JP2006201244A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、寿命がきた後においてゴミを増やさないという環境問題に対応し且つ再生時において画像品質の低下等のトラブルを起こすことのない消耗品ユニット及びそれを用いた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a consumable unit that copes with an environmental problem that dust does not increase after the end of its life and does not cause troubles such as deterioration in image quality during reproduction, and an image forming apparatus using the consumable unit.
従来より、トナーを用いて画像を形成する電子写真式の画像形成装置(プリンタあるいは複写機)がある。一般に、この画像形成装置の画像形成部の主要部には、静電潜像を形成する感光体ドラムを中心とする感光体ユニットと、上記の静電潜像をトナーで顕像化(現像)する現像ユニットが着脱自在に配設されている。 Conventionally, there is an electrophotographic image forming apparatus (printer or copying machine) that forms an image using toner. In general, a main part of an image forming unit of the image forming apparatus includes a photosensitive unit centering on a photosensitive drum for forming an electrostatic latent image, and the electrostatic latent image is visualized (developed) with toner. A developing unit is detachably disposed.
ところで、上記の感光体ユニットは、感光体ドラムが寿命に達すると新しい感光体ユニットと交換され、使い終わった感光体ユニットは、再生できないほど各部が痛んでいる場合は廃棄されるが、製造工場や再生工場に回収された場合は新しい感光体ドラムや、その他の痛んだ部材を新しい部材と交換して再生される。 By the way, the above photoconductor unit is replaced with a new photoconductor unit when the photoconductor drum reaches the end of its life, and the used photoconductor unit is discarded when each part is damaged so that it cannot be reproduced. In the case of being collected in a recycling factory, a new photosensitive drum or other damaged member is replaced with a new member for reproduction.
また、現像ユニットも、内部のトナーがちょうど無くなる頃に現像ローラやその他の組み込み部材が寿命に達するように設計されており、したがって、トナーが無くなると新品の現像ユニットと交換され、この場合も使い終わった現像ユニットは、再生できないほど各部が痛んでいる場合は廃棄されるが、製造工場や再生工場に回収された場合は分解されて使用可能な部材と新しい部材と組み合わせて再生される。 The developing unit is also designed so that the developing roller and other built-in members reach the end of their life when the toner in the interior is almost exhausted. Therefore, when the toner runs out, it is replaced with a new developing unit. The finished development unit is discarded when each part is damaged so that it cannot be regenerated, but when it is collected in the manufacturing factory or the reclaiming factory, it is disassembled and regenerated in combination with a usable member and a new member.
このようなユニットは、通常ユーザ側で交換作業が可能なように構成されており、したがって、トナーを使い終わった現像ユニットなどは、ユーザによって新品の現像ユニットが購入され旧品との交換が行われる。(例えば、特許文献1参照。)
ところが、上述したように画像形成装置の正規の製造工場に回収されて分解されて使用可能な部材と新しい部材と組み合わせて再生された場合は問題ないが、一般の再生工場に回収された場合は、分解して使用可能な部材と新しい部材と組み合わせることもせずに、単にトナーを充填して、そのまま再販する業者が現れてきた。 However, as described above, there is no problem when the material is collected and disassembled in a regular manufacturing factory of the image forming apparatus and then recombined with a usable member and a new member. However, there are some companies that simply fill the toner and resell it as it is without combining it with a new member that can be disassembled.
一般に、回収されても分解して使用可能な部材と新しい部材と組み合わせることなく単にトナーを充填しただけでは、画像形成装置に回復不可能な個所で用紙詰まりが生じたり、あるいはトナーが未だ有るのに印刷状態が悪く形成された画像の品質が低下している、更にはトナーの飛散、定着ローラの汚れ等の画像形成装置本体への悪影響を与える不具合を生じることが少なくない。 In general, if a toner is simply filled without being combined with a new member that can be disassembled even after being collected, the image forming apparatus may be clogged with paper at a location that cannot be recovered, or the toner may still be present. In many cases, the quality of an image formed in a poorly printed state is deteriorated, and further problems such as scattering of toner and contamination of the fixing roller are adversely affected on the image forming apparatus main body.
このような不具合が発生すると、ユーザによって画像形成装置のメーカ又は販売店に電話などで補修の要求が出される。そして、この要求に基づいて、画像形成装置のメーカ又は販売店のサービスマン又は営業マンがユーザのもとに出向いていき、先ず不具合の発生状態を検分し、その不具合を修復する。 When such a problem occurs, the user issues a repair request by telephone or the like to the maker or dealer of the image forming apparatus. Based on this request, a service person or sales person of the manufacturer of the image forming apparatus or a store goes to the user, first checks the occurrence state of the trouble, and repairs the trouble.
このとき、トナーが未だ有るのに印刷状態が悪く且つ現像ユニット以外の個所に不具合が見つからないような場合には、現像ユニットのメーカ側の責任であるとみなされ、自発的に又はユーザからの要求によって、現像ユニットを無償交換するなどのサービスが行われることもある。 In this case, if the toner is still present but the printing state is bad and no trouble is found in any place other than the development unit, it is considered to be the responsibility of the manufacturer of the development unit. Depending on requirements, services such as free replacement of development units may be provided.
そして、このような不具合が発生した場合、現像ユニットそのものは純正品であって模造品ではないため、外観からでは再生品であるかどうかはわからない。また、再販品であると分かっても自社工場によるものか一般再生工場によるものかまでは分からない。したがって、再販された消耗品によるものか、又は画像形成装置本体側による不具合かの判断が極めてつけにくくなる。 When such a problem occurs, the developing unit itself is a genuine product and not a counterfeit product, so it is not known from the appearance whether it is a recycled product. Also, even if it is known that it is a resale product, it is not known whether it is from its own factory or a general recycling factory. Therefore, it is very difficult to determine whether the product is due to resold consumables or a malfunction on the image forming apparatus main body side.
このように、不具合の原因を明確に特定できないと、不具合発生の責任が曖昧となるばかりでなく、発生した不具合を装置の改良・改善のために役立てることが出来ない。装置の改良・改善ができないと、同様の不具合が将来も発生する虞がある。 As described above, if the cause of the failure cannot be clearly specified, the responsibility for the occurrence of the failure is not only ambiguous, but the generated failure cannot be used for improvement or improvement of the apparatus. If the device cannot be improved or improved, similar problems may occur in the future.
そしてこのような場合、結果的には再生した消耗品ユニット(上記の例では現像ユニット)による不具合ではなく画像形成装置本体側に起因する不具合であるとユーザに誤認される場合が多く、これが画像形成装置メーカのイメージダウンにも繋がるという問題を生じている。 In such a case, as a result, it is often the case that the user misidentifies that the problem is caused by the main body of the image forming apparatus, not by the regenerated consumable unit (development unit in the above example). There is a problem that it leads to a down image of the forming apparatus manufacturer.
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、寿命がきた後においてゴミを増やさないという環境問題に対応し且つ再生時において画像品質の低下その他のトラブルを起こすことのない消耗品ユニット及びそれを用いた画像形成装置の実現を可能とすることである。 An object of the present invention is to provide a consumable unit that copes with the environmental problem of not increasing dust after the end of its life and does not cause degradation of image quality and other troubles during reproduction. It is possible to realize the image forming apparatus used.
以下に、本発明に係わる画像形成装置の構成を述べる。
本発明の画像形成装置は、静電潜像が形成される感光体に対向すべく開口部を有する現像ホッパーと、上記開口部に一部が臨むべく設けられ上記現像ホッパー内に収納される非磁性一成分トナーを表面に保持して該トナーを上記感光体の静電潜像に付与すべく搬送する現像ローラと、上記開口部よりも上記現像ローラの搬送方向上流側で上記トナーを上記現像ローラ上に薄層状に形成すべく規制するドクターブレードと、上記現像ホッパー内に配設され上記ドクターブレードよりも上記現像ローラの搬送方向上流側で上記現像ローラに圧接するトナー供給ローラと、上記開口部よりも上記現像ローラの搬送方向下流側で上記現像ローラに軽圧接し上記現像ホッパー内に上記トナーが戻るのを許容すると同時に上記現像ホッパー内からのトナーの流出を規制する規制シート部材と、を少なくとも備え、装置本体に着脱自在な画像形成ユニットと、上記現像ローラに対するトナー担持力を保持させる電界を生じさせるべく、上記トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を上記現像ローラと上記ドクターブレードの間及び上記現像ローラと上記トナー供給ローラとの間に印加するバイアス電圧印加手段と、上記現像ホッパー内に収納される上記非磁性一成分トナーの残量を検知するトナー残量検知手段と、該トナー残量検知手段の検知に基いて所定のトナー残量になった際に上記画像形成ユニットの交換を報知する報知手段と、を備える画像形成装置において、上記所定のトナー残量になった際以降に、上記現像ローラに対するトナー担持力を減衰させて上記ドクターブレードにトナーが固着する方向の電界を生じさせるべく上記バイアス電圧印加手段によるバイアス設定を変更するバイアス電圧変更制御手段と、該バイアス電圧変更制御手段により設定されたバイアス設定のもとに、所定時間現像プロセスを稼働させる現像プロセス稼働制御手段と、を備えて構成される。
The configuration of the image forming apparatus according to the present invention will be described below.
The image forming apparatus of the present invention includes a developing hopper having an opening so as to face a photoconductor on which an electrostatic latent image is formed, and a non-covering portion provided so as to partially face the opening and accommodated in the developing hopper. A developing roller that holds the magnetic one-component toner on the surface and conveys the toner to apply it to the electrostatic latent image on the photoconductor, and the toner is developed upstream of the opening in the conveying direction of the developing roller. A doctor blade that regulates to form a thin layer on the roller, a toner supply roller that is disposed in the developing hopper and is in pressure contact with the developing roller on the upstream side in the transport direction of the developing roller from the doctor blade, and the opening The toner from the developing hopper is allowed to return to the developing hopper while being lightly pressed against the developing roller at the downstream side of the developing roller in the conveying direction of the developing unit. An image forming unit that is detachably attached to the apparatus main body, and a bias having the same polarity as the charging polarity of the toner so as to generate an electric field that maintains the toner carrying force with respect to the developing roller. A bias voltage applying means for applying a voltage between the developing roller and the doctor blade and between the developing roller and the toner supply roller; and a remaining amount of the nonmagnetic one-component toner stored in the developing hopper. An image forming apparatus comprising: a toner remaining amount detecting unit that detects; and a notification unit that notifies the replacement of the image forming unit when a predetermined toner remaining amount is reached based on detection by the toner remaining amount detecting unit. After the predetermined amount of toner is reached, the toner holding force on the developing roller is attenuated and toner is applied to the doctor blade. The bias voltage change control means for changing the bias setting by the bias voltage applying means to generate an electric field in the fixing direction, and the development process is operated for a predetermined time based on the bias setting set by the bias voltage change control means. Development process operation control means.
この画像形成装置において、例えば上記現像ローラへの印加電圧をGボルト、上記ドクターブレードへの印加電圧をDボルト、上記トナー供給ローラへの印加電圧をKボルトとしたとき、通常の印字において上記バイアス電圧印加手段によるバイアス設定による電位の関係は「K<D<G」の関係であり、上記現像ローラに対するトナー担持力を減衰させてドクターブレードにトナーが固着する方向の電界を生じさせるべく、上記バイアス電圧変更制御手段により変更される上記バイアス電圧印加手段によるバイアス設定による電位の関係は「D<G<K」となるように設定される。 In this image forming apparatus, for example, when the applied voltage to the developing roller is G volts, the applied voltage to the doctor blade is D volts, and the applied voltage to the toner supply roller is K volts, the bias is applied in normal printing. The relationship of the potential by the bias setting by the voltage application means is a relationship of “K <D <G”. In order to attenuate the toner carrying force with respect to the developing roller and generate an electric field in the direction in which the toner is fixed to the doctor blade. The relationship of the potential by the bias setting by the bias voltage applying means changed by the bias voltage change control means is set to be “D <G <K”.
また、この画像形成装置において、例えば上記現像ローラへの印加電圧をGボルト、上記ドクターブレードへの印加電圧をDボルト、上記トナー供給ローラへの印加電圧をKボルトとしたとき、通常の印字において上記バイアス電圧印加手段によるバイアス設定による電位の関係は「K<D<G」の関係であり、上記現像ローラに対するトナー担持力を減衰させてドクターブレードにトナーが固着する方向の電界を生じさせるべく、上記バイアス電圧変更制御手段により変更される上記バイアス電圧印加手段によるバイアス設定による電位の関係は「G<D<K」となるように設定してもよい。 In this image forming apparatus, for example, when the applied voltage to the developing roller is G volts, the applied voltage to the doctor blade is D volts, and the applied voltage to the toner supply roller is K volts, The relationship of the potential by the bias setting by the bias voltage applying means is a relationship of “K <D <G”, and the toner holding force against the developing roller is attenuated to generate an electric field in the direction in which the toner is fixed to the doctor blade. The relationship of the potential by the bias setting by the bias voltage applying means changed by the bias voltage change control means may be set to satisfy “G <D <K”.
本発明によれば、寿命がきた消耗品ユニットを必ず分解して清掃しないと再生できないようにするので、寿命がきた消耗品ユニットを再生する際はトナーを充填する前に分解して清掃をする必要が生じ、分解と清掃のみでトナーを充填して生じるかも知れぬ不評を買うよりは、どうせ分解して清掃する手数を掛けるのであれば使用可能な部材と新しい部材と組み合わせて組み立て直す方が得策であり、したがって、正規の工場での再生は勿論のこと一般再生工場による再生でも正規に使用できる再生品が再販されることになって再生品による不具合の発生が激減し、これによりユーザからの信用の失墜を防止することができる。 According to the present invention, a consumable unit that has reached the end of its life must be disassembled and cleaned so that it cannot be regenerated. Therefore, when a consumable unit that has reached the end of its life is regenerated, it must be disassembled and cleaned before filling with toner. Rather than buying a disappointment that may arise from the need to disassemble and clean and only fill the toner, it is better to reassemble by combining the usable parts and new parts if you take the trouble of disassembling and cleaning anyway Therefore, not only remanufacturing at regular factories but also regenerators that can be used properly even when reclaiming at general remanufacturing factories, the occurrence of defects due to remanufactured products is drastically reduced. Can prevent the loss of credit.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
(実施形態1)
図1は、一実施の形態における画像形成装置の内部構成を模式的に示す側断面図である。同図に示す画像形成装置1は、タンデム型のフルカラーの画像形成装置であり、例えばデスクトップ型のパソコン用ラックに載置可能な程度の大きさの画像形成装置である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a side sectional view schematically showing an internal configuration of an image forming apparatus according to an embodiment. An
図1に示すように、画像形成装置1は、その本体基部2の前面(図の右方)に、開閉トレー3を備え、下部には用紙カセット4を着脱自在に備えて、この用紙カセット4に多枚数の用紙を載置・収容している。
As shown in FIG. 1, the
本体基部2の前方上面の操作部5には、電源スイッチ、上蓋開閉スイッチ、液晶表示装置、複数の入力キー等が配設され、それより後方は、ほぼ全面を覆って上蓋6が配設されている。この上蓋6は、後部が本体基部2の後部上面とともに排紙トレー7を形成して、ヒンジ8を支点にして上下に開閉する。排紙トレー7には、その後部上方の排紙口9から印字(印刷)済みの用紙が排出される。
A power switch, an upper lid opening / closing switch, a liquid crystal display device, a plurality of input keys, and the like are disposed on the
また、本体基部2の内部は、略中央に、前後に偏平なループ状に形成された搬送ベルト11が搬送面を水平にして配置されている。搬送ベルト11は、駆動ローラ12と従動ローラ13の間に張設され、駆動ローラ12に駆動され、図の反時計回り方向に循環移動する。
Further, inside the
この搬送ベルト11の上循環部に当接して、4個の感光体ドラム14(14m、14c、14y、14k)が搬送ベルト11の用紙搬送方向(図の右から左方向)に沿って多段式に並設されている。
The four photosensitive drums 14 (14m, 14c, 14y, 14k) are in contact with the upper circulation portion of the
これらの感光体ドラム14の周囲には(以下、感光体ドラム14mの周囲の諸装置のみに番号を付与して説明する)、感光体ドラム14の周面を時計回り方向に取り囲んで、クリーナ15、帯電器16、光書込みヘッド17、現像ユニット18、現像ローラ19、転写器21等の諸装置が配置されている。
Around these photosensitive drums 14 (hereinafter, description will be made by assigning numbers only to various devices around the
上記の転写器21は、搬送ベルト11の上循環部の裏面に接し、搬送ベルト11を介して感光体ドラム14の下部周面に圧接している。光書込みヘッド17は、支持部材22を介して上蓋6の裏面に支持されており、上蓋6の開閉に伴って円弧状の軌跡を描いて上下し、上蓋6の閉成によって降下して、所定の位置に位置決めされる。また、上記4個の感光体ドラム14m、14c、14y、及び14kに対応する4個の現像ユニット18の匡体内には、マゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックの色トナーが夫々収容されている。
The
搬送ベルト11の用紙搬送方向上流側(図の右方)には、待機ローラ対24及び用紙センサ25が配設され、その上流は横と下に分岐して、横方向には給紙ローラ26、捌き部材27、及び前述の開閉給紙トレー3が配設されている。
A
また、下方には2枚のガイド板から成る給送路28が形成され、その上流(下方)端部に搬送ローラ対29が配設され、その下方に、前述した用紙カセット4の給紙端が位置している。その給紙カセット4の給紙端の上方に、断面が半月形の給紙コロ31が配設されている。
Further, a feeding
一方、搬送ベルト11の用紙搬送方向下流では、その端部に当接して用紙分離爪32が配設され、その下流に定着部33が配置される。定着部33は、断熱性の匡体内部に発熱ローラと圧接ローラとからなる熱定着ローラ対、発熱ローラに圧接する定着部分離爪、オイル塗布ローラ等から構成されている。
On the other hand, on the downstream side of the
この定着部33の下流には、排紙ローラ対34が配設され、その下流に、上方から前方へ反転する排紙路35が形成されている。排紙路35の終端の前述した排紙口9には排紙ローラ対36が配設されている。
A paper
そして、搬送ベルト11と用紙カセット4の間には、所定枚数の回路基盤を装着可能な電装部37が配設されている。この電装部37の回路基盤には、複数の電子部品からなる制御装置が搭載されている。この制御装置については後述する。
Between the
図2は、画像形成装置1本体から取り出した現像ユニット18をやや詳細に示す模式的拡大断面図である。尚、同図には、参考のため、感光体ドラム14を破線で共に示している。
FIG. 2 is a schematic enlarged sectional view showing the developing
同図に示すように、現像ユニット18は、通常の状態では、下部の現像ホッパー38には勿論であるが、上部のトナーホッパー39にも充分な非磁性一成分トナー(以下、単にトナーという)が収容されている。
As shown in the figure, in the normal state, the developing
このトナーとしては、前述したように4個の感光体ドラム14(14m、14c、14y、14k)に対応する4個の現像ユニット18の現像ホッパー38及びトナーホッパー39に、マゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックの色トナーが夫々収容されている。
As the toner, as described above, the developing
トナーホッパー39の下部にはトナーが凝固しないようにすると共にトナーに、弱いマイナス電位を帯電させるためにトナーを矢印方向に攪拌するアジテータ41が配置されている。また、現像ホッパー38には、感光体ドラム14に対向する位置に開口部が設けられており、この開口部に現像ローラ19が回転可能に配置されている。
Below the
上記の感光体ドラム14は、詳しくは後述するが、表面に静電潜像を形成されて図の矢印で示す時計回り方向に回転する。
これに対して、現像ユニット18の開口部すなわち現像ホッパー38の開口部に配置される現像ローラ19は、その表面に、現像ホッパー38内に収納される非磁性一成分トナーを保持して、このトナーを感光体ドラム14の静電潜像に付与すべく、図の矢印に示す反時計回り方向に回転して表面のトナーを搬送する。
As will be described in detail later, the
On the other hand, the developing
上記開口部よりも現像ローラ19のトナー搬送方向上流側にドクターブレード42が配置される。ドクターブレード42は、その先端の曲がった角部を現像ローラ19の表面に所定の圧力で接触させ、現像ローラ19表面に付着して搬送されるトナーの層厚を規制して、現像ローラ19上にトナーを所定の薄層状に形成する。
A
このドクターブレード42よりも現像ローラ19のトナー搬送方向上流側にトナー供給ローラ43が配置されている。トナー供給ローラ43は、例えば導電性ウレタンスポンジ等からなり、現像ローラ19に圧接し、現像ローラ19の回転に逆らうように図の矢印で示す反時計回り方向に回転し、現像ローラ19にトナーを擦りつけるようにしながら供給する。
A
また、現像ホッパー38の開口部よりも現像ローラ19のトナー搬送方向下流側には、現像ローラ19に軽く圧接して規制シート部材44が配置されている。規制シート部材44は、現像ローラ19上に残留したトナーが現像ホッパー38内に戻るのを許容すると同時に、現像ホッパー38内からのトナーが外部に流出するのを規制する。
Further, a regulating
また、現像ホッパー38内には、トナーの残量を検知するトナー残量検知手段としてのエンコーダ付き攪拌部材45が配置されている。エンコーダ付き攪拌部材45は、現像ホッパー38内のトナー残量が所定量以下になると回転が通常の回転よりも例えばむらになったり速くなったりすることにより、トナー残量が所定量以下になったことを制御装置に通知する。
In the developing
制御装置は、このエンコーダ付き攪拌部材45によるトナー残量の検知に基いて所定のトナー残量になった際に、操作部5の警告灯を点滅したり、表示パネルに「トナーなし」を表示するなどして、画像形成ユニット18の交換をユーザに促す報知をする。
The control device blinks the warning light of the
また、上記の現像ローラ19には、現像用バイアス電源46から現像ローラ用バイアス電圧が印加され、ドクターブレード42には、ドクターブレード用バイアス電源47からドクターブレード用バイアス電圧が印加され、そして、トナー供給ローラ43には、トナー供給用バイアス電源48からトナー供給用バイアス電圧が印加される。
Further, a developing roller bias voltage is applied from the developing
これらのバイアス電圧は、詳しくは後述するが、それぞれ電位が異なるマイナス極性のバイアス電圧であり、現像ローラ44とドクターブレード42との間、及び現像ローラ44とトナー供給ローラ43との間に、現像ローラ19に対するトナー担持力を保持させる電界を生じさせる。
These bias voltages, which will be described in detail later, are negative-polarity bias voltages having different potentials, and are developed between the developing
図3は、上記の画像形成装置1の回路ブロック図である。図3に示すように回路ブロックは、CPU(central processing unit)50を中心にして、このCPU50に、それぞれデータバスを介して接続されたインターフェイスコントローラ(I/F_CONT)51、プリンタコントローラ(PR_CONT)52、プリンタ印字部53、ROM(read only memory)54、EEPROM(electrically erasable programable ROM)55、操作部5の操作パネル56、バイアス電源部57等で構成されている。
FIG. 3 is a circuit block diagram of the
ROM54には、システムプログラムが記憶され、CPU50は、このシステムプログラムに従って各部を制御して処理を行う。
すなわち、I/F_CONT51は、例えばパーソナルコンピュータ等のホスト機器から供給される印字データをビットマップデータに変換し、フレームメモリ58に展開する。フレームメモリ58は、ブラック(K)、マゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)ごとに記憶エリアが設定されており、各色のデータが対応するエリアに展開される。
A system program is stored in the
That is, the I /
フレームメモリ58に展開されたデータはPR_CONT52に出力され、PR_CONT52からプリンタ印字部53に出力される。
プリンタ印字部53は、エンジン部であり、PR_CONT52からの制御の下で、図1に示した感光体ドラム14〜転写器21までを含む回転駆動系、帯電、露光等の被駆動部を有する画像形成部、回転駆動される各部からなる搬送機構、発熱駆動及び回転駆動される定着部33などのプロセス負荷への駆動出力を制御する。
The data developed in the
The
そして、PR_CONT52から出力されたブラック(K)、マゼンダ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)の各色のデータは、プリンタ印字部53からそれぞれ対応する図1に示した光書込みヘッド17に供給される。
The black (K), magenta (M), cyan (C), and yellow (Y) data output from the
また、バイアス電源部57には、図2に示した現像用バイアス電源46、ドクターブレード用バイアス電源47、トナー供給用バイアス電源48の他、特には図示しないが搬送ベルト11、帯電器16、転写器21等に印加されるバイアス電源が接続されている。
In addition to the developing
次に、上記の構成における画像形成装置1の基本動作を説明する。先ず、電源が投入され、使用する用紙の枚数、印字モード、その他の指定がキー入力あるいは接続するホスト機器からの信号として入力されると印字(印刷)を開始する。
Next, the basic operation of the
先ず、給紙コロ31が一回転して用紙カセット4に収容されている最上部の用紙一枚を取り出し、搬送ローラ対29及び給送路28を介して待機ローラ対24へ給送する。又は、給紙ローラ26が捌き部材27と共同して開閉給紙トレー3に載置された用紙の最上部の一枚を待機ローラ対24へ給送する。用紙センサ25は、給送されてくる用紙の先端を検出する。
First, the
待機ローラ対24は回転を一時停止して用紙の進行を制止し搬送タイミングを待機する。駆動ローラ12が反時計回り方向に回転して、搬送ベルト11の循環移動を開始させる。各感光体ドラム14が時計回り方向に回転駆動され、更にその周囲の諸装置が印字タイミングに合わせて順次駆動される。
The
帯電器16が感光体ドラム14周面に圧接・従動しながら、不図示の帯電用電源から供給される例えば「−1100V」のマイナス高電圧を感光体ドラム14に印加する。この高マイナス電荷の付与により、感光体ドラム14の絶縁性被膜からなる周表面が一様に例えば「−650V」のマイナス高電位に帯電して初期化される。
The
光書込みヘッド17は所定の距離を保って感光体ドラム14に対向して配置されており、感光体ドラム14周面に画像信号(印字情報)に応じた露光を行って、その露光部の電位を例えば略「−50V」の電位に減衰させる。これにより、上記初期化帯電により「−650V」をほぼ維持したマイナス高電位部と、露光による「−50V」のマイナス低電位部とからなる静電潜像が感光体ドラム14の周表面上に形成される。
The
現像ローラ19は、現像ユニット18の匡体の下部開口部に回転自在に支持されて感光体ドラム14に圧接し、摩擦による弱いマイナス電位に帯電しているトナーを感光体ドラム14との対向部に回転搬送する。この現像ローラ19は、図2に示した現像用バイアス電源46から例えば「−300V」のマイナス中間電位の現像バイアスを印加される。
The developing
これにより、現像ローラ19は、上記「−50V」の静電潜像の低電位部との間に「−250V」の電位差を形成する。即ち静電潜像の低電位部は現像ローラ19に対して相対的にプラス極性の電位を形成する。
As a result, the developing
この電位差による電界により、弱マイナス極性に帯電しているトナーが感光体ドラム14の静電潜像のプラス極性の低電位部に転移して(反転現像の場合)トナー像を形成(顕像化、現像)する。 By the electric field due to this potential difference, the toner charged with a weak negative polarity is transferred to the low potential portion of the positive polarity of the electrostatic latent image on the photosensitive drum 14 (in the case of reversal development) to form a toner image (visualization). ,develop.
この現像された用紙搬送方向最上流の感光体ドラム14m周面上のマゼンタのトナー像の先端が、搬送ベルト11との対向部に回転搬送されてくるタイミングで、その対向部に用紙の印字開始位置が一致するように、待機ローラ対24が回転を開始して用紙を搬送ベルト11へ向けて給送する。用紙は、搬送ベルト11により感光体ドラム14mと転写器21により形成されている最初の転写部へ搬送される。
At the timing when the leading edge of the developed magenta toner image on the peripheral surface of the
転写器21は、不図示の転写バイアス電源から出力される転写電流を搬送ベルト11を介して用紙に印加して感光体ドラム14m上のマゼンタのトナー像を用紙に転写する。続いて、感光体ドラム14cと転写器21による用紙搬送方向上流から2番目の転写部がシアンのトナー像を転写し、更に感光体ドラム14yと転写器21による3番目の転写部がイエローのトナー像を転写し、そして、感光体ドラム14kと転写器21による最下流の転写部がブラックのトナー像を転写する。
The
4色のトナー像を重ねて転写された用紙は、用紙分離爪32により搬送ベルト11から分離されて定着部33に搬入される。定着部33は、発熱ローラと圧接ローラにより用紙を押圧挟持し、用紙に熱と圧力とを加えてトナー像を紙面に定着させながら後方へ排出する。定着部33から排出された用紙は、排紙ローラ対34により挟持されて搬送を引き継がれ、排紙路35に沿って上方に案内され、終端で更に装置前方に反転して、排紙口9からトナー像を下向きにして排紙トレー7上に排出される。
The sheet on which the four color toner images are transferred is separated from the
このように印字が繰り返されることによりトナーが消費され、やがて現像ホッパー38内のトナーが少なくなったことが検出され、操作パネル56に「トナーなし」が表示されること等によりユーザに対し現像ユニット18の交換が促される。
By repeating the printing in this way, it is detected that the toner is consumed, and the toner in the developing
尚、この時点では現像ホッパー38内には、トナーは未だ幾分残っていて、印字率にもよるが多少使用することが可能である。これは現像ユニット18の寿命が尽きて「トナーなし」となるまでの印字品質を確保するための若干のマージンとして設計されている。
At this point, the toner is still left in the developing
本例では、この「トナーなし」時のトナーのマージン量を活用し、寿命が尽きた現像ユニット18において、寿命が尽きた後にゴミを増やさないという環境問題に対応し且つ再生時において画像品質の低下その他のトラブルを起こすことのない消耗品ユニットとなるように、再生する際にはトナーを充填する前に必ず分解して清掃をしなければならないように強制する構造を現像ユニット18内に構築する。
In this example, the margin amount of the toner at the time of “no toner” is utilized to cope with an environmental problem in which dust does not increase after the end of the life in the developing
図4は、そのような分解と清掃を強制する現像ユニット18内の構造を模式的に説明する図である。同図は、現像ローラ19とドクターブレード42の接触部の拡大図である。
本例では、ドクターブレード42は、0.1mm厚のステンレス製で先端42−1は曲げRO.2、曲げ角度65度としている。また、現像ローラ19は、径19mmの導電性ウレタンで、製品硬度70度を用いている。ドクターブレード42と現像ローラ19との接触角度は約25度で、接触圧力は1600g・fである。
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating the structure in the developing
In this example, the
トナー供給ローラ43から現像ローラ19へ供給されたトナーはドクターブレード42との接触部へ搬送され、通常は、搬送されてドクターブレード42を通過したトナーは均一に薄層化されて、感光体ドラム14と現像ローラ19とが対向する現像部へと搬送される。
The toner supplied from the
しかし、トナー供給ローラ43及びドクターブレード42に印加されるバイアス電圧によっては、トナーは、ドクターブレード42の図4に示すA部に堆積し更には固着してトナー固着部59を形成するようになる。
However, depending on the bias voltage applied to the
このように固着すると、後から搬送されてきたトナーはトナー固着部59で堰き止められて、ドクターブレード42を通過することが出来なくなり、現像ローラ19上にはトナーがない状態になる。また、この後、バイアス電圧を元に戻しても物理的に固着したトナーは元には復帰することはない。
When the toner is fixed in this way, the toner conveyed later is blocked by the
したがって、このように、寿命が尽きた現像ユニット18のドクターブレード42と現像ローラ19の間にトナー固着部59の構造を構築することにより、現像ユニット18にトナーを充填して再生するに際しては、必ず事前に現像ユニット18を分解して、トナー固着部59の清掃をしなければならない。
Therefore, by constructing the structure of the
このように、寿命が尽きた現像ユニットを必ず分解して清掃しないと再生できないようにすることにより、寿命が尽きた現像ユニットを再生する際はトナーを充填する前に分解して清掃をする必要が生じるので、どうせ分解して清掃する手数を掛けるのであれば使用可能な部材と新しい部材と組み合わせるて組み立て直す方が得策であるので、正規の工場での再生は勿論のこと一般再生工場による再生でも正規に使用できる再生品が再販されることになって再生品による不具合の発生が激減し、これによりユーザからの信用の失墜を防止することができる。 In this way, the development unit that has reached the end of its life must be disassembled so that it cannot be regenerated unless it is cleaned. Therefore, if it takes some time to disassemble and clean it, it is better to reassemble it by combining it with a new member that can be used. However, since the reusable products that can be used properly are resold, the occurrence of defects due to the refurbished products is drastically reduced, thereby preventing the loss of trust from the user.
ところで、このように寿命が尽きた現像ユニット18のドクターブレード42と現像ローラ19の間にトナー固着部59の構造を構築するについては、次に述べるような実験とその実験結果に対する観察と評価が繰り返されている。
By the way, regarding the construction of the
図5は、そのような実験と、その実験結果に対する観察と評価の結果を示す図表である。同図に示す図表60は、左から右へ、実験番号を示す実験番号欄61、現像用バイアス電源46から現像ローラ19に印加する現像バイアス電圧の電圧値Gボルトを示す現像バイアス欄62、トナー供給用バイアス電源48からトナー供給ローラ43に印加するトナー供給用バイアス電圧の電圧値Kボルトを示す供給バイアス欄63、ドクターブレード用バイアス電源47からドクターブレード42に印加されるドクターブレード用バイアス電圧の電圧値Dボルトを示すドクターバイアス欄64、及び現像ローラ19上に形成されるトナー層の状態とドクターブレード42と現像ローラ19間にトナー固着部59が形成される状態の評価を示すトナー層状態欄65から成る。尚、トナーは、通常、摩擦帯電により弱いマイナス電位に帯電している。
FIG. 5 is a chart showing such an experiment and the results of observation and evaluation for the experiment result. The
現像ホッパー38内のトナーが少なくなったことが検出され、操作パネル56に「トナーなし」が表示された状態において、実験1のように、現像バイアス電圧Gが「−300V」、トナー供給用バイアス電圧Kが「−550V」、ドクターブレード用バイアス電圧Dが「−350V」という通常の印字時の印加バイアスの組み合わせ状態「K<D<G」の関係であると、現像ローラ19上に形成されるトナー層の状態は良好である。
When it is detected that the toner in the developing
これを実験2のように、上記のバイアス電圧G、K、Dの関係を「−300V」、「−450V」、「−350V」というように、ドクターブレード用バイアス電圧を変えずに、トナー供給用バイアス電圧を、トナー供給ローラ43にトナーを引き付ける方向の電界になる電圧に変化させると、現像ローラ19上に形成されるトナー層の状態が薄くなることが判明した。
As in
また、実験3のように、上記のバイアス電圧G、K、Dの関係を「−300V」、「−550V」、「−350V」というように、トナー供給用バイアス電圧を変えずに、ドクターブレード用バイアス電圧を、ドクターブレード42にトナーを引き付ける方向の電界になる電圧に変化させると、この場合も現像ローラ19上に形成されるトナー層の状態が薄くなることが判明した。
Further, as in
そして、実験4のように、現像バイアス電圧Gとドクターブレード用バイアス電圧Dを変えずに、トナー供給用バイアス電圧Kを、トナー供給ローラ43にトナーを極端に引き付ける方向の電界になる電圧に変化させて、電位の関係が「D<G<K」となるように設定すると、現像ローラ19上に供給されるトナーの量が極端に少なくなり、トナーがドクターブレード42の図4に示すA部に堆積しトナー固着部59を形成する現象が発生し始めた。
Then, as in
これは、現像ローラ19上に供給されるトナーの量が極端に少なくなると、トナーとドクターブレード42との接触圧力が、1個当たりのトナーに対して非常に高くなり、トナーが変形あるいはつぶれて、トナー同士が集積するようになり、この集積が成長してドクターブレード42に固着するようになると考えられる。
This is because when the amount of toner supplied onto the developing
また、実験5のように、ドクターブレード用バイアス電圧を変えずに、現像バイアス電圧を通常よりもマイナス方向に高くし、トナー供給用バイアス電圧も通常よりもマイナス方向に高くして、トナー供給ローラ43にトナーを極端に引き付ける方向の電界になる電圧に変化させて、電位の関係が「G<D<K」となるように設定しても、上記と同様に現像ローラ19上に供給されるトナーの量が極端に少なくなり、トナーがドクターブレード42の図4に示すA部に堆積しトナー固着部59を形成する現象が発生し始めた。
Further, as in
したがって、現像ユニットに寿命がきて、現像ユニット交換のメッセージが報知された後、画像形成装置1を動作させるとともに、上記の実験4又は実験5のように、ドクターブレード又はトナー供給ローラにトナーを引き付ける方向の電界になるバイアス電圧を、現像ローラとの間に印加することで、ドクターブレード42の図4に示すA部にトナー固着部59を形成することができる。
Therefore, after the developing unit has reached the end of its life and a message for replacing the developing unit is notified, the
これにより、寿命がきた消耗品ユニットを再生する際はトナーを充填する前に分解して清掃をする必要が生じ、分解と清掃のみでトナーを充填しても画像が形成されないという不具合で不評を買うよりは、どうせ分解して清掃する手数を掛けるのであれば使用可能な部材と新しい部材と組み合わせるて組み立て直す方が得策であり、したがって、一般再生工場による再生でも正規に使用できる再生品が再販されることになって再生品による不具合の発生が激減し、これによりユーザからの信用の失墜を防止することができる。 As a result, when recycling consumable units that have reached the end of their lives, they must be disassembled and cleaned before filling them with toner. Rather than buying it, it is better to reassemble it by combining usable parts with new parts if it takes time to disassemble and clean it. As a result, the occurrence of problems due to the refurbished product is drastically reduced, thereby preventing the loss of trust from the user.
1 画像形成装置
2 本体基部
3 開閉トレー
4 用紙カセット
5 操作部
6 上蓋
7 排紙トレー
8 ヒンジ
9 排紙口
11 搬送ベルト
12 駆動ローラ
13 従動ローラ
14(14m、14c、14y、14k) 感光体ドラム
15 クリーナ
16 帯電器
17 光書込みヘッド
18 現像ユニット
19 現像ローラ
21 転写器
22 支持部材
24 待機ローラ対
25 用紙センサ
26 給紙ローラ
27 捌き部材
28 給送路
29 搬送ローラ対
31 給紙コロ
32 用紙分離爪
33 定着部
34 排紙ローラ対
35 排紙路
36 排紙ローラ対
37 電装部
38 現像ホッパー
39 トナーホッパー
41 アジテータ
42 ドクターブレード
42−1 先端
43 トナー供給ローラ
44 規制シート部材
45 エンコーダ付き攪拌部材
46 現像用バイアス電源
47 ドクターブレード用バイアス電源
48 トナー供給用バイアス電源
50 CPU(central processing unit)
51 インターフェイスコントローラ(I/F_CONT)
52 プリンタコントローラ(PR_CONT)
53 プリンタ印字部
54 ROM(read only memory)
55 EEPROM(electrically erasable programable ROM)
56 操作パネル
57 バイアス電源部
58 フレームメモリ
59 トナー固着部
60 実験結果に対する観察と評価の図表
61 実験番号欄
62 現像バイアス欄
63 供給バイアス欄
64 ドクターバイアス欄
65 トナー層状態欄
DESCRIPTION OF
51 Interface Controller (I / F_CONT)
52 Printer Controller (PR_CONT)
53
55 EEPROM (electrically erasable programable ROM)
56
Claims (3)
前記開口部に一部が臨むべく設けられ前記現像ホッパー内に収納される非磁性一成分トナーを表面に保持して該トナーを前記感光体の静電潜像に付与すべく搬送する現像ローラと、
前記開口部よりも前記現像ローラの搬送方向上流側で前記トナーを前記現像ローラ上に薄層状に形成すべく規制するドクターブレードと、
前記現像ホッパー内に配設され前記ドクターブレードよりも前記現像ローラの搬送方向上流側で前記現像ローラに圧接するトナー供給ローラと、
前記開口部よりも前記現像ローラの搬送方向下流側で前記現像ローラに軽圧接し前記現像ホッパー内に前記トナーが戻るのを許容すると同時に前記現像ホッパー内からのトナーの流出を規制する規制シート部材と、
を少なくとも備え、装置本体に着脱自在な画像形成ユニットと、
前記現像ローラに対するトナー担持力を保持させる電界を生じさせるべく、前記トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を前記現像ローラと前記ドクターブレードの間及び前記現像ローラと前記トナー供給ローラとの間に印加するバイアス電圧印加手段と、
前記現像ホッパー内に収納される前記非磁性一成分トナーの残量を検知するトナー残量検知手段と、
該トナー残量検知手段の検知に基いて所定のトナー残量になった際に前記画像形成ユニットの交換を報知する報知手段と、を備える画像形成装置において、
前記所定のトナー残量になった際以降に、前記現像ローラに対するトナー担持力を減衰させて前記ドクターブレードにトナーが固着する方向の電界を生じさせるべく前記バイアス電圧印加手段によるバイアス設定を変更するバイアス電圧変更制御手段と、
該バイアス電圧変更制御手段により設定されたバイアス設定のもとに、所定時間現像プロセスを稼働させる現像プロセス稼働制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 A developing hopper having an opening to face the photoreceptor on which the electrostatic latent image is formed;
A developing roller which is provided so as to partially face the opening and holds a non-magnetic one-component toner stored in the developing hopper on the surface and conveys the toner to apply to the electrostatic latent image on the photosensitive member; ,
A doctor blade that regulates the toner to form a thin layer on the developing roller on the upstream side of the opening in the transport direction of the developing roller;
A toner supply roller disposed in the developing hopper and in pressure contact with the developing roller on the upstream side in the transport direction of the developing roller with respect to the doctor blade;
A regulating sheet member that is lightly pressed against the developing roller downstream of the opening in the conveying direction of the developing roller and allows the toner to return into the developing hopper and at the same time regulates the outflow of toner from the developing hopper When,
An image forming unit that is detachable from the apparatus main body,
A bias voltage having the same polarity as the charging polarity of the toner is applied between the developing roller and the doctor blade and between the developing roller and the toner supply roller in order to generate an electric field for maintaining the toner carrying force on the developing roller. Bias voltage applying means to be applied;
Toner remaining amount detecting means for detecting the remaining amount of the non-magnetic one-component toner stored in the developing hopper;
In an image forming apparatus comprising: an informing means for informing the replacement of the image forming unit when a predetermined toner remaining amount is reached based on detection by the toner remaining amount detecting means;
After the predetermined toner remaining amount is reached, the bias setting by the bias voltage applying means is changed to attenuate the toner holding force on the developing roller and generate an electric field in the direction in which the toner is fixed to the doctor blade. Bias voltage change control means;
Development process operation control means for operating the development process for a predetermined time under the bias setting set by the bias voltage change control means;
An image forming apparatus comprising:
前記現像ローラに対するトナー担持力を減衰させてドクターブレードにトナーが固着する方向の電界を生じさせるべく、前記バイアス電圧変更制御手段により変更される前記バイアス電圧印加手段によるバイアス設定による電位の関係は「D<G<K」となるように設定される、
ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 When the applied voltage to the developing roller is G volts, the applied voltage to the doctor blade is D volts, and the applied voltage to the toner supply roller is K volts, the bias voltage is applied by the bias voltage applying means in normal printing. The relationship of the potential is “K <D <G”.
The relationship between the potentials by the bias setting by the bias voltage application means changed by the bias voltage change control means in order to attenuate the toner carrying force on the developing roller and generate an electric field in the direction in which the toner adheres to the doctor blade. Set so that D <G <K ”,
The image forming apparatus according to claim 1.
前記現像ローラに対するトナー担持力を減衰させてドクターブレードにトナーが固着する方向の電界を生じさせるべく、前記バイアス電圧変更制御手段により変更される前記バイアス電圧印加手段によるバイアス設定による電位の関係は「G<D<K」となるように設定される、
ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 When the applied voltage to the developing roller is G volts, the applied voltage to the doctor blade is D volts, and the applied voltage to the toner supply roller is K volts, the bias voltage is applied by the bias voltage applying means in normal printing. The relationship of the potential is “K <D <G”.
The relationship between the potentials by the bias setting by the bias voltage application means changed by the bias voltage change control means in order to attenuate the toner carrying force on the developing roller and generate an electric field in the direction in which the toner adheres to the doctor blade. Set so that G <D <K.
The image forming apparatus according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005010152A JP2006201244A (en) | 2005-01-18 | 2005-01-18 | Image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008310294A (en) * | 2007-05-16 | 2008-12-25 | Canon Inc | Developing device and image forming apparatus |
JP2010145438A (en) * | 2008-12-16 | 2010-07-01 | Casio Electronics Co Ltd | Mechanism for detecting amount of toner remaining in developing device |
-
2005
- 2005-01-18 JP JP2005010152A patent/JP2006201244A/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010145438A (en) * | 2008-12-16 | 2010-07-01 | Casio Electronics Co Ltd | Mechanism for detecting amount of toner remaining in developing device |
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