JP7809509B2 - Image forming device - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式を用いたレーザープリンター、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to electrophotographic image forming devices such as laser printers, copiers, and facsimiles.
電子写真方式を用いた画像形成装置が広く普及している。また、この画像形成装置において、感光ドラムやこれに作用するプロセス手段を一体的に画像形成装置本体に対して着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が広く用いられている。 Image forming devices using electrophotography are widely used. Furthermore, these image forming devices commonly use a process cartridge system in which the photosensitive drum and the process means that act on it are detachably attached to the main body of the image forming device as a single unit.
近年では、画像形成装置本体やプロセスカートリッジの小型化を目的として、クリーナーレス方式が提案されている(特許文献1)。クリーナーレス方式の画像形成装置では、転写工程後の感光ドラムの表面に残留する転写残トナーを感光ドラムの表面から除去して回収する専用のクリーニング装置が設けられていない。そして、クリーナーレス方式の画像形成装置では、感光ドラムの表面に残留した転写残トナーは、現像工程時に現像手段により感光ドラムの表面から除去されて回収され、再利用される(現像同時クリーニング)。 In recent years, cleanerless systems have been proposed with the aim of reducing the size of image forming apparatus main bodies and process cartridges (Patent Document 1). Cleanerless image forming apparatuses are not equipped with a dedicated cleaning device that removes and collects residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum after the transfer process. In cleanerless image forming apparatuses, residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum is removed from the surface of the photosensitive drum by a developing unit during the development process, collected, and reused (simultaneous cleaning during development).
しかし、クリーナーレス方式の画像形成装置では、感光ドラムの回転方向において転写部よりも下流側かつ帯電部よりも上流側に転写残トナーを回収するクリーニング装置が配置されていない。そのため、転写工程時に紙粉が付着した感光ドラム上の位置が帯電工程時に帯電不足となり、現像工程時に斑点状にトナーが抜ける画像不良などが発生する場合がある。 However, in cleanerless image forming devices, a cleaning device for collecting residual toner after transfer is not located downstream of the transfer unit and upstream of the charging unit in the rotation direction of the photosensitive drum. As a result, areas on the photosensitive drum where paper dust adheres during the transfer process may become insufficiently charged during the charging process, which can result in poor image quality due to toner spots being missing during the development process.
そこで、感光ドラムの回転方向における転写部よりも下流側かつ帯電部よりも上流側に、転写工程時に感光ドラムの表面に付着した紙粉を回収するためのブラシ部材(固定ブラシ)を配置した構成が提案されている(特許文献2)。ブラシ部材には、紙粉だけではなく、転写残トナーや感光ドラムの非画像部に載るトナー(カブリトナー)が蓄積する。そして、ブラシ部材にトナーが蓄積し過ぎると、ブラシ部材がトナーを保持しきれず、ブラシ部材からトナーがすり抜け、このトナーが例えば帯電手段としての帯電部材に付着して帯電不良が発生することがある。 In response, a configuration has been proposed in which a brush member (fixed brush) is positioned downstream of the transfer unit and upstream of the charging unit in the rotational direction of the photosensitive drum to collect paper dust that adheres to the surface of the photosensitive drum during the transfer process (Patent Document 2). The brush member accumulates not only paper dust, but also residual toner after transfer and toner on non-image areas of the photosensitive drum (fogging toner). If too much toner accumulates on the brush member, it cannot retain it all, causing the toner to slip through the brush member. This toner can then adhere to a charging member, which serves as a charging means, resulting in poor charging.
これに対し、ブラシ部材に電圧を印加し、トナーをすり抜けやすくする場合がある。しかし、このようにブラシ部材を導電化し、ブラシ部材に電圧を印加した場合であっても、ブラシ部材は感光ドラムに実質的に常時当接しているため、トナーがブラシ部材に捕集されて蓄積する。そのため、ブラシ部材へのトナーの過剰な蓄積を抑制するためには、例えば定期的に、ブラシ部材からトナーを吐き出し、ブラシ部材をクリーニングすることが必要になる。 In response to this, a voltage can be applied to the brush member to make it easier for the toner to pass through. However, even when the brush member is made conductive and a voltage is applied to it in this way, the brush member is essentially always in contact with the photosensitive drum, so toner is captured and accumulates on the brush member. Therefore, in order to prevent excessive toner accumulation on the brush member, it is necessary, for example, to periodically expel toner from the brush member and clean the brush member.
紙粉を回収するためのブラシ部材に関して、より一層の改良が求められる。例えば、正規極性(現像工程時のトナーの主要な帯電極性)及び非正規極性(正規極性とは逆極性)のトナーの双方をブラシ部材から吐き出してブラシ部材をクリーニングすることに対応することが求められる。また、例えば、ブラシ部材をクリーニングするために、ブラシ部材に印加する電圧と感光ドラムの表面電位との間の電位差を変化させた場合に、ブラシ部材から瞬間的に大量のトナーが吐き出されると、帯電部材にトナーが付着してしまうことがある。例えば帯電部材としての帯電ローラにトナーが付着すると、帯電ローラの回転周期の画像不良が発生する場合がある。そのため、ブラシ部材のクリーニング動作によりブラシ部材から吐き出されたトナーに起因する問題に対応することも求められる。 Further improvements are needed with regard to brush members used to collect paper dust. For example, there is a need for a system that can clean the brush member by expelling both toner of normal polarity (the primary charging polarity of the toner during the development process) and non-normal polarity (opposite polarity to the normal polarity). Furthermore, for example, when the potential difference between the voltage applied to the brush member and the surface potential of the photosensitive drum is changed to clean the brush member, if a large amount of toner is expelled from the brush member in an instant, the toner may adhere to the charging member. For example, if toner adheres to a charging roller serving as a charging member, image defects may occur during the rotational cycle of the charging roller. Therefore, there is also a need to address issues caused by toner expelled from the brush member during the cleaning operation of the brush member.
そこで、本発明の目的は、感光体に当接して配置されたブラシ部材のクリーニング性を向上することである。 The object of the present invention is to improve the cleaning performance of a brush member arranged in contact with a photosensitive drum.
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、回転可能な感光体と、前記感光体の表面を帯電位置で帯電処理する帯電部材と、帯電処理された前記感光体の表面を露光位置で露光して前記感光体の表面に静電像を形成する露光装置と、前記感光体の表面の静電像に現像位置で正規極性に帯電したトナーを供給して前記感光体の表面にトナー像を形成する現像装置と、前記感光体の表面のトナー像を転写位置で被転写体に転写させる転写部材と、前記感光体の回転方向において前記転写位置よりも下流側かつ前記帯電位置よりも上流側のブラシ当接位置で前記感光体の表面に当接するブラシ部材と、前記ブラシ部材にブラシ電圧を印加するブラシ電圧印加部と、前記ブラシ当接位置における前記感光体の表面電位を制御する制御部と、を有し、前記転写の後に前記感光体の表面に残留するトナーを前記現像装置により回収する画像形成装置において、前記制御部は、前記ブラシ電圧の値から前記ブラシ当接位置における前記感光体の表面電位の値を引いた値を当接位置電位差としたとき、前記ブラシ部材をクリーニングするブラシクリーニング動作時に、前記当接位置電位差を第1電位差から第2電位差に増加方向又は減少方向のいずれか一方である所定方向に変化させた後、前記当接位置電位差を前記第2電位差から第3電位差に前記所定方向に変化させるように、前記ブラシ当接位置における前記感光体の表面電位を制御し、前記制御部は、前記ブラシクリーニング動作時に、前記当接位置電位差の符号が正負両方になるように、前記ブラシ当接位置における前記感光体の表面電位を制御する、ことを特徴とする画像形成装置である。 The above object is achieved by an image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention provides an image forming apparatus comprising: a rotatable photosensitive member; a charging member for charging the surface of the photosensitive member at a charging position; an exposure device for exposing the charged surface of the photosensitive member at an exposure position to form an electrostatic image on the surface of the photosensitive member; a developing device for supplying toner charged to a normal polarity to the electrostatic image on the surface of the photosensitive member at a development position to form a toner image on the surface of the photosensitive member; a transfer member for transferring the toner image on the surface of the photosensitive member to a transfer receiving member at a transfer position; a brush member that contacts the surface of the photosensitive member at a brush contact position downstream of the transfer position and upstream of the charging position in the rotation direction of the photosensitive member; a brush voltage application unit that applies a brush voltage to the brush member; and a control unit that controls the surface potential of the photosensitive member at the brush contact position, In an image forming apparatus in which the developing device recovers toner that accumulates on the surface of the photosensitive member, the control unit controls the surface potential of the photosensitive member at the brush contact position so that, when the contact position potential difference is the value obtained by subtracting the surface potential of the photosensitive member at the brush contact position from the value of the brush voltage, during a brush cleaning operation to clean the brush member, the control unit changes the contact position potential difference from a first potential difference to a second potential difference in a predetermined direction, either an increasing direction or a decreasing direction , and then changes the contact position potential difference from the second potential difference to a third potential difference in the predetermined direction, and the control unit controls the surface potential of the photosensitive member at the brush contact position so that the sign of the contact position potential difference is both positive and negative during the brush cleaning operation .
本発明によれば、感光体に当接して配置されたブラシ部材のクリーニング性を向上することができる。 This invention improves the cleaning performance of the brush member placed in contact with the photosensitive member.
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。 The image forming apparatus according to the present invention will be described in further detail below with reference to the drawings.
[実施例1]
1.画像形成装置の構成及び動作
図1は、本実施例の画像形成装置100の概略断面図である。本実施例の画像形成装置100は、電子写真方式(電子写真画像形成プロセス)を用いてブラック単色画像を形成することが可能なモノクロプリンターである。
[Example 1]
1. Configuration and Operation of Image Forming Apparatus Fig. 1 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus 100 of this embodiment. The image forming apparatus 100 of this embodiment is a monochrome printer capable of forming a black monochrome image using an electrophotographic system (electrophotographic image forming process).
画像形成装置100は、像担持体としての回転可能なドラム型(円筒形)の感光体(電子写真感光体)である感光ドラム1を有する。本実施例では、感光ドラム1は負帯電性の有機感光体である。この感光ドラム1は、接地されたアルミニウム製のドラム状の基体上に感光層を有しており、駆動装置(図示せず)によって図中矢印R1方向(時計回り方向)に所定のプロセススピードで回転駆動される。本実施例では、プロセススピードは、感光ドラム1の周速度(表面移動速度)に相当する。感光ドラム1の周囲には、後述する帯電ローラ2、露光装置4、現像装置3、転写ローラ5、及びブラシ部材11などが設けられている。 The image forming apparatus 100 has a photosensitive drum 1, which is a rotatable drum-type (cylindrical) photosensitive member (electrophotographic photosensitive member) that serves as an image carrier. In this embodiment, the photosensitive drum 1 is a negatively charged organic photosensitive member. This photosensitive drum 1 has a photosensitive layer on a grounded aluminum drum-shaped substrate, and is driven to rotate at a predetermined process speed in the direction of arrow R1 (clockwise) in the figure by a drive device (not shown). In this embodiment, the process speed corresponds to the peripheral speed (surface movement speed) of the photosensitive drum 1. Around the photosensitive drum 1, a charging roller 2, an exposure device 4, a developing device 3, a transfer roller 5, and a brush member 11, which will be described later, are provided.
帯電手段としてのローラ型の帯電部材(接触帯電部材)である帯電ローラ2は、感光ドラム1に所定の圧接力で接触し、帯電部を形成する。回転する感光ドラム1の表面は、帯電ローラ2によって、所定の極性(本実施例では負極性)の所定の電位に均一に帯電処理される。帯電工程時に、帯電ローラ2には、帯電電圧印加手段(帯電電圧印加部)としての帯電電源(高圧電源)E1(図7)により、所定の帯電電圧(帯電バイアス)が印加される。 The charging roller 2, a roller-type charging member (contact charging member) serving as charging means, contacts the photosensitive drum 1 with a predetermined pressure, forming a charging section. The surface of the rotating photosensitive drum 1 is uniformly charged to a predetermined potential of a predetermined polarity (negative in this embodiment) by the charging roller 2. During the charging process, a predetermined charging voltage (charging bias) is applied to the charging roller 2 by a charging power supply (high-voltage power supply) E1 (Figure 7), which serves as charging voltage application means (charging voltage application section).
露光手段としての露光装置4は、本実施例では、レーザースキャナー装置である。露光装置4は、ホストコンピュータなどの外部装置から入力された画像情報に対応したレーザー光を出力し、一様に帯電処理された感光ドラム1の表面を走査露光する。この露光により、感光ドラム1の表面に画像情報に応じた静電潜像(静電像)が形成される。なお、露光装置4としては、レーザースキャナー装置に限定されることはなく、例えば、感光ドラム1の回転軸線方向に沿って複数のLEDが配列されたLEDアレイを採用してもよい。 In this embodiment, the exposure device 4 serving as the exposure means is a laser scanner device. The exposure device 4 outputs laser light corresponding to image information input from an external device such as a host computer, and scans and exposes the surface of the uniformly charged photosensitive drum 1. This exposure forms an electrostatic latent image (electrostatic image) corresponding to the image information on the surface of the photosensitive drum 1. Note that the exposure device 4 is not limited to a laser scanner device, and may, for example, be an LED array in which multiple LEDs are arranged along the rotational axis of the photosensitive drum 1.
感光ドラム1の表面に形成された静電潜像は、現像手段としての現像装置3により現像剤としてのトナーが供給されて現像(可視化)され、感光ドラム1の表面にトナー像(トナー画像、現像剤像)が形成される。本実施例では、現像方式として接触現像方式を用いる。現像装置3は、現像剤担持体(現像部材)としての現像ローラ31、現像剤供給手段としてのトナー供給ローラ32、トナーを収容する現像剤収容室33、現像ローラ31上のトナーの層厚を規制する規制部材としての現像ブレード34などを有する。現像剤収容室33からトナー供給ローラ32により現像ローラ31に供給されたトナーは、現像ローラ31と現像ブレード34との接触部を通過することで、所定の極性に帯電させられる。本実施例では、現像剤として、一成分非磁性現像剤である、平均粒径が6μm、正規の帯電極性(正規極性)が負極性のトナーを用いている。なお、本実施例では、現像方式として一成分非磁性接触現像法を採用したが、例えば二成分非磁性接触/非接触現像法などの他の現像方式を採用してもよいし、磁性現像法を採用してもよい。感光ドラム1の表面に形成された静電潜像は、現像ローラ31と感光ドラム1との対向部(当接部)である現像部において、現像ローラ31により搬送されたトナーが供給されて現像される。現像工程時に、現像ローラ31には、現像電圧印加手段(現像電圧印加部)としての現像電源(高圧電源)E2(図7)により、所定の現像電圧(現像バイアス)が印加される。本実施例では、帯電処理後の感光ドラム1における、露光によって電荷が減衰した部分(イメージ部)に、感光ドラム1の帯電極性と同極性(本実施例では負極性)に帯電したトナーが付着する(反転現像方式)。 The electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 1 is developed (visualized) by the developing device 3, which supplies toner as developer, to form a toner image (toner image, developer image) on the surface of the photosensitive drum 1. In this embodiment, a contact development method is used. The developing device 3 includes a developing roller 31 as a developer carrier (developing member), a toner supply roller 32 as developer supply means, a developer storage chamber 33 that stores toner, and a developing blade 34 as a regulating member that regulates the toner layer thickness on the developing roller 31. The toner supplied from the developer storage chamber 33 to the developing roller 31 by the toner supply roller 32 is charged to a predetermined polarity as it passes through the contact area between the developing roller 31 and the developing blade 34. In this embodiment, a one-component non-magnetic developer with an average particle size of 6 μm and a normal charging polarity (normal polarity) of negative is used as the developer. While this embodiment employs a single-component non-magnetic contact development method, other development methods, such as two-component non-magnetic contact/non-contact development, or magnetic development, may also be employed. The electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 1 is developed by toner delivered by the developing roller 31 at the development section, where the developing roller 31 faces (contacts) the photosensitive drum 1. During the development process, a predetermined development voltage (development bias) is applied to the developing roller 31 by a development power supply (high-voltage power supply) E2 ( FIG. 7 ), which serves as a development voltage application means (development voltage application section). In this embodiment, toner charged with the same polarity as the photosensitive drum 1 (negative polarity in this embodiment) adheres to the image area (image area) of the photosensitive drum 1 after charging, where the charge has decayed due to exposure (reverse development method).
感光ドラム1に対向して、転写手段としてのローラ型の転写部材である転写ローラ5が配置されている。転写ローラ5は、感光ドラム1に向けて押圧され、感光ドラム1と転写ローラ5とが圧接する転写部を形成する。転写ローラ5には、転写電圧印加手段(転写電圧印加部)としての転写電源(高圧電源)E3(図7)が接続され、所定のタイミングで所定の電圧が印加される。感光ドラム1の表面に形成されたトナー像は、転写部において感光ドラム1と転写ローラ5とに挟持されて搬送されている記録材Sの表面に転写される。転写工程時に、転写ローラ5には、転写電源(高圧電源)E3(図7)により、トナーの正規極性とは逆極性(本実施例では正極性)の直流電圧である、所定の転写電圧(転写バイアス)が印加される。転写ローラ5としては、ポリウレタンゴムやEPDM(エチレン・プロピレン・ジエンゴム)、NBR(ニトリルブタジエンゴム)などの弾性部材で形成された弾性層を有するものを好適に用いることができる。特に、転写ローラ5としては、例えばスポンジゴムなどの発泡弾性部材で形成された発泡弾性層を有するものを好適に用いることができる。 Opposing the photosensitive drum 1 is a transfer roller 5, a roller-type transfer member serving as a transfer means. The transfer roller 5 is pressed against the photosensitive drum 1, forming a transfer section where the photosensitive drum 1 and the transfer roller 5 are in pressure contact. A transfer power supply (high-voltage power supply) E3 (Figure 7) serving as a transfer voltage application means (transfer voltage application section) is connected to the transfer roller 5, and a predetermined voltage is applied at a predetermined timing. The toner image formed on the surface of the photosensitive drum 1 is transferred to the surface of the recording material S, which is being conveyed between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 5 at the transfer section. During the transfer process, the transfer power supply (high-voltage power supply) E3 (Figure 7) applies a predetermined transfer voltage (transfer bias), which is a DC voltage of the opposite polarity (positive polarity in this embodiment) to the normal polarity of the toner, to the transfer roller 5. The transfer roller 5 preferably has an elastic layer formed from an elastic material such as polyurethane rubber, EPDM (ethylene propylene diene rubber), or NBR (nitrile butadiene rubber). In particular, a transfer roller 5 having a foamed elastic layer made of a foamed elastic material such as sponge rubber is suitable.
記録材Sは、カセット6に格納されている。カセット6に格納された記録材Sは、給送ユニット7によりカセット6から1枚ずつ送り出され、レジストローラ対8へと搬送される。そして、この記録材Sは、感光ドラム1の表面に形成されたトナー像が転写部に到達するタイミングに合わせて、レジストローラ対8により転写部へと搬送される。 The recording material S is stored in a cassette 6. The recording material S stored in the cassette 6 is fed one sheet at a time from the cassette 6 by a feeding unit 7 and transported to a pair of registration rollers 8. The recording material S is then transported to the transfer unit by the pair of registration rollers 8 in time with the toner image formed on the surface of the photosensitive drum 1 reaching the transfer unit.
トナー像が転写された記録材Sは、定着手段としての定着器9へと搬送される。本実施例では、定着器9は、定着フィルム91と、定着フィルム91に圧接する加圧ローラ92とを有するフィルム加熱方式のものである。無端状の定着フィルム91の内周面側には、定着ヒーター、及び定着ヒーターの温度を測定するサーミスターなどなどが配置されている。そして、定着器9は、定着フィルム91と加圧ローラ92とで、未定着のトナー像を担持した記録材Sを搬送しながら加熱及び加圧することにより、トナー像を記録材Sの表面に定着(溶融、固着)させる。トナー像が定着された記録材Sは、排出ローラ対10により画像形成装置本体110の外部(機外)へと排出(出力)され、画像形成装置本体110の上部に設けられたトレイ15上に積載される。 The recording material S with the transferred toner image is transported to a fuser 9, which serves as a fixing means. In this embodiment, the fuser 9 is a film heating type having a fuser film 91 and a pressure roller 92 that presses against the fuser film 91. A fuser heater and a thermistor for measuring the temperature of the fuser heater are disposed on the inner surface of the endless fuser film 91. The fuser 9 then heats and presses the recording material S carrying the unfixed toner image while transporting it using the fuser film 91 and pressure roller 92, thereby fixing (melting and adhering) the toner image to the surface of the recording material S. The recording material S with the fused toner image is then discharged (output) to the outside of the image forming apparatus main body 110 by a pair of discharge rollers 10 and loaded onto a tray 15 located at the top of the image forming apparatus main body 110.
また、転写工程時に記録材Sに転写されずに感光ドラム1の表面に残留したトナー(転写残トナー)などの付着物は、以下の工程で感光ドラム1の表面から除去される。 In addition, any adhering matter, such as toner (residual toner) that remains on the surface of the photosensitive drum 1 without being transferred to the recording material S during the transfer process, is removed from the surface of the photosensitive drum 1 in the following process.
転写残トナーは、主に正規極性である負極性に帯電しているトナーである。しかし、転写残トナーには、正極性に帯電しているトナーや、負極性に帯電しているものの充分な電荷を有していないトナーが混在する。転写残トナーは、帯電部において、放電により再び負極性に帯電させられる。帯電部において再び負極性に帯電させられた転写残トナーは、感光ドラム1の回転に伴い現像部に到達する。ここで、上述のように現像部に到達した感光ドラム1の表面には静電潜像が形成されている。現像部に到達した転写残トナーの挙動について、感光ドラム1の表面の画像部(露光部)と非画像部(非露光部)とに分けて説明する。 Transfer residual toner is primarily toner that is negatively charged, which is the normal polarity. However, transfer residual toner also contains a mixture of positively charged toner and toner that is negatively charged but does not have a sufficient charge. Transfer residual toner is recharged to negative polarity by discharge in the charging section. Transfer residual toner that has been recharged to negative polarity in the charging section reaches the development section as the photosensitive drum 1 rotates. Here, as described above, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 1 that has reached the development section. The behavior of transfer residual toner that has reached the development section will be explained separately for the image area (exposed area) and non-image area (non-exposed area) on the surface of the photosensitive drum 1.
感光ドラム1の非画像部に付着している転写残トナーは、現像部において感光ドラム1の表面の非画像部の電位と現像電圧との間の電位差により現像ローラ31に転移し、感光ドラム1から除去されて、現像剤収容室33内に回収される。現像電圧の電位は、感光ドラム1の表面の非画像部の電位と画像部(露光部)の電位との間の電位に設定されている。なお、現像剤収容室33に回収されたトナーは、再度画像形成に使用される。 Residual toner adhering to the non-image areas of the photosensitive drum 1 is transferred to the developing roller 31 in the developing section due to the potential difference between the potential of the non-image areas on the surface of the photosensitive drum 1 and the development voltage, and is then removed from the photosensitive drum 1 and collected in the developer storage chamber 33. The potential of the development voltage is set to a potential between the potential of the non-image areas on the surface of the photosensitive drum 1 and the potential of the image areas (exposed areas). The toner collected in the developer storage chamber 33 is used again for image formation.
感光ドラム1の表面の画像部(露光部)に付着している転写残トナーは、現像部において感光ドラム1から現像ローラ31に転移しない。この転写残トナーは、現像ローラ31から感光ドラム1へと供給されたトナーとともにトナー像を構成し、転写部で記録材Sに転写されて、感光ドラム1から除去される。 Residual toner adhering to the image area (exposed area) on the surface of the photosensitive drum 1 does not transfer from the photosensitive drum 1 to the developing roller 31 in the development section. This residual toner, together with the toner supplied from the developing roller 31 to the photosensitive drum 1, forms a toner image, which is transferred to the recording material S in the transfer section and then removed from the photosensitive drum 1.
紙粉除去手段としてのブラシ部材11の構成及び作用については、後述して詳しく説明する。 The structure and function of the brush member 11 as a paper dust removal means will be explained in detail later.
なお、本実施例では、感光ドラム1と、これに作用するプロセス手段としての帯電ローラ2、現像装置3及び後述するブラシ部材11とは、一体的に画像形成装置本体110に対して着脱可能なプロセスカートリッジ14を構成している。 In this embodiment, the photosensitive drum 1, the charging roller 2 acting as the process means, the developing device 3, and the brush member 11 (described later) integrally constitute a process cartridge 14 that is detachable from the image forming apparatus main body 110.
ここで、感光ドラム1の回転方向における、感光ドラム1上の帯電ローラ2による帯電処理が行われる位置が、帯電位置P1である。本実施例では、帯電ローラ2は、感光ドラム1の回転方向における、帯電ローラ2と感光ドラム1との接触部の上流側及び下流側に形成される微小な空隙のうちの少なくとも一方で発生する放電を利用して感光ドラム1の表面を帯電処理する。ただし、簡単のため、帯電ローラ2と接触する感光ドラム1上の位置、つまり上述の帯電部を形成する感光ドラム1上の位置を、帯電位置P1であると擬制して考えてもよい。なお、より正確には、帯電位置P1とは、感光ドラム1の回転方向における、帯電ローラ2と感光ドラム1との接触部の最上流位置と最下流位置の中間位置とすることができる。また、感光ドラム1の回転方向における、感光ドラム1上の露光装置4による光の照射が行われる位置が、露光位置P2である。また、感光ドラム1の回転方向における、感光ドラム1上の現像ローラ31からトナーが供給される位置(現像ローラ31が当接する位置)、つまり上述の現像部を形成する感光ドラム1上の位置が現像位置P3である。また、感光ドラム1の回転方向における、感光ドラム1上の記録材Sへのトナーの転写が行われる位置(転写ローラ5が当接する位置)、つまり上述の転写部を形成する感光ドラム1上の位置が、転写位置P4である。また、感光ドラム1の回転方向における、感光ドラム1上の後述するブラシ部材11による紙粉の除去が行われる位置(ブラシ部材11が当接する位置)、つまり後述するブラシ当接部を形成する感光ドラム1上の位置が、ブラシ当接位置P5である。なお、現像位置P3、転写位置P4,ブラシ当接位置P5についても、感光ドラム1の回転方向における最上流位置と最下流位置の中間位置とすることができる。 Here, the position on the photosensitive drum 1 where charging is performed by the charging roller 2 in the direction of rotation of the photosensitive drum 1 is the charging position P1. In this embodiment, the charging roller 2 charges the surface of the photosensitive drum 1 by utilizing discharges generated in at least one of the minute gaps formed upstream and downstream of the contact point between the charging roller 2 and the photosensitive drum 1 in the direction of rotation of the photosensitive drum 1. However, for simplicity, the position on the photosensitive drum 1 that contacts the charging roller 2, i.e., the position on the photosensitive drum 1 that forms the above-mentioned charging portion, can be considered to be the charging position P1. More precisely, the charging position P1 can be defined as the intermediate position between the most upstream and most downstream positions of the contact point between the charging roller 2 and the photosensitive drum 1 in the direction of rotation of the photosensitive drum 1. Furthermore, the position on the photosensitive drum 1 where light is irradiated by the exposure device 4 in the direction of rotation of the photosensitive drum 1 is the exposure position P2. Furthermore, the position on the photosensitive drum 1 where toner is supplied from the developing roller 31 in the rotational direction of the photosensitive drum 1 (the position where the developing roller 31 contacts), i.e., the position on the photosensitive drum 1 where the above-mentioned developing portion is formed, is the development position P3. The position on the photosensitive drum 1 where toner is transferred to the recording material S on the photosensitive drum 1 in the rotational direction of the photosensitive drum 1 (the position where the transfer roller 5 contacts), i.e., the position on the photosensitive drum 1 where the above-mentioned transfer portion is formed, is the transfer position P4. The position on the photosensitive drum 1 where paper dust is removed by the brush member 11 (described later) in the rotational direction of the photosensitive drum 1 (the position where the brush member 11 contacts), i.e., the position on the photosensitive drum 1 where the below-described brush contact portion is formed, is the brush contact position P5. The development position P3, transfer position P4, and brush contact position P5 can also be intermediate positions between the most upstream and most downstream positions in the rotational direction of the photosensitive drum 1.
2.制御態様
図7は、本実施例の画像形成装置100の要部の制御態様を示す概略ブロック図である。画像形成装置100には、制御部50が設けられている。制御部50は、演算処理を行う中心的素子である演算制御手段としてのCPU51、記憶手段としてのROMやRAMなどのメモリー(記憶素子)52、制御部50に接続された要素との間の信号の授受を制御する入出力部(図示せず)などを有する。RAMには、センサの検知結果、演算結果などが格納され、ROMには制御プログラム、予め求められたデータテーブルなどが格納されている。
7 is a schematic block diagram showing the control mode of the main parts of the image forming apparatus 100 of this embodiment. The image forming apparatus 100 is provided with a control unit 50. The control unit 50 has a CPU 51 as an arithmetic control means which is a central element for performing arithmetic processing, a memory (storage element) 52 such as a ROM or RAM as a storage means, an input/output unit (not shown) that controls the exchange of signals between the control unit 50 and elements connected to the control unit 50, and the like. The RAM stores the detection results of the sensors, the arithmetic results, and the like, and the ROM stores the control program, a pre-determined data table, and the like.
制御部50は、画像形成装置100の動作を統括的に制御可能な制御手段である。制御部50には、画像形成装置100の各部が接続されている。本実施例では、制御部50には、例えば、帯電電源E1、現像電源E2、転写電源E3、後述するブラシ電源E4、露光装置4などが接続されている。本実施例では、転写電源E3は、転写ローラ5に対して正極性の電圧及び負極性の電圧を印加できるように構成されている。制御部50は、上記各種電源(バイアス供給手段)の動作(ON/OFFや出力値)、露光装置4の動作(ON/OFFや露光量)、これらの動作タイミングなどを制御して、画像形成動作や後述するブラシクリーニング動作などを実行可能である。 The control unit 50 is a control means capable of comprehensively controlling the operation of the image forming apparatus 100. Each unit of the image forming apparatus 100 is connected to the control unit 50. In this embodiment, the control unit 50 is connected to, for example, the charging power supply E1, the development power supply E2, the transfer power supply E3, the brush power supply E4 (described later), and the exposure device 4. In this embodiment, the transfer power supply E3 is configured to be able to apply positive and negative voltages to the transfer roller 5. The control unit 50 controls the operation (ON/OFF and output value) of the various power supplies (bias supply means), the operation (ON/OFF and exposure amount) of the exposure device 4, and the timing of these operations, thereby enabling the image forming operation and the brush cleaning operation (described later) to be performed.
なお、画像形成装置100は、1つの開始指示により開始される単一又は複数の記録材Sに画像を形成する一連の動作であるプリントジョブ(プリント動作、印刷動作)を実行可能である。本実施例では、開始指示はパーソナルコンピュータなどの外部装置から画像形成装置100に入力される。プリントジョブは、一般に、画像形成工程(印字工程)、前回転工程、複数の記録材Sに画像を形成する場合の紙間工程、及び後回転工程を有する。画像形成工程は、実際に感光ドラム1への静電潜像の形成、静電潜像の現像(トナー像の形成)、トナー像の転写、トナー像の定着などを行う期間であり、画像形成時とはこの期間のことをいう。より詳細には、これら静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の転写、トナー像の定着などを行う位置で、画像形成時のタイミングは異なる。前回転工程は、画像形成工程の前の準備動作を行う期間である。紙間工程(画像間工程)は、複数の記録材Sに対して画像形成工程を連続して行う際(連続画像形成時)の記録材Sと記録材Sとの間に対応する期間である。後回転工程は、画像形成工程の後の整理動作(準備動作)を行う期間である。非画像形成時とは、画像形成時以外の期間であって、上記前回転工程、紙間工程、後回転工程、更には画像形成装置100の電源投入時又はスリープ状態からの復帰時の準備動作である前多回転工程などが含まれる。ここで、画像形成時のタイミングは、感光ドラム1上の画像形成領域が、上記静電像の形成、トナー像の形成、トナー像の転写、トナー像の定着を行う位置を通過している期間に相当する。また、非画像形成時のタイミングは、感光ドラム1上の非画像形成領域が、上記各位置を通過している期間に相当する。なお、感光ドラム1上の画像形成領域とは、記録材Sに転写されて画像形成装置100から出力される画像が形成され得る領域であり、非画像形成領域は画像形成領域以外の領域である。 The image forming apparatus 100 is capable of executing a print job (printing operation), which is a series of operations for forming an image on one or more recording materials S, initiated by a single start instruction. In this embodiment, the start instruction is input to the image forming apparatus 100 from an external device such as a personal computer. A print job generally includes an image formation process (printing process), a pre-rotation process, a paper spacing process when forming images on multiple recording materials S, and a post-rotation process. The image formation process is the period during which an electrostatic latent image is actually formed on the photosensitive drum 1, the electrostatic latent image is developed (a toner image is formed), the toner image is transferred, and the toner image is fixed; this period is referred to as the image formation period. More specifically, the timing of the image formation process differs depending on the positions where the electrostatic latent image is formed, the toner image is formed, the toner image is transferred, and the toner image is fixed. The pre-rotation process is the period during which preparatory operations are performed prior to the image formation process. The inter-sheet process (inter-image process) is the period between recording materials S when image formation is performed continuously on multiple recording materials S (during continuous image formation). The post-rotation process is the period during which a preparation operation (preparatory operation) is performed after the image formation process. The non-image formation period refers to periods other than image formation, including the pre-rotation process, inter-sheet process, post-rotation process, and the pre-multiple rotation process, which is a preparatory operation when the image forming apparatus 100 is turned on or when it returns from a sleep state. Here, the timing during image formation corresponds to the period during which the image formation area on the photosensitive drum 1 passes through the positions where the electrostatic image is formed, the toner image is formed, the toner image is transferred, and the toner image is fixed. The timing during non-image formation corresponds to the period during which the non-image formation area on the photosensitive drum 1 passes through each of the above positions. The image formation area on the photosensitive drum 1 is the area where an image can be formed that is transferred to the recording material S and output from the image forming apparatus 100, and the non-image formation area is the area other than the image formation area.
図8は、本実施例の画像形成装置100に適用できる図7とは別の電源構成を示した概略ブロック図である。なお、図8において、図1及び図7に示すものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、図1及び図7と同じ符号を付してある。以下、図8の構成における図7の構成と異なる部分を中心に説明する。図8の構成では、現像電源E2は、現像ローラ31に現像電圧を印加するのに加えて、更に現像ブレード34及びトナー供給ローラ32にも電圧を印加する。すなわち、現像ローラ31、現像ブレード34及びトナー供給ローラ32の電源が共通化されている。例えば、現像電圧E2により、現像ローラ31には-380V、現像ブレードには-580V、トナー供給ローラには-580Vの電圧がそれぞれ印加される。電源E1(負電圧源)は、転写ローラ5、帯電ローラ2に負極性の電圧を印加する。すなわち、転写ローラ5及び帯電ローラ2の電源が共通化されている。転写ローラ5への負電圧の印加は、例えば、転写ローラ5にトナーや紙粉が付着した際に感光ドラム1に戻すために行われる。また、電源E3(正電圧源)は、転写ローラ5に正極性の転写電圧を印加する。電流検知回路801は、定電流制御の際の電流検知時に用いられる。スイッチ802は、電源E1から転写ローラ5への負電圧の印加のON/OFFを切り替える。制御部50は、通常の画像形成時にはスイッチ802をOFFに設定し、転写ローラ5に電源E3からの正電圧のみを印加する。また、図8には、図1には示されていない前露光ランプが示されている。本実施例において、前露光ランプを設ける構成としてもよい。図8の構成によれば、上述のような電源の共通化により、装置構成の簡易化を図ることができる。図8の構成を適用する場合は、電源E1、E3、スイッチ802を制御部50により制御することで、後述するブラシクリーニング動作を実行することができる。 Figure 8 is a schematic block diagram showing a power supply configuration different from that shown in Figure 7 that can be applied to the image forming apparatus 100 of this embodiment. Note that in Figure 8, elements having the same or corresponding functions or configurations as those shown in Figures 1 and 7 are assigned the same reference numerals as in Figures 1 and 7. Below, we will focus on the differences between the configuration in Figure 8 and the configuration in Figure 7. In the configuration in Figure 8, the development power supply E2 applies a development voltage to the development roller 31, and also applies a voltage to the development blade 34 and toner supply roller 32. In other words, the development roller 31, development blade 34, and toner supply roller 32 share a common power supply. For example, development voltage E2 applies a voltage of -380 V to the development roller 31, -580 V to the development blade, and -580 V to the toner supply roller. Power supply E1 (negative voltage source) applies a negative voltage to the transfer roller 5 and charging roller 2. In other words, the transfer roller 5 and charging roller 2 share a common power supply. The application of a negative voltage to the transfer roller 5 is performed, for example, to return toner or paper dust adhering to the transfer roller 5 to the photosensitive drum 1. Power source E3 (positive voltage source) also applies a positive transfer voltage to the transfer roller 5. A current detection circuit 801 is used to detect current during constant current control. A switch 802 switches ON/OFF the application of the negative voltage from power source E1 to the transfer roller 5. During normal image formation, the control unit 50 sets switch 802 to OFF, applying only the positive voltage from power source E3 to the transfer roller 5. FIG. 8 also shows a pre-exposure lamp, not shown in FIG. 1. A pre-exposure lamp may also be provided in this embodiment. The configuration of FIG. 8 simplifies the device configuration by sharing the same power source as described above. When the configuration of FIG. 8 is applied, the brush cleaning operation described below can be performed by controlling power sources E1, E3, and switch 802 with the control unit 50.
3.ブラシ部材
次に、本実施例におけるブラシ部材11の構成及び作用について説明する。
3. Brush Member Next, the structure and operation of the brush member 11 in this embodiment will be described.
図1に示すように、本実施例の画像形成装置100は、紙粉除去手段(紙粉除去機構)としての紙粉除去部材(回収部材)であるブラシ部材11を有する。なお、紙粉は、紙由来の繊維状の異物であり、一般に、紙からセルロースを主成分とするパルプ繊維が剥離したものであり、紙から剥離した填料が含まれることもある。 As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 100 of this embodiment has a brush member 11, which is a paper dust removal member (collection member) that serves as a paper dust removal means (paper dust removal mechanism). Paper dust is fibrous foreign matter derived from paper, and is generally pulp fibers, primarily composed of cellulose, that have peeled off from the paper, and may also contain fillers that have peeled off from the paper.
ブラシ部材11は、感光ドラム1の表面を摺擦する複数の毛材であるパイル糸11aと、パイル糸11aを支持する基布11bと、を有して構成される。ブラシ部材11は、感光ドラム1の回転方向(表面の移動方向)において、転写位置(転写部)P4よりも下流側、かつ、帯電位置(帯電部)P1よりも上流側で感光ドラム1と接触してブラシ当接部(回収部)を形成するように配置されている。ブラシ部材11は、支持部材(図示せず)によって支持され、感光ドラム1に対して固定位置に配置されており、感光ドラム1の移動に伴って感光ドラム1の表面を摺擦する。なお、上述のように、感光ドラム1の回転方向における、上記ブラシ当接部を形成する感光ドラム1上の位置が、ブラシ当接位置P5である。 The brush member 11 is composed of pile yarns 11a, which are made of multiple bristles that rub against the surface of the photosensitive drum 1, and a base fabric 11b that supports the pile yarns 11a. The brush member 11 is positioned so that it contacts the photosensitive drum 1 downstream of the transfer position (transfer section) P4 and upstream of the charging position (charging section) P1 in the rotation direction (surface movement direction) of the photosensitive drum 1, forming a brush contact section (recovery section). The brush member 11 is supported by a support member (not shown) and positioned in a fixed position relative to the photosensitive drum 1, rubbing against the surface of the photosensitive drum 1 as the photosensitive drum 1 moves. As mentioned above, the position on the photosensitive drum 1 that forms the brush contact section in the rotation direction of the photosensitive drum 1 is the brush contact position P5.
ブラシ部材11は、転写位置P4において記録材Sから感光ドラム1上に転移した紙粉などの付着物を捕集(回収)し、感光ドラム1の回転方向においてブラシ当接位置P5よりも下流側の帯電位置P1及び現像位置P3へと移動する紙粉の量を低減する。 The brush member 11 collects (recovers) paper dust and other adhering matter transferred from the recording material S onto the photosensitive drum 1 at the transfer position P4, reducing the amount of paper dust that moves toward the charging position P1 and development position P3 downstream of the brush contact position P5 in the rotational direction of the photosensitive drum 1.
本実施例では、ブラシ部材11のパイル糸11aには、バインダー材としてナイロンを用い、導電材としてカーボンを混合した、導電性ナイロン繊維を用いた。しかし、ブラシ部材11のパイル糸11aの材料は、これに限定されるものではない。ブラシ部材11のパイル糸11aの材料としては、例えば、バインダー材としてポリエステルやアクリルなどを用いた材料であっても、導電性が付与されたものであれば同様に使用できる。 In this embodiment, the pile yarns 11a of the brush member 11 are made of conductive nylon fibers, with nylon used as a binder and carbon mixed in as a conductive material. However, the material of the pile yarns 11a of the brush member 11 is not limited to this. Materials that use polyester or acrylic as a binder, for example, can also be used for the pile yarns 11a of the brush member 11, as long as they are conductive.
本実施例では、ブラシ部材11の感光ドラム1の周方向と略平行に配置される方向(以下、「短手方向」ともいう。)の長さは5mmに設定されている。しかし、ブラシ部材11の短手方向の長さは、これに限定されるものではない。ブラシ部材11の短手方向の長さは、例えば、画像形成装置100やプロセスカートリッジ14の寿命によって変化する(寿命が長くなると増加する傾向がある。)紙粉量などに応じて適宜変更してもよい。 In this embodiment, the length of the brush member 11 in the direction generally parallel to the circumferential direction of the photosensitive drum 1 (hereinafter also referred to as the "short direction") is set to 5 mm. However, the length of the brush member 11 in the short direction is not limited to this. The length of the brush member 11 in the short direction may be changed as appropriate depending on, for example, the amount of paper dust, which changes depending on the lifespan of the image forming apparatus 100 or process cartridge 14 (which tends to increase as the lifespan increases).
本実施例では、ブラシ部材11のパイル長は5mmに設定されている。しかし、ブラシ部材11のパイル長は、これに限定されるものではない。ただし、紙粉を回収する用途でブラシ部材11を用いる場合には、感光ドラム1に対するブラシ部材11の侵入量をある一定量以上確保する必要がある。そのため、ブラシ部材11のパイル長が短いと感光ドラム1への当接圧が強くなり、摺擦により感光ドラム1の表面を傷つけるおそれがある。そのため、ブラシ部材11のパイル長は4mm以上あることが望ましい。これに限定されるものではないが、ブラシ部材11のパイル長は、典型的には10mm以下とされる。なお、ブラシ部材11のパイル長は、ブラシ部材11が単体の状態、すなわち、パイル糸11aを屈曲させようとする力が外部からかかっていない状態で、基布11bから露出しているパイル糸11aの先端までの距離である。 In this embodiment, the pile length of the brush member 11 is set to 5 mm. However, the pile length of the brush member 11 is not limited to this. However, when using the brush member 11 to collect paper dust, it is necessary to ensure that the brush member 11 penetrates the photosensitive drum 1 by a certain amount or more. Therefore, if the pile length of the brush member 11 is short, the contact pressure with the photosensitive drum 1 will be strong, and there is a risk of damaging the surface of the photosensitive drum 1 due to friction. Therefore, it is desirable that the pile length of the brush member 11 be 4 mm or more. Although not limited to this, the pile length of the brush member 11 is typically 10 mm or less. The pile length of the brush member 11 is the distance to the tip of the pile yarn 11a exposed from the base fabric 11b when the brush member 11 is in a standalone state, i.e., when no external force is being applied to bend the pile yarn 11a.
本実施例では、ブラシ部材11の感光ドラム1の回転軸線方向と略平行に配置される方向(以下、「長手方向」ともいう。)の長さは230mmに設定されている。しかし、ブラシ部材11の長手方向の長さは、これに限定されるものではない。ブラシ部材11の長手方向の長さは、例えば、画像形成装置100の最大画像形成幅などに応じて適宜変更してもよい。 In this embodiment, the length of the brush member 11 in the direction substantially parallel to the rotational axis of the photosensitive drum 1 (hereinafter also referred to as the "longitudinal direction") is set to 230 mm. However, the longitudinal length of the brush member 11 is not limited to this. The longitudinal length of the brush member 11 may be changed as appropriate depending on, for example, the maximum image formation width of the image forming device 100.
本実施例では、ブラシ部材11の繊度は2d(繊維1本9000mあたり2gであることを意味している。)に設定されている。なお「d」とはデニールの頭文字である。しかし、ブラシ部材11の繊度は、これに限定されるものではない。ただし、繊度が高いと1本1本の繊維のコシが強く、ブラシ部材11の感光ドラム1への当接圧が強くなり、摺擦により感光ドラム1の表面を傷つけるおそれがある。そのため、ブラシ部材11の繊度は6d以下であることが望ましい。これに限定されるものではないが、ブラシ部材11の繊度は、典型的には1d以上とされる。 In this embodiment, the fineness of the brush member 11 is set to 2d (meaning 2g per 9000m of fiber). Note that "d" stands for denier. However, the fineness of the brush member 11 is not limited to this. However, if the fineness is high, each fiber will be stiff, and the contact pressure of the brush member 11 against the photosensitive drum 1 will be strong, which may damage the surface of the photosensitive drum 1 due to friction. For this reason, it is desirable that the fineness of the brush member 11 be 6d or less. Although not limited to this, the fineness of the brush member 11 is typically 1d or more.
本実施例では、ブラシ部材11の密度は240kF/inch2(kF/inch2はブラシの密度の単位であり、1平方インチ当たりのフィラメントの数を示す。)に設定されている。しかし、ブラシ部材11の密度は、これに限定されるものではない。ただし、紙粉を回収する用途でブラシ部材11を用いる場合には、密度が低いと紙粉がすり抜ける可能性が高まる。そのため、密度は120kF/inch2以上であることが望ましい。これに限定されるものではないが、ブラシ部材11の密度は、典型的には300kF/inch2以下とされる。 In this embodiment, the density of the brush member 11 is set to 240 kF/ inch2 (kF/ inch2 is a unit of brush density, indicating the number of filaments per square inch). However, the density of the brush member 11 is not limited to this. However, when the brush member 11 is used for collecting paper dust, a low density increases the possibility that the paper dust will slip through. Therefore, it is desirable that the density be 120 kF/ inch2 or more. Although not limited to this, the density of the brush member 11 is typically set to 300 kF/ inch2 or less.
本実施例では、ブラシ部材11の侵入量は1.5mmに設定されている。しかし、ブラシ部材11の侵入量は、これに限定されるものではない。ただし、紙粉を回収する用途でブラシ部材を用いる場合には、感光ドラム1に対するブラシ部材11の侵入量が小さいと紙粉がすり抜ける可能性が高まる。そのため、ブラシ部材11の侵入量は1mm以上であることが望ましい。これに限定されるものではないが、ブラシ部材11の侵入量は、典型的には3mm以下とされる。なお、上記パイル長をL1、上記支持部材に固定されたブラシ部材11の基布11bから感光ドラム1までの最短距離をL2としたとき、L2とL1との差分を、ブラシ部材11の感光ドラム1に対する侵入量とする。 In this embodiment, the penetration depth of the brush member 11 is set to 1.5 mm. However, the penetration depth of the brush member 11 is not limited to this. However, when using the brush member to collect paper dust, if the penetration depth of the brush member 11 into the photosensitive drum 1 is small, the paper dust is more likely to slip through. Therefore, it is desirable that the penetration depth of the brush member 11 be 1 mm or more. Although not limited to this, the penetration depth of the brush member 11 is typically 3 mm or less. Note that when the pile length is L1 and the shortest distance from the base fabric 11b of the brush member 11 fixed to the support member to the photosensitive drum 1 is L2, the difference between L2 and L1 is the penetration depth of the brush member 11 into the photosensitive drum 1.
本実施例では、ブラシ部材11には、ブラシ電圧印加手段(ブラシ電圧印加部)としてのブラシ電源(高圧電源)E4(図7)が接続され、所定のタイミングで所定の電圧が印加される。本実施例では、主に転写位置P4で負極性の感光ドラム1の表面に付着した正極性の紙粉を回収するために、ブラシ電源E4からブラシ部材11には主に負極性の電圧を印加する。本実施例では、ブラシ電源E4は、-500V~0Vの範囲の電圧をブラシ部材11に印加する。 In this embodiment, a brush power supply (high-voltage power supply) E4 (Figure 7) serving as a brush voltage application means (brush voltage application unit) is connected to the brush member 11, and a predetermined voltage is applied at a predetermined timing. In this embodiment, a negative voltage is applied from the brush power supply E4 to the brush member 11 mainly to collect positive paper dust adhering to the negative surface of the photosensitive drum 1 at the transfer position P4. In this embodiment, the brush power supply E4 applies a voltage in the range of -500V to 0V to the brush member 11.
本実施例では、ブラシ部材11の電気抵抗値は、次のようにして測定した場合において1.0×105Ωである。つまり、ブラシ部材11を、アルミシリンダに対してブラシ部材11のパイル長さ方向にパイル糸11aの先端から1mm進入させた状態で固定した。そして、アルミシリンダを50mm/secで回転させた状態でブラシ部材11に50Vの電圧を印加して、ブラシ部材11の電気抵抗値を測定した。ただし、ブラシ部材11の電気抵抗値はこれに限定されるものではなく、ブラシ部材11としては電気抵抗値が1.0×108Ω以下程度までの比較的高抵抗なものを用いてもよい。 In this example, the electrical resistance of the brush member 11 was 1.0 x 10 5 Ω when measured as follows: The brush member 11 was fixed to the aluminum cylinder with the tip of the pile yarn 11a inserted 1 mm in the pile length direction of the brush member 11. A voltage of 50 V was then applied to the brush member 11 while the aluminum cylinder was rotated at 50 mm/sec, and the electrical resistance of the brush member 11 was measured. However, the electrical resistance of the brush member 11 is not limited to this, and a brush member 11 with a relatively high resistance of approximately 1.0 x 10 8 Ω or less may also be used.
4.ブラシクリーニング動作
<ブラシクリーニング動作の概要>
ブラシ部材11には、紙粉だけではなく、転写残トナーや感光ドラム1の非画像部に載るトナー(カブリトナー)が蓄積する。そして、ブラシ部材11にトナーが蓄積し過ぎると、ブラシ部材11がトナーを保持しきれず、ブラシ部材11からトナーがすり抜け、このトナーが帯電ローラ2に付着して帯電不良が発生するおそれがある。
4. Brush cleaning operation <Overview of brush cleaning operation>
Not only paper dust but also residual toner after transfer and toner (fogging toner) remaining on the non-image areas of the photosensitive drum 1 accumulate on the brush member 11. If too much toner accumulates on the brush member 11, the brush member 11 cannot hold all the toner, and the toner slips through the brush member 11 and adheres to the charging roller 2, which may cause poor charging.
そこで、本実施例では、画像形成装置100は、所定のタイミングで非画像形成時にブラシ部材11からトナーを吐き出すブラシクリーニング動作(ブラシクリーニング制御)を実行可能なように構成されている。これにより、ブラシ部材11へのトナーの過剰な蓄積を抑制することができる。 In this embodiment, the image forming apparatus 100 is configured to be able to perform a brush cleaning operation (brush cleaning control) that expels toner from the brush member 11 at a predetermined timing when no image is being formed. This makes it possible to prevent excessive accumulation of toner on the brush member 11.
なお、本実施例では、ブラシクリーニング動作は、非画像形成時の一例である後回転工程で行う。しかし、ブラシクリーニング動作は非画像形成時であれば実行することができ、前回転工程、前多回転工程、紙間工程などで行ってもよい。また、ブラシクリーニング動作は、プリントジョブを実行するごとに毎回の後回転工程などで行うことに限定されるものではない。例えば、画像形成枚数、感光ドラム1の回転回数や回転時間、ブラシ部材11への電圧印加時間など、ブラシ部材11へのトナーの蓄積量(ブラシ部材11の使用量)と相関する任意の指標値が所定の閾値を超えた場合などに実行することができる。 In this embodiment, the brush cleaning operation is performed during the post-rotation process, which is an example of a non-image-forming process. However, the brush cleaning operation can be performed during any non-image-forming process, and may be performed during the pre-rotation process, pre-multiple-rotation process, or between-sheet process. Furthermore, the brush cleaning operation is not limited to being performed during the post-rotation process each time a print job is executed. For example, the brush cleaning operation can be performed when any index value correlated with the amount of toner accumulated on the brush member 11 (amount of brush member 11 used), such as the number of images formed, the number of rotations or rotation time of the photosensitive drum 1, or the time voltage is applied to the brush member 11, exceeds a predetermined threshold.
<本実施例の制御>
次に、本実施例におけるブラシクリーニング動作について説明する。図2は、本実施例の画像形成装置100における、画像形成動作(例えば1枚プリント動作)後の画像形成装置100の動作を停止するまでの間の後回転動作においてブラシクリーニング動作を実行する場合の各部の動作を示すタイミングチャート図である。同図には、帯電電源E1から帯電ローラ2に印加される帯電電圧、ブラシ電源E4からブラシ部材11に印加されるブラシ電圧、転写電源E3から転写ローラ5に印加される転写電圧の時間推移が示されている。また、同図には、転写電圧を受けた転写後の感光ドラム1の表面電位、ブラシ電圧と転写後の感光ドラム1の表面電位との差分の時間推移が示されている。図2に示す動作は、制御部50が、各電源に制御信号を送ることで制御する。
<Control of this embodiment>
Next, the brush cleaning operation in this embodiment will be described. FIG. 2 is a timing chart showing the operation of each component when the brush cleaning operation is performed during the post-rotation operation of the image forming apparatus 100 in this embodiment, which is performed after an image forming operation (e.g., a single-sheet printing operation) and before the operation of the image forming apparatus 100 is stopped. The figure shows the time progression of the charging voltage applied to the charging roller 2 from the charging power supply E1, the brush voltage applied to the brush member 11 from the brush power supply E4, and the transfer voltage applied to the transfer roller 5 from the transfer power supply E3. The figure also shows the time progression of the surface potential of the photosensitive drum 1 after transfer, which is subjected to the transfer voltage, and the time progression of the difference between the brush voltage and the surface potential of the photosensitive drum 1 after transfer. The operation shown in FIG. 2 is controlled by the control unit 50 by sending control signals to each power supply.
なお、感光ドラム1の表面電位を単に「ドラム電位」、転写後の感光ドラム1の表面電位を単に「転写後ドラム電位」ともいう。ここで、転写後ドラム電位は、より詳細には、当接位置P5を通過する際の感光ドラム1の表面電位、すなわち、当接位置P5における感光ドラム1の表面電位である。ただし、転写後ドラム電位は、転写位置P4を通過した後、かつ、ブラシ当接位置P5に到達する直前の感光ドラム1の表面電位で代表することができる。また、負極性に帯電したトナーを「ネガトナー」、正極性に帯電したトナーを「ポジトナー」ともいう。また、本実施例では、転写電圧は定電圧制御される。なお、転写電圧の定電圧制御とは、転写電源E4の出力電圧を目標電圧で略一定となるように調整する制御である。また、ブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差とは、詳しくは後述するように、ブラシ電圧の値から転写後ドラム電位の値を引いた値(正負符号を含めた値)を意味する。 The surface potential of the photosensitive drum 1 is also referred to simply as the "drum potential," and the surface potential of the photosensitive drum 1 after transfer is simply referred to as the "post-transfer drum potential." More specifically, the post-transfer drum potential is the surface potential of the photosensitive drum 1 when it passes through the contact position P5, i.e., the surface potential of the photosensitive drum 1 at the contact position P5. However, the post-transfer drum potential can be represented by the surface potential of the photosensitive drum 1 after it passes through the transfer position P4 and immediately before it reaches the brush contact position P5. Negatively charged toner is also referred to as "negative toner," and positively charged toner is also referred to as "positive toner." In this embodiment, the transfer voltage is controlled to a constant voltage. Constant voltage control of the transfer voltage adjusts the output voltage of the transfer power supply E4 so that it is approximately constant at a target voltage. The potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential refers to the value (including the positive and negative signs) obtained by subtracting the post-transfer drum potential from the brush voltage, as will be described in detail later.
図2に示すように、画像形成動作時及びブラシクリーニング動作時に、帯電ローラ2には、-1300Vの帯電電圧が印加され、ドラム電位が感光ドラム1の回転軸線方向において一様に約-800Vとされる。また、画像形成動作時及びブラシクリーニング動作時に、ブラシ部材11には、非画像部のドラム電位-800Vと画像部のドラム電位0~-100Vとのほぼ中間の値である-400Vのブラシ電圧が印加される。このように、ブラシ電圧は、ブラシ部材11と感光ドラム1との間の放電による画像不良が起きないように設定する(すなわち、絶対値がブラシ部材11と感光ドラム1との間の放電閾値未満の電圧に設定する)ことが望ましい。また、ブラシ電圧を非画像部のドラム電位と画像部のドラム電位とのほぼ中間の電位とすることで、次のような効果が得られる。つまり、ブラシ部材11に蓄積したネガトナー及びポジトナーの両極性のトナーに対して、ドラム電位を調整することでブラシ部材11から感光ドラム1に吐き出すことができる。さらに、ブラシ電圧をこのように設定することで、次のような効果も得られる。つまり、ブラシ電圧を、ドラム電位約0~-100Vの画像部に対して、転写残トナーに含まれるネガトナー(正規極性のトナー)をブラシ部材11に付着させずにブラシ当接位置P5を通過(スルー)させる電位関係とすることができる。これにより、ブラシ部材11へのトナーの過蓄積を抑制することができる。 As shown in Figure 2, during image formation and brush cleaning operations, a charging voltage of -1300V is applied to the charging roller 2, and the drum potential is uniformly set to approximately -800V in the direction of the rotation axis of the photosensitive drum 1. Furthermore, during image formation and brush cleaning operations, a brush voltage of -400V, approximately halfway between the drum potential of -800V in the non-image area and the drum potential of 0 to -100V in the image area, is applied to the brush member 11. In this way, it is desirable to set the brush voltage so that image defects due to discharge between the brush member 11 and the photosensitive drum 1 do not occur (i.e., to a voltage whose absolute value is less than the discharge threshold between the brush member 11 and the photosensitive drum 1). Furthermore, by setting the brush voltage to a potential approximately halfway between the drum potential of the non-image area and the drum potential of the image area, the following effect can be achieved. In other words, by adjusting the drum potential, toner of both polarities, negative and positive toner, accumulated on the brush member 11 can be expelled from the brush member 11 to the photosensitive drum 1. Furthermore, setting the brush voltage in this manner also achieves the following effect. In other words, the brush voltage can be set to a potential relationship that allows negative toner (toner of normal polarity) contained in the residual toner to pass through the brush contact position P5 without adhering to the brush member 11, relative to the image area where the drum potential is approximately 0 to -100V. This makes it possible to prevent excessive accumulation of toner on the brush member 11.
画像形成動作時に、転写ローラ5には、+1000V程度の転写電圧が印加される。なお、この画像形成動作時の転写電圧は、例えば記録材Sの種類や転写部の電気抵抗の検知結果などに基づいて変更され得る。後回転動作(ブラシクリーニング動作)への移行後は、転写ローラ5には、非画像部のドラム電位-800Vに対して、放電によりドラム電位の絶対値を低下させない範囲の電圧として、-400Vの転写電圧が印加される。これにより、転写後ドラム電位の絶対値を低下させず、ブラシ電圧と転写後ドラム電位との差を広げ、その電位差の大きさにより、ブラシ部材11に蓄積したポジトナーをブラシ部材11から感光ドラム1に吐き出す。その後、転写ローラ5には、画像形成動作時の転写電圧と同等の+1000Vの転写電圧が印加される。これにより、転写後ドラム電位の絶対値を約0Vに低下させることで、ブラシ電圧と転写後ドラム電位との差を上述の電位差とは逆側に広げ、ブラシ部材11に蓄積していることがあるネガトナーをブラシ部材11から感光ドラム1に吐き出す動作を行う。図2のブラシクリーニング動作によれば、正規極性(現像工程時のトナーの主要な帯電極性)及び非正規極性(正規極性とは逆極性)のトナーの双方に対応することができ、紙粉を回収するための感光ドラム1に当接して配置されたブラシ部材11のクリーニング性を向上することができる。 During image formation, a transfer voltage of approximately +1000V is applied to the transfer roller 5. This transfer voltage during image formation can be changed based on, for example, the type of recording material S and the detection results of the electrical resistance of the transfer section. After transitioning to post-rotation operation (brush cleaning operation), a transfer voltage of -400V is applied to the transfer roller 5, a voltage range that does not reduce the absolute value of the drum potential due to discharge, relative to the drum potential of -800V in the non-image section. This widens the difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential without reducing the absolute value of the post-transfer drum potential, and the magnitude of this potential difference expels the positive toner accumulated on the brush member 11 from the brush member 11 to the photosensitive drum 1. Thereafter, a transfer voltage of +1000V, equivalent to the transfer voltage during image formation, is applied to the transfer roller 5. This reduces the absolute value of the post-transfer drum potential to approximately 0 V, widening the difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential in the opposite direction to the above-mentioned potential difference, and expelling negative toner that may have accumulated on the brush member 11 from the brush member 11 onto the photosensitive drum 1. The brush cleaning operation of Figure 2 can handle both toner of normal polarity (the main charging polarity of the toner during the development process) and non-normal polarity (polarity opposite to the normal polarity), improving the cleaning performance of the brush member 11, which is placed in contact with the photosensitive drum 1 to collect paper dust.
<本実施例の作用>
次に、本実施例におけるブラシクリーニング動作の作用について更に説明する。ブラシ電圧とドラム電位との間の電位差の絶対値を大きくすることで、ブラシ部材11から感光ドラム1にトナーが吐き出される。図4(a)に示すように、正規極性である負極性の電位に関してドラム電位がブラシ電圧よりも高ければ(すなわち、ブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差が正極性であれば)、ブラシ部材11から感光ドラム1にポジトナーが吐き出される。一方、図4(b)に示すように、正規極性である負極性の電位に関してドラム電位がブラシ電圧よりも低ければ(すなわち、ブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差が負極性であれば)、ブラシ部材11から感光ドラム1にネガトナーが吐き出される。よって、ブラシ電圧とドラム電位との間の電位差を正負両方に変化させることによって、ネガトナーとポジトナーとを共にブラシ部材11から感光ドラム1に吐き出すことができる。すなわち、紙粉を回収するためのブラシ部材11のクリーニング性を向上することができる。
<Operation of this Example>
Next, the function of the brush cleaning operation in this embodiment will be further described. Increasing the absolute value of the potential difference between the brush voltage and the drum potential causes the brush member 11 to expel toner onto the photosensitive drum 1. As shown in FIG. 4A, if the drum potential is higher than the brush voltage with respect to the normal negative potential (i.e., if the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential is positive), positive toner is expelled from the brush member 11 onto the photosensitive drum 1. On the other hand, as shown in FIG. 4B, if the drum potential is lower than the brush voltage with respect to the normal negative potential (i.e., if the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential is negative), negative toner is expelled from the brush member 11 onto the photosensitive drum 1. Therefore, by changing the potential difference between the brush voltage and the drum potential to both positive and negative, both negative and positive toner can be expelled from the brush member 11 onto the photosensitive drum 1. In other words, the cleaning ability of the brush member 11 for collecting paper dust can be improved.
また、ブラシ電圧とドラム電位との間の電位差だけではなく、感光ドラム1の表面電位に段差を形成することで、より効率的に、ブラシ部材11から感光ドラム1にトナーを吐き出すことができる。この点について、図5を用いて説明する。 Furthermore, by creating a step in the surface potential of the photosensitive drum 1, rather than just creating a potential difference between the brush voltage and the drum potential, toner can be more efficiently expelled from the brush member 11 onto the photosensitive drum 1. This point will be explained using Figure 5.
図5(a)は、感光ドラム1の回転駆動動作中において、ブラシ電圧-400Vに対し、ドラム電位を-400Vに設定した場合のブラシ部材11の姿勢を示す模式図である。ブラシ電圧と感光ドラム1との間の電位差は小さいため、静電吸着力は小さい。そのため、ブラシ部材11と感光ドラム1との間の動摩擦力によって、感光ドラム1の回転方向下流側にパイル糸11aの毛先が流れるものの、ブラシ部材11の全体としての姿勢変化は少ない。 Figure 5(a) is a schematic diagram showing the posture of the brush member 11 when the drum potential is set to -400V and the brush voltage is -400V during rotational driving of the photosensitive drum 1. Because the potential difference between the brush voltage and the photosensitive drum 1 is small, the electrostatic adsorption force is small. Therefore, although the bristles of the pile yarns 11a flow downstream in the rotational direction of the photosensitive drum 1 due to the dynamic friction force between the brush member 11 and the photosensitive drum 1, there is little change in the posture of the brush member 11 as a whole.
一方、図5(b)は、感光ドラム1の回転駆動動作中において、ブラシ電圧-400Vに対し、ドラム電位を-200Vに設定した場合のブラシ部材11の姿勢を示す模式図である。図5(a)の場合よりも静電吸着力が増大するため、パイル糸11aの毛先と感光ドラム1とがより吸着するようになる。そのため、パイル糸11aの毛先が感光ドラム1の回転方向下流側に引っ張られ、ブラシ部材11の全体が感光ドラム1の回転方向下流側に引っ張られる姿勢になる。ブラシ部材11の全体で姿勢変化が発生すると、次のようなトナーが、ブラシ部材11とともに動くようになる。つまり、感光ドラム1に接触していなかったトナー、電位差だけでは動きにくい帯電量の低いトナー、あるいはブラシ部材11に捕集された紙粉などにトラップされ吐き出されにくくなっているトナーなどである。それらのトナーが感光ドラム1と接触又は接近した際に、ブラシ部材11から感光ドラム1に吐き出される側の力を受けると、それらのトナーはブラシ部材11から感光ドラム1に吐き出される。このように、電位差だけではなく、ブラシ部材11の姿勢変化も利用することで、ブラシ部材11に蓄積したトナーを効率よく感光ドラム1に吐き出すことができる。 On the other hand, Figure 5(b) is a schematic diagram showing the posture of the brush member 11 when the drum potential is set to -200V while the brush voltage is -400V during rotational driving of the photosensitive drum 1. Because the electrostatic adsorption force is stronger than in the case of Figure 5(a), the tips of the pile yarns 11a and the photosensitive drum 1 are more closely attached to each other. As a result, the tips of the pile yarns 11a are pulled downstream in the direction of rotation of the photosensitive drum 1, and the entire brush member 11 assumes a posture in which it is pulled downstream in the direction of rotation of the photosensitive drum 1. When the posture of the entire brush member 11 changes, the following types of toner begin to move along with the brush member 11: toner that has not come into contact with the photosensitive drum 1, toner with a low charge that is difficult to move due to potential difference alone, and toner that is trapped by paper dust collected by the brush member 11 and is difficult to expel. When the toner particles come into contact with or approach the photosensitive drum 1, they are subjected to a force from the brush member 11 that causes them to be expelled onto the photosensitive drum 1, and the toner particles are expelled from the brush member 11 onto the photosensitive drum 1. In this way, by utilizing not only the potential difference but also the change in the posture of the brush member 11, the toner accumulated on the brush member 11 can be efficiently expelled onto the photosensitive drum 1.
また、上述のように、ブラシ部材11の姿勢変化にはブラシ部材とドラム電位との間の正負符号含めた相対的な電位差が重要になる。したがって、ここでは、ブラシ電圧とドラム電位との間の電位差とは、ブラシ電圧とドラム電位との間の正負符号含めた相対的な電位差を指すものとする。 Furthermore, as mentioned above, the relative potential difference, including the positive and negative signs, between the brush member and the drum potential is important for the posture change of the brush member 11. Therefore, here, the potential difference between the brush voltage and the drum potential refers to the relative potential difference, including the positive and negative signs, between the brush voltage and the drum potential.
ブラシ部材11から感光ドラム1に吐き出されたネガトナーは、帯電位置P1を通過(スルー)する。これは、帯電電圧(-1300V)とドラム電位(-800V)との間の電位差により、帯電ローラ2に向かう力よりも感光ドラム1に向かう力の方が静電的に高いためである。そして、このネガトナーは、現像電圧(-400V)とドラム電位(-800V)との間の電位差により、現像装置3内に回収される。 Negative toner ejected from the brush member 11 onto the photosensitive drum 1 passes through the charging position P1. This is because the potential difference between the charging voltage (-1300V) and the drum potential (-800V) causes the electrostatic force toward the photosensitive drum 1 to be stronger than the force toward the charging roller 2. This negative toner is then collected into the developing device 3 due to the potential difference between the developing voltage (-400V) and the drum potential (-800V).
また、ブラシ部材11から感光ドラム1に吐き出されたポジトナーは、帯電位置P1における放電の影響を受け、帯電極性が反転してネガトナー化し、上記ネガトナーと同様に現像装置3内に回収される。 In addition, the positive toner ejected from the brush member 11 onto the photosensitive drum 1 is affected by the discharge at the charging position P1, and its charge polarity is reversed, turning it into negative toner, which is then collected in the developing device 3 in the same way as the negative toner described above.
しかしながら、図2のブラシクリーニング動作に関し更なる改良が考えられる。つまり、ブラシ部材11から吐き出されるトナー量が多い場合、ネガトナーに関しては、上記帯電電圧とドラム電位との間の電位差だけで帯電位置P1をスルーさせきれない場合がある。また、ポジトナーに関しては、上記帯電位置P1での放電の影響によりネガトナー化させきれない場合がある。そして、いずれの場合も、トナーが帯電ローラ2に付着して、帯電ローラ2をトナーで汚してしまうことがある。トナーが付着した帯電ローラ2は、感光ドラム1の表面をその回転軸線方向において一様に帯電処理することができず、異常放電を起こし、ハーフトーン画像上に斑点状の画像不良(ここでは、「白ポチ画像」ともいう。)を発生させることがある。このような問題にも対応することが要望される。以下、この問題に対応した本実施例の変形例について説明する。 However, further improvements can be made to the brush cleaning operation shown in Figure 2. Specifically, when a large amount of toner is expelled from the brush member 11, negative toner may not be able to pass through the charging position P1 due to the potential difference between the charging voltage and the drum potential alone. Furthermore, positive toner may not be able to be converted to negative toner due to the effects of discharge at the charging position P1. In either case, toner may adhere to the charging roller 2, contaminating the charging roller 2. A charging roller 2 with toner attached cannot uniformly charge the surface of the photosensitive drum 1 in the direction of its rotational axis, causing abnormal discharge and resulting in spot-like image defects (also referred to here as "white spots") on halftone images. It is desirable to address these issues. Below, we will explain a modification of this embodiment that addresses these issues.
<変形例の制御>
次に、変形例におけるブラシクリーニング動作について説明する。
<Control of Modification>
Next, the brush cleaning operation in the modified example will be described.
図3は、変形例の画像形成装置100における、画像形成動作(例えば1枚プリント動作)後の画像形成装置100の動作を停止するまでの間の後回転動作においてブラシクリーニング動作を実行する場合の各部の動作を示すタイミングチャート図である。図3のタイミングチャートに従う処理は、制御部50が各電源の電圧出力を制御することで実行される処理である。図3には、図2と同様に、帯電電圧、ブラシ電圧、転写電圧、転写後ドラム電位、ブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差の時間推移が示されている。図3に示す動作は、制御部50が、各電源に制御信号を送ることで制御する。また、本実施例の変形例においても、転写電圧は定電圧制御される。 Figure 3 is a timing chart showing the operation of each part of a modified image forming apparatus 100 when a brush cleaning operation is performed during post-rotation operation after an image forming operation (e.g., a single-sheet printing operation) and before the operation of the image forming apparatus 100 is stopped. The process according to the timing chart in Figure 3 is carried out by the control unit 50 controlling the voltage output of each power supply. As with Figure 2, Figure 3 shows the time progression of the charging voltage, brush voltage, transfer voltage, post-transfer drum potential, and the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential. The operation shown in Figure 3 is controlled by the control unit 50 sending control signals to each power supply. Furthermore, in this modified example of the present embodiment, the transfer voltage is also controlled to a constant voltage.
図3に示す変形例における感光ドラム1の回転駆動開始から画像形成動作の終了までの各部の動作は、図2に示した動作と同じである。 In the modified example shown in Figure 3, the operations of each part from the start of rotation of the photosensitive drum 1 to the end of the image forming operation are the same as those shown in Figure 2.
そして、変形例では、後回転動作(ブラシクリーニング動作)への移行後に、T1において、転写位置P4に位置した感光ドラム1の表面に対して転写電圧を逐次変化させることを開始する。T2において、T1から1段階変化された転写電圧を印加された感光ドラム1の表面が感光ドラム1の回転方向に移動し、ブラシ当接位置P5に到達する。その後、転写電圧は、画像形成動作時の+1000V程度の転写電圧から-400Vまで、段階的に変化させられる。つまり、ブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差が、-400Vから+400Vまで、段階的に変化させられる。そして、T3において、転写電圧を-400Vから正極性の方向に段階的に変化させることを開始する。T4において、T3から1段階変化された転写電圧を印加された感光ドラム1の表面が感光ドラム1の回転方向に移動し、ブラシ当接位置P5に到達する。その後、転写電圧は、-400Vから+1000Vまで10段階で段階的に変化させられる。つまり、ブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差が、+400Vから-400Vまで10段階で段階的に変化させられる。そして、T5において、変形例におけるブラシクリーニング動作の最後の転写電圧+1000Vが印加された感光ドラム1の表面が感光ドラム1の回転方向に移動し、ブラシ当接位置P5に到達する。 In this modified example, after the transition to the post-rotation operation (brush cleaning operation), at T1, the transfer voltage applied to the surface of the photosensitive drum 1 positioned at transfer position P4 begins to be gradually changed. At T2, the surface of the photosensitive drum 1, to which the transfer voltage changed by one step from T1 has been applied, moves in the rotational direction of the photosensitive drum 1 and reaches brush contact position P5. The transfer voltage is then changed in stages from the transfer voltage of approximately +1000 V during image formation operation to -400 V. In other words, the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential is changed in stages from -400 V to +400 V. At T3, the transfer voltage begins to be changed in stages from -400 V in the positive polarity direction. At T4, the surface of the photosensitive drum 1, to which the transfer voltage changed by one step from T3 has been applied, moves in the rotational direction of the photosensitive drum 1 and reaches brush contact position P5. The transfer voltage is then changed in stages in 10 stages from -400 V to +1000 V. In other words, the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential is changed in 10 stages from +400 V to -400 V. Then, at T5, the surface of the photosensitive drum 1, to which the final transfer voltage of +1000 V has been applied in the brush cleaning operation in this modified example, moves in the direction of rotation of the photosensitive drum 1 and reaches brush contact position P5.
なお、画像形成時の転写電圧から-400Vまで転写電圧を段階的に変化させる際の1段の変更幅は、-400Vから+1000Vまで10段階で段階的に転写電圧を変化させる際の1段の変更幅(変形例では140V)と略同一である。画像形成時の転写電圧から-400Vまで転写電圧を段階的に変化させる際の段数は、画像形成時の転写電圧によって変わる。 The amount of change in one step when the transfer voltage is changed in stages from the transfer voltage during image formation to -400V is approximately the same as the amount of change in one step when the transfer voltage is changed in 10 steps from -400V to +1000V (140V in the modified example). The number of steps when the transfer voltage is changed in stages from the transfer voltage during image formation to -400V varies depending on the transfer voltage during image formation.
<変形例の作用>
次に、変形例におけるブラシクリーニング動作の作用について説明する。ここでは、感光ドラム1に電位段差が形成されている場合におけるブラシ部材11の姿勢変化に対する作用について、図2のブラシクリーニング動作(本実施例)と図3のブラシクリーニング動作(変形例)とを比較して説明する。
<Effects of Modified Example>
Next, the action of the brush cleaning operation in the modified example will be described. Here, the action on the posture change of the brush member 11 when a potential step is formed on the photosensitive drum 1 will be described by comparing the brush cleaning operation in Fig. 2 (this embodiment) with the brush cleaning operation in Fig. 3 (modified example).
図2のブラシクリーニング動作では、ドラム電位に急峻な変化が発生するため、ブラシ部材11の姿勢は、前述した図5(a)の姿勢から図5(b)の姿勢、あるいは図5(b)の姿勢から図5(a)の姿勢への急激な変化が発生する。そのため、ブラシ部材11から感光ドラム1に瞬間的に吐き出されるトナー量が多くなる。 During the brush cleaning operation in Figure 2, a sudden change occurs in the drum potential, causing the attitude of the brush member 11 to suddenly change from the attitude shown in Figure 5(a) to the attitude shown in Figure 5(b), or from the attitude shown in Figure 5(b) to the attitude shown in Figure 5(a). As a result, a large amount of toner is instantly expelled from the brush member 11 onto the photosensitive drum 1.
一方、図3のブラシクリーニング動作では、ドラム電位を徐々に変化させることで、ブラシ部材11の姿勢は、図5(a)の姿勢から図5(b)の姿勢、あるいは図5(b)の姿勢から図5(a)の姿勢へと徐々に変化していく。このように、図3のブラシクリーニング動作では、ブラシ部材11の姿勢が急激に変化することを抑制できるため、ブラシ当接位置P5をドラム電位の段差が通過する度に、ブラシ部材11から感光ドラム1に徐々にトナーが吐き出される。 On the other hand, in the brush cleaning operation of Figure 3, the drum potential is gradually changed, causing the posture of the brush member 11 to gradually change from the posture of Figure 5(a) to the posture of Figure 5(b), or from the posture of Figure 5(b) to the posture of Figure 5(a). In this way, the brush cleaning operation of Figure 3 prevents the posture of the brush member 11 from changing suddenly, so that toner is gradually expelled from the brush member 11 onto the photosensitive drum 1 each time a step in the drum potential passes through the brush abutment position P5.
なお、図3のブラシクリーニング動作によっても、正規極性(現像工程時のトナーの主要な帯電極性)及び非正規極性(正規極性とは逆極性)のトナーの双方に対応することができ、紙粉を回収するための感光ドラム1に当接して配置されたブラシ部材11のクリーニング性を向上することができる。 The brush cleaning operation shown in Figure 3 can also handle toner of both regular polarity (the main charging polarity of the toner during the development process) and irregular polarity (opposite polarity to the regular polarity), improving the cleaning performance of the brush member 11, which is placed in contact with the photosensitive drum 1 to collect paper dust.
ここで、ブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差を徐々に変化させるとは、より詳細には、次のようなことをいう。例えば、図2に示すように該電位差を急峻に変化させる場合、800Vの変化が100ms程度で行われる。該電位差を徐々に変化させるとは、ブラシ部材11から感光ドラム1に瞬間的に吐き出されるトナー量を十分に低減できるように、上記急峻に変化させる場合よりも十分に遅く該電位差を変化させればよい。例えば、図3に示すように該電位差を変化させる場合、800Vの変化が500ms~3000ms程度で行われるようにすれば十分である。つまり、ブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差を徐々に変化させるとは、典型的には、0.2V/ms~2V/ms程度の変化率で変化させることをいう。また、ブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差を段階的に変化させる場合には、上記のような変化率が得られるように1段の変更幅を設定すればよい。例えば、図3に示すように該電位差を段階的に変化させる場合、1段の変更幅は50V~100V程度とし、1段の変化を50ms~100msで行うようにすることができる。図2のブラシクリーニング動作においては、ブラシ部材11から吐き出されるトナーの吐出し量が多くなる場合があること、図3のブラシクリーニング動作においては、段階的にブラシ当接位置P5の電位差を変化させるためダウンタイムが延びることが懸念点として挙げられる。したがって、ブラシ部材11からのトナー吐出し量を加味して、適宜、条件設定してもよい。例えば、ブラシ部材11に含まれるトナーが少ない場合には図2のブラシクリーニング動作を、ブラシ部材11に含まれるトナーが多い場合には図3のブラシクリーニング動作を実行してもよい。一例として、図2のブラシクリーニング動作は1枚の記録材Sに対して1枚ずつ印字される間欠動作時、図3のブラシクリーニング動作は複数の記録材Sに印字される連続動作時に実行することが挙げられる。もちろん、転写残トナーなどの量を予測する制御によって上記条件を制御してもよい。 Here, "gradually changing the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential" refers to the following in more detail. For example, when the potential difference is changed abruptly as shown in FIG. 2, a change of 800 V occurs over approximately 100 ms. Gradual change of the potential difference simply means changing the potential difference sufficiently slower than the abrupt change described above, so as to sufficiently reduce the amount of toner instantaneously expelled from the brush member 11 to the photosensitive drum 1. For example, when changing the potential difference as shown in FIG. 3, a change of 800 V over approximately 500 ms to 3000 ms is sufficient. In other words, "gradually changing the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential" typically refers to changing the potential difference at a rate of change of approximately 0.2 V/ms to 2 V/ms. Furthermore, when changing the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential in stages, the change width for each stage can be set to achieve the rate of change described above. For example, when the potential difference is changed in stages as shown in FIG. 3, the change in each stage can be approximately 50 V to 100 V, with each change occurring over 50 ms to 100 ms. Concerns exist regarding the brush cleaning operation shown in FIG. 2, which may result in a large amount of toner being expelled from the brush member 11, and the brush cleaning operation shown in FIG. 3, which involves gradually changing the potential difference at the brush contact position P5, which may result in extended downtime. Therefore, appropriate conditions may be set taking into account the amount of toner expelled from the brush member 11. For example, the brush cleaning operation shown in FIG. 2 may be performed when the brush member 11 contains a small amount of toner, and the brush cleaning operation shown in FIG. 3 may be performed when the brush member 11 contains a large amount of toner. For example, the brush cleaning operation shown in FIG. 2 may be performed during intermittent printing on a single recording material S, while the brush cleaning operation shown in FIG. 3 may be performed during continuous printing on multiple recording materials S. Of course, the above conditions may also be controlled by predicting the amount of residual toner, etc.
5.評価試験
次に、本実施例及び変形例の効果を確認するために行った評価試験の結果について説明する。
5. Evaluation Tests Next, the results of evaluation tests conducted to confirm the effects of this embodiment and the modified examples will be described.
まず、帯電ローラ2のトナーによる汚れに関する評価試験(ここでは、「評価試験1」ともいう。)を行った。評価試験1は、次の条件で行った。温度32.5℃、相対湿度80%の環境(高温高湿環境)下にて、記録材SとしてXerox社製のXerox Vitality Multipurpose Printer Paper(商品名、坪量75g)を用いて、全面黒画像を連続10枚プリントし、後回転動作(ブラシクリーニング動作)を実行する。全面黒画像を連続プリントすることで、より多くの転写残トナーをブラシ部材11へと供給する。次に、25%濃度のハーフトーン画像を1枚プリントする。このハーフトーン画像の中に、帯電ローラ2の回転周期の斑点状の白ポチ画像が多数発生した場合は「×(NG)」と判定し、帯電ローラ2の回転周期の斑点状の白ポチ画像が若干発生した場合は「△(軽微であるが問題となる場合がある)」と判定し、実質的に発生しなかった場合は「〇(OK)」と判定する。 First, an evaluation test (also referred to here as "Evaluation Test 1") was conducted on the toner contamination of the charging roller 2. Evaluation Test 1 was conducted under the following conditions: In an environment with a temperature of 32.5°C and a relative humidity of 80% (high temperature and humidity environment), 10 full-black images were continuously printed on Xerox Vitality Multipurpose Printer Paper (product name, basis weight 75 g) manufactured by Xerox Corporation as the recording material S, and a post-rotation operation (brush cleaning operation) was performed. By continuously printing full-black images, more residual transfer toner was supplied to the brush member 11. Next, one halftone image with a density of 25% was printed. If many white spot-like images corresponding to the rotational cycle of the charging roller 2 appear in this halftone image, it is judged as "X (NG)", if only a few white spot-like images corresponding to the rotational cycle of the charging roller 2 appear, it is judged as "△ (minor, but may be problematic)", and if virtually no white spot-like images appear, it is judged as "◯ (OK)".
また、上述の評価試験1の後、ブラシクリーニング性に関する評価試験(ここでは、「評価試験2」ともいう。)も行った。評価試験2は、次の条件で行った。評価試験1と同様に、全面黒画像を連続10枚プリントする。10枚プリント後、後回転動作に入る前で強制的に画像形成装置100の動作を停止させ、その時点でブラシ部材11にたまっているトナー量をトナー用掃除機で吸引し、その重量を測定して「クリーニング前のトナー付着量」とする。その後、一度ブラシ部材11を清掃し、実質的に全てのトナーをブラシ部材11から除去した後に、全面黒画像を連続10枚プリントし、後回転動作(ブラシクリーニング動作)を実行する。その後、ブラシ部材11にたまっているトナー量をトナー用掃除機で吸引し、その重量を測定して「クリーニング後のトナー付着量」とする。そして、「クリーニング前のトナー付着量」から「クリーニング後のトナー付着量」を減算した値を「クリーニング前のトナー付着量」で除算し、更に100を掛けた値を、クリーニング性の値(%)として求めた。このクリーニング性の値が高いほど、ブラシ部材11にはトナーが残っておらず、ブラシ部材11からのトナー吐き出し量が多く、クリーニングがより良好に行われていることを示す。 Following Evaluation Test 1, an evaluation test for brush cleanability (also referred to herein as "Evaluation Test 2") was also conducted. Evaluation Test 2 was conducted under the following conditions. As in Evaluation Test 1, 10 consecutive full-black images were printed. After printing 10 images, the operation of the image forming apparatus 100 was forcibly stopped before the post-rotation operation began. The amount of toner accumulated on the brush member 11 at that time was vacuumed with a toner vacuum cleaner, and the weight was measured to determine the "toner adhesion amount before cleaning." The brush member 11 was then cleaned once to remove essentially all of the toner from the brush member 11. Then, 10 consecutive full-black images were printed, and the post-rotation operation (brush cleaning operation) was performed. The amount of toner accumulated on the brush member 11 was vacuumed with a toner vacuum cleaner, and the weight was measured to determine the "toner adhesion amount after cleaning." The "toner adhesion amount after cleaning" was then subtracted from the "toner adhesion amount before cleaning," divided by the "toner adhesion amount before cleaning," and the result was multiplied by 100 to determine the cleanability value (%). The higher this cleaning performance value, the less toner remains on the brush member 11, the more toner is expelled from the brush member 11, and the better the cleaning is being performed.
本実施例(図2)と変形例(図3)とに関して上述の評価試験1、2を行った結果を表1に示す。 The results of the above-mentioned evaluation tests 1 and 2 conducted on this embodiment (Figure 2) and the modified example (Figure 3) are shown in Table 1.
表1の評価試験1の結果から、図2のブラシクリーニング動作では上述のように感光ドラム1の電位段差が大きいため、ブラシ部材11から感光ドラム1に瞬間的に吐き出されるトナー量が多く、帯電ローラ2がトナーで汚れ、白ポチ画像が若干発生したことがわかる。これに対し、図3のブラシクリーニング動作では、上述のようにブラシ部材11から感光ドラム1に徐々にトナーが吐き出されるため、帯電ローラ2をトナーで汚すことなく、白ポチ画像の発生もない。 The results of Evaluation Test 1 in Table 1 show that with the brush cleaning operation in Figure 2, as described above, the potential difference on the photosensitive drum 1 was large, so a large amount of toner was instantly expelled from the brush member 11 onto the photosensitive drum 1, contaminating the charging roller 2 with toner and causing some white spots. In contrast, with the brush cleaning operation in Figure 3, as described above, toner was gradually expelled from the brush member 11 onto the photosensitive drum 1, so the charging roller 2 was not contaminated with toner and no white spots were produced.
また、表1の評価試験2の結果から、図2のブラシクリーニング動作では、瞬間的なトナーの吐き出し量は多いものの、トナーを吐き出す回数が少ないため、クリーニング性の値は比較的低い値(ここでは29%)にとどまっていることがわかる。一方、図3のブラシクリーニング動作では、1つの電位段差で吐き出すトナー量はよりも少ないものの、トナーを吐き出す回数が多いことでクリーニング性の値は高い値(ここでは83%)を示した。 Furthermore, the results of Evaluation Test 2 in Table 1 show that with the brush cleaning operation in Figure 2, although the instantaneous amount of toner expelled is large, the frequency of toner expelling is low, resulting in a relatively low cleaning performance value (29% in this case). On the other hand, with the brush cleaning operation in Figure 3, although the amount of toner expelled per potential step is smaller, the frequency of toner expelling is high, resulting in a high cleaning performance value (83% in this case).
このように、本実施例のブラシクリーニング動作によれば、正規極性(現像工程時のトナーの主要な帯電極性)及び非正規極性(正規極性とは逆極性)のトナーの双方に対応することができ、紙粉を回収のためのブラシ部材11のクリーニング性を向上することができる。特に、本実施例の変形例のブラシクリーニング動作によれば、ブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差を徐々に(変形例では段階的に)変更する。これにより、ブラシクリーニング動作におけるブラシ部材11から感光ドラム1への瞬間的なトナーの吐き出し量を低減し、帯電ローラ2のトナーによる汚れを抑制し、白ポチ画像の発生を抑制することができる。 In this way, the brush cleaning operation of this embodiment can accommodate both toner of regular polarity (the primary charging polarity of the toner during the development process) and irregular polarity (opposite polarity to the regular polarity), improving the cleaning performance of the brush member 11 for collecting paper dust. In particular, the brush cleaning operation of this modified embodiment gradually changes (stepwise in the modified embodiment) the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential. This reduces the amount of toner momentarily expelled from the brush member 11 to the photosensitive drum 1 during the brush cleaning operation, suppresses toner contamination of the charging roller 2, and reduces the occurrence of white spots.
なお、本実施例及び変形例では、ブラシ電圧は-400Vで一定とし、転写電圧を制御することによって、ブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差を変化させた。しかし、本発明は斯かる態様に限定されるものではなく、他の手段で転写後ドラム電位を変化させて、ブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差を変化させてもよい。例えば、帯電電圧の制御、露光装置3による露光の制御、あるいは感光ドラム1の回転方向において転写位置よりも下流側かつブラシ当接位置よりも上流側で感光ドラム1を露光するように配置した前露光装置13(図9)による露光の制御、又はこれらの組み合わせにより、本実施例及び変形例と同様に転写後ドラム電位を制御するようにしてもよい。 In this embodiment and its modified examples, the brush voltage was kept constant at -400 V, and the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential was changed by controlling the transfer voltage. However, the present invention is not limited to this configuration, and the post-transfer drum potential may be changed by other means to change the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential. For example, the post-transfer drum potential may be controlled in the same way as in this embodiment and its modified examples by controlling the charging voltage, controlling exposure by the exposure device 3, or controlling exposure by a pre-exposure device 13 (Figure 9) positioned so as to expose the photosensitive drum 1 downstream of the transfer position and upstream of the brush contact position in the rotation direction of the photosensitive drum 1, or a combination of these.
また、変形例では、ブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差を徐々に変化させるために、該電位差を段階的に変化させたが、該電位差を連続的に変化させてもよい。このとき、直線状に実質的に連続して変化させてもよいし、曲線状に実質的に連続して変化させてもよい。前述のように複数の電位段差がある方がクリーニング性の向上の点で有利といえるが、ブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差を徐々に変化させれば、帯電ローラ2のトナーによる汚れを抑制する効果を得ることができる。この場合、例えば、後述するようにブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差の増減を繰り返す回数を増やすことなどによって、所望のクリーニング性を得るようにすることができる。 In addition, in the modified example, the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential was changed in steps to gradually change the potential difference, but the potential difference may also be changed continuously. In this case, the potential difference may be changed substantially continuously in a linear manner, or substantially continuously in a curved manner. As mentioned above, having multiple potential steps is advantageous in terms of improving cleaning performance, but gradually changing the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential can have the effect of suppressing toner contamination of the charging roller 2. In this case, the desired cleaning performance can be achieved, for example, by increasing the number of times the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential is increased and decreased, as described below.
また、変形例では、定電圧制御により印加する転写電圧の電圧値を段階的に変更したが、定電流制御により転写電圧を印加した際に流れる転写電流を段階的に変更してもよい。なお、転写電圧の定電流制御とは、転写部(転写部材)に流れる電流が目標電圧で略一定となるように転写電源E4の出力電圧を調整する制御である。図2に示すようにブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差を急峻に変更する場合も同様である。 In addition, in the modified example, the voltage value of the transfer voltage applied was changed in stages using constant voltage control, but the transfer current that flows when the transfer voltage is applied may also be changed in stages using constant current control. Note that constant current control of the transfer voltage is control that adjusts the output voltage of the transfer power supply E4 so that the current flowing to the transfer unit (transfer member) is approximately constant at the target voltage. The same applies when the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential is changed sharply, as shown in Figure 2.
また、変形例では、ブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差は、徐々に大きくした後に徐々に小さくするように変更した。しかし、本発明は斯かる態様に限定されるものではなく、電位差の変更の仕方は適宜変更してもよい。例えば、ブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差は、徐々に小さくした後に徐々に大きくするように変更してもよい。また、ブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差は、徐々に大きくした後に徐々に小さくし、その後再度徐々に大きくするなど、増減を繰り返すように変更してもよい。ブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差の増減を繰り返す回数は、所望のクリーニング性などに応じて適宜変更することができる。図2に示すようにブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差を急峻に変更する場合も同様である。 In addition, in the modified example, the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential is changed so that it gradually increases and then gradually decreases. However, the present invention is not limited to this embodiment, and the manner in which the potential difference is changed may be modified as appropriate. For example, the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential may be changed so that it gradually decreases and then gradually increases. The potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential may also be changed so that it repeatedly increases and decreases, such as gradually increasing, then gradually decreasing, and then gradually increasing again. The number of times the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential is increased and decreased can be modified as appropriate depending on the desired cleaning performance, etc. The same applies to a case in which the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential is changed sharply, as shown in Figure 2.
また、感光ドラム1の繰り返し使用によって感光ドラム1の表層が摩耗することによる静電容量の変化、転写ローラ5の繰り返し使用や環境温湿度による転写ローラ5の電気抵抗の変化などの、耐久変動や環境変動に応じて、段階的に変更する転写電圧値(又は転写電流値)を調整するなどしてもよい。図2に示すようにブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差を急峻に変更する場合も同様である。また、上述の帯電電圧、露光装置3による露光、前露光装置13による露光の制御により転写後ドラム電位を変化させる場合の各制御対象の調整についても同様である。 The transfer voltage value (or transfer current value), which is changed in stages, may also be adjusted in response to durability and environmental changes, such as changes in capacitance due to wear on the surface of the photosensitive drum 1 caused by repeated use of the photosensitive drum 1, and changes in the electrical resistance of the transfer roller 5 due to repeated use of the transfer roller 5 or environmental temperature and humidity. The same applies when the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential is changed sharply, as shown in Figure 2. The same applies to adjusting each control item when changing the post-transfer drum potential by controlling the above-mentioned charging voltage, exposure by the exposure device 3, and exposure by the pre-exposure device 13.
また、本実施例及び変形例では、紙粉回収用のブラシ部材11に対する効果を説明したが、本発明は紙粉回収用のブラシ部材11への適用に限定されるものではない。例えば、画像形成動作中に転写残トナーを所定の極性に帯電させるためのブラシ部材、画像形成動作中に転写残トナーの少なくとも一部を回収するためのブラシ部材などが例示できる。これらの用途のブラシ部材についても、ブラシ部材へのトナーの過剰な蓄積を抑制するために、例えば定期的に、ブラシ部材からトナーを吐き出し、クリーニングすることが必要になることがある。したがって、これらの用途のブラシ部材についても本発明を適用することで、紙粉回収用のブラシ部材11の場合と同様の効果を得ることができる。例えば、紙粉回収用のブラシ部材に限らず、ブラシ部材の姿勢変化が大きいと、ブラシ部材に含まれるトナーが飛散するおそれがある。そのため、例えば、他の用途のブラシ部材に関しても、変形例のブラシクリーニング動作を適用することで、紙粉回収用のブラシ部材11の場合と同様の効果を得ることができる。 In addition, while the present embodiment and modified examples have described the effects on the brush member 11 for collecting paper dust, the present invention is not limited to application to the brush member 11 for collecting paper dust. Examples include a brush member for charging transfer residual toner to a predetermined polarity during image formation operations, and a brush member for collecting at least a portion of transfer residual toner during image formation operations. Brush members for these applications may also need to be cleaned, for example, periodically by expelling toner from the brush member to prevent excessive toner accumulation on the brush member. Therefore, by applying the present invention to brush members for these applications, the same effects as those of the brush member 11 for collecting paper dust can be achieved. For example, not only for brush members for collecting paper dust, but also for other applications, large changes in the brush member's posture can cause the toner contained in the brush member to scatter. Therefore, by applying the brush cleaning operation of the modified example to brush members for other applications, the same effects as those of the brush member 11 for collecting paper dust can be achieved.
このように、本発明に従う画像形成装置100は、回転可能な感光体1と、感光体1の表面を帯電位置P1で帯電処理する帯電部材2と、帯電処理された感光体1の表面を露光位置P2で露光して感光体1の表面に静電像を形成する露光装置4と、感光体1の表面の静電像に現像位置P3で正規極性に帯電したトナーを供給して感光体1の表面にトナー像を形成する現像装置3と、感光体1の表面のトナー像を転写位置P4で被転写体(記録材S)に転写させる転写部材5と、感光体1の回転方向において転写位置P4よりも下流側かつ帯電位置P1よりも上流側のブラシ当接位置P5で感光体1の表面に当接するブラシ部材11と、ブラシ部材11にブラシ電圧を印加するブラシ電圧印加部E4と、ブラシ当接位置P5における感光体1の表面電位を制御する制御部50と、を有し、上記転写の後に感光体1の表面に残留するトナーを現像装置3により回収する。そして、本発明に従う画像形成装置100では、制御部50は、ブラシ電圧の値からブラシ当接位置P5における感光体1の表面電位の値を引いた値を当接位置電位差としたとき、当接位置電位差を第1電位差から第2電位差に変化させた後、当接位置電位差を第2電位差から第3電位差に変化させるように、ブラシ当接位置P5における感光体1の表面電位を制御する。なお、制御部50は、このような制御を、感光体1上の非画像形成領域がブラシ当接位置P5を通過している際に実行することができる。 Thus, the image forming apparatus 100 according to the present invention comprises a rotatable photosensitive drum 1, a charging member 2 that charges the surface of the photosensitive drum 1 at a charging position P1, an exposure device 4 that exposes the charged surface of the photosensitive drum 1 at an exposure position P2 to form an electrostatic image on the surface of the photosensitive drum 1, a developing device 3 that supplies toner charged to the normal polarity to the electrostatic image on the surface of the photosensitive drum 1 at a development position P3 to form a toner image on the surface of the photosensitive drum 1, a transfer member 5 that transfers the toner image on the surface of the photosensitive drum 1 to a transfer recipient (recording material S) at a transfer position P4, a brush member 11 that contacts the surface of the photosensitive drum 1 at a brush contact position P5 downstream of the transfer position P4 and upstream of the charging position P1 in the rotational direction of the photosensitive drum 1, a brush voltage application unit E4 that applies a brush voltage to the brush member 11, and a control unit 50 that controls the surface potential of the photosensitive drum 1 at the brush contact position P5. After the transfer, the developing device 3 collects any toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1. In the image forming apparatus 100 according to the present invention, the control unit 50 controls the surface potential of the photoconductor 1 at the brush contact position P5 so that, when the contact position potential difference is the brush voltage minus the surface potential of the photoconductor 1 at the brush contact position P5, the control unit 50 changes the contact position potential difference from the first potential difference to the second potential difference, and then changes the contact position potential difference from the second potential difference to the third potential difference. Note that the control unit 50 can perform this type of control when the non-image forming area on the photoconductor 1 passes through the brush contact position P5.
特に、本実施例(図2)では、制御部50は、当接位置電位差を第1電位差から第2電位差に増加方向又は減少方向のいずれか一方である所定方向に変化させた後、当接位置電位差を第2電位差から第3電位差に上記所定方向とは逆方向に変化させるように、ブラシ当接位置P5における感光体1の表面電位を制御する。また、本実施例では、制御部50は、当接位置電位差の符号が正負両方になるように、ブラシ当接位置P5における感光体1の表面電位を制御する。 In particular, in this embodiment (Figure 2), the control unit 50 controls the surface potential of the photosensitive element 1 at the brush contact position P5 so that the contact position potential difference is changed in a predetermined direction, either increasing or decreasing, from the first potential difference to the second potential difference, and then changes the contact position potential difference in the direction opposite to the predetermined direction, from the second potential difference to the third potential difference. Furthermore, in this embodiment, the control unit 50 controls the surface potential of the photosensitive element 1 at the brush contact position P5 so that the sign of the contact position potential difference is both positive and negative.
また、特に、変形例(図3)では、制御部50は、当接位置電位差を第1電位差から第2電位差に増加方向又は減少方向のいずれか一方である所定方向に変化させた後、当接位置電位差を第2電位差から第3電位差に上記所定方向に変化させるように、ブラシ当接位置P5における感光体1の表面電位を制御する。また、変形例では、制御部50は、当接位置電位差を、第1電位差から第2電位差を経て第3電位差へと上記所定方向に変化させることに加えて、当接位置電位差を第4電位差から第5電位差に増加方向及び減少方向のうち上記所定方向とは逆方向に変化させた後、当接位置電位差を第5電位差から第6電位差に上記逆方向に変化させるように、ブラシ当接位置P5における感光体1の表面電位を制御する。また、変形例では、制御部50は、当接位置電位差を段階的に変更するように、ブラシ当接位置P5における感光体1の表面電位を制御する。ただし、制御部50は、当接位置電位差を連続的に変更するように、ブラシ当接位置P5における感光体1の表面電位を制御することもできる。また、変形例では、制御部50は、当接位置電位差の符号が正負両方になるように、ブラシ当接位置P5における感光体1の表面電位を制御する。 In particular, in a modified example (Figure 3), the control unit 50 controls the surface potential of the photoconductor 1 at the brush contact position P5 so that the contact position potential difference is changed in a predetermined direction, either increasing or decreasing, from the first potential difference to the second potential difference, and then changes the contact position potential difference from the second potential difference to the third potential difference in the predetermined direction. In a modified example, the control unit 50 not only changes the contact position potential difference from the first potential difference to the second potential difference to the third potential difference in the predetermined direction, but also changes the contact position potential difference from the fourth potential difference to the fifth potential difference in the opposite direction, either increasing or decreasing, from the predetermined direction, and then changes the contact position potential difference from the fifth potential difference to the sixth potential difference in the opposite direction. In a modified example, the control unit 50 controls the surface potential of the photoconductor 1 at the brush contact position P5 so as to change the contact position potential difference in stages. However, the control unit 50 can also control the surface potential of the photosensitive element 1 at the brush contact position P5 so as to continuously change the contact position potential difference. In a modified example, the control unit 50 controls the surface potential of the photosensitive element 1 at the brush contact position P5 so that the sign of the contact position potential difference is both positive and negative.
また、制御部50は、帯電部材2に印加する電圧、露光装置4による感光体1の露光、転写部材5に印加する電圧、及び、感光体1の回転方向において転写位置P4よりも下流側かつブラシ当接位置P5よりも上流側で感光体1の表面を露光するように設けられた前露光装置13による感光体1の露光、のうち少なくとも1つを制御して、ブラシ当接位置P5における感光体1の表面電位を制御することができる。本実施例及び変形例では、画像形成装置100は、転写部材5に転写電圧を印加する転写電圧印加部E3を有し、制御部50は、転写電圧印加部E3を制御して、ブラシ当接位置P5における感光体1の表面電位を制御する。また、本実施例及び変形例では、ブラシ部材11は、感光体1の表面から紙粉を除去して回収する。また、本実施例及び変形例では、帯電部材2は、感光体1の表面に接触して感光体1の表面を帯電処理する。 The control unit 50 can control the surface potential of the photoconductor 1 at the brush contact position P5 by controlling at least one of the voltage applied to the charging member 2, the exposure of the photoconductor 1 by the exposure device 4, the voltage applied to the transfer member 5, and the exposure of the photoconductor 1 by the pre-exposure device 13, which is arranged to expose the surface of the photoconductor 1 downstream of the transfer position P4 and upstream of the brush contact position P5 in the rotation direction of the photoconductor 1. In this embodiment and its modified example, the image forming apparatus 100 includes a transfer voltage application unit E3 that applies a transfer voltage to the transfer member 5, and the control unit 50 controls the transfer voltage application unit E3 to control the surface potential of the photoconductor 1 at the brush contact position P5. In this embodiment and its modified example, the brush member 11 removes and collects paper dust from the surface of the photoconductor 1. In this embodiment and its modified example, the charging member 2 contacts the surface of the photoconductor 1 to charge the surface of the photoconductor 1.
以上説明したように、本実施例によれば、紙粉を回収するためのブラシ部材11のクリーニング性を向上することができる。具体的には、正規極性(現像工程時のトナーの主要な帯電極性)及び非正規極性(正規極性とは逆極性)のトナーの双方に対応することができ、紙粉を回収するためのブラシ部材11のクリーニング性を向上することができる。更に、本実施例の変形例によれば、帯電ローラ2をトナーで汚さずにブラシ部材11をクリーニングすることで、ブラシ部材11のクリーニング性と、帯電ローラ2のトナーによる汚れによる画像不良の発生の抑制と、を両立することができる。 As described above, this embodiment can improve the cleaning performance of the brush member 11 used to collect paper dust. Specifically, it can accommodate toner of both regular polarity (the primary charging polarity of the toner during the development process) and irregular polarity (opposite polarity to the regular polarity), improving the cleaning performance of the brush member 11 used to collect paper dust. Furthermore, this modified version of this embodiment can clean the brush member 11 without contaminating the charging roller 2 with toner, thereby achieving both the cleaning performance of the brush member 11 and the prevention of image defects caused by toner contamination of the charging roller 2.
[実施例2]
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例1の画像形成装置のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において、実施例1の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、実施例1の画像形成装置と同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
[Example 2]
Next, another embodiment of the present invention will be described. The basic configuration and operation of the image forming apparatus of this embodiment are the same as those of the image forming apparatus of embodiment 1. Therefore, in the image forming apparatus of this embodiment, elements having the same or corresponding functions or configurations as those of the image forming apparatus of embodiment 1 are assigned the same reference numerals as those of the image forming apparatus of embodiment 1, and detailed descriptions thereof will be omitted.
1.本実施例の制御
本実施例におけるブラシクリーニング動作について説明する。図6は、本実施例の画像形成装置100における、画像形成動作(例えば1枚プリント動作)後の画像形成装置100の動作を停止するまでの間の後回転動作においてブラシクリーニング動作を実行する場合の各部の動作を示すタイミングチャート図である。図6には、図2及び図3と同様に、帯電電圧、ブラシ電圧、転写電圧、転写後ドラム電位、ブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差の時間推移が示されている。図6に示す動作は、制御部50が、各電源に制御信号を送ることで制御する。また、実施例1、及び実施例1の変形例と同様に、本実施例では、転写電圧は定電圧制御される。
1. Control of the Present Embodiment The brush cleaning operation of the present embodiment will now be described. FIG. 6 is a timing chart showing the operation of each component when the brush cleaning operation is performed during the post-rotation operation of the image forming apparatus 100 of the present embodiment, which is performed after an image forming operation (e.g., a single-sheet printing operation) and before the operation of the image forming apparatus 100 is stopped. Similar to FIGS. 2 and 3 , FIG. 6 shows the time transitions of the charging voltage, brush voltage, transfer voltage, post-transfer drum potential, and the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential. The operation shown in FIG. 6 is controlled by the control unit 50 by sending control signals to the respective power sources. Furthermore, similar to the first embodiment and the modified example of the first embodiment, the transfer voltage in this embodiment is controlled to a constant voltage.
図6に示す本実施例における感光ドラム1の回転駆動開始から画像形成動作の終了までの各部の動作は、図2及び図3に示した動作と同じである。 The operations of each part in this embodiment, shown in Figure 6, from the start of rotation of the photosensitive drum 1 to the end of the image forming operation are the same as those shown in Figures 2 and 3.
そして、本実施例では、まず、後回転動作(ブラシクリーニング動作)への移行後に、転写後ドラム電位をブラシ電圧と同等になるように段階的に変更する。その後、徐々にブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の負極性の電位差が拡大する方向に変化するように、転写電圧を制御する。その後、転写後ドラム電位をブラシ電圧と同等になるように変更する。その後、徐々にブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の正極性の電位差が拡大する方向に変化するように、転写電圧を制御する。 In this embodiment, after transitioning to the post-rotation operation (brush cleaning operation), the post-transfer drum potential is first changed in stages so that it becomes equivalent to the brush voltage. The transfer voltage is then controlled so that it gradually changes in a direction that increases the negative potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential. The post-transfer drum potential is then changed in a direction that increases the positive potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential.
実施例1の変形例では、ブラシクリーニング動作における主要な吐き出し対象であるポジトナーの吐き出しに関して、ブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差の絶対値が縮小する方向に該電位差が変更される期間がある。図3におけるブラシ電圧と転写後ドラム電位との電位差が+400Vから0Vに向けて変化する期間である。これに対し、本実施例では、ブラシクリーニング動作における主要な吐き出し対象であるポジトナーの吐き出し関して、ブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差は、その絶対値が拡大する方向に変化する。図6におけるブラシ電圧と転写後ドラム電位との電位差が0Vから+400Vに向けて変化する期間である。なお、ネガトナーの吐き出しに関しても、ブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位の絶対値が拡大する方向に変化する期間がある。ブラシ電圧と転写後ドラム電位との電位差が0Vから-400Vに向けて変化する期間である。 In a modified example of Example 1, with regard to the ejection of positive toner, which is the primary target of ejection in the brush cleaning operation, there is a period during which the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential is changed in a direction that reduces the absolute value of the potential difference. This is the period in Figure 3 during which the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential changes from +400V to 0V. In contrast, in this embodiment, with regard to the ejection of positive toner, which is the primary target of ejection in the brush cleaning operation, the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential changes in a direction that increases its absolute value. This is the period in Figure 6 during which the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential changes from 0V to +400V. Note that with regard to the ejection of negative toner, there is also a period during which the absolute value of the potential between the brush voltage and the post-transfer drum potential changes in a direction that increases. This is the period during which the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential changes from 0V to -400V.
2.評価試験
次に、本実施例の効果を確認するために行った評価試験の結果について説明する。ここでは、前述の評価試験1、2を行った。本実施例に関する評価試験1、2を行った結果を、実施例1の変形例に関する結果とあわせて表2に示す。なお、評価試験1、2の評価方法は前述のものと同様であるが、帯電ローラ2の回転周期の斑点状の白ポチ画像をより良好に抑制できた場合を、「◎(より良好)」と判定した。
2. Evaluation Tests Next, the results of evaluation tests conducted to confirm the effects of this embodiment will be described. The above-mentioned evaluation tests 1 and 2 were conducted. The results of evaluation tests 1 and 2 conducted for this embodiment are shown in Table 2 together with the results for the modified example of Example 1. The evaluation methods for evaluation tests 1 and 2 were the same as those described above, but when the speckled white dot images occurring during the rotation cycle of the charging roller 2 were more effectively suppressed, the result was judged as "Excellent (better)."
表2の結果から、本実施例では、評価試験1(帯電ローラ2のトナーによる汚れ)について、実施例1の変形例よりも良好な結果が得られたことがわかる。なお、本実施例では、評価試験2(クリーニング性)については、実施例1の変形例と同等の結果が得られた。 The results in Table 2 show that this example achieved better results in Evaluation Test 1 (toner contamination of the charging roller 2) than the modified example of Example 1. Furthermore, this example achieved results equivalent to those of the modified example of Example 1 in Evaluation Test 2 (cleaning ability).
この結果から、本実施例では、実施例1の変形例よりも、ブラシクリーニング動作における帯電ローラ2のトナーによる汚れを更に抑制できたことがわかる。これは、次のような理由により、本実施例において実施例1の変形例よりも少量ずつトナーがブラシ部材11から感光ドラム1に吐き出されているためであると考えられる。つまり、本実施例では、ネガトナー及びポジトナーの両極性のトナーに対して、ブラシ電圧と同程度の転写後ドラム電位から、ブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の負極性及び正極性の両極性の電位差の絶対値がそれぞれ徐々に拡大する方向に変化する期間がある。特に、本実施例では、ブラシクリーニング動作における主要な吐き出し対象であるポジトナーの吐き出し関して、ブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差は、その絶対値が拡大する方向に変化する期間はあるが、縮小する方向に変化する期間はない。ここで、ブラシ電圧と転写後ドラム電位との間の電位差は、その絶対値が大きい方が吐き出しには有利であるが、その絶対値は小さい値から大きい値に変化することが好ましい。つまり、該電位差の絶対値が大きい場合よりも小さい場合の方が、ブラシ部材11に蓄積したトナーのうち、トナー粒径、トナー電荷量、ブラシ部材11との付着などの観点で移動しやすいものから優先的に選別されて感光ドラム1に移動していく。該電位差の絶対値を小さい値から徐々に拡大させていくことで、ブラシ部材11から感光ドラム1へと移動しやすいトナーから少量ずつ吐き出すことができる。これとは逆に、該電位差の絶対値を大きい値から徐々に縮小していく場合には、該電位差の絶対値が大きい段階で感光ドラム1への瞬間的なトナーの吐き出し量が増加してしまう可能性がある。実施例1の変形例では、図3におけるブラシ電圧と転写後ドラム電位との電位差が+400Vから0Vに向けて変化する期間においてこのような電位関係となっている。これに対して、本実施例ではこのような電位関係となる期間がない。そのため、本実施例では、実施例1の変形例よりも更に、瞬間的なトナーの吐き出し量が多くなることを抑制することができる。 These results demonstrate that this embodiment further suppresses toner contamination of the charging roller 2 during brush cleaning compared to the modified example of Example 1. This is believed to be because, for the following reasons, toner is expelled from the brush member 11 to the photosensitive drum 1 in smaller increments than the modified example of Example 1. In other words, for both negative and positive toners, this embodiment experiences a period in which the absolute values of the potential differences between the brush voltage and the post-transfer drum potential gradually increase from the post-transfer drum potential, which is approximately equal to the brush voltage. In particular, for the expulsion of positive toner, which is the primary target of expulsion during brush cleaning, this embodiment experiences a period in which the absolute value of the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential increases, but does not experience a period in which it decreases. Here, a larger absolute value of the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential is advantageous for expulsion, but it is preferable for the absolute value to change from a small value to a large value. In other words, when the absolute value of the potential difference is small, toner accumulated on the brush member 11 is preferentially selected and transferred to the photosensitive drum 1 in the order of toner particle size, toner charge, and adhesion to the brush member 11. By gradually increasing the absolute value of the potential difference from a small value, toner that is easily transferred from the brush member 11 to the photosensitive drum 1 can be gradually expelled in small amounts. Conversely, when the absolute value of the potential difference is gradually decreased from a large value, the amount of toner instantaneously expelled to the photosensitive drum 1 may increase when the absolute value of the potential difference is large. In the modified example of Example 1, this potential relationship exists during the period in which the potential difference between the brush voltage and the post-transfer drum potential in FIG. 3 changes from +400 V to 0 V. In contrast, in this embodiment, there is no period during which this potential relationship exists. Therefore, in this embodiment, the amount of toner instantaneously expelled can be further reduced than in the modified example of Example 1.
一方、本実施例では、転写電圧を調整し、転写後ドラム電位をブラシ電圧と同程度にする必要がある。これは、画像形成装置100内でドラム電位を測定する手段がある場合には比較的容易である。しかし、ドラム電位を測定する手段がない場合には、環境温湿度、転写ローラ5の電気抵抗、感光ドラム1の静電容量変化などによるドラム電位の変動を考慮して、転写後電位がブラシ電圧と同等になるような転写電圧を設定する必要がある。これに対して、実施例1の変形例ではブラシ電圧と転写後ドラム電位とが同程度になる転写電圧の値を知る必要はない。そのため、実施例1の変形例の制御の方が本実施例の制御よりも簡易であるといえる。 In contrast, in this embodiment, it is necessary to adjust the transfer voltage so that the post-transfer drum potential is approximately the same as the brush voltage. This is relatively easy if there is a means for measuring the drum potential within the image forming apparatus 100. However, if there is no means for measuring the drum potential, it is necessary to set the transfer voltage so that the post-transfer potential is equivalent to the brush voltage, taking into account fluctuations in the drum potential due to factors such as the ambient temperature and humidity, the electrical resistance of the transfer roller 5, and changes in the electrostatic capacitance of the photosensitive drum 1. In contrast, in the modified version of Example 1, it is not necessary to know the value of the transfer voltage that will make the brush voltage and post-transfer drum potential approximately the same. Therefore, it can be said that the control of the modified version of Example 1 is simpler than the control of this embodiment.
このように、本実施例では、制御部50は、当接位置電位差の符号がトナーの正規極性とは逆極性の符号となるようにする期間では、当接位置電位差の絶対値が大きくなる方向に当接位置電位差を変更するように、ブラシ当接位置P5における感光体1の表面電位を制御する。 In this manner, in this embodiment, the control unit 50 controls the surface potential of the photosensitive element 1 at the brush contact position P5 so that the contact position potential difference is changed in a direction that increases the absolute value of the contact position potential difference during the period in which the sign of the contact position potential difference is opposite to the normal polarity of the toner.
以上説明したように、本実施例によれば、実施例1の変形例よりも更に、ブラシ部材11からの瞬間的なトナーの吐き出し量が多くなることを抑制するこができ、ブラシクリーニング動作における帯電ローラ2のトナーによる汚れを更に抑制することができる。 As explained above, according to this embodiment, it is possible to further prevent the amount of toner expelled from the brush member 11 from increasing instantaneously compared to the modified example of Example 1, and to further reduce toner contamination of the charging roller 2 during the brush cleaning operation.
[その他]
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明した。上述の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、本発明の範囲を上述の実施例に限定する趣旨のものではない。
[others]
The present invention has been described above with reference to specific embodiments. The dimensions, materials, shapes, and relative positions of the components described in the above embodiments may be changed as appropriate depending on the configuration of the device to which the invention is applied and various conditions. In other words, the scope of the present invention is not limited to the above embodiments.
上述の実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明は斯かる態様に限定されるものではない。本発明は、例えば、複写機、ファクシミリ装置などの他の画像形成装置、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機などの他の画像形成装置にも適用できるものであり、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。また、上述の実施例では画像形成装置はモノクロ画像形成装置であったが、本発明はカラー画像形成装置にも適用できるものであり、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。カラー画像形成装置は、複数の感光体を備えたタンデム型の画像形成装置であってよい。タンデム型の画像形成装置としては、複数の感光体から中間転写体に一次転写したトナー像を記録材に二次転写する中間転写方式のものや、複数の感光体から記録材担持体担持に担持された記録材に直接トナー像を転写する直接転写方式のものが周知である。被転写体としての中間転写体(中間転写ベルト)を用いた画像形成装置においても、中間転写体を介して感光体に紙粉が付着する可能性があるため、感光体から紙粉を除去する紙粉除去部材が設けることが考えられる。 While the above-described embodiment illustrates a printer as an image forming apparatus, the present invention is not limited to such an embodiment. The present invention can also be applied to other image forming apparatuses, such as copiers and facsimile machines, or other image forming apparatuses, such as multifunction peripherals that combine the functions of these machines, and achieve the same effects as those described above. Furthermore, while the image forming apparatus in the above-described embodiment is a monochrome image forming apparatus, the present invention can also be applied to color image forming apparatuses, and achieve the same effects as those described above. The color image forming apparatus may be a tandem-type image forming apparatus equipped with multiple photoconductors. Tandem-type image forming apparatuses include those employing an intermediate transfer method in which a toner image, which has been primarily transferred from multiple photoconductors to an intermediate transfer medium, is secondarily transferred to a recording material, and those employing a direct transfer method in which a toner image is directly transferred from multiple photoconductors to a recording material carried by a recording material carrier. Even in image forming apparatuses that use an intermediate transfer medium (intermediate transfer belt) as a transfer medium, paper dust may adhere to the photoconductor via the intermediate transfer medium. Therefore, a paper dust removal member may be provided to remove paper dust from the photoconductor.
1 感光ドラム
2 帯電ローラ
3 現像装置
4 露光装置
5 転写ローラ
11 ブラシ部材
50 制御部
REFERENCE SIGNS LIST 1 Photosensitive drum 2 Charging roller 3 Developing device 4 Exposure device 5 Transfer roller 11 Brush member 50 Control unit
Claims (10)
前記感光体の表面を帯電位置で帯電処理する帯電部材と、
帯電処理された前記感光体の表面を露光位置で露光して前記感光体の表面に静電像を形成する露光装置と、
前記感光体の表面の静電像に現像位置で正規極性に帯電したトナーを供給して前記感光体の表面にトナー像を形成する現像装置と、
前記感光体の表面のトナー像を転写位置で被転写体に転写させる転写部材と、
前記感光体の回転方向において前記転写位置よりも下流側かつ前記帯電位置よりも上流側のブラシ当接位置で前記感光体の表面に当接するブラシ部材と、
前記ブラシ部材にブラシ電圧を印加するブラシ電圧印加部と、
前記ブラシ当接位置における前記感光体の表面電位を制御する制御部と、
を有し、
前記転写の後に前記感光体の表面に残留するトナーを前記現像装置により回収する画像形成装置において、
前記制御部は、前記ブラシ電圧の値から前記ブラシ当接位置における前記感光体の表面電位の値を引いた値を当接位置電位差としたとき、前記ブラシ部材をクリーニングするブラシクリーニング動作時に、前記当接位置電位差を第1電位差から第2電位差に増加方向又は減少方向のいずれか一方である所定方向に変化させた後、前記当接位置電位差を前記第2電位差から第3電位差に前記所定方向に変化させるように、前記ブラシ当接位置における前記感光体の表面電位を制御し、
前記制御部は、前記ブラシクリーニング動作時に、前記当接位置電位差の符号が正負両方になるように、前記ブラシ当接位置における前記感光体の表面電位を制御する、
ことを特徴とする画像形成装置。 a rotatable photoreceptor;
a charging member for charging the surface of the photoreceptor at a charging position;
an exposure device that exposes the charged surface of the photoreceptor at an exposure position to form an electrostatic image on the surface of the photoreceptor;
a developing device that supplies toner charged to a normal polarity to the electrostatic image on the surface of the photoconductor at a development position to form a toner image on the surface of the photoconductor;
a transfer member for transferring the toner image on the surface of the photosensitive member to a transfer receiving member at a transfer position;
a brush member that contacts the surface of the photosensitive member at a brush contact position that is downstream of the transfer position and upstream of the charging position in the rotation direction of the photosensitive member;
a brush voltage applying unit that applies a brush voltage to the brush member;
a control unit for controlling the surface potential of the photosensitive member at the brush contact position;
and
In an image forming apparatus, the toner remaining on the surface of the photosensitive member after the transfer is recovered by the developing device,
the control unit controls the surface potential of the photosensitive member at the brush contact position so that, when a contact position potential difference is a value obtained by subtracting a surface potential value of the photosensitive member at the brush contact position from a value of the brush voltage, the control unit changes the contact position potential difference from a first potential difference to a second potential difference in a predetermined direction, which is either an increasing direction or a decreasing direction, and then changes the contact position potential difference from the second potential difference to a third potential difference in the predetermined direction during a brush cleaning operation for cleaning the brush member ;
the control unit controls the surface potential of the photosensitive member at the brush contact position during the brush cleaning operation so that the sign of the contact position potential difference is both positive and negative.
An image forming apparatus characterized by:
前記制御部は、前記転写電圧印加部を制御して、前記ブラシ当接位置における前記感光体の表面電位を制御することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。 a transfer voltage applying unit that applies a transfer voltage to the transfer member;
5. The image forming apparatus according to claim 1 , wherein the control unit controls the transfer voltage application unit to control the surface potential of the photosensitive member at the brush contact position.
前記ブラシ毛の密度は120kF/inch2以上であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像形成装置。 the brush member has brush bristles that come into contact with the surface of the photosensitive member,
10. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the density of the brush bristles is 120 kF/inch <2> or more.
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