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JP3597273B2 - Image forming device - Google Patents

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JP3597273B2
JP3597273B2 JP26934895A JP26934895A JP3597273B2 JP 3597273 B2 JP3597273 B2 JP 3597273B2 JP 26934895 A JP26934895 A JP 26934895A JP 26934895 A JP26934895 A JP 26934895A JP 3597273 B2 JP3597273 B2 JP 3597273B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式により形成される静電潛像を現像する画像形成装置に関し、特に転写手段に無端の搬送ベルトを有する画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置は、一般に、画像形成時には感光体ドラム、感光体ベルト等の感光体を回転させ帯電装置により均一に帯電を行った後に、露光手段により画像露光を行って静電潛像を形成し、この静電潜像を現像装置により現像してトナー画像とし、このトナー画像を転写装置により転写紙等のシートに転写して定着装置により定着し、感光体をトナー画像転写後にクリーニング装置によりクリーニングして感光体上の残留トナーを除去している。
【0003】
転写装置はコロナチャージャや無端状転写手段等が使用され、無端状転写手段は転写搬送ベルトにより構成されている。この転写搬送ベルトは、ギア等を含む駆動手段により回動駆動されて電源から転写バイアスが印加されることによりシートを静電的に保持して搬送し、このシートが感光体と転写搬送ベルトとの間を通過する際に感光体上のトナー画像をシートに転写させている。
【0004】
この転写搬送ベルトの基層はゴム材料により構成されているので、常時転写搬送ベルトを感光体に当接させていると、ゴム層に含有されているオイル、ワックス等の配合材料が環境条件により、感光体に移行する現象が見られ、異常画像を発生させてしまうという不具合が生じることがあった。よって、画像形成動作時のみ転写搬送ベルトを感光体に当接させ、それ以外の時は転写搬送ベルトを感光体から離間させていた。
【0005】
無端状転写手段を使用した画像形成装置では、転写搬送ベルト上に余分なトナーが付着することはほとんどないが、シートが不定形サイズであること等により感光体上のトナー画像とシートのサイズが一致しない場合や、シートのジャムが発生した場合等に転写搬送ベルトに感光体からトナーが転写されてしまう場合があり、また紙間では転写搬送ベルトが感光体に直接当接してしまうために、微量のトナーが感光体上に付着(地汚れトナー)している場合には、このトナーが転写搬送ベルトに転写されてしまう場合がある。したがって、転写搬送ベルトにトナーが付着した場合には、感光体にクリーニング装置が配設されているように、転写搬送ベルトにクリーニング装置を配設して転写搬送ベルト上のトナーを除去する必要がある。
【0006】
このクリーニング装置としては、クリーニングブレードにより転写搬送ベルト上のトナーを除去するものが提案されており、特開平2−34882号公報には無端状転写手段を用いた画像形成装置において、転写搬送ベルトに対してカウンタ方向に当接させたクリーニングブレードにより転写搬送ベルト上のトナーを除去するクリーニング装置が記載されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
従来の転写搬送ベルトを使用した画像形成装置では、転写搬送ベルトに対してカウンタ方向に当接させたクリーニングブレードによりベルト上のトナーを除去するため、転写搬送ベルトに対するクリーニング性が優れるという利点を有するが、その反面、高温高湿環境下ではクリーニングブレードおよびベルトコーテイング層の温湿度上昇による摩擦係数そのものの増大、上記紙間にて感光体より供給される潤滑材としての地汚れトナーが極端に少なくなることによる転写搬送ベルトとクリーニングブレードとの摩擦係数の増大、また温度上昇に伴うクリーニングブレードのヤング率低下によるクリーニング角の狭小化により、クリーニングブレードがめくれてしまうという問題が生じていた。
【0008】
上述したように、転写搬送ベルトに付着する余分なトナーを除去するためには、クリーニング装置を設ける必要があるが、カウンタ方式のクリーニング装置を設けた場合には、転写搬送ベルトとクリーニングブレードとの摩擦力を下げるために潤滑剤の役割を果たす微量のトナーを常時供給させなければならない。この摩擦力の現象の簡単な例を上げると、自動車のフロントガラスに水滴がない状態でワイパーを作動させた時に生じるワイパーのビビリと同様である。
【0009】
従来の技術思想は、画像形成動作時のみ転写搬送ベルトを感光体に当接させ、それ以外の時には転写搬送ベルトを感光体より離間させておくというものであった。しかし、このような制御の場合、例えば、次の(1)〜(3)のような場合に従来では画像形成を伴わない機械動作であるため、転写ベルトを感光体から離間させた状態で行われていた。
(1)2成分現像方式の現像装置において、現像剤(キャリア+トナー)中のトナー濃度がトナー消費と共に低下し、トナーエンドとなった後、新品のトナーボトルへの交換時に所望のトナー濃度が得られるまで強制的にトナー補給を行うトナー強制補給時。
(2)現像剤初期設定時、これは、初期剤(工場出荷時の現像剤はトナー濃度が2.5%に調整されている。)のTセンサ出力電圧が所定の基準電圧値となるように行う感度調整作業であり、この作業は現像器内の現像剤を攪拌して現像器内での現像剤の偏りをなくすものである。なお、Tセンサとは、現像剤の透過率を測定するセンサであり、この透磁率の観測値がトナー濃度により変わることを利用してトナー濃度を測定している。このTセンサ出力により現像器内のトナー濃度が制御される。
(3)電源投入直後、定着ヒータが点灯し、まだ加圧ローラの温度分布が不均一の時に画像出力を行った場合に、転写紙上のトナーの融着に寄与すべき熱エネルギーの一部が加圧ローラの温度上昇に奪われることによりコールドオフセットが生じるのを防止する目的で、予め定着ローラ、および加圧ローラを回転させ、温度分布を飽和状態にする定着ローラのプレ回転時。
【0010】
しかし、上記動作が高温高湿環境下で行われた場合、クリーニングブレードがめくれるという問題が生じていた。このクリーニングブレードがめくれた状態で機械動作をおこなった場合、クリーニングが行われないために転写紙の裏汚れが生じ、また転写搬送ベルトが破断するという問題が生じていた。
【0011】
このような問題を防止するため、転写搬送手段の駆動部と感光体の駆動部とを別々に設けたり、転写搬送ベルトの駆動軸をクラッチを介してメインモータと連結する方法によって、転写搬送ベルトが感光体から離間するタイミングに合わせて転写搬送ベルトを回転させないようにすることが考えられる。しかし、この方法では、駆動部または、クラッチ等の機構を追加しなければならないため、装置の部品点数の増加およびコストアップをもたらし、ひいては装置の複雑化を招くという問題があった。
【0012】
よって、本発明の目的は、画像形成時であるかなしかの如何に関わらず、メインモータが回転する時には常に転写搬送ベルトを感光体に当接させることにより、クリーニングブレードのめくれ、及び転写紙の裏汚れの発生を防止でき、且つ安価で良好な画像を得られる画像形成装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置は、静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体に担持された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成させる現像手段と、無端の搬送ベルトにより構成され、前記現像手段で現像されたトナー像を転写材に転写させる転写手段と、該転写手段の前記搬送ベルトと前記像担持体とを当接または離間させる接離手段と、前記画像形成装置の主電動機を始動させる信号と、前記転写手段の前記搬送ベルトと前記像担持体とを当接させる信号とを同期させるとともに、前記主電動機を停止させる信号と、前記転写手段の前記搬送ベルトと前記像担持体とを離間させる信号とを同期させる制御手段を有する画像形成装置において、前記転写手段の無端の搬送ベルトはカウンターブレード方式のクリーニング手段を有し、前記制御手段は、前記装置の主電動機を動作させる現像剤の初期設定時、トナー強制補給時、および定着ローラのプレ回転時等の非転写時にあっても、前記装置の主電動機を始動または停止させる信号と、前記転写手段の前記搬送ベルトと前記像担持体とを当接または離間させる信号とを同期させて制御している。
【0017】
本発明によれば、転写搬送ベルトが回転する時には、常に感光体に当接し、転写搬送ベルトには感光体上の残留トナー(地汚れトナー)が、常に供給されるため、ブレードと転写搬送ベルトとの摩擦係数を下げる。
【0018】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
図1には、本発明の画像形成装置の構造を示す一実施例が示されている。この画像形成装置は同時2色画像形成装置であり、帯電チャージャからなる帯電手段、書き込みユニットからなる露光手段、及び現像手段を各々2個ずつ備えている。
【0019】
本実施例の画像形成装置は、同時2色画像形成装置で、主に、像担持体としての感光ドラム11、除電装置12、第1帯電装置13、第1露光装置14、第1現像装置15、第2帯電装置16、第2露光装置17、第2現像装置18、転写手段としての転写装置20により構成されている。
【0020】
感光ドラム11は、静電潜像を担持する担持体で、その表面に絶縁層あるいは感光層を有している。除電装置12は、感光ドラム11上の残留電荷を消去するため、感光ドラム11に全面露光を行う。第1帯電装置13および第2帯電装置16は、それぞれに帯電チャージャを有し、感光ドラム11に対して電荷を付与し、感光ドラム11を均一に帯電させる。この時の表面電位は約−850vになる。
【0021】
第1露光装置14および第2露光装置17は、第1書き込みユニット、第2書き込みユニットを有し、レーザダイオードから照射するレーザ光により感光ドラム11上に静電潜像を形成させる。第1現像装置15および第2現像装置18は、感光ドラム11上の静電潜像にトナーを付着させて可視像を形成させる。転写装置20は、図示しない制御手段としての制御装置を有し、感光ドラム11上の可視像のトナーを転写材としての転写紙Pに転写する。
【0022】
以上の主な構成において、以下その動作を説明する。画像形成時、感光ドラム11はメインモータにより回転駆動され、まず除電装置12の除電ランプにより光が照射され残留電荷が消去される。この時感光ドラム11の表面電位は0v〜−30vの基準電位となる。
【0023】
次に、感光ドラム11は第1帯電装置13の帯電チャージャから電荷が付与され均一に帯電し、その表面電位が約−850v前後となる。
【0024】
また、図示しない装置から送信されたデジタル記録画像情報(黒画像情報)は、第1露光装置14の図示しないラインドライバ回路で受信され、図示しないレーザドライバ回路で増幅される。このデジタル記録画像情報は、1画素当たり8ビットの多値化信号であり、レーザドライバ回路がラインドライバ回路からのデジタル記録画像情報に対応してレーザダイオードを発光付勢する。
【0025】
このレーザダイオードから照射されるレーザ光は、ポリゴンミラーからなる光偏光器により偏光され、f−θレンズを通過し、第1ミラー、第2ミラー、および第3ミラー141にて反射され、感光ドラム11に結像照射されることにより、黒の原稿画像成分の露光がなされる。ここで、感光ドラム11はレーザ光142が照射された部分(画像部)の表面電位は−100v前後となり、黒の原稿画像に対応した静電潜像が形成される。
【0026】
次に、感光ドラム11上の黒画像に対応した静電潜像は、第1現像装置15による現像で画像部に黒トナーが付着され、黒トナー像が形成される。第1現像装置15は、現像動作時には現像スリーブ151、152、攪拌ローラ153、および攪拌羽154を図示しない駆動機構により回転駆動させ、現像器155内の黒トナーとキャリアとからなる現像剤を攪拌ローラ153および攪拌羽154により攪拌して搬送する。
【0027】
現像スリーブ151は、攪拌羽154から搬送された現像剤を内部の磁石により吸着保持し、該スリーブ151の回転に伴って搬送する。現像スリーブ151上の現像剤はドクタ部材156によりその一部が掻き落とされ、一定量に調整された後、感光ドラム11と現像スリーブ151および現像スリーブ152との間を通過して現像器155内に戻り、攪拌ローラ153および攪拌羽154により再び攪拌されて搬送される。また、ドクタ部材156により現像スリーブ151から掻き落とされた現像剤は、セパレート157を経て現像器155内に落下して、攪拌ローラ153および攪拌羽154により再び攪拌されて搬送される。
【0028】
このように、現像剤は循環しながら感光ドラム11と現像スリーブ151および現像スリーブ152との間を通過することにより、感光ドラム11上の静電潜像を現像する。また、現像器155内の現像剤にはトナー補給部158からトナーが補給される。現像スリーブ151、152は、電源から−550v前後の現像バイアス電圧が印加され、感光ドラム11上の画像部は現像装置15による現像でトナーが付着するが、感光ドラム11上の非画像部分は−850vのままであって現像装置15による現像でもトナーは付着しない。
【0029】
ここで、トナー濃度の制御方法について説明をする。
初期において現像剤のトナー濃度は2.5%に調整配合されており、この状態でのトナー濃度センサ24(以下単にTセンサ24とする)の出力値が2.5vとなるようにTセンサ24の出力調整(現像剤初期設定)を行う。Tセンサ24は、現像器155内のトナー濃度に応じてその出力電圧が図2に示されているように変化するため、その電圧値を検知することによりトナー濃度Vtを制御している。また、トナー濃度の制御基準値Vrefは、Pセンサ26で読み取った画像濃度より得られる値により変更される。本実施例でのVref変更は、コピー200枚毎に1回行っている。
【0030】
Pセンサ26は、反射型フォトダイオードであり、感光ドラム11上の非画像部および感光ドラム11上に形成された画像パターンに一定量の光を当て、反射されて受光素子に戻ってくる反射光量を検出することにより、感光ドラム11上の画像濃度を検出している。なお、ここで感光ドラム11上の画像濃度が薄い場合には、Tセンサ24のトナー濃度制御値を高め(Vrefは低め)に設定する。このように、Tセンサ24とPセンサ26とを組み合わせることにより、画像濃度が常に一定となるようにトナー濃度制御を行っている。
【0031】
次に、感光ドラム11は帯電チャージャからなる第2帯電装置16による第2帯電工程、第2書き込みユニットからなる第2露光装置17による第2露光工程、第2現像装置18による第2現像工程を経るが、この第2帯電工程から第2現像工程は、2色モード、モノカラー(赤/青)モードが図示しない操作部で選択された場合にのみ行われ、黒単色モードでは帯電チャージャ16、第2露光装置、および第2現像装置18は作動せず、感光ドラム11上の黒トナー像はそのまま転写位置に進む。
【0032】
2色モード、モノカラー(赤/青)モードにおいて、感光ドラム11は第2帯電装置16を通過する第2帯電工程では、第2帯電装置16により電荷が付与されて再び表面電位が−850v前後となる。感光ドラム11が第2露光装置17を通過する第2露光工程では、図示しない装置より入力した原稿の黒以外の色、例えば赤/青のデジタル記録情報はLEDアレイからなる第2露光装置より2値化された信号にて、発光付勢される。
【0033】
ここで、感光ドラム11は第2露光装置17からのLED光が照射された部分(画像部)の表面電位が−100v前後になり、赤/青の原稿画像成分対応した静電潜像が形成される。すなわち第2帯電装置16および第2露光装置17は静電潜像形成手段を構成している。
【0034】
感光ドラム11が第2現像装置18を通過する第2現像工程では、第2現像装置18による現像で、赤/青の原稿画像成分に対応した静電潜像の画像部に色トナー(赤/青)が付着して、静電潜像が赤/青の色トナー像となる。第2現像装置18は、現像動作時には攪拌ローラ181、182、汲み上げローラ183、現像ローラ184が駆動部により回転駆動されて現像容器185内の赤/青の色トナーを攪拌して循環させ、現像ローラ184がその色トナーを感光ドラム11上の赤/青の原稿画像成分に対応した静電潜像を赤/青のトナー像に現像する。
【0035】
現像ローラ184には電源より−750v前後の現像バイアス電圧が印加される。感光ドラム11上の赤/青の原稿画像成分に対応した静電潜像の画像部には、現像装置18による現像で色トナーが付着するが、感光ドラム11上の非画像部は現像装置18による現像でも色トナーは付着しない。
【0036】
感光ドラム11は現像装置18を通過した後、転写搬送ベルトからなる転写装置20によりトナー像が給紙装置からの転写紙Pからなる転写材に転写される。この場合、転写紙Pは給紙装置よりレジストローラ21に給紙され、レジストローラ21が転写紙Pを感光ドラム11上のトナー像の先端部と転写紙Pの先端部とが一致するようなタイミングで転写装置20に送出する。
【0037】
転写装置20は、図示しない制御装置、転写搬送ベルト201、転写搬送ベルト201を張架している駆動ローラ202、従動ローラ203、バイアスローラ204、およびクリーニング装置205により構成され、駆動ローラ202はギアを介して主電動機としての図示しないメインモータに連結されている。転写搬送ベルト201は、メインモータの回転に伴って回動し、接離手段としてベルト接離装置60により感光ドラム11に当接される。また、転写搬送ベルト201は、ジョブ終了後メインモータの回転が止まる直前にベルト接離装置60が作動して感光ドラ11から離間される。
【0038】
図3および図4には、接離装置60の拡大断面図が示されている。
転写搬送ベルト201の接離装置60は、転写搬送ベルト201を張架しているフレーム下面にある当接板61、当接板61をその自由端とし固定された加圧アーム62、該加圧アーム62の基端部に設けられた軸62aに一端を支持されている接離レバー63、接離レバー63の他端に当接して配設されているカム64、および軸62aに取り付けられた図示しない半回転クラッチとにより構成されている。
【0039】
接離レバー63は、その回転軸62aに取り付けられた図示しないステーにより、加圧アーム62をその上部より押さえつけるような構成となっており、圧縮スプリング66による加圧アーム62の下面からの力であるバネの力を規制しているため、接離レバー63のカム64による上下動に連動して、加圧アーム62もその軸中心に上下動する。よって、転写搬送ベルト201は、感光ドラム11に対して接離動作を行うことができる。
【0040】
図5および図6には、接離動作の制御を示すフローチャートおよびメインモータと半回転クラッチのタイミング図が示されている。画像形成時にはメインモータの回転に伴い(ステップ501)、軸64aに取り付けられた半回転クラッチがONの状態になり(ステップ502)、軸64aにはメインモータからの駆動がギアを介して与えられてカム64が回転し、加圧アーム62の自由端にある圧力スプリング66の伸び力を開放することにより、転写搬送ベルト201が感光ドラム11に当接される。この時、感光ドラム11と転写搬送ベルト201とにより形成される転写ニップ幅は12mmになるように設定されている。この状態において、画像形成動作が行われる(ステップ503)。
【0041】
また、メインモータの回転が停止する直前に上記半回転クラッチがOFFの状態になり(ステップ505)、転写搬送ベルト201が感光ドラム11から離間され、メインモータが停止される(ステップ506)。
【0042】
本実施例に示された画像形成装置は、画像形成時以外の、例えば現像剤の初期設定時、トナー強制補給モード時、および定着ローラのプレ回転時等にメインモータが回転する場合(ステップ504)にも、転写搬送ベルト201が感光ドラム11に当接して回転するように制御されている。
【0043】
転写紙Pがレジストローラ21より転写装置20に送出される時、高圧電源206よりバイアスローラ204に黒トナー/色トナーの帯電極性とは反対極性の転写バイアスが印加され、感光ドラム11上のトナー像は、感光ドラム11と転写搬送ベルト201とにより形成される転写ニップ部において転写紙Pに転写される。
【0044】
転写搬送ベルト201は、高圧電源206からバイアスローラ204を介してバイアス印加されることにより、転写搬送ベルト201表面のコーテイング層に誘起電荷を発生させて転写紙Pを静電的に吸着させ、搬送する。このように、転写紙Pは感光ドラム11上のトナー像が転写された後、感光ドラム11から静電的に分離される。なお、この際転写紙Pが感光ドラム11から分離されなかった場合には、分離爪22によって感光ドラム11から分離され、転写搬送ベルト201により搬送される。
【0045】
転写紙Pは、転写搬送ベルト201により搬送され、駆動ローラ202で転写紙Pの腰の力を利用した曲率分離で転写搬送ベルト201から分離され、受渡ガイド板27を通り、定着ローラ280、加圧ローラ281により構成されている定着装置28に送られる。転写紙Pは、定着装置28で加熱および加圧され、転写紙P上のトナー像は融着定着されてコピーとして装置外部に排出される。
【0046】
なお、本実施例では、画像形成装置の電源投入と同時に定着ローラ280を所定の温度まで加熱した後、加圧ローラ281の表面温度未飽和により生じる定着不良を防止する目的で定着ローラ280および加圧ローラ281をプレ回転させている。
【0047】
転写搬送ベルト201は、クリーニングブラシ205a、クリーニングブレード205b等により構成されるクリーニング装置205によって残留トナーが掻き落とされる。クリーニングブレード205bは、転写搬送ベルト201の回転方向に対してカウンタ方向に当接、配置されている。
【0048】
また、感光ドラム11上のトナー像は、転写後にクリーニングブラシ231、クリーニングブレード232により構成されるクリーニング装置23によって残留トナーが一切除去され、次の作像工程に移る。
【0049】
本実施例においては、画像形成時に限らずメインモータの回転時には常に転写クラッチをONの状態にして転写搬送ベルト201を感光ドラム11に当接させることにより、感光ドラム11の表面上の微量トナー(地汚れトナー)を転写搬送ベルト201に供給してクリーニングブレード205bとの間の摩擦係数を低減させているが、転写搬送ベルト201と感光ドラム11との接離機構は、クラッチに限らずソレノイド等を使用しても実現できる。
【0050】
また、本実施例では、転写搬送ベルト201に半導電性ゴムを使用し、転写搬送ベルト201と感光ドラム11との接離させるための接離装置60を設けたが、半導電性ゴムに限らず、PET等の樹脂材料を使用することも可能であり、この場合には感光ドラム11と転写搬送ベルト201とを接離させず、常に接触させておいてもよい。
【0051】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明の画像形成装置によれば、転写搬送ベルトが回転する時は常に転写搬送ベルトは感光ドラムに当接され、転写搬送ベルト表面には感光ドラム上の残留トナーである地汚れトナーが常に供給されるため、クリーニングブレードと転写搬送ベルトとの摩擦係数を減少させることができる。したがって、クリーニングブレードのめくれを防止することができ、さらには転写紙の裏汚れを防止することができる。しかも、複雑な機構を必要としないため、安価にて良好な画像を得られる画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成装置の一実施例の構成を示す概略断面図である。
【図2】トナー濃度とトナー濃度センサーの出力の関係を示す図である。
【図3】本発明の画像形成装置における接離装置の実施例の構成を示す拡大断面図である。
【図4】本発明の画像形成装置における接離装置の実施例の構成を示す拡大断面図である。
【図5】本発明の画像形成装置における接離装置の動作例を説明するフローチャート図である。
【図6】メインモータと半回転クラッチのタイミング図である。
【符号の説明】
11 感光ドラム
12 除電装置
13 第1帯電装置
14 第1露光装置
15 第1現像装置
16 第2帯電装置
17 第2露光装置
18 第2現像装置
20 転写装置
60 接離装置
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus for developing an electrostatic latent image formed by an electrophotographic method, and more particularly, to an image forming apparatus having an endless transport belt in a transfer unit.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, electrophotographic image forming apparatuses such as copiers, facsimile machines, printers, and the like generally use a photoreceptor such as a photoreceptor drum or a photoreceptor belt to rotate the photoreceptor at the time of image formation, uniformly charge the photoreceptor, and then perform exposure. Forming an electrostatic latent image by performing image exposure by means, developing the electrostatic latent image with a developing device to form a toner image, transferring the toner image to a sheet of transfer paper or the like by a transfer device, and forming a toner image by a fixing device. After fixing, the photoconductor is cleaned by a cleaning device after the transfer of the toner image to remove residual toner on the photoconductor.
[0003]
As the transfer device, a corona charger, an endless transfer means, or the like is used, and the endless transfer means is constituted by a transfer conveyance belt. The transfer conveyance belt is rotated and driven by driving means including gears and the like, and a transfer bias is applied from a power supply to electrostatically hold and convey the sheet. The toner image on the photoreceptor is transferred to the sheet when the sheet passes through the gap.
[0004]
Since the base layer of the transfer / transport belt is made of a rubber material, if the transfer / transport belt is constantly in contact with the photoreceptor, the compounding material such as oil and wax contained in the rubber layer may vary depending on environmental conditions. A phenomenon of transferring to the photoreceptor was observed, and a problem that an abnormal image was generated sometimes occurred. Therefore, the transfer / conveying belt is brought into contact with the photosensitive member only during the image forming operation, and otherwise, the transfer / conveying belt is separated from the photosensitive member.
[0005]
In an image forming apparatus using an endless transfer unit, extra toner hardly adheres to the transfer / conveying belt, but the size of the toner image on the photoconductor and the size of the sheet are reduced due to the irregular size of the sheet. If the toner does not match, or if a sheet jam occurs, the toner may be transferred from the photoconductor to the transfer conveyance belt, and the transfer conveyance belt may directly contact the photoconductor between sheets. When a very small amount of toner is adhered to the photoreceptor (dirty toner), this toner may be transferred to the transfer conveyance belt. Therefore, when toner adheres to the transfer conveyance belt, it is necessary to dispose a cleaning device on the transfer conveyance belt to remove the toner on the transfer conveyance belt, as if a cleaning device was arranged on the photoconductor. is there.
[0006]
As this cleaning device, one that removes toner on a transfer conveyance belt by a cleaning blade has been proposed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-34882 discloses an image forming apparatus using an endless transfer means. On the other hand, there is described a cleaning device that removes toner on a transfer conveyance belt by a cleaning blade that is brought into contact with the counter direction.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In an image forming apparatus using a conventional transfer conveyance belt, the toner on the transfer conveyance belt is removed by a cleaning blade that is brought into contact with the transfer conveyance belt in a counter direction. On the other hand, in a high-temperature and high-humidity environment, the friction coefficient itself increases due to the increase in temperature and humidity of the cleaning blade and the belt coating layer, and the amount of background toner as a lubricant supplied from the photoconductor between the papers is extremely small. As a result, the friction coefficient between the transfer conveyance belt and the cleaning blade is increased, and the cleaning angle is narrowed due to a decrease in the Young's modulus of the cleaning blade due to an increase in temperature.
[0008]
As described above, it is necessary to provide a cleaning device in order to remove excess toner adhering to the transfer / transport belt. However, if a counter-type cleaning device is provided, the transfer / belt between the transfer / transport belt and the cleaning blade is required. A small amount of toner that plays a role of a lubricant to reduce the frictional force must always be supplied. A simple example of this frictional force phenomenon is similar to the wiper chatter that occurs when the wiper is operated without water droplets on the windshield of an automobile.
[0009]
The conventional technical idea is that the transfer / conveyance belt is brought into contact with the photoconductor only during the image forming operation, and otherwise, the transfer / conveyance belt is separated from the photoconductor. However, in the case of such control, for example, in the following cases (1) to (3), since the mechanical operation conventionally does not involve image formation, the operation is performed with the transfer belt separated from the photoconductor. Had been
(1) In the developing device of the two-component developing system, the toner concentration in the developer (carrier + toner) decreases with the consumption of the toner. When toner is forcibly supplied until toner is supplied.
(2) At the time of the initial setting of the developer, this is so that the output voltage of the T sensor of the initial agent (the toner concentration at the time of shipment from the factory is adjusted to 2.5%) becomes a predetermined reference voltage value. In this operation, the developer in the developing device is agitated to eliminate the bias of the developer in the developing device. The T sensor is a sensor that measures the transmittance of the developer, and measures the toner density by utilizing the fact that the observed value of the magnetic permeability changes depending on the toner density. The toner concentration in the developing device is controlled by the output of the T sensor.
(3) Immediately after the power is turned on, when the fixing heater is turned on and an image is output while the temperature distribution of the pressure roller is still non-uniform, part of the thermal energy that should contribute to the fusion of the toner on the transfer paper is reduced. At the time of pre-rotation of the fixing roller, the fixing roller and the pressing roller are rotated in advance so that the temperature distribution is saturated, in order to prevent a cold offset from being caused by the temperature rise of the pressing roller.
[0010]
However, when the above operation is performed in a high-temperature and high-humidity environment, there has been a problem that the cleaning blade is turned up. When a mechanical operation is performed with the cleaning blade turned up, there has been a problem that the back surface of the transfer paper is stained because the cleaning is not performed, and the transfer conveyance belt is broken.
[0011]
In order to prevent such a problem, the drive unit of the transfer conveyance unit and the drive unit of the photoconductor are separately provided, or the drive shaft of the transfer conveyance belt is connected to the main motor via a clutch, so that the transfer conveyance belt is connected. It is conceivable that the transfer / conveying belt is not rotated at the timing when the transfer belt is separated from the photoconductor. However, in this method, since a mechanism such as a drive unit or a clutch must be added, there is a problem that the number of parts of the apparatus is increased, the cost is increased, and the apparatus is complicated.
[0012]
Therefore, the object of the present invention is to keep the transfer conveyor belt in contact with the photosensitive member whenever the main motor rotates, regardless of whether the image is being formed or not, thereby turning up the cleaning blade and transferring the transfer paper. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus which can prevent the occurrence of back stains and can obtain a good image at low cost.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
An image forming apparatus according to the present invention includes an image carrier that carries an electrostatic latent image, a developing unit that attaches toner to the electrostatic latent image carried by the image carrier to form a toner image, and an endless conveyance. A transfer unit configured to transfer a toner image developed by the developing unit to a transfer material, a contact / separation unit configured to contact or separate the transport belt of the transfer unit and the image carrier, and the image A signal for starting the main motor of the forming apparatus is synchronized with a signal for bringing the transfer belt of the transfer unit into contact with the image carrier, a signal for stopping the main motor, and the transfer of the transfer unit. in the image forming apparatus having a control means for synchronizing the signal to separate the belt the image carrier, the conveyor belt of endless of the transfer means has a cleaning means counter blade type, the The control means starts or stops the main motor of the apparatus even at the time of non-transfer such as initial setting of the developer for operating the main motor of the apparatus, forcible toner replenishment, and pre-rotation of the fixing roller. A signal and a signal for abutting or separating the transfer belt of the transfer unit and the image carrier are controlled in synchronization with each other.
[0017]
According to the present invention, when the transfer conveyance belt rotates, the transfer conveyance belt always comes into contact with the photoconductor, and the transfer conveyance belt is always supplied with the residual toner (ground toner) on the photoconductor. And lower the coefficient of friction.
[0018]
【Example】
Hereinafter, examples of the present invention will be described.
FIG. 1 shows an embodiment showing the structure of the image forming apparatus of the present invention. This image forming apparatus is a simultaneous two-color image forming apparatus and includes two charging units each including a charging charger, two exposing units each including a writing unit, and two developing units.
[0019]
The image forming apparatus of the present embodiment is a simultaneous two-color image forming apparatus, and mainly includes a photosensitive drum 11 as an image carrier, a static eliminator 12, a first charging device 13, a first exposure device 14, and a first developing device 15. , A second charging device 16, a second exposure device 17, a second developing device 18, and a transfer device 20 as transfer means.
[0020]
The photosensitive drum 11 is a carrier for carrying an electrostatic latent image, and has an insulating layer or a photosensitive layer on its surface. The static eliminator 12 exposes the entire surface of the photosensitive drum 11 to erase residual charges on the photosensitive drum 11. Each of the first charging device 13 and the second charging device 16 has a charging charger, applies a charge to the photosensitive drum 11, and charges the photosensitive drum 11 uniformly. At this time, the surface potential becomes about -850v.
[0021]
The first exposure device 14 and the second exposure device 17 have a first writing unit and a second writing unit, and form an electrostatic latent image on the photosensitive drum 11 by laser light emitted from a laser diode. The first developing device 15 and the second developing device 18 form a visible image by attaching toner to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 11. The transfer device 20 has a control device as control means (not shown), and transfers the visible image toner on the photosensitive drum 11 to a transfer paper P as a transfer material.
[0022]
The operation of the above main configuration will be described below. At the time of image formation, the photosensitive drum 11 is driven to rotate by a main motor. First, light is irradiated by a charge removing lamp of the charge removing device 12 to remove residual charges. At this time, the surface potential of the photosensitive drum 11 becomes a reference potential of 0V to -30V.
[0023]
Next, the photosensitive drum 11 is charged uniformly by the charge from the charging charger of the first charging device 13, and its surface potential becomes about -850V.
[0024]
The digitally recorded image information (black image information) transmitted from a device (not shown) is received by a line driver circuit (not shown) of the first exposure device 14 and is amplified by a laser driver circuit (not shown). This digitally recorded image information is a multi-valued signal of 8 bits per pixel, and the laser driver circuit activates the laser diode in accordance with the digitally recorded image information from the line driver circuit.
[0025]
The laser light emitted from the laser diode is polarized by an optical polarizer comprising a polygon mirror, passes through an f-θ lens, is reflected by a first mirror, a second mirror, and a third mirror 141, and is 11, the black document image component is exposed. Here, the surface potential of the portion (image portion) of the photosensitive drum 11 irradiated with the laser beam 142 is around -100 V, and an electrostatic latent image corresponding to a black original image is formed.
[0026]
Next, the electrostatic latent image corresponding to the black image on the photosensitive drum 11 is developed by the first developing device 15 so that black toner is adhered to an image portion to form a black toner image. During the developing operation, the first developing device 15 rotates the developing sleeves 151 and 152, the stirring roller 153, and the stirring blade 154 by a driving mechanism (not shown) to stir the developer including the black toner and the carrier in the developing device 155. It is stirred and transported by the roller 153 and the stirring blade 154.
[0027]
The developing sleeve 151 attracts and holds the developer conveyed from the stirring blade 154 by an internal magnet, and conveys the developer along with the rotation of the sleeve 151. A part of the developer on the developing sleeve 151 is scraped off by the doctor member 156, and is adjusted to a predetermined amount. Then, the developer passes between the photosensitive drum 11 and the developing sleeve 151 and the developing sleeve 152, and flows into the developing device 155. Then, the toner is again stirred by the stirring roller 153 and the stirring blade 154 and transported. Further, the developer scraped off from the developing sleeve 151 by the doctor member 156 falls through the separate 157 into the developing device 155, and is again stirred and conveyed by the stirring roller 153 and the stirring blade 154.
[0028]
As described above, the developer passes between the photosensitive drum 11 and the developing sleeve 151 and the developing sleeve 152 while circulating, thereby developing the electrostatic latent image on the photosensitive drum 11. Further, the toner in the developing device 155 is supplied with toner from a toner supply unit 158. A developing bias voltage of about -550 V is applied to the developing sleeves 151 and 152 from a power source, and toner is attached to an image portion on the photosensitive drum 11 by development by the developing device 15, but a non-image portion on the photosensitive drum 11 is-. At 850 V, the toner does not adhere even in the development by the developing device 15.
[0029]
Here, a method of controlling the toner density will be described.
Initially, the toner concentration of the developer is adjusted to 2.5%, and the T sensor 24 is adjusted so that the output value of the toner concentration sensor 24 (hereinafter simply referred to as T sensor 24) in this state becomes 2.5V. Output adjustment (developer initial setting). Since the output voltage of the T sensor 24 changes as shown in FIG. 2 according to the toner density in the developing device 155, the T sensor 24 controls the toner density Vt by detecting the voltage value. Further, the control reference value Vref of the toner density is changed by a value obtained from the image density read by the P sensor 26. The Vref change in this embodiment is performed once for every 200 copies.
[0030]
The P sensor 26 is a reflection-type photodiode, and irradiates a fixed amount of light to a non-image portion on the photosensitive drum 11 and an image pattern formed on the photosensitive drum 11, and the amount of reflected light returning to the light receiving element. Is detected, the image density on the photosensitive drum 11 is detected. Here, when the image density on the photosensitive drum 11 is low, the toner density control value of the T sensor 24 is set higher (Vref is lower). As described above, by combining the T sensor 24 and the P sensor 26, the toner density control is performed so that the image density is always constant.
[0031]
Next, the photosensitive drum 11 is subjected to a second charging process by a second charging device 16 composed of a charging charger, a second exposure process by a second exposure device 17 composed of a second writing unit, and a second developing process by a second developing device 18. However, the second charging step to the second developing step are performed only when the two-color mode and the mono-color (red / blue) mode are selected by an operation unit (not shown). The second exposure device and the second developing device 18 do not operate, and the black toner image on the photosensitive drum 11 proceeds to the transfer position as it is.
[0032]
In the two-color mode and the mono-color (red / blue) mode, in the second charging step in which the photosensitive drum 11 passes through the second charging device 16, a charge is applied by the second charging device 16 and the surface potential is again about -850v. It becomes. In the second exposure step in which the photosensitive drum 11 passes through the second exposure device 17, digital recording information of a color other than black, for example, red / blue, of a document input from an unillustrated device is output from the second exposure device composed of an LED array. Light emission is activated by the digitized signal.
[0033]
Here, the surface potential of the portion (image portion) of the photosensitive drum 11 irradiated with the LED light from the second exposure device 17 becomes about -100 V, and an electrostatic latent image corresponding to a red / blue original image component is formed. Is done. That is, the second charging device 16 and the second exposure device 17 constitute an electrostatic latent image forming unit.
[0034]
In the second developing step in which the photosensitive drum 11 passes through the second developing device 18, the color toner (red / red) is applied to the image portion of the electrostatic latent image corresponding to the red / blue original image component by the development by the second developing device 18. (Blue) adheres, and the electrostatic latent image becomes a red / blue color toner image. During the developing operation, the second developing device 18 rotates the agitating rollers 181 and 182, the pumping roller 183, and the developing roller 184 by the driving unit, and agitates and circulates the red / blue color toner in the developing container 185. A roller 184 develops the color toner into an electrostatic latent image corresponding to a red / blue original image component on the photosensitive drum 11 into a red / blue toner image.
[0035]
A developing bias voltage of about −750 V is applied to the developing roller 184 from a power supply. The color toner adheres to the image portion of the electrostatic latent image corresponding to the red / blue original image component on the photosensitive drum 11 by development by the developing device 18, while the non-image portion on the photosensitive drum 11 is The color toner does not adhere even in the development by.
[0036]
After passing through the developing device 18, the toner image is transferred from the photosensitive drum 11 to a transfer material formed of transfer paper P from a paper feeding device by a transfer device 20 formed of a transfer conveyance belt. In this case, the transfer paper P is fed from the paper feeding device to the registration roller 21, and the registration roller 21 applies the transfer paper P so that the leading end of the toner image on the photosensitive drum 11 and the leading end of the transfer paper P coincide with each other. It is sent to the transfer device 20 at the timing.
[0037]
The transfer device 20 includes a control device (not shown), a transfer conveyance belt 201, a driving roller 202 that stretches the transfer conveyance belt 201, a driven roller 203, a bias roller 204, and a cleaning device 205. Through a main motor (not shown) as a main motor. The transfer / transport belt 201 rotates with the rotation of the main motor, and is brought into contact with the photosensitive drum 11 by the belt contact / separation device 60 as a contact / separation unit. In addition, the transfer / conveyance belt 201 is separated from the photosensitive drum 11 by the operation of the belt contact / separation device 60 immediately before the rotation of the main motor stops after the end of the job.
[0038]
3 and 4 are enlarged sectional views of the contact / separation device 60. FIG.
The contact / separation device 60 for the transfer / transport belt 201 includes a contact plate 61 on the lower surface of the frame on which the transfer / transport belt 201 is stretched, a pressure arm 62 having the contact plate 61 as a free end thereof, One end is supported on a shaft 62a provided at the base end of the arm 62, a contact / separation lever 63, a cam 64 disposed in contact with the other end of the contact / separation lever 63, and attached to the shaft 62a. It comprises a half-turn clutch (not shown).
[0039]
The contact / separation lever 63 is configured to press the pressing arm 62 from above by a stay (not shown) attached to the rotating shaft 62a, and the force from the lower surface of the pressing arm 62 by the compression spring 66. Since the force of a certain spring is regulated, the pressing arm 62 also moves up and down about its axis in conjunction with the up and down movement of the contact / separation lever 63 by the cam 64. Therefore, the transfer / conveyance belt 201 can perform an operation of coming and going with respect to the photosensitive drum 11.
[0040]
FIGS. 5 and 6 show a flowchart showing the control of the contact / separation operation and timing diagrams of the main motor and the half-turn clutch. At the time of image formation, with the rotation of the main motor (step 501), the half-rotation clutch attached to the shaft 64a is turned on (step 502), and drive from the main motor is given to the shaft 64a via a gear. When the cam 64 rotates to release the extension force of the pressure spring 66 at the free end of the pressure arm 62, the transfer conveyance belt 201 comes into contact with the photosensitive drum 11. At this time, the transfer nip width formed by the photosensitive drum 11 and the transfer conveyance belt 201 is set to be 12 mm. In this state, the image forming operation is performed (Step 503).
[0041]
Immediately before the rotation of the main motor stops, the half-rotation clutch is turned off (step 505), the transfer conveyance belt 201 is separated from the photosensitive drum 11, and the main motor is stopped (step 506).
[0042]
In the image forming apparatus shown in the present embodiment, the main motor rotates other than the time of image formation, for example, at the time of initial setting of the developer, in the forced toner supply mode, and at the time of pre-rotation of the fixing roller (step 504). In (2), the transfer / conveyance belt 201 is controlled so as to rotate in contact with the photosensitive drum 11.
[0043]
When the transfer paper P is sent from the registration roller 21 to the transfer device 20, a transfer bias having a polarity opposite to the charging polarity of the black toner / color toner is applied to the bias roller 204 from the high voltage power source 206, and the toner on the photosensitive drum 11 is transferred. The image is transferred to the transfer paper P at a transfer nip formed by the photosensitive drum 11 and the transfer conveyance belt 201.
[0044]
The transfer / transport belt 201 is applied with a bias from a high-voltage power supply 206 via a bias roller 204 to generate an induced charge in a coating layer on the surface of the transfer / transport belt 201 so that the transfer paper P is electrostatically attracted and conveyed. I do. As described above, the transfer paper P is electrostatically separated from the photosensitive drum 11 after the toner image on the photosensitive drum 11 is transferred. If the transfer paper P is not separated from the photosensitive drum 11 at this time, the transfer paper P is separated from the photosensitive drum 11 by the separation claw 22 and is conveyed by the transfer conveyance belt 201.
[0045]
The transfer paper P is conveyed by the transfer conveyance belt 201, separated from the transfer conveyance belt 201 by the drive roller 202 by curvature separation using the stiffness of the transfer paper P, passes through the delivery guide plate 27, and is fixed by the fixing roller 280. It is sent to the fixing device 28 constituted by the pressure roller 281. The transfer paper P is heated and pressed by the fixing device 28, and the toner image on the transfer paper P is fused and fixed, and is discharged as a copy outside the apparatus.
[0046]
In this embodiment, after the fixing roller 280 is heated to a predetermined temperature at the same time when the power of the image forming apparatus is turned on, the fixing roller 280 and the heating roller 280 are heated for the purpose of preventing defective fixing caused by the surface temperature of the pressure roller 281 being unsaturated. The pressure roller 281 is pre-rotated.
[0047]
The transfer conveying belt 201 has a residual toner scraped off by a cleaning device 205 including a cleaning brush 205a, a cleaning blade 205b, and the like. The cleaning blade 205b is disposed in contact with the rotation direction of the transfer conveyance belt 201 in a counter direction.
[0048]
After the transfer, the toner image on the photosensitive drum 11 is completely removed by the cleaning device 23 including the cleaning brush 231 and the cleaning blade 232, and the process proceeds to the next image forming process.
[0049]
In the present embodiment, the transfer clutch is always in the ON state when the main motor is rotating, not only during image formation, and the transfer conveyance belt 201 is brought into contact with the photosensitive drum 11 so that a small amount of toner ( The background transfer toner 201 is supplied to the transfer / transport belt 201 to reduce the friction coefficient between the transfer / transport belt 201 and the cleaning blade 205b. Can also be realized.
[0050]
In this embodiment, the transfer / conveyance belt 201 is made of semiconductive rubber, and the contact / separation device 60 for bringing the transfer / conveyance belt 201 into contact with / separating from the photosensitive drum 11 is provided. Instead, a resin material such as PET may be used. In this case, the photosensitive drum 11 and the transfer / conveyance belt 201 may be kept in contact with each other without being separated from or separated from each other.
[0051]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the image forming apparatus of the present invention, the transfer conveyance belt is always in contact with the photosensitive drum when the transfer conveyance belt rotates, and the transfer conveyance belt remains on the surface of the transfer conveyance belt. Since the background toner, which is toner, is always supplied, the coefficient of friction between the cleaning blade and the transfer conveyance belt can be reduced. Therefore, the turning of the cleaning blade can be prevented, and further, the back stain of the transfer paper can be prevented. Moreover, since a complicated mechanism is not required, an image forming apparatus which can obtain a good image at low cost can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view illustrating a configuration of an embodiment of an image forming apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a toner density and an output of a toner density sensor.
FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a configuration of an embodiment of a contact / separation device in the image forming apparatus of the present invention.
FIG. 4 is an enlarged sectional view showing a configuration of an embodiment of a contact / separation device in the image forming apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation example of the contact / separation device in the image forming apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a timing chart of a main motor and a half-turn clutch.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Photosensitive drum 12 Static eliminator 13 First charging device 14 First exposure device 15 First developing device 16 Second charging device 17 Second exposure device 18 Second developing device 20 Transfer device 60 Contact / separation device

Claims (1)

静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体に担持された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成させる現像手段と、無端の搬送ベルトにより構成され、前記現像手段で現像されたトナー像を転写材に転写させる転写手段と、該転写手段の前記搬送ベルトと前記像担持体とを当接または離間させる接離手段と、前記画像形成装置の主電動機を始動させる信号と、前記転写手段の前記搬送ベルトと前記像担持体とを当接させる信号とを同期させるとともに、前記主電動機を停止させる信号と、前記転写手段の前記搬送ベルトと前記像担持体とを離間させる信号とを同期させる制御手段を有する画像形成装置において、前記転写手段の無端の搬送ベルトはカウンターブレード方式のクリーニング手段を有し、前記制御手段は、前記装置の主電動機を動作させる現像剤の初期設定時、トナー強制補給時、および定着ローラのプレ回転時等の非転写時にあっても、前記装置の主電動機を始動または停止させる信号と、前記転写手段の前記搬送ベルトと前記像担持体とを当接または離間させる信号とを同期させて制御することを特徴とする画像形成装置。An image carrier that carries an electrostatic latent image, a developing unit that forms a toner image by attaching toner to the electrostatic latent image carried on the image carrier, and an endless transport belt, the developing unit comprising: Transfer means for transferring the toner image developed in the step (c) to a transfer material, contact / separation means for contacting or separating the transfer belt of the transfer means and the image carrier, and starting a main motor of the image forming apparatus. A signal and a signal for bringing the transfer belt of the transfer unit into contact with the image carrier are synchronized, and a signal for stopping the main motor, and the transfer belt and the image carrier of the transfer unit are in the image forming apparatus having a control means for synchronizing the signal to separate, the conveyor belt of endless of the transfer means has a cleaning means counter blade type, the control means, the main of the apparatus A signal for starting or stopping the main motor of the apparatus even at the time of non-transfer such as initial setting of the developer for operating the motive, forcible toner replenishment, and pre-rotation of the fixing roller, and An image forming apparatus, wherein a signal for bringing a conveyor belt and an image carrier into contact with or separated from each other is controlled in synchronization with each other.
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