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JP3689573B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する術分野】
本発明は、複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置において、カラーのニーズが高まっている。カラーの画像形成方式としては、昇華型、熱転写型、インクジェット方式、電子写真方式等が知られているが、画像形成速度の点では電子写真方式が最も優れているといわれている。
【0003】
近年、この電子写真方式の中でも中間転写方式が主流を占めつつある。この方式は、転写材を選ばないこと、カラーレジストレーションに優れている(色ズレが少ない)こと等の利点がある。
【0004】
図1に、ドラム型の中間転写体を使用した画像形成装置の概略構成を示す。同図に示す画像形成装置では、ドラム型の電子写真感光体(以下「感光ドラム」という)1上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各単色のトナー像を順次に中間転写体2上に1次転写して重ね合わせ、その後これら4色のトナー像を一括して転写材上に2次転写するものである。
【0005】
この方式では、中間転写体2に転写材Pを巻き付ける必要がないため、封筒や厚紙に対応することができ、汎用性が高いことや、転写材の厚みによってカラーレジストレーションが変化することがないため高画質が得られるというメリットがある。
【0006】
中間転写方式において、中間転写体2は、転写材P上に転写されないで中間転写体2表面に残ったトナー(2次転写残トナー)がクリーニング部材、例えばポリウレタンエラストマーからなるクリーニングブレード、レーヨンなどからなるファーブラシ、又は巻き取り式のクリーニングウェブ等によって回収されて次の画像形成に備えられる。
【0007】
また、別クリーニング方式としては、中間転写体2表面に接触配置されて、2次転写残トナーを帯電させる帯電手段4によって転写残トナーのトリボを変化させ、次画像の1次転写と同時に2次転写残トナーを感光ドラム1に静電的に回収する技術が開発されている。
【0008】
具体的には、2次転写残トナーの再帯電手段としてのソリッドローラ(帯電部材)41あるいはブラシローラ(回収部材)42を用い、転写残トナーのトリボを、現像部で帯電されるトナートリボの逆極性に帯電させ、感光ドラム1から中間転写体2へのトナー像の1次転写と同時に、中間転写体2から感光ドラム1へ2次転写残トナーを転移させて、感光ドラム1のクリーニングユニット(クリーニング装置)8により一括回収を行うものである。
【0009】
この方式を用いることにより、最終画像形成に寄与しないトナーの回収を一括で行うことができるので、中間転写体2に別にクリーニング手段を設ける場合と比較して、廃トナー搬送手段、廃トナー回収ボックスを複数設ける必要がなく、装置の小型化、コストダウン、メンテナンスの簡易化が図れるなどの利点がある。
【0010】
ところで、感光ドラム1のクリーニングユニット8としては、ゴムなどの弾性体からなるクリーニングブレード81を使用した方式が従来から広く使用されているが、これはブレード方式のクリーニングユニット8の構造が単純で小型であり、コスト面からも有利である理由による。
【0011】
また、クリーニングブレード81の材質としては、耐薬品性、耐摩耗性、成形性、機械的強度などの点から熱可塑性エラストマーの一種であるポリウレタンゴムが主に用いられている。
【0012】
クリーニングブレード81を有するクリーニングユニット8では、走行する感光ドラム1表面に対してカウンタ方向からクリーニングブレード81を圧接させる方式が主流である。この方式におけるクリーニング作用メカニズムは、感光ドラム1表面上の残留トナーを除去するのに必要な力(5〜40gf/cm)でクリーニングブレード81を感光ドラム1表面に圧接させたとき、そのクリーニングブレード81エッジ部と感光ドラム1の当接部分で、まず当接部分に働く摩擦力により感光ドラム1表面に密着したクリーニングブレード81エッジ部が感光ドラム1の進行方向(矢印R1方向)に変形(ずり変形、圧縮変形)し、次にその応力に伴うクリーニングブレード81エッジ部に蓄積されたエネルギーが復元力(反発弾性力)として働き元の状態に戻るといういわゆるStick−Slip運動によるものと考えられている。よってクリーニングブレード81を用いたクリーニングユニット8において、安定したクリーニング性を得るためには、Stick−Slip運動の振幅及び振動数を適正化する必要がある。Stick−Slip運動の振幅及び振動数の適正化には、クリーニングブレード81エッジ部と感光ドラム1表面の当接部分の摩擦力、クリーニングブレード81の形状、クリーニングブレード81の材料物性(ヤング率、ポアソン比、モジュラス(応力−ひずみ曲線))等を調整することによる。
【0013】
しかし、装置の長期使用に伴い、感光ドラム1表面に例えばNOX 、トナー樹脂などが付着することによって、感光ドラム1表面の摩擦係数がアップし、クリーニングブレード81エッジ部と感光ドラム1との間(当接部分)の摩擦力も当然大きくなる。このためStick状態におけるクリーニングブレード81エッジ部に蓄積されるエネルギーが大きくなり、Stick−Slip運動は振幅>適正値、振動数<適正値(適正値とはクリーニング作用が安定になされる範囲)となる。そしてこの現象が進行すると、クリーニングブレード81エッジ部分が感光ドラム1表面上に追従することなく跳ね上がり、トナーのすり抜け、感光ドラム1表面上へのトナーの擦り付け(トナー融着、フィルミング)がおこり、さらには異音(ブレード鳴き)や異常振動(ビビリ)が発生したり、同エッジ部が感光ドラム1の回転方向に沿うように反転するいわゆるブレードめくれが発生するほか、クリーニングブレード81エッジ部や感光ドラム1表面が破損(ブレードエッジ欠け、感光ドラム表面傷)する可能性がある。
【0014】
この問題を解決するために、従来はクリーニングブレード81先端と感光ドラム1との当接部に黒鉛、ボロンナイトライド、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、二酸化ケイ素等の無機物質や、フッ素樹脂、シリコン樹脂、ポリアミド(ナイロン樹脂)、ポリアセタール、ポリエチレン、ポリイミド等の有機物質の固形粉末(潤滑材)を塗布することによって摩擦力を軽減する手段が講じられている。
【0015】
しかし、装置の使用に伴ってクリーニングブレード81エッジ部分から潤滑材が無くなり、再び摩擦力が増加するため、クリーニングブレード81エッジ部分と感光ドラム1間の摩擦力軽減の抜本的な解決策とはならない。また上記の潤滑材をクリーニングブレード81エッジ部分に定常的に供給する様々な装置が考案されているもののクリーニングユニット8の装置構成が複雑となり、コストの大幅なアップとなるため実用化には至っていない。
【0016】
さらには、従来、感光ドラム1には、ポリカーボネートをバインダー樹脂とした表面層で構成されたOPC(有機光半導体)感光ドラム1が広く用いられているが、上記のような問題を解決するために、OPC感光ドラム1表面上にポリカーボネートのバインダー樹脂中にテフロン樹脂を適量(3〜40wt%)分散させた保護層(OCL)を設ける場合がある。このOCLを表面層とした感光ドラム1を用いるとともに、トナー中にチタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、アルミナ、ジルコニア等の、表面が疎水化処理された粒径2μm以下の無機微粒子を添加することにより、クリーニングブレード81エッジ部と感光ドラム1との当接部にこれらの無機微粒子が蓄積され、OCL表面を研磨することでOCL中に含まれたテフロン樹脂が当接部に供給され潤滑効果を促す。
【0017】
ところがトナー消費量の極端に少ない画像を連続して大量にコピーするような場合には、コピー枚数の増加に伴ってクリーニングブレード81エッジ部と感光ドラム1との当接部分に上記研磨効果をもたらす無機微粒子が極端に少なくなり、やはりトナー融着、異常振動、ブレードめくれ等の問題が発生する場合がある。
【0018】
またクリーニングブレード81と感光ドラム1との摩擦力の軽減を図る方法として、感光ドラム1との当接面にナイロン樹脂層を配設したクリーニングブレード(以下「ナイロンコートブレード」という)を用いる方法がある。このナイロンコートブレードを用いた場合、そのエッジ部と感光ドラム1との摩擦力は十分に軽減可能である。
【0019】
しかし、ナイロン樹脂はポリウレタンと異なりエラストマーとしての性質を持たないため、クリーニングブレード81エッジ部のStick−Slip運動による残留トナーのクリーニング作用はみられず、残留トナーを塞き止め、掻き落とすといった作用をしているものと考えられる。そのため残留トナーのすり抜けを完全になくすためにはクリーニングブレードの感光ドラム1表面に対する圧接力をポリウレタンブレードの場合よりもかなり高くする(ポリウレタンブレードの約2倍)必要があり、結果としてクリーニングブレード81による感光ドラム1表面の削れ量が増加したり、傷をつけたりするなど感光ドラム1の寿命が低下するといった問題が生じる。
【0020】
さらに他の手段としては画像形成時以外の一定タイミングにおいて、主走査方向全域あるいはそれに近い幅をもち、副走査方向には数十mmのべたあるいはハーフトーンのオビ画像を感光ドラム1上に形成し、転写域において転写作用を受けさせることなくオビ画像を形成するトナーをクリーニングブレード81エッジに到達させることで、トナーの研磨及び潤滑作用を活用する方法が今まで広く用いられてきた(黒オビシーケンス)。この黒オビシーケンスでは感光ドラム1表面の付着物を研磨し、感光ドラム1表面の状態を一定に保つ効果と、クリーニングブレード81エッジの潤滑性をアップさせる効果とによりクリーニング作用の安定化が図れる。
【0021】
しかしこの黒オビシーケンスでは、画像形成時以外にトナーを消費するため、ランニングコストのアップとなり、また廃トナー量が増えるため廃トナー容器を大きくするか容器の交換時期を短くする必要がある。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述事情に鑑みてなされたものであり、中間転写体上の残留トナーを再帯電手段を用いて像担持体(感光ドラム)上に戻した後、クリーニングブレード方式の像担持体クリーニング装置で一括クリーニングを行う画像形成装置において、画像形成装置の使用に伴って生じるクリーニングブレードの像担持体表面に対する圧接荷重の変化を起因とする、像担持体表面傷、像担持体表面上へのトナー融着、異音、異常振動、ブレードめくれ等を防止し、高画像、高品質を保証することのできる画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【0023】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための請求項1に係る本発明は、像担持体表面に形成されたトナー像を転写ニップ部にて転写材に転写するとともに、該転写材に転写されないで像担持体表面に残った残留トナーをクリーニング装置のクリーニングブレードを前記像担持体表面に当接させることによって除去する画像形成装置において、前記像担持体表面の移動方向に沿っての前記転写ニップ部と前記クリーニングブレードとの間に配設された再帯電手段を備え、該再帯電手段は、前記像担持体表面に残った残留トナーを再帯電する再帯電部材と、該再帯電部材の下流側に配設され該再帯電手段によって再帯電された残留トナーを一時的に回収する回収部材とを有し、前記回収部材により一時的に回収した残留トナーを、一定間隔で前記回部材から前記像担持体へ吐き出して、前記像担持体と前記クリーニングブレードとの間に供給する、
ことを特徴とする。
【0024】
請求項2に係る本発明は、像担持体表面に順次に形成された色の異なるトナー像を1次転写ニップ部にて順次に中間転写体上に1次転写して該中間転写体上で複数色のトナー像を重ね合わせた後、これら中間転写体上の複数色のトナー像を2次転写ニップ部にて転写材上に一括で2次転写するとともに、1次転写時に前記中間転写体に転写されないで前記像担持体表面に残った残留トナー及び2次転写時に前記転写材に転写されないで前記中間転写体表面に残った残留トナーであって前記像担持体上に転移された残留トナーをクリーニング装置のクリーニングブレードを前記像担持体表面に当接させることによって除去する画像形成装置において、前記中間転写体表面の移動方向に沿っての前記2次転写ニップ部と前記1次転写ニップ部との間に配設された再帯電手段を備え、該再帯電手段は、前記2次転写時に前記転写材に転写されないで前記中間転写体表面に残った残留トナーを再帯電する再帯電部材と、該再帯電部材の下流側に配設され該再帯電手段によって再帯電された残留トナーを一時的に回収する回収部材とを有し、前記回収部材により一時的に回収した残留トナーを、一定間隔で前記回部材から前記中間転写体へ吐き出し前記像担持体を介して、前記像担持体と前記クリーニングブレードとの間に供給する、ことを特徴とする。
【0032】
請求項に係る本発明は、請求項1又は2の画像形成装置において、前記回収部材が、導電性のブラシである、ことを特徴とする。
【0038】
請求項に係る本発明は、請求項1ないし3の画像形成装置において、前記再帯電部材が、前記回収部材に回収された残留トナーを再帯電する、ことを特徴とする。
【0039】
請求項に係る本発明は、請求項の画像形成装置において、前記再帯電部材が、前記回収部材に対して接離する、ことを特徴とする。
【0040】
〔作用〕
上述構成によると、中間転写体上の残留トナーを像担持体上に戻す再帯電手段の内部に残留トナーを一時的に補集し、再帯電手段での残留トナー回収能力が不足になる前に、再帯電手段内部に補集しているトナーを、そのトリボを現像部で帯電されるトナートリボの逆極性に帯電させて中間転写体上へ静電的に戻し、さらに中間転写体から像担持体ヘ転移させることで、低コスト、省スペースを維持したまま上述のオビ画像と同じ効果を図ることが可能となった。
【0041】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
【0042】
〈実施の形態1〉
図1に、本発明に係る画像形成装置の一例を示す。同図に示す画像形成装置は中間転写体を使用したレーザビームプリンタであり、同図は、その概略構成を示す縦断面図である。
【0043】
同図に示す画像形成装置は、像担持体としてドラム型の電子写真感光体(以下「感光ドラム」という)1を使用し、また、中間転写体2として2層構成のドラム型の中間転写ドラムを使用している。
【0044】
図1の画像形成装置をさらに具体的に説明する。画像形成装置は、中間転写体2として、直径186mmの中間転写ドラムを使用しており、最大通紙サイズA3、プロセススピード117mm/sec 、イメージ露光、反転現像方式の4色フルカラーの電子写真方式の画像形成装置である。フルカラー画像を形成するためには、矢印R1方向に回転駆動される感光ドラム1上にイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)のトナー像を順次に形成し、それぞれの色のトナー像を順次に中間転写体2表面に転写して4色分のトナー像を中間転写体2表面で重ね合わせる。この転写は、感光ドラム1と中間転写体2との間に形成された1次転写ニップ部N1を介して行われる。なお、この感光ドラム1から中間転写体2へのトナー像の転写を1次転写といい、中間転写体2が4回転することで中間転写体2表面に4色分のトナー像が重ねるようにして1次転写が終了する。
【0045】
次に、中間転写体2上の4色分のトナー像を紙等の転写材P上に一括転写する。この転写は、中間転写体2と転写ユニット3との間に形成された2次転写ニップ部N2を介して行われる転写であり、2次転写という。転写手段としての転写ユニット3は、2本のローラ32、33に転写ベルト31を張り渡したユニットであり、転写材Pの搬送方向に対して上流側の転写ローラ32によって転写ベルト31を中間転写体2に当接させてトナー像の2次転写を行い、同時に転写ベルト31に転写材Pを吸着させることことによって中間転写体2からの分離を行う。もう一方のローラは駆動ローラ33であり、2次転写ニップ部N2における中間転写体2の周速と転写ベルト31の周速とが等しくなるようにユニットを駆動する。また、転写ユニット3は、駆動ローラ33側を中心として、転写ローラ32側が揺動自在に支持されており、中間転写体2に対して転写ベルト31を接離させることができるように構成されている。
【0046】
転写材P上に2次転写されたトナー像は、転写材Pの搬送方向についての2次転写ニップ部N2の下流側に配設された定着器としての熱定着ローラユニット11によって転写材P表面に定着される。トナー像定着後の転写材Pは、画像形成装置本体外部に排出される。
【0047】
次に、各部材、各ユニット等について詳述する。
【0048】
感光ドラム1は、直径62mmの負帯電性のOPC(有機光半導体)ドラムであり、まずその表面を1次帯電器としての帯電ローラ7にて均一帯電する。ここで帯電ローラ7に印加されるバイアスは、DC成分とAC成分とが重畳されたバイアスである。
【0049】
次に、感光ドラム1表面をレーザ露光装置5で露光する。本実施の形態では波長760nmの赤外レーザダイオードとポリゴンスキャナとを組み合わせ、他にレンズ、ミラーを有する露光装置を使用し、イメージ露光を行う。
【0050】
次に、レーザ露光によって形成された静電潜像を現像器によってトナー現像する。本実施の形態の画像形成装置では、Y、M、C、Bkの4色のトナーを用いたが、具体的には図1に示すような固定式の黒現像器9と回転式の色現像ユニット10を用いている。
【0051】
黒現像器9は、磁性一成分トナーを用いたジャンピング現像方式を採用している。固定マグネットロールを内包する直径16mmの導電性非磁性の現像スリーブ91に粒径約6μmのトナーを弾性ブレード92でコーティングし、現像スリーブ91に印加したDC成分と矩形波のAC成分とによって、感光ドラム1との間でジャンピングさせて反転現像する。
【0052】
色現像器ユニット10は、3個のイエロー、マゼンタ、シアンの各色の現像器を回転ロータリに組み込み、現像に供される色のトナーの現像器を、回転ロータリを矢印R10方向に回転させることによって感光ドラム1に対向する現像位置に配置して現像を行う。各色の現像器は非磁性一成分トナーを用いたジャンピング現像方式で現像を行う。トナーは、内部にワックスを含んだコア/シェル構造の粒径約7μmの重合トナーであり、塗布ローラ103によって現像スリーブ101にコートされ、弾性ブレード102で層厚を規制されて現像位置に送られ、黒現像器9の場合と同じバイアス条件で現像される。
【0053】
1次転写は中間転写体2に電圧を印加することで行われ、感光ドラム1上の1次転写残トナーはポリウレタンエラストマー製のクリーニングブレード81を有するクリーニングユニット(クリーニング装置)8によって掻き取られ、廃トナー搬送ローラ82、廃トナー搬送スクリュー83を介して廃トナーボックスヘ送られる。
【0054】
単色プリント(単色画像形成)の場合は1次転写を行った後、トナー像はそのまま中間転写体2上を2次転写ニップ部N2にまで搬送され、2次転写を受ける。4色フルカラープリント(4色フルカラー画像形成)の場合は、中間転写体2は4回転してY、M、C、Bkのそれぞれのトナー像を重ねて1次転写した後、2次転写ニップ部N2において2次転写を受ける。なお、本実施の形態の画像形成装置では再帯電手段4に適当な電圧を印加することで、中間転写体2上の2次転写残トナーを再帯電手段4内部に一時的に補集、あるいは再帯電手段4内部に補集された廃トナーを中間転写体2上に吐き出した後、感光ドラム1に転移させる。さらに感光ドラム1に転移された廃トナーは上記クリーニングブレード81によって掻き取られ、上記廃トナーボックスに回収される。
【0055】
本実施の形態で用いた再帯電手段4は、主にアクリルゴムからなる直径20mmの再帯電部材としてのソリッドローラ(再帯電ローラ)41と、レーヨン系導電糸からなる直径20mmの回収部材としてのブラシローラ(捕集ローラ)42で構成されており、中間転写体2に対して脱着可能である。
【0056】
ソリッドローラ41は、アクリルスポンジからなる低抵抗スポンジ層と、アクリルウレタン樹脂からなる抵抗層、フッ素樹脂からなる表面離型層の3層構造をとっている。体積抵抗値は抵抗層で105 〜109 Ω、表面離型層で1012〜1016Ωである。また、中間転写体2に対して単独で脱着可能である。当接力は総圧100〜300gであり、中間転写体2の回転方向(矢印R2方向)に対してカウンター方向に回転し、中間転写体2上の2次転写残留トナーを再帯電する。
【0057】
ブラシローラ42のパイル材の繊度は100フィラメント当たり100〜500デニール(好ましくは300デニール)、繊維密度はl00〜300KF/inch2 (好ましくは200KF/inch2 )である。また、中間転写体2に対する侵入量は0.5±0.3mmであり、中間転写体2の回転方向に対してカウンター方向に回転し、中間転写体2上の2次転写残留トナーを回収あるいは再帯電する。
【0058】
単色プリントの場合は1次転写バイアスは+200Vとする。4色フルカラープリントを行う場合、中間転写体2上に既に1色目のトナーがあるところにさらに2色目のトナーを重ねて1次転写しようとすると、前のトナー電位によって実質的に、転写コントラストが減少するため、これを補うために転写バイアスを高くする必要がある。一方、1次転写バイアスが高すぎると感光ドラム1と中間転写体2との間で放電が発生し、画像劣化や中間転写体2上のトナートリボが変化するため、あまり高すぎる値をとることはできない。これらの事情を鑑みて、多色プリント時の1次転写バイアスはY、M、C、Bkの各回転毎に順次200V、300V、300V、200Vと設定した。
【0059】
また本実施の形態では、2次転写効率を向上させるために中間転写体2上のトナーに対して、図1中の中間転写体2の右方に配置した2次転写前コロナ帯電器12によってコロナ帯電を行う。同図中のコロナ帯電器12はスコロトロンタイプのものであり、コロナワイヤにDC電流を流すとともに、コロナワイヤの汚れ防止のためにAC成分を重畳する。シールド電位は接地とする。コロナ帯電によって中間転写体2上のトナーのトリボは黒トナーで−10μC/gから−20μC/g程度にまで負の電荷が上昇する。2次転写時は、転写材Pが給紙部(不図示)から供給され、離接可能な転写ベルト31は中間転写体2に当接する。2次転写バイアスは定電流制御を行っており、転写ベルト31から転写材Pに電荷が供給されて中間転写体2上のトナー像は転写材Pに2次転写される。
【0060】
中間転写体2上の2次転写残トナーは、ソリッドローラ41でまずプラスに帯電され、次に下流側のブラシローラ42にマイナスバイアスを印加することで再帯電手段4内(主にブラシローラ42のブラシに付着)に回収される。そしてプリントカウンターが一定数(本実施の形態では100枚)になると、ソリッドローラ41を中間転写体2から離間させてブラシローラ42に当接させ、再帯電手段4内に回収されたトナー(ブラシローラ42に付着したトナー)をプラスに再帯電させる。さらにブラシローラ42のバイアス(プラス)を中間転写体2の印加バイアスよりも大きくすることにより、一次的に回収された廃トナーを中間転写体上に吐き出し、感光ドラム1と中間転写体2の当接部分である1次転写ニップ部N1で感光ドラム1上に回収する。
【0061】
ソリッドローラ41で中間転写体2上の2次転写残トナーを帯電させるメカニズムは、放電によるものである。電圧を印加されたソリッドローラ41と中間転写体2との間の放電(微少)ギャップではパッシェンの法則に従って放電が励起される。一般的にこのような放電に基づく帯電手段としては感光ドラム1の帯電ローラ7が良く知られているが、この場合は帯電ローラ7から供給されるDC電流はすべて感光ドラム1の帯電電流になる。
【0062】
しかし、上述の方法では中間転写体2、ソリッドローラ41ともに中抵抗部材であるため、ソリッドローラ42に供給されるDC電流がすべて帯電に寄与されるわけでなく、ほとんどはオーミックに直接流れる注入電流である。このためソリッドローラ41を定電流制御とすると、環境変動や製造ばらつきによって部材の抵抗値が変動した場合、直接注入電流とトナー帯電に寄与する電流との比が変わってしまい、ソリッドローラ41通過後のトナートリボが安定しない。そこで直接注入電流に寄与するソリッドローラ41と中間転写体2との接触ニップを調整することで、5〜500μmの放電ギャップを保って保持し、トナーの帯電性を確保している。
【0063】
ソリッドローラ41に印加するバイアスは、DC成分(プラス)として定電流制御を行い、AC成分は2kHz、3kVPPの矩形波を重畳している。ACバイアスを重畳する理由としては、DCバイアスのみの放電は一方向にしか起こらず帯電量は小さいが、ACを重畳するとトナーに対しては中間転写体2とソリッドローラ41の双方から放電が起こるため、放電ギャップを大きくすることでより帯電性が向上する理由による。
【0064】
ブラシローラ42について、2次転写残トナーを回収する場合にはブラシローラ42に印加するバイアスは、ソリッドローラ41と同様に、DC成分(マイナス)として定電流制御を行い、AC成分は2kHz、3kVPPの矩形波を重畳している。ACバイアスを重畳する理由としては、ブラシローラ42で回収しきれなかった2次転写残トナーのトリボを均一にし、感光ドラム1にすべて戻すためである。また再帯電手段4に一時的に補集された廃トナーを中間転写体2上に吐き出す場合にもブラシローラ42に印加するバイアスは、ソリッドローラ41と同様に、DC成分(プラス)として定電流制御を行い、AC成分は2kHz、3kVPPの矩形波を重畳している。これもACバイアスを重畳する理由としては、中間転写体2上に吐き出したトナーのトリボをAC成分により均一にすることで、感光ドラム1にすべて戻すためである。
【0065】
以上説明した再帯電手段4の動作シーケンスについて、図2を参照しながら説明する。
【0066】
通常、再帯電手段4(ソリッドローラ41、ブラシローラ42)は中間転写体2に対して離間している(図2(a)参照)。中間転写体2上に1次転写像が形成されるうえで、最終色(4色フルカラープリント時のBk、又は単色プリント時の指定色)の1次転写が行われる直前に再帯電手段4(ソリッドローラ41、ブラシローラ42)が中間転写体2に対して当接される(図2(b)参照)。そして中間転写体2上に形成されたトナー像の先端の2次転写が開始されると同時に、ソリッドローラ41、ブラシローラ42に所定のバイアスが印加され、それぞれ中間転写体2に対してカウンタ方向(矢印R41方向、矢印R42方向)に回転され、2次転写残トナーが再帯電手段4内部に回収される。この2次転写残トナー回収シーケンスが各プリント毎に繰り返される。
【0067】
次に、上記の2次転写残トナー回収モードが100回(フルカラープリントは1プリントで1回カウント、単色プリントは4プリントで1回カウント)繰り返されると、次のプリントシーケンスで再帯電手段4に補集された廃トナーの吐き出しモードを実行する。このときの再帯電手段4の状態は、図2(c)に示すように、再帯電手段4のユニットは中間転写体2に対して当接状態であり、ブラシローラ42も2次転写残トナー回収モードのときと同様に中間転写体2に対して当接状態となっている。一方、ソリッドローラ41は中間転写体2からは離間しており、ブラシローラ42に当接している。このときの当接条件はブラシローラ42のブラシの毛先がソリッドローラ41表面に対して0.5±0.3mmで侵入するように設定している。そして前途したバイアス条件に従って廃トナー吐き出しモードを1回行った後、再度2次転写残トナー回収モードに入り、以降同じ動作を繰り返す。
【0068】
ただし濃度制御シーケンス、あるいは転写材Pのジャムなどで画像形成装置が異常停止した場合にはソリッドローラ41、ブラシローラ42ともにプラスのDC成分に2kHz、3kVPPの矩形波のAC成分を重畳したバイアスを加え、中間転写体2上のトナーを再帯電手段4内部(実際にはブラシローラ42)に補集することなく直接、感光ドラム1上に返し、感光ドラム1のクリーニングユニット8により回収する。
【0069】
以上述べたように、本実施の形態では再帯電手段4の構成を、廃トナーを再帯電するためのソリッドローラ41と、その下流側に廃トナーを補集するためのブラシローラ42を併せ持つことにより、中間転写体2のクリーニング手段を別途設ける必要がなくなるだけでなく、感光ドラム1のクリーニングを長期間安定させるための黒オビシーケンスを実行するために廃トナーを再利用することが可能となり、省スペース、低ランニングコストを維持しつつ安定した画像を供給することができるようになった。
【0070】
以上の実施の形態1においては、再帯電手段4を、4色フルカラーの画像形成装置に適用した場合を例に説明したが、これに限らず、単色の画像形成装置に対しても適用することができる。この場合には、再帯電手段4を、感光ドラム1上のトナー像を転写材Pに転写する転写ニップ部とクリーニングユニットとの間において感光ドラム1表面に対向させて配置する。この場合の作用効果も、上述の実施の形態1の場合と同様である。
【0071】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、中間転写体上の残留トナーを再帯電する帯電ローラと、中間転写体上の残留トナーを回収する帯電ブラシを有する再帯電手段を備え、中間転写体上の残留トナーを再帯電手段の内部(帯電ブラシ)に一時的に補集し、再帯電手段(帯電ブラシ)での残留トナー回収能力が不足になる前に、補集されたトナーのトリボを現像部で帯電されるトナートリボの逆極性に帯電させて中間転写体上へ静電的に戻し、さらに中間転写体から像担持体ヘ補集トナーを転移させて、像担持体のクリーニング装置で一括回収することで、低コスト、省スペースを維持したまま、像担持体表面傷、像担持体表面上へのトナー融着、異音、異常振動、ブレードめくれ等の問題を防止し、像担持体のクリーニングを長期間にわたり安定状態に維持することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す縦断面図。
【図2】(a)、(b)、(c)は本発明に係る画像形成装置内の再帯電手段の動作状態を示す概略図である。
【符号の説明】
1 像担持体(感光ドラム)
2 中間転写体(中間転写ドラム)
3 2次転写ユニット
4 再帯電手段
8 クリーニング装置(クリーニングユニット)
41 再帯電部材(ソリッドローラ)
42 回収部材(ブラシローラ)
81 クリーニングブレード
[0001]
[Field of the Invention]
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a laser beam printer.
[0002]
[Prior art]
In image forming apparatuses such as copying machines and laser beam printers, color needs are increasing. As a color image forming method, a sublimation type, a thermal transfer type, an ink jet method, an electrophotographic method, and the like are known, but the electrophotographic method is said to be most excellent in terms of image forming speed.
[0003]
In recent years, the intermediate transfer system is becoming the mainstream among the electrophotographic systems. This method has advantages such as no choice of transfer material and excellent color registration (low color misregistration).
[0004]
FIG. 1 shows a schematic configuration of an image forming apparatus using a drum-type intermediate transfer member. In the image forming apparatus shown in the drawing, yellow, magenta, cyan, and black single color toner images formed on a drum-type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as “photosensitive drum”) 1 are sequentially transferred to an intermediate transfer member 2. The toner images of these four colors are collectively transferred onto the transfer material in a lump after the primary transfer and superimposing on them.
[0005]
In this method, since there is no need to wrap the transfer material P around the intermediate transfer body 2, it can be used for envelopes and cardboard, and is highly versatile and the color registration does not change depending on the thickness of the transfer material. Therefore, there is an advantage that high image quality can be obtained.
[0006]
In the intermediate transfer system, the intermediate transfer member 2 is formed by removing toner (secondary transfer residual toner) remaining on the surface of the intermediate transfer member 2 without being transferred onto the transfer material P from a cleaning member such as a cleaning blade made of polyurethane elastomer, rayon, or the like. The collected image is collected by a fur brush or a winding type cleaning web, and is prepared for the next image formation.
[0007]
As another cleaning method, the tribo of the transfer residual toner is changed by the charging means 4 that is placed in contact with the surface of the intermediate transfer body 2 and charges the secondary transfer residual toner, and the secondary transfer is performed simultaneously with the primary transfer of the next image. A technique for electrostatically collecting the transfer residual toner on the photosensitive drum 1 has been developed.
[0008]
Specifically, a solid roller (charging member) 41 or a brush roller (collecting member) 42 is used as a recharging means for secondary transfer residual toner, and the transfer residual toner tribo is the reverse of the toner tribo charged in the developing unit. At the same time as the primary transfer of the toner image from the photosensitive drum 1 to the intermediate transfer body 2 by charging to the polarity, the secondary transfer residual toner is transferred from the intermediate transfer body 2 to the photosensitive drum 1, and the cleaning unit ( Collective collection is performed by a cleaning device 8.
[0009]
By using this method, toner that does not contribute to the final image formation can be collected all at once, so that compared with the case where a separate cleaning unit is provided in the intermediate transfer body 2, the waste toner transport unit and the waste toner collection box are used. There is no need to provide a plurality of devices, and there are advantages such as downsizing of the device, cost reduction, and simplification of maintenance.
[0010]
By the way, as the cleaning unit 8 for the photosensitive drum 1, a method using a cleaning blade 81 made of an elastic material such as rubber has been widely used. However, the structure of the blade-type cleaning unit 8 is simple and compact. This is because it is advantageous in terms of cost.
[0011]
As the material of the cleaning blade 81, polyurethane rubber, which is a kind of thermoplastic elastomer, is mainly used in terms of chemical resistance, wear resistance, moldability, mechanical strength, and the like.
[0012]
In the cleaning unit 8 having the cleaning blade 81, a method in which the cleaning blade 81 is pressed against the surface of the traveling photosensitive drum 1 from the counter direction is the mainstream. The cleaning mechanism in this method is that when the cleaning blade 81 is brought into pressure contact with the surface of the photosensitive drum 1 with a force (5 to 40 gf / cm) necessary for removing the residual toner on the surface of the photosensitive drum 1, the cleaning blade 81. At the contact portion between the edge portion and the photosensitive drum 1, first, the edge portion of the cleaning blade 81 that is in close contact with the surface of the photosensitive drum 1 by the frictional force acting on the contact portion is deformed (shear deformation) in the traveling direction of the photosensitive drum 1 (arrow R1 direction). , Compression deformation), and then the energy accumulated in the edge portion of the cleaning blade 81 due to the stress acts as a restoring force (repulsive elastic force) to return to the original state, which is considered to be due to a so-called Stick-Slip motion. . Therefore, in order to obtain stable cleaning performance in the cleaning unit 8 using the cleaning blade 81, it is necessary to optimize the amplitude and frequency of the Stick-Slip motion. In order to optimize the amplitude and frequency of the stick-slip motion, the frictional force of the contact portion between the edge of the cleaning blade 81 and the surface of the photosensitive drum 1, the shape of the cleaning blade 81, the material properties of the cleaning blade 81 (Young's modulus, Poisson) By adjusting the ratio, modulus (stress-strain curve), etc.
[0013]
However, with the long-term use of the apparatus, for example, NO on the surface of the photosensitive drum 1X When the toner resin or the like adheres, the friction coefficient of the surface of the photosensitive drum 1 increases, and the frictional force between the edge portion of the cleaning blade 81 and the photosensitive drum 1 (contact portion) naturally increases. For this reason, the energy accumulated in the edge portion of the cleaning blade 81 in the stick state increases, and the stick-slip motion has amplitude> proper value and frequency <proper value (the appropriate value is a range in which the cleaning operation is stabilized). . As this phenomenon progresses, the edge portion of the cleaning blade 81 jumps up without following the surface of the photosensitive drum 1, slipping out of the toner, and rubbing the toner (toner fusion, filming) on the surface of the photosensitive drum 1, Furthermore, abnormal noise (blade squealing) and abnormal vibration (chatter) occur, so-called blade turning occurs in which the edge portion is reversed so as to follow the rotation direction of the photosensitive drum 1, and the edge portion of the cleaning blade 81 and the photosensitive portion are also exposed. There is a possibility that the surface of the drum 1 is damaged (blade edge chipping, photosensitive drum surface scratch).
[0014]
In order to solve this problem, conventionally, an inorganic material such as graphite, boron nitride, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, or silicon dioxide, a fluorine resin, silicon, or the like is provided at the contact portion between the tip of the cleaning blade 81 and the photosensitive drum 1. Means have been taken to reduce the frictional force by applying solid powder (lubricant) of organic substances such as resin, polyamide (nylon resin), polyacetal, polyethylene, and polyimide.
[0015]
However, as the apparatus is used, the lubricant disappears from the edge portion of the cleaning blade 81, and the frictional force increases again. Therefore, this is not a fundamental solution for reducing the frictional force between the edge portion of the cleaning blade 81 and the photosensitive drum 1. . Further, although various devices for constantly supplying the lubricant to the edge portion of the cleaning blade 81 have been devised, the device configuration of the cleaning unit 8 becomes complicated and the cost is greatly increased, so that it has not been put into practical use. .
[0016]
Furthermore, conventionally, an OPC (organic photo semiconductor) photosensitive drum 1 composed of a surface layer using polycarbonate as a binder resin has been widely used as the photosensitive drum 1, but in order to solve the above-described problems. A protective layer (OCL) in which an appropriate amount (3 to 40 wt%) of Teflon resin is dispersed in a polycarbonate binder resin may be provided on the surface of the OPC photosensitive drum 1. By using the photosensitive drum 1 having the OCL as a surface layer, and adding inorganic fine particles having a particle size of 2 μm or less whose surface has been hydrophobized, such as strontium titanate, cerium oxide, alumina, and zirconia, to the toner, These inorganic fine particles are accumulated in the contact portion between the edge portion of the cleaning blade 81 and the photosensitive drum 1, and the Teflon resin contained in the OCL is supplied to the contact portion by polishing the OCL surface to promote a lubricating effect.
[0017]
However, in the case where a large amount of images with extremely low toner consumption are continuously copied, the above polishing effect is brought about at the contact portion between the edge of the cleaning blade 81 and the photosensitive drum 1 as the number of copies increases. Inorganic fine particles are extremely reduced, and problems such as toner fusing, abnormal vibration, and blade turning may occur.
[0018]
Further, as a method for reducing the frictional force between the cleaning blade 81 and the photosensitive drum 1, a method using a cleaning blade (hereinafter referred to as “nylon-coated blade”) in which a nylon resin layer is disposed on the contact surface with the photosensitive drum 1 is used. is there. When this nylon coat blade is used, the frictional force between the edge portion and the photosensitive drum 1 can be sufficiently reduced.
[0019]
However, since the nylon resin does not have an elastomeric property unlike polyurethane, the cleaning action of the residual toner due to the stick-slip movement of the edge portion of the cleaning blade 81 is not seen, and the residual toner is blocked and scraped off. It is thought that. Therefore, in order to completely eliminate the residual toner, the pressure contact force of the cleaning blade to the surface of the photosensitive drum 1 needs to be considerably higher than that of the polyurethane blade (about twice that of the polyurethane blade). There arises a problem that the life of the photosensitive drum 1 is reduced, for example, the amount of abrasion on the surface of the photosensitive drum 1 is increased or the surface is damaged.
[0020]
As another means, a solid or halftone Obi image having a width of the whole of the main scanning direction or a width close to that in the main scanning direction at a fixed timing other than the time of image formation is formed on the photosensitive drum 1 in the sub-scanning direction. In the transfer area, a method of utilizing the toner polishing and lubricating action by causing the toner that forms an Obi image to reach the edge of the cleaning blade 81 without being subjected to the transfer action in the transfer area has been widely used (Black Obi Sequence). ). In this black obi sequence, the adhering matter on the surface of the photosensitive drum 1 is polished, and the cleaning action can be stabilized by the effect of keeping the state of the surface of the photosensitive drum 1 constant and the effect of increasing the lubricity of the edge of the cleaning blade 81.
[0021]
However, in this black obi sequence, toner is consumed at times other than during image formation, which increases the running cost and increases the amount of waste toner, so it is necessary to enlarge the waste toner container or shorten the container replacement time.
[0022]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and after the residual toner on the intermediate transfer member is returned onto the image carrier (photosensitive drum) by using a recharging unit, the cleaning blade type image carrier cleaning is performed. In an image forming apparatus that performs batch cleaning with the apparatus, the image carrier surface scratches on the surface of the image carrier due to a change in the pressing load of the cleaning blade on the surface of the image carrier caused by the use of the image forming apparatus An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of preventing toner fusion, abnormal noise, abnormal vibration, blade turning, and the like, and guaranteeing a high image and high quality.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the present invention according to claim 1 transfers the toner image formed on the surface of the image carrier to the transfer material at the transfer nip portion, and does not transfer the toner image to the transfer material. Cleaning device for residual toner remaining on the surfaceA cleaning blade in contact with the surface of the image carrierIn the image forming apparatus to be removed by the step, the transfer nip portion along the moving direction of the surface of the image carrier and theCleaning bladeA recharging unit disposed between the recharging member and the recharging member disposed on the downstream side of the recharging member. A collecting member for temporarily collecting the residual toner recharged by the recharging means.The residual toner temporarily collected by the collecting member is discharged from the rotating member to the image carrier at regular intervals, and is supplied between the image carrier and the cleaning blade.
  It is characterized by that.
[0024]
  According to the second aspect of the present invention, toner images of different colors sequentially formed on the surface of the image bearing member are primarily transferred onto the intermediate transfer member sequentially at the primary transfer nip, and the toner image is transferred onto the intermediate transfer member. After superimposing a plurality of color toner images, the plurality of color toner images on the intermediate transfer body are secondarily transferred collectively onto a transfer material at a secondary transfer nip portion, and at the time of primary transfer, the intermediate transfer body Residual toner remaining on the surface of the image carrier without being transferred to the surface, and residual toner remaining on the surface of the intermediate transfer body without being transferred to the transfer material during the secondary transfer, and transferred onto the image carrier The cleaning deviceA cleaning blade in contact with the surface of the image carrierIn the image forming apparatus to be removed by the step, recharging means provided between the secondary transfer nip portion and the primary transfer nip portion along the moving direction of the surface of the intermediate transfer member is provided. The means includes a recharging member for recharging residual toner remaining on the surface of the intermediate transfer member without being transferred to the transfer material at the time of the secondary transfer, and a recharging member disposed on the downstream side of the recharging member. A recovery member that temporarily recovers the recharged residual toner.The residual toner temporarily collected by the collecting member is discharged from the rotating member to the intermediate transfer member at a constant interval, and is supplied between the image carrier and the cleaning blade via the image carrier. ,It is characterized by that.
[0032]
  Claim3The present invention relates to claim 1.Or 2In the image forming apparatus, the collection member is a conductive brush.
[0038]
  Claim4The present invention relates to claim 1.3In the image forming apparatus, the recharging member recharges the residual toner collected by the collecting member.
[0039]
  Claim5The present invention according to claim4In the image forming apparatus, the recharging member contacts and separates from the collecting member.
[0040]
[Action]
According to the above-described configuration, the residual toner is temporarily collected inside the recharging unit that returns the residual toner on the intermediate transfer member onto the image carrier, and before the residual toner collecting capability in the recharging unit becomes insufficient. The toner collected inside the recharging means is charged back to the reverse polarity of the toner tribo charged in the developing unit by the tribo and returned electrostatically onto the intermediate transfer member, and further from the intermediate transfer member to the image carrier. By changing the position, it is possible to achieve the same effect as the above-mentioned Obi image while maintaining low cost and space saving.
[0041]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0042]
<Embodiment 1>
FIG. 1 shows an example of an image forming apparatus according to the present invention. The image forming apparatus shown in the figure is a laser beam printer using an intermediate transfer member, and the figure is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration thereof.
[0043]
The image forming apparatus shown in FIG. 1 uses a drum-type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as “photosensitive drum”) 1 as an image carrier, and a drum-type intermediate transfer drum having a two-layer structure as an intermediate transfer member 2. Is used.
[0044]
The image forming apparatus in FIG. 1 will be described more specifically. The image forming apparatus uses an intermediate transfer drum having a diameter of 186 mm as the intermediate transfer body 2, and is a four-color full-color electrophotographic system having a maximum sheet passing size A3, a process speed of 117 mm / sec, image exposure, and reverse development. An image forming apparatus. In order to form a full-color image, yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (Bk) toner images are sequentially formed on the photosensitive drum 1 that is rotationally driven in the direction of the arrow R1. The toner images of the respective colors are sequentially transferred onto the surface of the intermediate transfer body 2 and the toner images for four colors are superimposed on the surface of the intermediate transfer body 2. This transfer is performed through a primary transfer nip portion N1 formed between the photosensitive drum 1 and the intermediate transfer body 2. The transfer of the toner image from the photosensitive drum 1 to the intermediate transfer body 2 is called primary transfer, and the toner image for four colors is superimposed on the surface of the intermediate transfer body 2 by rotating the intermediate transfer body 2 four times. This completes the primary transfer.
[0045]
Next, the toner images for four colors on the intermediate transfer body 2 are collectively transferred onto a transfer material P such as paper. This transfer is a transfer performed through a secondary transfer nip portion N2 formed between the intermediate transfer body 2 and the transfer unit 3, and is called secondary transfer. The transfer unit 3 serving as a transfer unit is a unit in which a transfer belt 31 is stretched between two rollers 32 and 33, and the transfer belt 31 is intermediately transferred by a transfer roller 32 on the upstream side with respect to the conveying direction of the transfer material P. The toner image is subjected to secondary transfer while being brought into contact with the body 2, and at the same time, the transfer material P is attracted to the transfer belt 31 to be separated from the intermediate transfer body 2. The other roller is a drive roller 33, which drives the unit so that the peripheral speed of the intermediate transfer body 2 and the peripheral speed of the transfer belt 31 at the secondary transfer nip portion N2 are equal. The transfer unit 3 is supported so that the transfer roller 32 side can swing around the drive roller 33 side, and the transfer belt 31 can be brought into and out of contact with the intermediate transfer body 2. Yes.
[0046]
The toner image secondarily transferred onto the transfer material P is transferred onto the surface of the transfer material P by a heat fixing roller unit 11 as a fixing device disposed downstream of the secondary transfer nip portion N2 in the transport direction of the transfer material P. To be established. The transfer material P after the toner image is fixed is discharged to the outside of the image forming apparatus main body.
[0047]
Next, each member and each unit will be described in detail.
[0048]
The photosensitive drum 1 is a negatively chargeable OPC (organic optical semiconductor) drum having a diameter of 62 mm. First, the surface thereof is uniformly charged by a charging roller 7 as a primary charger. Here, the bias applied to the charging roller 7 is a bias in which a DC component and an AC component are superimposed.
[0049]
Next, the surface of the photosensitive drum 1 is exposed by the laser exposure device 5. In this embodiment, an infrared laser diode having a wavelength of 760 nm and a polygon scanner are combined, and an exposure apparatus having a lens and a mirror is used to perform image exposure.
[0050]
Next, the electrostatic latent image formed by laser exposure is developed with toner by a developing device. In the image forming apparatus of the present embodiment, toners of four colors Y, M, C, and Bk are used. Specifically, a fixed black developing device 9 and a rotary color developing as shown in FIG. Unit 10 is used.
[0051]
The black developing device 9 employs a jumping development method using magnetic one-component toner. A conductive non-magnetic developing sleeve 91 having a diameter of 16 mm enclosing a fixed magnet roll is coated with a toner having a particle diameter of about 6 μm with an elastic blade 92, and the DC component applied to the developing sleeve 91 and the AC component of a rectangular wave are used for photosensitivity. Reverse development is performed by jumping to and from the drum 1.
[0052]
The color developing unit 10 incorporates three yellow, magenta, and cyan developing devices into a rotary rotary, and rotates the rotary developer in the direction of arrow R10 for the color toner developer to be developed. Development is performed at the development position facing the photosensitive drum 1. Each color developer performs development by a jumping development method using non-magnetic one-component toner. The toner is a polymer toner having a core / shell structure with a particle size of about 7 μm and containing wax inside. The toner is coated on the developing sleeve 101 by the application roller 103, and the layer thickness is regulated by the elastic blade 102 and sent to the developing position. The development is performed under the same bias condition as that of the black developing device 9.
[0053]
The primary transfer is performed by applying a voltage to the intermediate transfer member 2, and the primary transfer residual toner on the photosensitive drum 1 is scraped off by a cleaning unit (cleaning device) 8 having a polyurethane elastomer cleaning blade 81, The toner is fed to the waste toner box via the waste toner conveyance roller 82 and the waste toner conveyance screw 83.
[0054]
In the case of monochromatic printing (monochromatic image formation), after performing primary transfer, the toner image is conveyed as it is to the secondary transfer nip portion N2 on the intermediate transfer body 2 and undergoes secondary transfer. In the case of four-color full-color printing (four-color full-color image formation), the intermediate transfer body 2 rotates four times to primarily transfer Y, M, C, and Bk toner images, and then performs a secondary transfer nip portion. Secondary transfer is received at N2. In the image forming apparatus according to the present embodiment, by applying an appropriate voltage to the recharging unit 4, the secondary transfer residual toner on the intermediate transfer body 2 is temporarily collected inside the recharging unit 4, or The waste toner collected inside the recharging means 4 is discharged onto the intermediate transfer member 2 and then transferred to the photosensitive drum 1. Further, the waste toner transferred to the photosensitive drum 1 is scraped off by the cleaning blade 81 and collected in the waste toner box.
[0055]
The recharging means 4 used in the present embodiment is a solid roller (recharging roller) 41 as a recharging member having a diameter of 20 mm mainly made of acrylic rubber and a collecting member having a diameter of 20 mm made of rayon conductive yarn. The brush roller (collecting roller) 42 is configured to be detachable from the intermediate transfer body 2.
[0056]
The solid roller 41 has a three-layer structure of a low resistance sponge layer made of acrylic sponge, a resistance layer made of acrylic urethane resin, and a surface release layer made of fluororesin. The volume resistance value is 10 for the resistance layer.Five -109 Ω, 10 for the surface release layer12-1016Ω. Further, it can be detached from the intermediate transfer member 2 alone. The contact force is a total pressure of 100 to 300 g, rotates in the counter direction with respect to the rotation direction of the intermediate transfer body 2 (the direction of the arrow R2), and recharges the secondary transfer residual toner on the intermediate transfer body 2.
[0057]
The fineness of the pile material of the brush roller 42 is 100 to 500 denier (preferably 300 denier) per 100 filaments, and the fiber density is 100 to 300 KF / inch.2 (Preferably 200KF / inch2 ). Further, the intrusion amount with respect to the intermediate transfer member 2 is 0.5 ± 0.3 mm, and rotates in the counter direction with respect to the rotation direction of the intermediate transfer member 2 to collect the secondary transfer residual toner on the intermediate transfer member 2 or Recharge.
[0058]
In the case of monochrome printing, the primary transfer bias is + 200V. When four-color full-color printing is performed, if the first-color toner is further superimposed on the intermediate transfer body 2 where the first-color toner is already present and primary transfer is attempted, the transfer contrast is substantially reduced by the previous toner potential. In order to compensate for this, it is necessary to increase the transfer bias. On the other hand, if the primary transfer bias is too high, a discharge occurs between the photosensitive drum 1 and the intermediate transfer body 2, and image degradation and toner tribo on the intermediate transfer body 2 change. Can not. In view of these circumstances, the primary transfer bias at the time of multicolor printing was set to 200 V, 300 V, 300 V, and 200 V sequentially for each rotation of Y, M, C, and Bk.
[0059]
In the present embodiment, the pre-secondary transfer corona charger 12 disposed on the right side of the intermediate transfer member 2 in FIG. 1 is used for the toner on the intermediate transfer member 2 in order to improve the secondary transfer efficiency. Perform corona charging. The corona charger 12 in the figure is of the scorotron type, and a DC current is passed through the corona wire and an AC component is superimposed to prevent the corona wire from being stained. The shield potential is grounded. Due to the corona charging, the toner tribo on the intermediate transfer member 2 is black toner, and the negative charge increases from about −10 μC / g to about −20 μC / g. At the time of secondary transfer, the transfer material P is supplied from a paper feeding unit (not shown), and the transfer belt 31 that can be separated from and brought into contact with the intermediate transfer body 2. The secondary transfer bias performs constant current control. Electric charges are supplied from the transfer belt 31 to the transfer material P, and the toner image on the intermediate transfer member 2 is secondarily transferred to the transfer material P.
[0060]
The secondary transfer residual toner on the intermediate transfer body 2 is first charged positively by the solid roller 41, and then a negative bias is applied to the brush roller 42 on the downstream side to recharge the toner in the recharging means 4 (mainly the brush roller 42). Collected on the brush). When the print counter reaches a certain number (100 sheets in the present embodiment), the solid roller 41 is separated from the intermediate transfer member 2 and brought into contact with the brush roller 42, and the toner (brush) collected in the recharging means 4 is recovered. The toner adhering to the roller 42 is recharged positively. Further, by making the bias (plus) of the brush roller 42 larger than the bias applied to the intermediate transfer member 2, the primarily collected waste toner is discharged onto the intermediate transfer member, and the contact between the photosensitive drum 1 and the intermediate transfer member 2 is discharged. The toner is collected on the photosensitive drum 1 at the primary transfer nip portion N1 which is a contact portion.
[0061]
The mechanism for charging the secondary transfer residual toner on the intermediate transfer body 2 by the solid roller 41 is due to discharge. In the discharge (small) gap between the solid roller 41 to which the voltage is applied and the intermediate transfer body 2, the discharge is excited according to Paschen's law. In general, the charging roller 7 of the photosensitive drum 1 is well known as a charging means based on such discharge. In this case, all of the DC current supplied from the charging roller 7 becomes the charging current of the photosensitive drum 1. .
[0062]
However, since both the intermediate transfer member 2 and the solid roller 41 are medium resistance members in the above-described method, the DC current supplied to the solid roller 42 does not all contribute to charging, and most of the injected current flows directly in ohmic fashion. It is. For this reason, if the solid roller 41 is controlled at a constant current, when the resistance value of the member fluctuates due to environmental fluctuations or manufacturing fluctuations, the ratio between the direct injection current and the current that contributes to toner charging changes. The toner tribo is not stable. Therefore, by adjusting the contact nip between the solid roller 41 and the intermediate transfer body 2 that directly contributes to the injection current, the discharge gap of 5 to 500 μm is maintained and the toner charging property is ensured.
[0063]
The bias applied to the solid roller 41 performs constant current control as a DC component (plus), and the AC component is 2 kHz, 3 kV.PPThe rectangular wave is superimposed. The reason for superimposing the AC bias is that the discharge with only the DC bias occurs only in one direction and the charge amount is small. However, when the AC is superimposed, the toner is discharged from both the intermediate transfer member 2 and the solid roller 41. For this reason, the chargeability is improved by increasing the discharge gap.
[0064]
When the secondary transfer residual toner is collected with respect to the brush roller 42, the bias applied to the brush roller 42 is controlled as a DC component (minus) like the solid roller 41, and the AC component is 2 kHz, 3 kV.PPThe rectangular wave is superimposed. The reason for superimposing the AC bias is to make the tribo of the secondary transfer residual toner that could not be collected by the brush roller 42 uniform and return it all to the photosensitive drum 1. Further, when the waste toner temporarily collected by the recharging means 4 is discharged onto the intermediate transfer body 2, the bias applied to the brush roller 42 is a constant current as a DC component (plus) as in the case of the solid roller 41. Control, AC component is 2kHz, 3kVPPThe rectangular wave is superimposed. The reason for superimposing the AC bias is that the toner tribo discharged onto the intermediate transfer body 2 is made uniform by the AC component, so that all of the toner bias is returned to the photosensitive drum 1.
[0065]
The operation sequence of the recharging means 4 described above will be described with reference to FIG.
[0066]
Usually, the recharging means 4 (solid roller 41, brush roller 42) is separated from the intermediate transfer body 2 (see FIG. 2A). When the primary transfer image is formed on the intermediate transfer body 2, the recharging means 4 (just before the primary transfer of the final color (Bk at the time of four-color full color printing or the designated color at the time of single color printing) is performed. The solid roller 41 and the brush roller 42) are brought into contact with the intermediate transfer body 2 (see FIG. 2B). At the same time as the secondary transfer of the leading edge of the toner image formed on the intermediate transfer body 2 is started, a predetermined bias is applied to the solid roller 41 and the brush roller 42, and the counter direction is applied to the intermediate transfer body 2, respectively. The toner is rotated in the directions of arrows R41 and R42, and the secondary transfer residual toner is collected in the recharging unit 4. This secondary transfer residual toner collection sequence is repeated for each print.
[0067]
Next, when the secondary transfer residual toner collection mode is repeated 100 times (full color printing is counted once for one print, and single color printing is counted once for 4 prints), the recharging means 4 is transferred to the next printing sequence. The collected waste toner discharging mode is executed. As shown in FIG. 2C, the state of the recharging means 4 at this time is such that the unit of the recharging means 4 is in contact with the intermediate transfer body 2, and the brush roller 42 is also the secondary transfer residual toner. Similar to the recovery mode, the intermediate transfer member 2 is in contact with the intermediate transfer member 2. On the other hand, the solid roller 41 is separated from the intermediate transfer member 2 and is in contact with the brush roller 42. The contact condition at this time is set so that the brush tip of the brush roller 42 enters the surface of the solid roller 41 at 0.5 ± 0.3 mm. Then, after performing the waste toner discharging mode once in accordance with the bias condition previously set, the secondary transfer residual toner collecting mode is entered again, and thereafter the same operation is repeated.
[0068]
However, if the image forming apparatus is abnormally stopped due to a density control sequence or a jam of the transfer material P, the solid DC roller 41 and the brush roller 42 both have a positive DC component of 2 kHz, 3 kV.PPA bias on which the AC component of the rectangular wave is superimposed is applied, and the toner on the intermediate transfer member 2 is returned directly onto the photosensitive drum 1 without being collected inside the recharging means 4 (actually, the brush roller 42), and photosensitive The drum 1 is collected by the cleaning unit 8.
[0069]
As described above, in the present embodiment, the configuration of the recharging unit 4 includes the solid roller 41 for recharging the waste toner and the brush roller 42 for collecting the waste toner downstream thereof. This eliminates the need for providing a separate cleaning means for the intermediate transfer body 2 and also allows the waste toner to be reused to execute a black obi sequence for stabilizing the cleaning of the photosensitive drum 1 for a long period of time. Stable images can be supplied while maintaining space saving and low running cost.
[0070]
In the first embodiment described above, the case where the recharging unit 4 is applied to a four-color full-color image forming apparatus has been described as an example. However, the present invention is not limited to this and may be applied to a single-color image forming apparatus. Can do. In this case, the recharging unit 4 is disposed opposite to the surface of the photosensitive drum 1 between the transfer nip portion that transfers the toner image on the photosensitive drum 1 to the transfer material P and the cleaning unit. The function and effect in this case are the same as those in the first embodiment.
[0071]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the charging roller for recharging the residual toner on the intermediate transfer member and the recharging means including the charging brush for collecting the residual toner on the intermediate transfer member are provided on the intermediate transfer member. The residual toner is temporarily collected inside the recharging means (charging brush), and the collected toner tribo is developed before the residual toner collecting ability of the recharging means (charging brush) becomes insufficient. The toner tribo charged at the surface is charged to the opposite polarity and electrostatically returned to the intermediate transfer member, and the collected toner is transferred from the intermediate transfer member to the image carrier, and is collected in a batch by the image carrier cleaning device. This prevents problems such as scratches on the surface of the image carrier, toner fusing on the surface of the image carrier, abnormal noise, abnormal vibration, and turning of the blade while maintaining low cost and space saving. Long-term cleaning It has become possible to maintain a stable state.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of an image forming apparatus according to the present invention.
FIGS. 2A, 2B, and 2C are schematic views illustrating an operation state of a recharging unit in the image forming apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Image carrier (photosensitive drum)
2 Intermediate transfer body (intermediate transfer drum)
3 Secondary transfer unit
4 Recharging means
8 Cleaning device (cleaning unit)
41 Recharging member (solid roller)
42 Collection member (brush roller)
81 Cleaning blade

Claims (5)

像担持体表面に形成されたトナー像を転写ニップ部にて転写材に転写するとともに、該転写材に転写されないで像担持体表面に残った残留トナーをクリーニング装置のクリーニングブレードを前記像担持体表面に当接させることによって除去する画像形成装置において、
前記像担持体表面の移動方向に沿っての前記転写ニップ部と前記クリーニングブレードとの間に配設された再帯電手段を備え、
該再帯電手段は、
前記像担持体表面に残った残留トナーを再帯電する再帯電部材と、
該再帯電部材の下流側に配設され該再帯電手段によって再帯電された残留トナーを一時的に回収する回収部材とを有し、
前記回収部材により一時的に回収した残留トナーを、一定間隔で前記回部材から前記像担持体へ吐き出して、前記像担持体と前記クリーニングブレードとの間に供給する、
ことを特徴とする画像形成装置。
A toner image formed on the surface of the image carrier is transferred to a transfer material at a transfer nip portion, and residual toner remaining on the surface of the image carrier without being transferred to the transfer material is used as a cleaning blade of the cleaning device. In an image forming apparatus that is removed by contacting the surface ,
Recharging means disposed between the transfer nip portion and the cleaning blade along the moving direction of the image carrier surface;
The recharging means includes
A recharging member for recharging residual toner remaining on the surface of the image carrier;
The residual toner recharged possess a recovery member for temporarily recovered by being disposed on the downstream side of the該再charging member該再charging means,
Residual toner temporarily collected by the collecting member is discharged from the rotating member to the image carrier at regular intervals, and is supplied between the image carrier and the cleaning blade.
An image forming apparatus.
像担持体表面に順次に形成された色の異なるトナー像を1次転写ニップ部にて順次に中間転写体上に1次転写して該中間転写体上で複数色のトナー像を重ね合わせた後、これら中間転写体上の複数色のトナー像を2次転写ニップ部にて転写材上に一括で2次転写するとともに、1次転写時に前記中間転写体に転写されないで前記像担持体表面に残った残留トナー及び2次転写時に前記転写材に転写されないで前記中間転写体表面に残った残留トナーであって前記像担持体上に転移された残留トナーをクリーニング装置のクリーニングブレードを前記像担持体表面に当接させることによって除去する画像形成装置において、
前記中間転写体表面の移動方向に沿っての前記2次転写ニップ部と前記1次転写ニップ部との間に配設された再帯電手段を備え、
該再帯電手段は、
前記2次転写時に前記転写材に転写されないで前記中間転写体表面に残った残留トナーを再帯電する再帯電部材と、
該再帯電部材の下流側に配設され該再帯電手段によって再帯電された残留トナーを一時的に回収する回収部材とを有し、
前記回収部材により一時的に回収した残留トナーを、一定間隔で前記回部材から前記中間転写体へ吐き出し前記像担持体を介して、前記像担持体と前記クリーニングブレードとの間に供給する、
ことを特徴とする画像形成装置。
Toner images of different colors sequentially formed on the surface of the image carrier are primarily transferred onto the intermediate transfer member sequentially at the primary transfer nip, and a plurality of color toner images are superimposed on the intermediate transfer member. Thereafter, the toner images of a plurality of colors on the intermediate transfer member are secondarily transferred onto the transfer material at the secondary transfer nip portion, and the surface of the image carrier is not transferred to the intermediate transfer member during the primary transfer. The residual toner remaining on the intermediate transfer member and the residual toner not transferred to the transfer material during the secondary transfer but remaining on the surface of the intermediate transfer member, and transferred onto the image carrier, are cleaned with the cleaning blade of the cleaning device. In the image forming apparatus that is removed by contacting the surface of the carrier ,
Recharging means disposed between the secondary transfer nip portion and the primary transfer nip portion along the moving direction of the surface of the intermediate transfer member,
The recharging means includes
A recharging member that recharges residual toner remaining on the surface of the intermediate transfer member without being transferred to the transfer material during the secondary transfer;
The residual toner recharged possess a recovery member for temporarily recovered by being disposed on the downstream side of the該再charging member該再charging means,
Residual toner temporarily collected by the collecting member is discharged from the rotating member to the intermediate transfer member at regular intervals, and is supplied between the image carrier and the cleaning blade via the image carrier.
An image forming apparatus.
前記回収部材が、導電性のブラシである、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
The collection member is a conductive brush,
The image forming apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that.
前記再帯電部材が、前記回収部材に回収された残留トナーを再帯電する、
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
The recharging member recharges residual toner collected by the collecting member;
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that.
前記再帯電部材が、前記回収部材に対して接離する、
ことを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。
The recharging member contacts and separates from the recovery member;
The image forming apparatus according to claim 4 .
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