JP2006138909A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般には、電子写真方式等により電子写真感光体に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像剤にて顕像化する画像形成装置に関するものである。 The present invention generally relates to an image forming apparatus that forms an electrostatic latent image on an electrophotographic photosensitive member by an electrophotographic method or the like and visualizes the electrostatic latent image with a developer.
ここで、電子写真方式の画像形成装置としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ(例えば、LEDプリンタ、レーザービームプリンタ等)及び電子写真ファクシミリ装置等が含まれる。 Here, examples of the electrophotographic image forming apparatus include an electrophotographic copying machine, an electrophotographic printer (for example, an LED printer, a laser beam printer, and the like), an electrophotographic facsimile apparatus, and the like.
従来の電子写真方式による画像形成装置においては、電子写真感光体(以下、感光ドラムと言う)表面を帯電装置によって一様に帯電し、帯電された感光ドラム表面を露光装置によって露光して静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像装置で現像して現像剤(以下、トナーと言う)像を形成し、このトナー像を転写装置によって用紙などの転写材に転写して、定着装置によりトナー像を転写材上に永久固着画像として定着して出力する。トナー像転写後に感光ドラム表面に残留したトナーは、クリーニング装置によってクリーニングされ、次の画像形成動作に備える。 In a conventional electrophotographic image forming apparatus, the surface of an electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a photosensitive drum) is uniformly charged by a charging device, and the charged photosensitive drum surface is exposed by an exposure device to be electrostatically charged. A latent image is formed. The electrostatic latent image is developed by a developing device to form a developer (hereinafter referred to as toner) image. The toner image is transferred to a transfer material such as paper by a transfer device, and the toner image is transferred by a fixing device. Is fixed on the transfer material as a permanently fixed image and output. The toner remaining on the surface of the photosensitive drum after the toner image is transferred is cleaned by a cleaning device to prepare for the next image forming operation.
感光ドラム表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置としては、装置の小型化、駆動源が不要、製造コストが比較的安価等の観点からブレードを用いる手法が広く利用されている。ブレードは支持体である金属板金とゴム部材とを接着若しくは一体で成形された構成が主であり、ゴム部材の先端部を感光ドラム表面に押圧する構成とすることで感光ドラム表面の残留したトナーを掻き落とし、ドラム表面から除去できる。 As a cleaning device for removing the toner remaining on the surface of the photosensitive drum, a method using a blade is widely used from the viewpoints of downsizing of the device, no driving source, relatively low manufacturing cost, and the like. The blade mainly has a structure in which a metal sheet metal as a support and a rubber member are bonded or integrally formed, and the toner remaining on the surface of the photosensitive drum is configured by pressing the tip of the rubber member against the surface of the photosensitive drum. Can be scraped off and removed from the drum surface.
クリーニング装置のゴム部材の材質としては、感光ドラム表面に傷を付けにくいという観点から主にウレタンゴム(ポリエステル系ウレタンエラストマー等)が広く用いられている。ここで、クリーニング装置のゴム部材の硬度が高まる比較的低温下においてトナー像転写後に感光ドラム表面に残留したトナーをクリーニングする際トナーがクリーニング装置をすり抜けてしまい、帯電装置や転写材を汚してしまう現象(クリーニング不良)が起きる場合があった。 As a material of the rubber member of the cleaning device, urethane rubber (polyester urethane elastomer or the like) is widely used mainly from the viewpoint of hardly scratching the surface of the photosensitive drum. Here, when the toner remaining on the surface of the photosensitive drum is cleaned after the toner image is transferred at a relatively low temperature where the hardness of the rubber member of the cleaning device is relatively low, the toner slips through the cleaning device and stains the charging device and the transfer material. The phenomenon (cleaning failure) sometimes occurred.
クリーニング装置のゴム部材として主に用いられるポリエステル系ウレタンエラストマーは、低温湿環境下では硬度が高まるため、感光ドラムから受ける力が増大すると共に、ゴム弾性も低下し、感光ドラムの回転に伴ってブレード先端の欠けが起きたり、感光ドラム表面の摺刷時に感光ドラム表面の表面性に依存する感光ドラムから受ける微小な負荷変動に対しての追従性が悪化し、感光ドラムから受ける力を定常的に得られなくなり、その結果、感光ドラム表面とゴム部材先端との当接領域に残留トナーが挟まり、その挟み込んだトナーの周囲から他の残留トナーがすり抜けてしまう現象(クリーニング不良)が発生する場合があった。 Polyester urethane elastomers, which are mainly used as rubber members for cleaning devices, have increased hardness in a low-temperature and humid environment, so that the force received from the photosensitive drum increases and the rubber elasticity also decreases. When the tip is chipped or when the surface of the photosensitive drum is slid, the follow-up to minute load fluctuations received from the photosensitive drum that depends on the surface properties of the photosensitive drum surface deteriorates, and the force received from the photosensitive drum is constantly As a result, there is a case in which residual toner is caught in the contact area between the photosensitive drum surface and the front end of the rubber member, and another residual toner slips out from around the sandwiched toner (cleaning failure). there were.
これに対し、従来、低温環境下における欠点を回避する手段として、例えば、特許文献1や特許文献2、特許文献3に見るように、クリーニングブレードを加熱するような提案がなされている。
On the other hand, as a means for avoiding a defect in a low temperature environment, conventionally, as seen in
しかしながら、上記の方法では、ヒータ等を用いて、クリーニングブレードを加熱する。そのため、消費電力が増大するという問題があった。又、クリーニング装置の性能は、使用環境の温度だけでなく、感光体ドラムの表面性にも大きく左右される。 However, in the above method, the cleaning blade is heated using a heater or the like. Therefore, there is a problem that power consumption increases. The performance of the cleaning device greatly depends not only on the temperature of the use environment but also on the surface property of the photosensitive drum.
例えば、粗悪な環境(砂、埃等の多い)や、若しくは粗悪な紙(炭酸カルシウム等の添料を多く使用し、且つ、粒径が大きい紙)を使用した場合、転写材に異物が付着し、直接転写材と感光体ドラムとが接触するような構成の画像形成装置である場合、感光体ドラム表面へのダメージは甚大であり、更に低温環境下の場合、低温によるゴム特性の無くなったクリーニングブレードでは表面性が失われた感光体ドラム上の排トナーを十分に規制することは非常に難しく、クリーニング不良が発生した。 For example, if a bad environment (a lot of sand, dust, etc.) or bad paper (paper with a large amount of additives such as calcium carbonate and a large particle size) is used, foreign matter will adhere to the transfer material. However, when the image forming apparatus is configured such that the transfer material and the photosensitive drum are in direct contact with each other, the damage to the surface of the photosensitive drum is enormous, and in a low temperature environment, the rubber property due to the low temperature is lost. With the cleaning blade, it is very difficult to sufficiently regulate the discharged toner on the photosensitive drum whose surface property has been lost, and a cleaning failure has occurred.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、粗悪な環境下で且つ低温環境下におけるクリーニング不良を招くことない画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus that does not cause poor cleaning in a rough environment and in a low temperature environment.
上記課題を達成するため、請求項1記載の発明は、被担持物たるトナー像を担持する像担持体と、像担持体からトナー像を直接転写材に転写する転写装置と像担持体上の残留トナーを除去するためのクリーニング部材とを有する画像形成装置において、像担持体上の表面に光を与える発光素子と、担持体表面からの発光素子の反射光を受光し得る受光素子と受光素子により検出した反射光量の値を基準値と比較する比較手段と、温度検知手段と、クリーニング部材を加熱する加熱手段とを有し前記比較手段の出力と温度検知手段の出力に基づいてクリーニング部材を加熱する。
In order to achieve the above object, an invention according to
請求項2記載の発明は、受光素子により検出した反射光量の値から像担持体の表面の粗さを検知する。 According to the second aspect of the present invention, the roughness of the surface of the image carrier is detected from the value of the amount of reflected light detected by the light receiving element.
請求項3記載の発明は、受光素子は、正反射光を受光する。 According to a third aspect of the present invention, the light receiving element receives specularly reflected light.
請求項4記載の発明は、受光素子は、乱反射光を受光する。 According to a fourth aspect of the present invention, the light receiving element receives irregularly reflected light.
請求項5記載の発明は、発光素子及び受光素子から構成される表面性検知手段は、像担持体の通紙部の表面性を検知するように配置されている。 According to the fifth aspect of the present invention, the surface property detection means including the light emitting element and the light receiving element is arranged so as to detect the surface property of the sheet passing portion of the image carrier.
請求項6記載の発明は、表面性検知手段は、前記像担持体の回転方向に対して垂直方向に複数個配置されている。 According to a sixth aspect of the present invention, a plurality of surface property detection means are arranged in a direction perpendicular to the rotation direction of the image carrier.
請求項7記載の発明は、表面性検知手段は、前記像担持体の回転方向に対して垂直方向に移動させる手段を有する。 According to a seventh aspect of the present invention, the surface property detection means has means for moving the surface property detection apparatus in a direction perpendicular to the rotation direction of the image carrier.
請求項8記載の発明は、被担持物たるトナー像を担持する像担持体と、像担持体からトナー像を直接転写材に転写する転写装置と像担持体上の残留トナーを除去するためのクリーニング部材とを有する画像形成装置において、像担持体上の表面に光を与える発光素子と、像担持体表面からの発光素子の正反射光を受光し得る第1の受光素子と乱反射光を受光し得る第2の受光素子と、第1及び第2の受光素子により検出した反射光量の値を基準値と比較する比較手段と、温度検知手段と、クリーニング部材を加熱する加熱手段とを有し比較手段の出力と温度検知手段の出力に基づいてクリーニング部材を加熱する。 The invention according to claim 8 is an image carrier that carries a toner image as a carrying object, a transfer device that directly transfers a toner image from the image carrier to a transfer material, and residual toner on the image carrier. In an image forming apparatus having a cleaning member, a light emitting element that gives light to the surface on the image carrier, a first light receiving element that can receive regular reflection light of the light emitting element from the surface of the image carrier, and light received by irregular reflection A second light receiving element capable of comparing, a comparing means for comparing the value of the reflected light amount detected by the first and second light receiving elements with a reference value, a temperature detecting means, and a heating means for heating the cleaning member. The cleaning member is heated based on the output of the comparison means and the output of the temperature detection means.
請求項9記載の発明は、第1及び第2の受光素子により検出した反射光量の値から像担持体の表面の粗さを検知する。 According to the ninth aspect of the invention, the roughness of the surface of the image carrier is detected from the value of the reflected light amount detected by the first and second light receiving elements.
請求項10記載の発明は、発光素子及び受光素子から構成される表面性検知手段は、像担持体の通紙部内の表面性を検知するように配置されている。 According to the tenth aspect of the present invention, the surface property detecting means including the light emitting element and the light receiving element is arranged so as to detect the surface property in the sheet passing portion of the image carrier.
請求項11記載の発明は、表面性検知手段は、前記像担持体の回転方向に対して垂直方向に複数個配置されている。 According to an eleventh aspect of the present invention, a plurality of surface property detection means are arranged in a direction perpendicular to the rotation direction of the image carrier.
請求項12記載の発明は、表面性検知手段は、前記像担持体の回転方向に対して垂直方向に移動させる手段を有する。 According to a twelfth aspect of the present invention, the surface property detection means has means for moving the surface property detection apparatus in a direction perpendicular to the rotation direction of the image carrier.
請求項1記載の発明によれば、像担持体上の表面に光を与える発光素子と、担持体表面からの発光素子の反射光を受光し得る受光素子と受光素子により検出した反射光量の値と温度検知手段の出力を基にクリーニングブレードを加熱することにより必要なときに加熱を行う構成となり、消費電力増大を防ぎつつ、クリーニングブレードの良好なクリーニング性を維持することができる。 According to the first aspect of the present invention, the light emitting element that gives light to the surface on the image carrier, the light receiving element that can receive the reflected light of the light emitting element from the surface of the carrier, and the value of the amount of reflected light detected by the light receiving element By heating the cleaning blade based on the output of the temperature detecting means, the heating is performed when necessary, and the cleaning performance of the cleaning blade can be maintained while preventing an increase in power consumption.
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の画像形成装置において、受光素子により検出した反射光量の値から像担持体の表面の粗さを検知することによって正確に像担持体の表面性を判断することができる。 According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the surface of the image carrier is accurately detected by detecting the roughness of the surface of the image carrier from the value of the amount of reflected light detected by the light receiving element. Sex can be judged.
請求項3記載の発明によれば特に、請求項1記載の受光素子が正反射光を受光することによって正確に像担持体の表面性を判断することができる。 According to the third aspect of the invention, in particular, the surface property of the image carrier can be accurately determined when the light receiving element according to the first aspect receives the regular reflection light.
請求項4記載の発明によれば、請求項1記載の受光素子が乱反射光を受光することによって正確に像担持体の表面性を判断することができる。
According to the invention described in
請求項5記載の発明によれば、請求項1記載の画像形成装置において、発光素子及び受光素子から構成される表面性検知手段は、像担持体の通紙部内の表面性を検知するように配置されていることによって正確に像担持体の表面性を判断することができる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the surface property detection means including the light emitting element and the light receiving element is configured to detect the surface property in the sheet passing portion of the image carrier. By being arranged, it is possible to accurately determine the surface property of the image carrier.
請求項6記載の発明によれば、請求項1記載の表面性検知手段は、前記像担持体の回転方向に対して垂直方向に複数個配置されていることによって正確に像担持体の表面性を判断することができる。
According to the invention described in
請求項7記載の発明によれば、請求項1記載の表面性検知手段は、前記像担持体の回転方向に対して垂直方向に移動させる手段を有することによって正確に像担持体の表面性を判断することができる。 According to a seventh aspect of the present invention, the surface property detecting means according to the first aspect has means for moving the surface property of the image carrier in a direction perpendicular to the rotation direction of the image carrier, thereby accurately determining the surface property of the image carrier. Judgment can be made.
請求項8記載の発明によれば、像担持体上の表面に光を与える発光素子と、像担持体表面からの発光素子の正反射光を受光し得る第1の受光素子と乱反射光を受光し得る第2の受光素子と、第1及び第2の受光素子により検出した反射光量の値を基準値と比較する比較手段と、温度検知手段と、クリーニング部材を加熱する加熱手段とを有し比較手段の出力と温度検知手段の出力に基づいてクリーニング部材を加熱することによって、必要なときに加熱を行う構成となり、消費電力増大を防ぎつつ、クリーニングブレードの良好なクリーニング性を維持することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, the light emitting element that gives light to the surface on the image carrier, the first light receiving element that can receive the regular reflection light of the light emitting element from the surface of the image carrier, and the irregularly reflected light are received. A second light receiving element capable of comparing, a comparing means for comparing the value of the reflected light amount detected by the first and second light receiving elements with a reference value, a temperature detecting means, and a heating means for heating the cleaning member. By heating the cleaning member based on the output of the comparison unit and the output of the temperature detection unit, the cleaning member is heated when necessary, and it is possible to maintain good cleaning performance of the cleaning blade while preventing an increase in power consumption. it can.
請求項9記載の発明によれば、請求項8記載の画像形成装置において、第1及び第2の受光素子により検出した反射光量の値から像担持体の表面の粗さを検知することによって正確に像担持体の表面性を判断することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the eighth aspect, the roughness of the surface of the image carrier is accurately detected by detecting the amount of reflected light detected by the first and second light receiving elements. The surface property of the image carrier can be determined.
請求項10記載の発明によれば、請求項8記載の画像形成装置において、発光素子及び受光素子から構成される表面性検知手段は、像担持体の通紙部内の表面性を検知するように配置されていることによって正確に像担持体の表面性を判断することができる。 According to the tenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the eighth aspect, the surface property detection means including the light emitting element and the light receiving element is configured to detect the surface property in the sheet passing portion of the image carrier. By being arranged, it is possible to accurately determine the surface property of the image carrier.
請求項11記載の発明によれば、請求項8記載の表面性検知手段は、前記像担持体の回転方向に対して垂直方向に複数個配置されていることによって正確に像担持体の表面性を判断することができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, a plurality of surface property detection means according to the eighth aspect are arranged in a direction perpendicular to the rotation direction of the image carrier, so that the surface property of the image carrier is accurately determined. Can be judged.
請求項12記載の発明によれば、請求項8記載の表面性検知手段は、前記像担持体の回転方向に対して垂直方向に移動させる手段を有することによって正確に像担持体の表面性を判断することができる。 According to a twelfth aspect of the present invention, the surface property detecting means according to the eighth aspect has means for moving the surface property of the image carrier in a direction perpendicular to the rotation direction of the image carrier, so that the surface property of the image carrier is accurately determined. Judgment can be made.
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. Absent.
<実施の形態1>
本実施の形態に係るの画像形成装置は、ホストコンピュータからの画像情報を受け取り、画像出力するプリンタであり、感光ドラム、トナー等の消耗品をプロセスカートリッジとして本体から着脱し交換可能にした画像形成装置である。
<
The image forming apparatus according to the present embodiment is a printer that receives image information from a host computer and outputs an image. The image forming apparatus is configured such that consumables such as a photosensitive drum and toner can be attached to and detached from the main body as a process cartridge and exchanged. Device.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本実施の形態で用いた画像形成装置の概略構成図であり、レーザー、ポリゴンミラー、レンズ系を含むスキャナユニット1からは画像信号に応じて変調されたレーザー光がスキャン出力され、像担持体である感光ドラム2上に照射される。そして、感光ドラム2は、図1中矢印a方向に回転駆動され、帯電ローラから成る帯電手段3によって均一に帯電され、その表面上にはレーザー光の照射によって静電潜像が形成される。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus used in the present embodiment. Laser light modulated in accordance with an image signal is scanned and output from a
本実施の形態では、感光ドラム2の周速度を94.2mm/secとし、帯電手段3で均一帯電された感光ドラム2の暗部表面電位Vdを−500V、明部表面電位Vlを−100Vとした。この静電潜像は、現像装置4内のトナー41によって、トナー像として現像されて顕像化される。本実施の形態では、現像バイアス電圧VdcをVdc=−300Vとし、負帯電性のトナー41を反転現像することで感光体ドラム2上にトナー41による画像を形成した。
In this embodiment, the peripheral speed of the
一方、カセット7内に収納された記録材71は、給紙ローラ72によって感光ドラム2での潜像の形成と同期してレジストローラ73まで供給される。そして、この記録材71は、レジストローラ73によって感光ドラム2上に形成された潜像の先端と同期して、転写ローラから成る転写装置6に搬送され、転写装置6によって前記トナー像が前記感光体ドラム2から、直接該記録材7に転写される。本実施の形態では、転写装置6に転写バイアス電圧VtrとしてVtr=1000Vを印加し、転写工程を行った。トナー像を転写された記録材71は、定着器8によってトナー像を永久定着された後、最後に装置外部に排出される。
On the other hand, the recording material 71 stored in the
尚、感光ドラム2上に残留したトナーは弾性ブレードから成るクリーニングブレード51を用いたクリーニング装置5によって除去される。該クリーニング装置5は、該ブレード51を支持するための支持部52と、掻き取ったトナーを捕集するためのスクイシート53と、前記ブレード51を暖めるためのヒータ54を備えている。クリーニングブレード51は弾性ブレード先端が感光ドラム2の回転方向Aに対しカウンタ方向となるように配置される。
The toner remaining on the
先ず、本実施の形態で使用する感光体ドラム2は、アルミシリンダ2b上に感光層を塗布した構造をなしている。感光層は通常絶縁体であり、特定の波長の光を照射することにより導電体となるという特徴を有する光導電体であれば、特に物質を規定するものではない。主に、OPC(有機光半導体)、A−Si(アモルファスシリコン)、CdS(硫化カドミウム)、Se(セレン)等が良く用いられる。
First, the
図2は本実施の形態のOPCにおける層構成図である。 FIG. 2 is a layer configuration diagram in the OPC of this embodiment.
アルミシリンダ2b上に電荷発生層2c、及び誘電層である電荷輸送層2dを塗布した構成となっており、光照射により電荷発生層2c内に正孔−電子対が生成し、それらが電荷の流れの担い手となる。電荷発生層2cは膜厚0.2μm程度のフタロシニアン化合物で、電荷輸送層2dは膜厚20μm程度のヒドラゾン化合物を分散したポリカーボネートで構成され、表面粗さは、Ra=0.01,Rz=0.1(JIS B0601―1994に準拠)となっている。
The charge generation layer 2c and the
本実施の形態に用いたクリーニングブレード51の断面図を図3に示す。前記支持部材51bにウレタンゴムから成るゴム弾性体から成る弾性ブレード51aを接着させクリーニングブレード51とした。本実施の形態では、ウレタンゴムを使用したが、弾性ブレード51aとしては他にシリコンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム等の弾性体を用いることも可能である。
A sectional view of the
次に、本発明におけるクリーニングブレード加熱構成及び方法について説明する。図4〜図6はヒータを備えたブレード支持部材及びクリーニングブレード部分を拡大して示した斜視説明図である。 Next, the cleaning blade heating configuration and method in the present invention will be described. FIGS. 4 to 6 are enlarged perspective views illustrating a blade support member provided with a heater and a cleaning blade portion.
前記クリーニングブレード51は、ゴム等の弾性体によって成型されている弾性ブレード51aと、支持部材51bとを一体的に形成されている。又、前記支持部材51bの材質は熱伝導率の高いものであって、本実施の形態にあっては、鉄を使用しており、前記ヒータ54は、この支持部材51bの長手方向全面に亘って設けられている。
The
本実施の形態にあっては、厚さ 2.0mmの鉄製支持部材51bを使用しており、その熱容量が十分に大きいため、図5に示すように支持部材51bの長手方向に亘って小さなヒータ54を数カ所に分割して設けても良い。又、同様の効果を得るために、図6に示すように、弾性ブレード51aの内部にヒータ54であるφ0.5mmのニクロム線が埋め込まれており、前記弾性ブレード51a先端まで達し長手方向に亘って埋設されているような構成でも良い。これにより、前記弾性ブレード51aの先端である感光ドラム2当接部付近のみを少量の熱量で効果的に暖めることができる。
In the present embodiment, an
画像形成装置内部の温度を測定する温度センサ9は、クリーニング装置5のできる限り周囲の温度を測定可能なようにプロセスカートリッジ10の近隣に配置されている。温度センサ9としてはサーミスタ、熱電対、白金側温抵抗体、サーモパイル等が主に知られており、本実施の形態では安価で且つプリンタが使用される環境下での測定が可能なサーミスタを用いた。
A temperature sensor 9 for measuring the temperature inside the image forming apparatus is arranged in the vicinity of the
図7は本実施の形態で用いたプロセスカートリッジ10の概略構成図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the
プロセスカートリッジ10は、感光ドラム2、帯電手段3、現像装置4、クリーニング装置5を一括してユニット化されており、これらの構成要素はカートリッジ内で所定の相互配置関係を持って組み付けられており、カートリッジは画像形成装置本体内の所定部に対して所定の要領で挿入装着され、又、反対に装置本体から抜き外しできるようになっている。
In the
次に、図7を用いて本実施の形態の現像装置を説明する。 Next, the developing device of this embodiment will be described with reference to FIG.
トナー容器内に収納されたトナー41と、トナー41を外周面に担持し、感光ドラム2と形成される現像領域に搬送する現像ローラ42と、トナー41を現像ローラ42に搬送及び塗布するトナー供給ローラ43(不図示)と、トナー供給ローラ43により塗布されたトナー41を現像ローラ42上に適切な量で担持されるようトナー量を規制する現像ブレード44と、現像領域にて現像工程を行うために現像ローラ42に接続され画像形成装置本体内部に備えられた現像バイアス印加手段45(不図示)にて現像装置4は構成されている。
A
次に、本実施の形態で搭載した感光体ドラム表面2aの状態検知に使用する検知方法について図1〜図8を用いて説明する。
Next, a detection method used for detecting the state of the
表面性検知は、感光体ドラム2上に残留トナー粒子が存在しない状態で行うため、表面性検知装置11は、クリーニング装置5の下流側に設けることが望ましい。
Since the surface property detection is performed in a state where there is no residual toner particles on the
図1に示すように、LED等の発光素子11aとフォトダイオード等の受光素子11bから成る表面性検知装置11が配置されている。この表面性検知装置11は、発光素子11aからの赤外光を感光体ドラム表面2a上に照射させ、そこからの反射光を受光素子11bで測定することにより感光体ドラム表面2a上の表面粗さを測定する。感光体ドラム表面2aからの反射光には正反射成分と乱反射成分とが含まれており、正反射成分、乱反射成分の何れを検出する方式でも実施可能ではあるが、正反射成分は感光体ドラム表面2aの状態をシビアに反映することができる。よって、本実施の形態では、正反射光を検出する方式を採用した。
As shown in FIG. 1, a surface
そこで、図8に記すようにこの表面性検知装置11では、受光素子11bに感光体ドラム表面2aからの乱反射光が入射しないように、法線Iを基準にすると、感光体ドラム表面2aへの照射角度をα=45°、感光体ドラム表面2aからの反射光の受光角度をβ=45°として正反射光のみを測定するようにしている。
Therefore, as shown in FIG. 8, in the surface
以下に本実施形態の表面性検知の比較例を記す。 The comparative example of the surface property detection of this embodiment is described below.
[比較例1]
表面粗さを振った感光体ドラム2を3種類用意した。
[Comparative Example 1]
Three types of
先ず、用意した3種類の感光体ドラム2の表面粗さの粗さをJIS B0601―1994に準拠して測定した。測定結果を下記の表1に示す。
First, the roughness of the surface roughness of the three types of prepared
本実施の形態で使用する表面性検知装置11は、正反射光を受光する為に表面粗さが大きくなるに従って受光する正反射光は小さくなる。
The surface
図9の結果から、本発明で使用する表面性検知装置11を使うことによって感光体ドラム2の表面粗さを測定することができる。
From the result of FIG. 9, the surface roughness of the
次に、表面性検知手段11の配置について説明する。 Next, the arrangement of the surface property detection means 11 will be described.
感光体ドラム2の通紙部内の表面性を検出しなければならないため、図10(a)に示すように、感光体ドラムの通紙部内を測定するように配置することが望ましい。又、図10(b)に示すように、検出精度を上げるために感光体ドラム2の回転方向に対して垂直方向に複数個配置する方法もあることは言うまでもない。或いは、図10(c)に示すように、表面性検知手段を感光体ドラム2の回転方向に対して垂直に移動させるモータ15、ベルト16等を設け、該ベルト16の回転方向に操作することにより検出精度を上げる方法もある。
Since the surface property in the sheet passing portion of the
次に、上記の表面粗さを振った感光体ドラム2と前記支持部材52に前記ヒータ54を取り付けたクリーニング装置5を搭載したカートリッジを用意し、画像形成装置内に搭載された温度センサ20で測定される温度が0℃〜5℃となるように雰囲気温度を可変させ、所定印字率の画像を10枚印刷した。本比較例においては所定印字率を2%とした。
Next, the
その結果を表2に示す。記号の意味として、○はクリーニング不良発生せず、×は、縦スジ状のクリーニング不良発生となっている。 The results are shown in Table 2. As for the meaning of the symbol, ○ indicates that no cleaning failure has occurred, and × indicates that a vertical streak-like cleaning failure has occurred.
上記の条件を満たす動作を説明するために、図11の本実施の形態の画像形成装置Bの模式図と図12のフローチャートを記す。以下にこれについて説明する。 In order to describe the operation that satisfies the above conditions, a schematic diagram of the image forming apparatus B of the present embodiment in FIG. 11 and a flowchart in FIG. 12 are described. This will be described below.
ホストAから画像形成装置Bにプリント要求がある(S0)すると、画像形成装置B内に搭載のCPUから感光体ドラムの表面性測定を実行する(S1)。その出力を表面性比較手段12で閾値Aと比較する(S2)。閾値Aよりも大きい場合、CPUから露光装置1、駆動手段20に命令が下り、プリントを実行する(S6)。閾値Aよりも小さい場合、温度センサ9を用い装置内温度を測定し(S3)、その出力を温度比較手段13で閾値Bで比較する(S4)。閾値Bよりも小さい場合、ヒータ54を用いクリーニング装置5を加熱する(S5)。所定時間経過後、CPUから露光装置1、駆動手段20に命令が下り、プリントを実行する(S6)。プリントを実行後更なるプリント要求が有るか無いか判断し(S7)プリントを終了する(S8)。
When there is a print request from the host A to the image forming apparatus B (S0), the surface property of the photosensitive drum is measured from the CPU mounted in the image forming apparatus B (S1). The output is compared with the threshold value A by the surface property comparing means 12 (S2). If it is larger than the threshold A, a command is sent from the CPU to the
本実施の形態では、発光素子11aから発光される光を赤外光と記したが、感光体ドラム表面に関して吸収が少ない光であれば良く、特に限定するものではない。
In the present embodiment, the light emitted from the
又、本実施の形態では、加熱する時間を5分としたが、これはヒータの加熱能力によって違いがあるため、加熱時間を限定するものではない。 In the present embodiment, the heating time is set to 5 minutes. However, since this differs depending on the heating capability of the heater, the heating time is not limited.
以上のような構成にすることによって、低温環境で、且つ、粗悪な環境(砂、埃等の多い)や、若しくは粗悪な紙(炭酸カルシウム等の添料を多く使用し、且つ、粒径が大きい紙)を使用し、大きく表面が荒れてしまった感光体ドラムであっても、必要なときにクリーニング装置を加熱し温度調節することによって、消費電力の増大を避けつつ、クリーニング装置の性能を維持することのできる画像形成装置を提供することができた。 By adopting the configuration as described above, a low-temperature environment and a rough environment (a lot of sand, dust, etc.) or a rough paper (a lot of additives such as calcium carbonate are used, and the particle size is small. Even if the surface of the photosensitive drum is large and rough, the cleaning device can be heated to adjust the temperature when necessary, thereby avoiding an increase in power consumption and improving the performance of the cleaning device. An image forming apparatus that can be maintained can be provided.
<実施の形態2>
次に、本発明の実施の形態2に係る画像形成装置について説明する。その基本構成は、実施の形態と同様であり、対応する部位には同一の符号を付して示してあり、それらについての説明は、必要のない限り省略する。
<
Next, an image forming apparatus according to
先ず、本実施の形態で搭載した感光体ドラム表面2aの状態検知に使用する検知方法について図13を用いて説明する。
First, a detection method used for detecting the state of the
本実施の形態の表面性検知装置11、は発光素子11aからの赤外光を感光体ドラム表面2a上に照射させ、そこからの反射光を受光素子11bで測定することにより感光体ドラム表面2a上の表面粗さを測定する。感光体ドラム表面2aからの反射光には正反射成分と乱反射成分とか含まれており、正反射成分、乱反射成分のいずれを検出する方式でも実施可能ではあるが、乱反射成分は感光体ドラム表面2aの状態を確実に反映することができる。よって、本実施の形態では、乱反射光を検出する方式を採用した。
The surface
そこで、図13に示すように、この表面性検知装置11では、受光素子11bに感光体ドラム表面2aからの正反射光が入射しないように、法線Iを基準にすると、感光体ドラム表面2aへの照射角度をα=45°、感光体ドラム表面2aからの反射光の受光角度をβ=0°として乱反射光のみを測定するようにしている。
以下に本実施の形態の表面性検知の検討結果を記す。
Therefore, as shown in FIG. 13, in this surface
The results of studying surface property detection according to this embodiment will be described below.
[比較例2]
実施の形態1と同様に、表面粗さを振った感光体ドラム2を3種類用意した。
[Comparative Example 2]
As in the first embodiment, three types of
先ず、用意した3種類の感光体ドラム2の表面粗さの粗さをJIS B0601―1994に準拠して測定した。測定結果を下記の表4に示す。
First, the roughness of the surface roughness of the three types of prepared
本実施の形態で使用する表面性検知装置11は、乱反射光を受光する為に表面粗さが大きくなるに従って受光する乱反射光は大きくなる。
The surface
図14の結果から、本発明で使用する表面性測定装置11を使うことによって感光体ドラム2の表面粗さを測定することができる。
From the result of FIG. 14, the surface roughness of the
本実施の形態の特徴である感光体ドラム表面の表面性測定装置の動作について図15のシーケンスチャートを用いて説明する。 The operation of the surface property measuring apparatus for the surface of the photosensitive drum, which is a feature of the present embodiment, will be described with reference to the sequence chart of FIG.
ホストAから画像形成装置Bにプリント要求がある(S0)すると、画像形成装置B内に搭載のCPUから感光体ドラムの表面性測定を実行する(S1)。その出力を表面性比較手段12で閾値Aと比較する(S2)。閾値Aよりも小さい場合、CPUから露光装置1、駆動手段20に命令が下り、プリントを実行する(S6)。閾値Aよりも大きい場合、温度センサ9を用い装置内温度を測定し(S3)、その出力を温度比較手段13で閾値Bで比較する(S4)。閾値Bよりも小さい場合、ヒータ54を用いクリーニング装置5を加熱する(S5)。所定時間経過後、CPUから露光装置1、駆動手段20に命令が下り、プリントを実行する(S6)。プリントを実行後更なるプリント要求が有るか無いか判断し(S7)プリントを終了する(S8)。
When there is a print request from the host A to the image forming apparatus B (S0), the surface property of the photosensitive drum is measured from the CPU mounted in the image forming apparatus B (S1). The output is compared with the threshold value A by the surface property comparing means 12 (S2). If it is smaller than the threshold value A, a command is sent from the CPU to the
以上のような構成にすることによって、低温環境で且つ粗悪な環境(砂、埃等の多い)や、若しくは粗悪な紙(炭酸カルシウム等の添料を多く使用し、且つ、粒径が大きい紙)を使用し、大きく表面が荒れてしまった感光体ドラムであっても、必要なときにクリーニング装置を加熱し温度調節することによって、消費電力の増大を避けつつ、クリーニング装置の性能を維持することの出来る画像形成装置を提供することができた。 By adopting the above configuration, a low temperature environment and a rough environment (a lot of sand, dust, etc.), or a rough paper (a lot of additives such as calcium carbonate are used, and a paper having a large particle size is used. ) And maintain the performance of the cleaning device while avoiding an increase in power consumption by heating the cleaning device and adjusting the temperature when necessary, even if the surface of the photoconductor drum is greatly roughened. It was possible to provide an image forming apparatus capable of performing the above.
<実施の形態3>
次に、本発明の実施の形態3に係る画像形成装置について説明する。その基本構成は、実施の形態1と同様であり、対応する部位には同一の符号を付して示してあり、それらについての説明は、必要のない限り省略する。
<
Next, an image forming apparatus according to
先ず、本実施の形態で搭載した感光体ドラム表面2aの状態検知に使用する検知方法について図16を用いて説明する。
First, a detection method used for detecting the state of the
本実施の形態の表面性検知装置11は、発光素子11aからの赤外光を感光体ドラム表面2a上に照射させ、そこからの正反射光を受光素子11bで、乱反射光を受光素子11cで測定することにより感光体ドラム表面2a上の表面粗さを測定する。感光体ドラム表面2aからの反射光には正反射成分と乱反射成分とか含まれており、正反射成分は、乱反射成分の何れかを検出する方式でも実施可能ではあるが、正反射光では、図9に示すように出力が実際の粗さに対して大きく出力される傾向にある。又、乱反射光では、図14に示すように出力が実際の粗さに対して小さく出力される傾向にある。そのため、反射光の両成分を測定し、両出力から算出される粗さの平均値を反映ことによって感光体ドラム表面性を的確に掴むことができる。よって、本実施の形態では、正反射光及び乱反射光、両方を検出する方式を採用した。
The surface
そこで、この表面性検知装置11では、法線Iを基準にすると、発光素子11aから感光体ドラム表面2aへの照射角度をα=45°、受光素子11bへの感光体ドラム表面2aからの正反射光の受光角度をβ=45°として正反射光のみを測定、受光素子11cへの乱反射光の受光角度をγ=0°として乱反射光のみを測定するようにしている。
Therefore, in this surface
本実施の形態の特徴である感光体ドラム表面の表面性測定装置の動作について、図17の本実施の形態の画像形成装置Cの模式図と図18のフローチャートを用いて説明する。 The operation of the surface property measuring apparatus for the surface of the photosensitive drum, which is a feature of the present embodiment, will be described with reference to the schematic diagram of the image forming apparatus C of the present embodiment in FIG. 17 and the flowchart in FIG.
ホストAから画像形成装置Cにプリント要求がある(S0)すると、画像形成装置C内に搭載のCPUから感光体ドラムの表面性測定を実行する(S1)。受光素子11bから得られた出力から、表面性算出手段14bで正反射光から得られる表面粗さを算出する(S2)。又、受光素子11cから得られた出力から、表面性算出手段14cで乱反射光から得られる表面粗さを算出する(S3)。これらの出力を表面性算出手段14aで平均し(S4)、その出力を表面性比較手段12で閾値Aと比較する(S5)。閾値Aよりも大きい場合、CPUから露光装置1、駆動手段20に命令が下り、プリントを実行する(S9)。閾値Aよりも小さい場合、温度センサ9を用い装置内温度を測定し(S6)、その出力を温度比較手段13で閾値Bで比較する(S7)。閾値Bよりも小さい場合、ヒータ54を用いクリーニング装置5を加熱する(S8)。所定時間経過後、CPUから露光装置1、駆動手段20に命令が下り、プリントを実行する(S9)。プリントを実行後更なるプリント要求が有るか無いか判断し(S10)プリントを終了する(S11)。
When there is a print request from the host A to the image forming apparatus C (S0), the surface property measurement of the photosensitive drum is executed from the CPU mounted in the image forming apparatus C (S1). From the output obtained from the
以上のような構成にすることによって、低温環境で、且つ、粗悪な環境(砂、埃等の多い)や、若しくは粗悪な紙(炭酸カルシウム等の添料を多く使用し、且つ、粒径が大きい紙)を使用し、大きく表面が荒れてしまった感光体ドラムであっても、必要なときにクリーニング装置を加熱し温度調節することによって、消費電力の増大を避けつつ、クリーニング装置の性能を維持することのできる画像形成装置を提供することができた。 By adopting the configuration as described above, a low-temperature environment and a rough environment (a lot of sand, dust, etc.) or a rough paper (a lot of additives such as calcium carbonate are used, and the particle size is small. Even if the surface of the photosensitive drum is large and rough, the cleaning device can be heated to adjust the temperature when necessary, thereby avoiding an increase in power consumption and improving the performance of the cleaning device. An image forming apparatus that can be maintained can be provided.
1 露光装置
2 感光ドラム
3 帯電手段
4 現像装置
5 クリーニング手段
6 転写装置
7 カセット
8 定着器
9 温度センサ
10 プロセスカートリッジ
11 表面性検知装置
12 表面性比較手段
13 温度比較手段
14 表面性算出手段
15 モータ
16 ベルト
20 駆動手段
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記像担持体上の表面に光を与える発光素子と、前記担持体表面からの前記発光素子の反射光を受光し得る受光素子と前記受光素子により検出した反射光量の値を基準値と比較する比較手段と、温度検知手段と、前記クリーニング部材を加熱する加熱手段とを有し、前記比較手段の出力と温度検知手段の出力に基づいてクリーニング部材を加熱することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier that carries a toner image as a carrier; a transfer device that directly transfers the toner image from the image carrier to a transfer material; and a cleaning member that removes residual toner on the image carrier. In the image forming apparatus,
The light emitting element that gives light to the surface on the image carrier, the light receiving element that can receive the reflected light of the light emitting element from the surface of the carrier, and the value of the amount of reflected light detected by the light receiving element are compared with a reference value. An image forming apparatus comprising: a comparison unit; a temperature detection unit; and a heating unit that heats the cleaning member, wherein the cleaning member is heated based on an output of the comparison unit and an output of the temperature detection unit.
前記像担持体上の表面に光を与える発光素子と、前記担持体表面からの前記発光素子の正反射光を受光し得る第1の受光素子と乱反射光を受光し得る第2の受光素子と、前記第1及び第2の受光素子により検出した各々の前記反射光量の値を基に出力された値と基準値とを比較する比較手段と、温度検知手段と、前記クリーニング部材を加熱する加熱手段とを有し、前記比較手段の出力と温度検知手段の出力に基づいてクリーニング部材を加熱することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier that carries a toner image as a carrier; a transfer device that directly transfers the toner image from the image carrier to a transfer material; and a cleaning member that removes residual toner on the image carrier. In the image forming apparatus,
A light-emitting element that gives light to the surface on the image carrier, a first light-receiving element that can receive specularly reflected light from the light-emitting element from the surface of the carrier, and a second light-receiving element that can receive irregularly reflected light Comparison means for comparing a value output based on the value of each of the reflected light amounts detected by the first and second light receiving elements with a reference value, temperature detection means, and heating for heating the cleaning member And an image forming apparatus, wherein the cleaning member is heated based on the output of the comparison means and the output of the temperature detection means.
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