are continuously printed, the amount of toner stored in the
In this case, for example, if the average printing rate when a predetermined number of images are formed is equal to or greater than a predetermined value, the toner is not supplied to the
On the other hand, if the average printing rate when a predetermined number of images are formed is less than a predetermined value, the toner is supplied to the
本発明の目的は、過大な摩擦力によるクリーニングブレードの損傷を効率よく防止できる画像形成装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of efficiently preventing damage to a cleaning blade due to excessive frictional force.
本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、
前記像担持体にトナー像を形成する画像形成部と、
前記像担持体から用紙にトナー像を転写させる転写部と、
前記像担持体に当接し、転写後に前記像担持体に残留する転写残トナーを除去するクリーニングブレードと、
前記クリーニングブレードで除去されたトナーを一時的に貯留し、前記クリーニングブレードと前記像担持体との当接部位に供給するトナー貯留部と、
前記トナー貯留部における主走査位置ごとのトナー貯留量に応じて決定されたトナー供給用のトナー像を、前記画像形成部によって前記像担持体に形成させ、このトナー像を未転写のまま前記クリーニングブレードまで到達させることにより、前記トナー貯留部にトナーを供給する制御部と、を備えることを特徴とする。
An image forming apparatus according to the present invention includes an image carrier,
An image forming unit for forming a toner image on the image carrier;
A transfer unit for transferring a toner image from the image carrier to a sheet;
A cleaning blade that contacts the image carrier and removes transfer residual toner remaining on the image carrier after transfer;
A toner reservoir that temporarily stores toner removed by the cleaning blade and supplies the toner to a contact portion between the cleaning blade and the image carrier;
A toner image for toner supply determined according to a toner storage amount at each main scanning position in the toner storage unit is formed on the image carrier by the image forming unit, and the toner image is not transferred and is cleaned. And a control unit that supplies the toner to the toner storage unit by reaching the blade.
本発明の画像形成装置によれば、クリーニングブレードと像担持体との圧接部位に過不足なくトナーを供給することができるので、摩擦力が増大するのを抑制することができるとともに、廃棄トナーを削減することができる。したがって、過大な摩擦力によるクリーニングブレードの損傷を効率よく防止することができる。 According to the image forming apparatus of the present invention, since the toner can be supplied to the pressure contact portion between the cleaning blade and the image carrier without excess or deficiency, it is possible to suppress an increase in frictional force and to discard the waste toner. Can be reduced. Therefore, it is possible to efficiently prevent the cleaning blade from being damaged by an excessive frictional force.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図4は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置1の全体構成を示す図である。図5は、実施の形態に係る画像形成装置1の制御系の主要部を示す図である。
図4、5に示す画像形成装置1は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。画像形成装置1には、CMYKの4色に対応する感光ドラム413を中間転写ベルト421の走行方向(鉛直方向)に直列配置し、中間転写ベルト421に一回の手順で各色トナー像を順次転写させる縦型タンデム方式が採用されている。
すなわち、画像形成装置1は、感光ドラム413上に形成されたY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各色トナー像を中間転写ベルト421に転写(一次転写)し、中間転写ベルト421上で4色のトナー像を重ね合わせた後、用紙Sに転写(二次転写)することにより、画像を形成する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 4 is a diagram showing an overall configuration of the
The
That is, the
図4、5に示すように、画像形成装置1は、画像読取部10、操作表示部20、画像処理部30、画像形成部40、用紙搬送部50、定着部60、及び制御部100を備える。
As illustrated in FIGS. 4 and 5, the
制御部100は、CPU(Central Processing Unit)101、ROM(Read Only Memory)102、RAM(Random Access Memory)103等を備える。CPU101は、ROM102から処理内容に応じたプログラムを読み出してRAM103に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置1の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部72に格納されている各種データが参照される。記憶部72は、例えば不揮発性の半導体メモリ(いわゆるフラッシュメモリ)やハードディスクドライブで構成される。
The
また、制御部100は、通信部71を介して、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)等の通信ネットワークに接続された外部の装置(例えばパーソナルコンピュータ)との間で各種データの送受信を行う。制御部100は、例えば、外部の装置から送信された画像データを受信し、この画像データ(入力画像データ)に基づいて用紙Sに画像を形成させる。通信部71は、例えばLANカード等の通信制御カードで構成される。
The
画像読取部10は、ADF(Auto Document Feeder)と称される自動原稿給紙装置11及び原稿画像走査装置12(スキャナー)等を備える。
自動原稿給紙装置11は、原稿トレイに載置された原稿Dを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置12へ送り出す。自動原稿給紙装置11は、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Dの画像(両面を含む)を連続して一挙に読み取ることができる。
原稿画像走査装置12は、自動原稿給紙装置11からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をCCD(Charge Coupled Device)センサー12aの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部10は、原稿画像走査装置12による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部30において所定の画像処理が施される。
The
The automatic document feeder 11 transports the document D placed on the document tray by a transport mechanism and sends it out to the document image scanning device 12. The automatic document feeder 11 can continuously read images (including both sides) of a large number of documents D placed on a document tray all at once.
The document image scanning device 12 optically scans a document conveyed on the contact glass from the automatic document feeder 11 or a document placed on the contact glass, and reflects light from the document to a CCD (Charge Coupled Device). ) An image is formed on the light receiving surface of the
操作表示部20は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)で構成され、表示部21及び操作部22として機能する。表示部21は、制御部100から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部22は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部100に出力する。
The
画像処理部30は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部30は、制御部100の制御下で、階調補正データ(階調補正テーブル)に基づいて階調補正を行う(画像濃度制御)。また、画像処理部30は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部40が制御される。
The
画像形成部40は、入力画像データに基づいて、Y成分、M成分、C成分、K成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット41及び中間転写ユニット42等を備える。画像形成部40によって形成される画像の書込範囲は予め設定される。
The
画像形成ユニット41は、Y成分、M成分、C成分、K成分用の4つの画像形成ユニット41Y、41M、41C、41Kで構成される。画像形成ユニット41Y、41M、41C、41Kは、同様の構成を有するので、図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にY、M、C、又はKを添えて示すこととする。図4では、Y成分用の画像形成ユニット41Yの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット41M、41C、41Kの構成要素についての符号は省略されている。
The
画像形成ユニット41は、露光装置411、現像装置412、感光ドラム413、帯電装置414、及びドラムクリーニング装置415等を備える。
The
感光ドラム413は、例えばアルミニウム製の導電性円筒体(アルミ素管)の周面に、アンダーコート層(UCL:Under Coat Layer)、電荷発生層(CGL:Charge Generation Layer)、電荷輸送層(CTL:Charge Transport Layer)を順次積層した負帯電型の有機感光体(OPC:Organic Photo-conductor)である。
電荷発生層は、電荷発生材料(例えばフタロシアニン顔料)を樹脂バインダー(例えばポリカーボネイト)に分散させた有機半導体からなり、露光装置411による露光を受けて一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料(電子供与性含窒素化合物)を樹脂バインダー(例えばポリカーボネート樹脂)に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。
The
The charge generation layer is made of an organic semiconductor in which a charge generation material (for example, phthalocyanine pigment) is dispersed in a resin binder (for example, polycarbonate), and generates a pair of positive charges and negative charges upon exposure by the
帯電装置414は、光導電性を有する感光ドラム413の表面を一様に負極性に帯電させる。
露光装置411は、例えば半導体レーザーで構成され、感光ドラム413に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光ドラム413の電荷発生層で発生した正電荷が電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光ドラム413の表面電荷(負電荷)が中和される。感光ドラム413の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成されることとなる。
The charging
The
現像装置412は、各色成分の現像剤(例えば、小粒径のトナーと磁性体とからなる二成分現像剤)を収容しており、感光ドラム413の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。
ドラムクリーニング装置415は、感光ドラム413の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光ドラム413の表面に残留する転写残トナーを除去する。
The developing
The
中間転写ユニット42は、中間転写ベルト421、一次転写ローラー422、複数の支持ローラー423、二次転写ローラー424、及びベルトクリーニング部80等を備える。
The
中間転写ベルト421は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー423にループ状に張架される。複数の支持ローラー423のうちの少なくとも一つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、K成分用の一次転写ローラー422よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー423Aが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー423Aが回転することにより、中間転写ベルト421は矢印A方向に一定速度で走行する。
The
一次転写ローラー422は、各色成分の感光ドラム413に対向して、中間転写ベルト421の内周面側に配置される。中間転写ベルト421を挟んで、一次転写ローラー422が感光ドラム413に圧接されることにより、感光ドラム413から中間転写ベルト421へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。
The
二次転写ローラー424は、駆動ローラー423Aのベルト走行方向下流側に配置されるローラー423B(以下「バックアップローラー423B」と称する)に対向して、中間転写ベルト421の外周面側に配置される。中間転写ベルト421を挟んで、二次転写ローラー424がバックアップローラー423Bに圧接されることにより、中間転写ベルト421から用紙Sへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。
The
一次転写ニップを中間転写ベルト421が通過する際、感光ドラム413上のトナー像が中間転写ベルト421に順次重ねて一次転写される。具体的には、トナーと逆極性の電圧(転写バイアス)を一次転写ローラー422に印加することにより、トナー像は中間転写ベルト421に静電的に転写される。
その後、用紙Sが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト421上のトナー像が用紙Sに二次転写される。具体的には、トナーと逆極性の電圧(転写バイアス)を二次転写ローラー424に印加することにより、トナー像は用紙Sに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Sは定着部60に向けて搬送される。
When the
Thereafter, when the sheet S passes through the secondary transfer nip, the toner image on the
なお、二次転写ローラー424に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成(いわゆるベルト式の二次転写ユニット)を採用してもよい。
Instead of the
ベルトクリーニング部80は、中間転写ベルト421の表面に摺接するクリーニングブレード81(図5参照)等を有し、二次転写後に中間転写ベルト421の表面に残留する転写残トナーを除去する。ベルトクリーニング部80の詳細については後述する。
The
定着部60は、用紙の定着面(トナー像が形成されている面)側に配置される定着面側部材61、用紙の裏面(定着面の反対の面)側に配置される裏面側支持部材62、及び加熱源63等を備える。ローラー式定着の場合は定着ローラーが定着面側部材61となり(図4参照)、ベルト式定着の場合は定着ベルトが定着面側部材61となる。また、ベルト式加圧の場合は加圧ベルトが裏面側支持部材62となり(図4参照)、ローラー式加圧の場合は加圧ローラーが裏面側支持部材62となる。定着面側部材61に裏面側支持部材62が圧接されることにより、用紙Sを狭持して搬送する定着ニップが形成される。
The fixing
定着部60は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Sを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Sにトナー像を定着させる。定着部60は、定着器F内にユニットとして配置される。定着器F内には、エアを吹き付けることにより、定着面側部材61又は裏面側支持部材62から用紙Sを分離させるエア分離ユニットを配置してもよい。
The fixing
用紙搬送部50は、給紙部51、排紙部52、第1の搬送部53、及び第2の搬送部54等を備える。
給紙部51を構成する3つの給紙トレイユニット511〜513には、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙S(規格用紙、特殊用紙)が予め設定された種類ごとに収容される。
The
In the three paper
第1の搬送部53は、中間搬送ローラー部531、ループローラー部532、及びレジストローラー部533を含む複数の搬送ローラー部を備える。第1の搬送部53は、給紙部51、又は外部給紙装置(図示略)から給紙された用紙Sを画像形成部40(二次転写部)に搬送する。
The
第2の搬送部54は、複数の搬送ローラー部が配置されたスイッチバック経路541及び裏面用搬送路542を備える。第2の搬送部54は、用紙Sをスイッチバック経路541に一旦搬送した後、スイッチバックさせて裏面用搬送路542に搬送することにより用紙Sを反転させ、第1の搬送部53(ループローラー部532の上流)に供給する。
The
給紙部51、又は外部給紙装置(図示略)から給紙された用紙Sは、第1の搬送部53によって画像形成部40に搬送される。そして、用紙Sが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト421上のトナー像が用紙Sの一方の面(表面)に一括して二次転写され、定着部60において定着処理が施される。画像が形成された用紙Sは、排紙ローラー52aを備えた排紙部52により機外に排紙される。
The paper S fed from the paper feeding unit 51 or an external paper feeding device (not shown) is conveyed to the
実施の形態に係るベルトクリーニング部80の構成は、従来のものと同様である。すなわち、図1に示すように、ベルトクリーニング部80は、クリーニングブレード81、貯留ローラー82、堰止め部材83、回収スクリュー84、及びケーシング85等を備える。
The configuration of the
ケーシング85には、ベルトクリーニング部80を構成する各部材が取り付けられる。ケーシング85の底部は、中間転写ベルト421から除去されたトナーを収容し、廃棄する廃棄トナー収容部89となる。廃棄トナー収容部89には、回収スクリュー84が配置される。回収スクリュー84は、廃棄トナー収容部89に収容されたトナーを、例えば紙面に対して奥側に搬送し、ケーシング85外へ排出する。
Each member constituting the
クリーニングブレード81は、ウレタンゴム等の弾性体で構成される。クリーニングブレード81は、一端側のエッジが中間転写ベルト421に所定の力で圧接された状態で配置される。クリーニングブレード81の他端側は、ケーシング85に取り付けられたブレード支持部材87に接着剤等により固定される。クリーニングブレード81が中間転写ベルト421に摺接することにより、中間転写ベルト421に残留する転写残トナーが掻き取られる。
The
貯留ローラー82は、ベルト走行方向Aに関して、クリーニングブレード81と中間転写ベルト421との圧接部位P1よりも上流側において、中間転写ベルト421に圧接された状態で、回転可能に配置される。貯留ローラー82には、例えばスポンジローラー、ゴムローラー、又は樹脂ローラーを適用できる。
なお、貯留ローラー82は、駆動モーターに接続され中間転写ベルト421とは独立して回転できるように構成されてもよいし、中間転写ベルト421の走行に伴い連れ回りするように構成されてもよい。
The
The
堰止め部材83は、例えばポリエチレンテレフタレート(PET:Polyethylene terephthalate)からなるシート状の部材である。堰止め部材83の一端側は、下方に垂れ、貯留ローラー82の表面に当接する。中間転写ベルト421と堰き止め部材83によって貯留ローラー82は狭持された状態となる。堰止め部材83の他端側は、ケーシングに取り付けられたシート保持部材88に両面テープ等により固定される。
The
中間転写ベルト421と堰き止め部材83によって貯留ローラー82は狭持された状態となる。すなわち、中間転写ベルト421、貯留ローラー82、及び堰止め部材83により、クリーニングブレード81で掻き取られたトナーを貯留するトナー貯留部86が形成される。
The
工場からの出荷直後や、メンテナンス作業でクリーニング部80を交換した後には、中間転写ベルト421に最大印字幅で所定長のベタ画像を形成し、未転写のままクリーニングブレード81まで到達させ、除去させることにより、トナー貯留部86に適量のトナーが貯留された状態とされる。
Immediately after shipment from the factory or after the
二次転写後に中間転写ベルト421に残留する転写残トナーは、クリーニングブレード81で掻き取られ、そのまま落下してトナー貯留部86に貯留される。トナー貯留部86に貯留されたトナーは、中間転写ベルト421の走行に伴い圧接部位P1に供給される。また、トナー貯留部86に貯留されたトナーは、貯留ローラー82の回転に伴い少量ずつ堰止め部材83との隙間を抜けて、廃棄トナー収容部89に落下する。
The transfer residual toner remaining on the
また、トナー貯留部86は、貯留されたトナーの量が増加すると、強制的に排出する構成を有する。例えば、トナー貯留部86には、トナーの嵩が高くなると堰止め部材83の他端側(シート保持部材88側)の近傍に形成された開口(図示略)からトナーが漏れ出す構成を適用できる。また例えば、トナー貯留部86には、貯留されたトナーが一定量を超えると、圧力により堰止め部材83と貯留ローラー82との当接状態が解放され、トナーが毀れ落ちる圧力調整弁のような構成を適用できる。
In addition, the
ベルトクリーニング部80においては、トナー貯留部86に貯留されているトナーが、クリーニングブレード81と中間転写ベルト421との圧接部位P1に供給されるので、圧接部位P1に過大な摩擦力が生じない。したがって、過大な摩擦力によるクリーニングブレード81の損傷を防止することができる。
In the
ここで、画像形成において適度の転写残トナーが発生し、トナー貯留部86に常時一定量のトナーが貯留されていれば、問題なく圧接部位P1に適量のトナーが供給される。しかし、印字率の低い画像形成が連続して行われると、転写残トナーの発生量が少なくなり、トナー貯留部86のトナー貯留量が減少していく。そこで、本実施の形態では、制御部100がトナー貯留部86のトナー貯留量を監視し、必要に応じてトナーを過不足なく供給させるようになっている。
Here, if an appropriate amount of untransferred toner is generated in image formation and a constant amount of toner is always stored in the
このように、画像形成装置1は、中間転写ベルト421(像担持体)と、中間転写ベルト421にトナー像を形成する画像形成部40と、中間転写ベルト421から用紙Sにトナー像を転写させる二次転写部(転写部)と、中間転写ベルト421に当接し、転写後に中間転写ベルト421に残留する転写残トナーを除去するクリーニングブレード81と、クリーニングブレード81で除去されたトナーを一時的に貯留し、クリーニングブレード81と中間転写ベルト421との圧接部位P1に供給するトナー貯留部86と、トナー貯留部86におけるトナー貯留量を調整する制御部100と、を備える。
As described above, the
図6は、実施の形態に係るトナー供給処理の一例を示すフローチャートである。図6に示すトナー供給処理は、例えば、画像形成が開始されることに伴い、CPU101がROM102に格納されている所定のプログラムを実行することにより実現される。
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the toner supply process according to the embodiment. The toner supply process illustrated in FIG. 6 is realized by, for example, the
ステップS101において、制御部100は、所定枚数(例えば1000枚ごと)の画像形成処理が行われたか否かを判定する。そして、制御部100は、所定枚数の画像形成処理が行われたと判定した場合はステップS102に移行し、所定枚数の画像形成処理が行われていないと判定した場合はステップS101に移行する。
In step S101, the
ステップS102において、制御部100は、主走査位置ごとの現在のトナー貯留量を取得する。主走査位置ごとのトナー貯留量とは、主走査方向を所定数に分割(例えば30等分)した各領域におけるトナー貯留量である(図7参照)。
例えば、それぞれの主走査位置における転写残トナー量(積算値)と、トナー貯留部86から排出される排出トナー量(積算値)との差分を、主走査位置ごとの現在のトナー貯留量とすることができる。転写残トナー量は、主走査位置における印字率と印字長さから求めることができる。
In step S102, the
For example, the difference between the residual toner amount (integrated value) at each main scanning position and the discharged toner amount (integrated value) discharged from the
ステップS103において、制御部100は、ステップS102で取得された主走査位置ごとのトナー貯留量に基づいて、トナーの供給が必要であるか否かを判定する。そして、制御部100は、トナーの供給が必要であると判定した場合はステップS104に移行し、トナーの供給が不要であると判定した場合はステップS101に移行する。
トナー供給の要否については、例えば、少なくとも一つの主走査位置におけるトナー貯留量が所定値を下回っているか否か、所定割合の主走査位置におけるトナー貯留量が所定値を下回っているか否か、又は全体のトナー貯留量が所定値を下回っているか否か等を基準に判定される。なお、その他の判定基準を用いてトナー供給の要否を判定するようにしてもよい。
In step S103, the
Regarding the necessity of toner supply, for example, whether or not the toner storage amount at at least one main scanning position is below a predetermined value, whether or not the toner storage amount at a predetermined ratio of the main scanning position is below a predetermined value, Alternatively, the determination is made based on whether or not the total toner storage amount is below a predetermined value. It should be noted that other determination criteria may be used to determine the necessity of toner supply.
ステップS104において、制御部100は、主走査位置ごとのトナー供給量を決定する。具体的には、主走査位置における目標値と、現在のトナー貯留量との差分が、主走査位置ごとのトナー供給量となる。目標値とは、トナー貯留部86に貯留されるトナーの量として過不足のない最適な量であり、主走査位置ごとに予め設定される値である。
In step S104, the
ここで、目標値は、主走査位置ごとに異なる値となっていてもよい。通常、トナー貯留部86における主走査方向の両端部は開放されており、貯留されたトナーが落下し得る状態となっている。そのため、主走査方向両端部に対して、中央部と同等のトナー貯留量となるようにトナーを供給しても、一部のトナーが毀れ落ちてそのまま廃棄されることとなる。
そこで、主走査方向両端部からのトナーの落下を見込んで、主走査方向の両端部の目標値は、中央部の目標値に比較して小さく設定しておくのが好ましい。これにより、トナーが無駄に消費されるのを防止することができる。
Here, the target value may be different for each main scanning position. Normally, both ends in the main scanning direction of the
In view of this, it is preferable to set the target values at both ends in the main scanning direction to be smaller than the target values at the central portion in anticipation of toner falling from both ends in the main scanning direction. This can prevent wasteful consumption of toner.
さらには、トナーは高温で粒状化して流動性が低下するため、主走査方向両端部におけるトナーの貯留傾向は温度に依存する。そこで、トナー貯留部86の近傍に配置した温度センサーによりトナー貯留部86の温度を検知して、検知結果に応じて、主走査方向両端部から落下するトナー量の見込みを変更して目標値の設定を行ってもよい。なお、主走査方向両端部のそれぞれの近傍に温度センサーを配置することにより、それぞれの温度環境に適した目標値の設定を行うことも可能となる。
Furthermore, since the toner is granulated at a high temperature and its fluidity is lowered, the tendency of toner storage at both ends in the main scanning direction depends on the temperature. Therefore, the temperature of the
また例えば、主走査位置ごとに、トナー供給後の画像形成によるトナーの貯留傾向を考慮して目標値を設定してもよい。トナーの貯留傾向は、例えば画像形成が行われる画像データ(主走査位置における印字率)に基づいて、今後発生する転写残トナーの量を予測することで、ある程度把握することができる。この場合、トナーが貯留しやすい主走査位置に対しては目標値が低めに設定され、トナーが貯留しにくい主走査位置に対しては目標値が高めに設定されることとなる。 Further, for example, the target value may be set for each main scanning position in consideration of the toner storage tendency due to image formation after toner supply. The toner storage tendency can be grasped to some extent by predicting the amount of residual toner to be generated in the future based on, for example, image data on which image formation is performed (printing rate at the main scanning position). In this case, the target value is set to be lower for the main scanning position where the toner is easily stored, and the target value is set to be higher for the main scanning position where the toner is not easily stored.
ステップS105において、制御部100は、決定されたトナー供給量を反映したトナー像を中間転写ベルト421に形成させ、未転写のままクリーニングブレード81まで到達させることにより、トナー貯留部86にトナーを供給させる。このとき、トナー供給量は、トナー像の画像濃度によって調整してもよいし、トナー像の印字長さによって調整してもよい。なお、トナー供給動作は、通常の画像形成が行われていない紙間に実行される。
In step S105, the
ステップS106において、制御部100は、一連の画像形成処理が終了したか否かを判定する。一連の画像形成処理とは、画像形成を指示する信号(例えば印刷ジョブ)により設定された枚数だけ画像形成を行う処理である。そして、制御部100は、一連の画像形成処理が終了したと判定した場合にはトナー供給処理を終了し、一連の画像形成処理が終了していないと判定した場合にはステップS101以降の処理を繰り返す。
In step S106, the
なお、図6に示すフローチャートでは、所定枚数の画像形成ごとにトナー供給の要否を判定するようにしているが、トナー貯留部86のトナー貯留量を常時監視しておき、主走査位置ごとのトナー貯留量が所定値を下回った場合等に、トナーが供給されるようにしてもよい。
In the flowchart shown in FIG. 6, it is determined whether or not toner supply is necessary every time a predetermined number of images are formed. However, the amount of toner stored in the
以下に、主走査方向中央部(以下「中央部」)と主走査方向右端部(以下「右端部」)における印字率が低い画像を連続して形成した場合について具体的に説明する。
図7Aに示すように、所定枚数の画像形成が行われた時点では、中央部と右端部のトナー貯留量が少なくなる。この場合、図7Bに示すように、中央部と右端部の主走査位置に対してはトナー供給量が多く設定され、その他の部分の主走査位置に対してはトナー供給量が少なく設定される。なお、図7では、主走査方向両端部の目標値が、中央部の目標値に対して低く設定されている。
In the following, a specific description will be given of a case where images having a low printing rate are continuously formed at the central portion in the main scanning direction (hereinafter “center portion”) and the right end portion in the main scanning direction (hereinafter “right end portion”).
As shown in FIG. 7A, when a predetermined number of images are formed, the amount of toner stored in the central portion and the right end portion decreases. In this case, as shown in FIG. 7B, a large toner supply amount is set for the central and right end main scanning positions, and a small toner supply amount is set for the other main scanning positions. . In FIG. 7, the target values at both ends in the main scanning direction are set lower than the target value at the center.
そして、主走査位置ごとのトナー供給量を反映させたトナー像が中間転写ベルト421に形成される。その結果、図7Cに示すように、トナー貯留部86におけるトナー貯留量は目標値とほぼ一致する最適な状態となる。
トナー貯留量が少ない主走査位置に対しては適宜にトナーが供給されるので、トナー不足により圧接部位P1における摩擦力が部分的に過大となるのを防止できる。また、トナー貯留量が多い主走査位置に対してはトナーが過剰になって廃棄されない程度にトナーが供給されるので、トナーが無駄に消費されるのを防止できる。
Then, a toner image reflecting the toner supply amount for each main scanning position is formed on the
Since the toner is appropriately supplied to the main scanning position where the toner storage amount is small, it is possible to prevent the frictional force at the press contact portion P1 from being partially excessive due to the lack of toner. Further, since the toner is supplied to the main scanning position where the toner storage amount is large so that the toner is excessive and is not discarded, it is possible to prevent the toner from being wasted.
このように、制御部100は、トナー貯留部86における主走査位置ごとのトナー貯留量(図7A参照)に応じて決定されたトナー供給用のトナー像を、画像形成部40によって中間転写ベルト421(像担持体)に形成させ、このトナー像を未転写のままクリーニングブレード81まで到達させることにより、トナー貯留部86にトナーを供給する。
「トナー貯留量に応じて」とは、主走査位置におけるトナー貯留量が多い程、トナー供給量を少なくし、主走査位置におけるトナー貯留量が少ない程、トナー供給量を多くするという意味である。
As described above, the
“According to the toner storage amount” means that the larger the toner storage amount at the main scanning position, the smaller the toner supply amount, and the smaller the toner storage amount at the main scanning position, the larger the toner supply amount. .
画像形成装置1によれば、クリーニングブレード81と中間転写ベルト421との圧接部位P1に過不足なくトナーが供給されるので、摩擦力が増大するのを抑制することができるとともに、廃棄トナーを削減することができる。したがって、過大な摩擦力によるクリーニングブレード81の損傷を効率よく防止することができる。さらには、安定した画質を維持できる、信頼性の高いが像形成装置が提供される。
According to the
[変形例]
図8は、ブレード式のベルトクリーニング部の他の一例を示す図である。実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付している。
図8に示すベルトクリーニング部80Aでは、クリーニングブレード81が中間転写ベルト421に対して下方から当接している点が、図1に示すベルトクリーニング部80と異なる。クリーニングブレード81で掻き取られたトナーは、そのままクリーニングブレード81の端部に堆積し、圧接部位P1に常時供給された状態となる。すなわち、ベルトクリーニング部80Aでは、クリーニングブレード81で除去されたトナーを貯留するトナー貯留部86が、中間転写ベルト421とクリーニングブレード81によって規定される。
[Modification]
FIG. 8 is a diagram illustrating another example of a blade-type belt cleaning unit. Constituent elements similar to those of the embodiment are denoted by the same reference numerals.
A
このような構成を有するベルトクリーニング部80Aにおいても、実施の形態と同様に過不足なくトナーを供給することにより、過大な摩擦力によるクリーニングブレード81の損傷を効率よく防止することができる。
Also in the
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、像担持体としての感光体(感光ドラム又は感光ベルト)のクリーニング部がトナー貯留部を有する場合にも本発明を適用することができる。
As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be changed without departing from the gist thereof.
For example, the present invention can also be applied to a case where a cleaning unit of a photoconductor (photosensitive drum or photosensitive belt) as an image carrier has a toner storage unit.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 画像形成装置
10 画像読取部
20 操作表示部
30 画像処理部
40 画像形成部
50 用紙搬送部
60 定着部
80、80A ベルトクリーニング部
81 クリーニングブレード
82 貯留ローラー
83 堰止め部材
84 回収スクリュー
85 ケーシング
86 トナー貯留部
89 廃棄トナー収容部
100 制御部
421 中間転写ベルト(像担持体)
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記像担持体にトナー像を形成する画像形成部と、
前記像担持体から用紙にトナー像を転写させる転写部と、
前記像担持体に当接し、転写後に前記像担持体に残留する転写残トナーを除去するクリーニングブレードと、
前記クリーニングブレードで除去されたトナーを一時的に貯留し、前記クリーニングブレードと前記像担持体との当接部位に供給するトナー貯留部と、
前記トナー貯留部における主走査位置ごとのトナー貯留量に応じて決定されたトナー供給用のトナー像を、前記画像形成部によって前記像担持体に形成させ、このトナー像を未転写のまま前記クリーニングブレードまで到達させることにより、前記トナー貯留部にトナーを供給する制御部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier;
An image forming unit for forming a toner image on the image carrier;
A transfer unit for transferring a toner image from the image carrier to a sheet;
A cleaning blade that contacts the image carrier and removes transfer residual toner remaining on the image carrier after transfer;
A toner reservoir that temporarily stores toner removed by the cleaning blade and supplies the toner to a contact portion between the cleaning blade and the image carrier;
A toner image for toner supply determined according to a toner storage amount at each main scanning position in the toner storage unit is formed on the image carrier by the image forming unit, and the toner image is not transferred and is cleaned. An image forming apparatus comprising: a control unit that supplies toner to the toner storage unit by reaching the blade.
前記貯留ローラーに当接し、前記像担持体とともに前記貯留ローラーを狭持する堰止め部材と、を有し、
前記クリーニングブレードが前記像担持体に対して上方から当接し、除去されたトナーが、前記像担持体、前記貯留ローラー、及び前記堰止め部材で規定される前記トナー貯留部に落下して貯留されることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の画像形成装置。 A storage roller in contact with the image carrier;
A weir member that abuts the storage roller and holds the storage roller together with the image carrier, and
The cleaning blade comes into contact with the image carrier from above, and the removed toner falls and is stored in the toner reservoir defined by the image carrier, the storage roller, and the weir member. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus.
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| JP2020134636A (en) * | 2019-02-15 | 2020-08-31 | コニカミノルタ株式会社 | Image formation device |
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