JP2007240595A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真装置、静電記録装置等の画像形成装置に関するものであり、特に現像剤規制部材が現像剤担持体に接触して配置される電子写真装置、静電記録装置等の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus or an electrostatic recording apparatus, and in particular, an image such as an electrophotographic apparatus or an electrostatic recording apparatus in which a developer regulating member is disposed in contact with a developer carrier. The present invention relates to a forming apparatus.
図8は従来の画像形成装置の典型的な一例の概略構成を示す図である。本例の画像形成装置は非磁性1成分接触現像方式利用の複写機またはプリンタである。
図8において、1は像担持体としてのドラム型の電子写真感光体(以下、感光ドラムと記す)であり、矢印r1方向に所定の周速度(プロセススピード)をもって回転駆動される。この感光ドラム1に対して、帯電、画像露光、現像、転写、クリーニングの作像プロセスが適用される。
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a typical example of a conventional image forming apparatus. The image forming apparatus of this example is a copier or printer using a non-magnetic one-component contact development system.
In FIG. 8, reference numeral 1 denotes a drum-type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a photosensitive drum) as an image carrier, which is rotationally driven in the direction of arrow r1 with a predetermined peripheral speed (process speed). An image forming process of charging, image exposure, development, transfer, and cleaning is applied to the photosensitive drum 1.
即ち、回転駆動される感光ドラム1はその表面が一次帯電器2によって所定の極性・電位に一様に帯電処理される。本例では、マイナス帯電される感光ドラムを使用した場合について説明する。 That is, the surface of the rotationally driven photosensitive drum 1 is uniformly charged with a predetermined polarity and potential by the primary charger 2. In this example, a case where a negatively charged photosensitive drum is used will be described.
次いでその帯電処理面に画像情報書き込み装置としての画像露光装置(原稿画像の投影露光装置、画像変調されたレーザビームの走査露光装置など)3による画像露光がなされる。これにより露光明部の帯電電位が減衰して感光ドラム1表面に露光画像情報に対応した静電潜像が形成される。
その静電潜像が現像部位n1において現像器4により可転写のトナー像(顕画化像)として可視画像化される。
Next, image exposure is performed on the charging processing surface by an image exposure apparatus (such as a document image projection exposure apparatus or an image-modulated laser beam scanning exposure apparatus) 3 as an image information writing apparatus. As a result, the charged potential of the exposed bright portion is attenuated, and an electrostatic latent image corresponding to the exposure image information is formed on the surface of the photosensitive drum 1.
The electrostatic latent image is visualized as a transferable toner image (visualized image) by the developing device 4 at the development site n1.
本従来例において、現像器4は、現像ローラ4a、規制ブレード4b、供給ローラ4cが一体にカートリッジ化されており、画像形成装置本体に着脱可能に構成されている。
In this conventional example, the developing device 4 includes a developing
現像ローラ4aは感光ドラム1の弾性層の弾性に抗して所定の押圧力をもって圧接させて現像部位n(現像ニップ部)を形成させてある。そして、現像ローラ4aは、規制ブレード4bによって担持するトナー量を規制されながら、感光ドラム1の回転に順方向に、感光ドラム1の回転周速度と一定の周速差を保ちながら不図示の駆動装置によって回転駆動される。現像ローラ4a表面はトナー搬送性を確保するため一定の表面粗さを有している。
The developing
感光ドラム1上に可視化されたトナー像は転写部位n1おいて転写装置により転写材(転写紙)に転写される。 The toner image visualized on the photosensitive drum 1 is transferred to a transfer material (transfer paper) by a transfer device at the transfer portion n1.
転写材は、転写部位n1を出ると回転感光ドラム1の表面から分離されて定着器12に搬送され、永久固着像として転写材面に定着処理され、画像形成物(コピー、プリント)として排紙される。 When the transfer material exits the transfer site n1, it is separated from the surface of the rotating photosensitive drum 1, conveyed to the fixing device 12, fixed on the transfer material surface as a permanently fixed image, and discharged as an image formed product (copy, print). Is done.
転写材分離後の感光ドラム1表面はクリーナ10によって残留トナーや紙粉等の付着汚染物の除去を受けて清掃され、繰り返して画像形成に供される。 After the transfer material is separated, the surface of the photosensitive drum 1 is cleaned by the cleaner 10 after removal of adhering contaminants such as residual toner and paper dust, and is repeatedly used for image formation.
ここで、芯金と該芯金周りに形成した中抵抗の弾性層からなる該現像ローラ4aには、規制ブレード4bが一定の加圧力で当接しており、この状態のまま長時間放置された場合、現像ローラ1に規制ブレード4bの当接跡が生じてしまう。そして現像ローラ長手方向のスジ状濃度むらとなる画像不良(以下、セット画像という)が現れ、著しく画像品質を低下していた。特に、工場で現像器4が組み立てられてからユーザに使用されるまでの期間は長いため、セット画像の発生する確率は高くなる。
Here, the regulating
そこで従来、規制ブレード4bと現像ローラ4aの間に振動電界を発生させる(振動電圧を印加する)ことによって、現像ローラ4a上のトナー層厚を均一にならすことが提案されている(特許文献1参照)。
前記提案によれば、弾性層が変形した現像ローラでもセット画像が現れない。しかしながら、振動電界の影響により、非劣化トナーが現像ローラ4aに選択的に担持されてしまい、現像器寿命に近づいた時には、劣化したトナーが現像容器内に残り、転写不良などに伴う画像不良が発生するという問題があった。
According to the proposal, the set image does not appear even with the developing roller whose elastic layer is deformed. However, due to the influence of the oscillating electric field, the non-deteriorated toner is selectively carried on the developing
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、ドラム削れや画像不良を抑え、長期間不使用の状態で放置されて現像剤担持体に当接跡が生じても、画像に当接跡による影響が現れない高品質な画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することを課題とするものである。 The present invention has been made under such circumstances, and prevents drum scraping and image defects. Even if the developer carrier is left unusable for a long time and a contact mark is generated on the developer carrier, It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of forming a high-quality image that is not affected by the contact mark.
前記課題を解決するため、本発明では、画像形成装置を次の(1)のとおりに構成する。 In order to solve the above-described problems, in the present invention, an image forming apparatus is configured as described in (1) below.
(1)現像剤を弾性層を有する現像剤担持体上に担持して、前記現像剤担持体上に当接した規制部材により現像剤を規制しながら、前記現像剤を潜像担持体と対向した現像部へ搬送して、前記潜像担持体上の潜像を可視化する画像形成装置において、
前記現像剤担持体の使用履歴を記憶する記憶手段を備え、
前記規制部材は、導電性層とその少なくとも前記潜像担持体に接する面に形成された絶縁層とを有し、
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された前記使用履歴に応じて、前記規制部材の導電性層と前記現像剤担持体との間に印加する振動電界を制御する画像形成装置。
(1) A developer is carried on a developer carrier having an elastic layer, and the developer is opposed to the latent image carrier while the developer is regulated by a regulating member in contact with the developer carrier. In the image forming apparatus for visualizing the latent image on the latent image carrier,
Storage means for storing a history of use of the developer carrier,
The regulating member has a conductive layer and an insulating layer formed on a surface thereof in contact with at least the latent image carrier,
The image forming apparatus that controls an oscillating electric field applied between the conductive layer of the restricting member and the developer carrying member according to the usage history stored in the storage unit.
本発明によれば、長期間不使用の状態で放置されて現像剤担持体に当接跡が生じても、当接跡の影響が画像に現れない高品質な画像を形成可能となる。 According to the present invention, it is possible to form a high-quality image in which the influence of the contact trace does not appear in the image even when the developer carrying member is left unused for a long period of time and a contact trace is generated.
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to examples.
図2は、実施例1である“画像形成装置”の断面図である。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式の複写機又はレーザービームプリンタである。なお、以下の説明においては、マイナスの帯電特性の感光ドラム101、及びマイナスの電荷を帯びるトナーを使用して、反転現像を行う場合について説明する。
FIG. 2 is a sectional view of the “image forming apparatus” according to the first embodiment. The image forming apparatus shown in the figure is an electrophotographic copying machine or a laser beam printer. In the following description, a case will be described in which reversal development is performed using the negatively charged
図2に示す画像形成装置は、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体(以下「感光ドラム」という)101を備えている。感光ドラム101は、画像形成装置本体(以下単に「装置本体」という)によって回転自在に支持されており、駆動装置(不図示)によって矢印R1方向に回転駆動される。感光ドラム101の周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、次の装置が配置されている。感光ドラム101表面を一様に帯電する一次帯電器102、帯電後の感光ドラム101表面に画像情報に応じた静電潜像を形成する露光装置103。さらに静電潜像を現像する現像装置104、感光ドラム101上のトナー像を紙等の転写材に転写する転写装置109、感光ドラム101上の一次転写残トナーを除去するクリーニング装置110。
The image forming apparatus shown in FIG. 2 includes a drum-type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as “photosensitive drum”) 101 as an image carrier. The
また、現像装置104には、組立日や最終使用日を記憶することのできるメモリ120が配置されている。前記メモリとしては、不揮発性メモリ、非接触型不揮発性メモリ、電源を備えた揮発性メモリが利用できる。
Further, the developing
続いて、前述の各部材等について簡単に補足説明をする。
感光ドラム101は、アルミニウムの円筒状の芯金の表面に、例えば、マイナスの帯電極性を有するOPC(有機光半導体)感光層を設けて構成されている。
一次帯電器102は、感光ドラム101表面に接触配置された帯電ローラと、これに所望の暗部電位VDに相当するDC電圧に、2×Vth(Vthとは、感光ドラムの放電開始電圧)以上のピーク間電圧を重畳した振動電圧を印加する電源とを有する。これにより感光ドラム101表面を均一に帯電する。
Subsequently, supplementary explanation will be given briefly for each of the above-described members.
The
The
露光装置103は、例えば、画像情報に応じたレーザー光を発光するレーザー発振器、ポリゴンミラー等を有し、帯電後の感光ドラム101表面を走査して光照射部分の電荷を除去することにより静電潜像を形成する。
The
現像器104には、摩擦によってマイナスに電荷を帯びるネガトナーが収納されており、感光ドラム101表面の静電潜像の電荷が除去された部分に付着される。これにより静電潜像はトナー像として現像される。
The developing
現像ローラ104aは、例えば、芯金と該芯金周りに形成した中抵抗の弾性層からなり、トナー搬送性を確保するため一定の表面粗さを有している。そして、感光ドラム101に弾性層の弾性に抗して所定の押圧力をもって圧接させて現像部位n1(現像ニップ部)を形成させている。現像ローラ104aは、感光ドラム101の回転に順方向に、感光ドラム101の回転周速度と一定の周速差を保ちながら不図示の駆動装置によって回転する。
The developing
規制ブレード104bは、導電性の薄板と、現像ローラ104aに接する面に形成された絶縁性の薄層からなり、現像ローラ104aに対して、約30gf/cmの線圧で接している。
The regulating
クリーニング装置110は、感光ドラム101表面に当接されて感光ドラム101表面に付着している一次転写残トナーを掻き落とすクリーニングブレードを備えている。
The
次に、前述構成の画像形成装置の動作について説明する。
例えば、感光ドラム101表面は、一次帯電器102によって直流電圧−700Vに、2×Vthに相当するピーク間電圧1200Vの交流電圧を重畳した振動電圧が印加され−700Vに均一に帯電される。次いで露光装置103によっての画像情報に応じた露光が行われて静電潜像が形成される。露光後の感光ドラム101表面は、未露光部分の暗部電位VDが−700V、露光部分の明部電位VL が−100Vとなる。現像器104の現像スリーブ104aには−400Vの現像バイアスが印加される。これによりマイナス帯電のネガトナーは、感光ドラム101表面の未露光部分(以下「VD 部」という)には付着しないのに反し、露光部分(以下「VL 部」という)には付着されてトナー像として顕像化(現像)される。感光ドラム101と転写ローラ109とは、同じ周速度でそれぞれ同一方向に回転し、転写ローラ109には不図示の高圧電源によって一次転写バイアスT1が印加される。これにより、感光ドラム101上のトナー像は転写ニップ部n1において感光ドラム101と転写ローラ109との電位差によって感光ドラム101表面から給紙装置113から搬送された紙等の転写材に転写される。このとき、転写材に一次転写されないで感光ドラム101表面に残った転写残トナーは、クリーニング装置110のクリーニングブレード110によって除去され、廃トナー容器111に収納されている。
転写材は、定着装置112によって加熱定着され永久定着画像として画像形成装置外へ排出される。
Next, the operation of the image forming apparatus having the above configuration will be described.
For example, the surface of the
The transfer material is heated and fixed by the fixing
次に、本実施例の特徴である、規制ブレードのバイアス制御について説明する。
規制ブレードが現像ローラに長期間当接し続けると、当接箇所に弾性層の変形が生じてスジ状のセット画像となって現れる。
Next, the bias control of the regulating blade, which is a feature of this embodiment, will be described.
If the regulating blade continues to contact the developing roller for a long time, the elastic layer is deformed at the contact portion and appears as a streak set image.
セット画像は、図3に示すように、加圧状態での経過日数が少ないと画像に現れることはなく、経過日数が多くなるにつれ徐々に顕著なセット画像となり、ある程度の期間が経過すると飽和するという特徴がある。一方、規制ブレードの圧解除後は、図4に示すように、解除後の経過日数を追うごとに緩和されてゆき、充分な日数が経過すると、画像に現れなくなるという特徴がある。 As shown in FIG. 3, the set image does not appear in the image when the number of elapsed days in the pressurized state is small, and gradually becomes a noticeable set image as the number of elapsed days increases, and becomes saturated after a certain period of time has elapsed. There is a feature. On the other hand, as shown in FIG. 4, after the pressure of the regulating blade is released, the pressure is eased every time the number of days elapsed after the release, and after a sufficient number of days has elapsed, it does not appear in the image.
ここで、規制ブレード104bと現像ローラ104aの間に振動電界を発生させる(振動電圧を印加する)ことによって、現像ローラ104a上のトナー層厚が均一にされることが知られており、セット画像を改善することができる。一方、振動電界の影響により、非劣化トナーが現像ローラ4aに選択的に担持されてしまい、現像器寿命に近づいた時には、劣化したトナーが現像容器内に残り、転写不良などに伴う画像不良が発生するという問題があった。
Here, it is known that the thickness of the toner layer on the developing
そこで、メモリ120(図1、図2)には、規制ブレード104bが現像ローラ104aの同一箇所に当接していた期間を判断するための最終使用日aと、セット箇所が解除されてからの期間を判断するための圧解除日bを記憶している。
Therefore, in the memory 120 (FIGS. 1 and 2), the last use date a for determining the period during which the
本実施例においては、現像器104に装着されたメモリ120には、最終使用日a・圧解除日bとしてそれぞれ現像装置が最後に駆動された日付・当接箇所が圧解除された日付を記憶しているものとする。なお、工場出荷時には、最終使用日aとして製造日が記憶されているものとする。本実施例では、現像ローラ104aの駆動開始を検知したと同時にメモリ120から情報の読み出しと更新作業を行うものとする。
In this embodiment, the
ここで、図面を参照しながら制御内容の詳細について説明する。
まず、新品の現像器で画像形成動作を開始する際について説明する。新品の現像器の場合、メモリ120には、最終使用日aとして製造日が記憶されている。
Here, details of the control contents will be described with reference to the drawings.
First, a description will be given of when an image forming operation is started with a new developing device. In the case of a new developing device, the
現像ローラ104aが、不図示の駆動装置によって矢印方向に回転する。これと前後して、メモリ120に記憶されている最終使用日a(製造日)と圧解除日bを読み出し、本体制御部122の演算部122−1は、最終使用日aを利用して、製造日からの経過日数d(図3)を計算する。
その後、メモリ120の最終使用日aとして使用日当日の日付に更新する。
The developing
Thereafter, the date of use date is updated as the last use date a of the
現像ローラのセットプロフィールは、予め分かっており、例えば、図3に示すようにd<30ではセット画像が現れないことが分かっているので、振動電界による制御は行わず、規制ブレードには例えば現像バイアスと同じDC電圧が印加される。圧解除日bの更新は行わない。 The set profile of the developing roller is known in advance. For example, as shown in FIG. 3, since it is known that a set image does not appear when d <30, the control is not performed by the oscillating electric field. The same DC voltage as the bias is applied. The pressure release date b is not updated.
同様に、d≧30の場合、セット画像が現れることが分かっているので、規制ブレード104bと現像ローラ104aの間に振動電界が発生するよう(振動電圧を印加するよう)、本体制御部122から指示が出される(図5参照)。このとき、圧解除日bは使用日当日の日付に更新される。
Similarly, since it is known that a set image appears when d ≧ 30, the main
ここで振動電界を発生させるために、現像ローラ104aの特性によるが、本実施例においては、現像ローラに対して、ピーク間電圧800Vpp・周波数1.5kHz・DC分0Vとなるように規制ブレードに振動電圧を印加した(図6参照)。
Here, in order to generate the oscillating electric field, depending on the characteristics of the developing
続いて、プリントジョブが行われる場合について説明する。
d≧30となって、ブレードバイアス制御が行われた後、メモリ120の最終使用日aと圧解除日bには、それぞれ使用日当日の日付が記憶されている。
この状態でジョブを開始すると、d=0なので、ブレードバイアス制御は行われないことになる。しかし、図4に示すように、圧解除後、約40日が経過するまではブレードバイアス制御なしではセット画像が現れることが分かっている。
そこで、本体制御部122の演算部122−1は、圧解除日bを利用して、圧解除からの経過日数d’を計算し、d’<40の場合、本体制御部122はブレードバイアス制御を行うよう指示する。
Next, a case where a print job is performed will be described.
After d ≧ 30 and blade bias control is performed, the date of use date is stored in the last use date a and the pressure release date b of the
When a job is started in this state, since d = 0, blade bias control is not performed. However, as shown in FIG. 4, it is known that a set image appears without blade bias control until about 40 days have passed after pressure release.
Therefore, the calculation unit 122-1 of the main
以上、ブレードバイアス制御について説明してきた、加圧状態での経過日数dと圧解除後の経過日数d’の組み合わせごとに、制御するか否かをまとめたものを、図7に示す。 FIG. 7 shows a summary of whether or not control is performed for each combination of the elapsed days d in the pressurized state and the elapsed days d ′ after release of pressure, which has been described above for blade bias control.
以上説明したように、このブレードバイアス制御によって、規制ブレードが現像ローラを加圧している期間を確認することでセット画像の発生状況を確認しながら、以前のセット箇所の解除後経過日数を確認することで回復状況も得られるようにしたものである。 As described above, this blade bias control confirms the number of days that have elapsed since the previous set position was released while confirming the occurrence of the set image by confirming the period during which the regulating blade presses the developing roller. In this way, the recovery situation can be obtained.
この制御によって、現像ローラの弾性層の変形による画像不良が生じる状態において、振動電界によって現像ローラ4a表面のトナー層を均一化し、画像に表れないようにすることができる。更に、画像不良が生じない状態においては、振動電界によるトナー選択が発生せず、寿命後半でも良好な画像を維持することができる。
なお、規制部材としてはブレードに限らず、トナー層を規制するものならどのような形状でも同様に効果がある。
This control makes it possible to make the toner layer on the surface of the developing
The regulating member is not limited to the blade, and any shape that regulates the toner layer has the same effect.
また、本実施例では、画像セットしてない時には規制ブレードと現像ローラの間に振動電界をかけないように制御しているが、AC電界を小さくする場合でも同様に効果がある。 In this embodiment, control is performed so that an oscillating electric field is not applied between the regulating blade and the developing roller when no image is set, but the same effect can be obtained when the AC electric field is reduced.
更に、本実施例では、モノクロ機について説明したが、フルカラーの画像形成装置においても、各色の現像装置に適用すれば同様に効果がある。 Furthermore, in the present embodiment, a monochrome machine has been described. However, a full-color image forming apparatus is similarly effective when applied to each color developing apparatus.
更に、メモリ120への情報更新作業は、情報読み出し後であれば、現像ローラ駆動の開始を検知した後、プリントジョブの終了前後までであれば、どのタイミングで行っても良い。また、プリントジョブ毎に日付の更新を行う必要はなく、一度更新作業を行うと、日付が変わるまで日付更新作業は行わないようにすることもできる。
更に、使用履歴として、圧解除後の現像ローラ回転数・駆動時間・バイアス印加時間、更には印刷枚数等を、現像ローラのセット回復の特性に応じて適用することもできる。
更に、本実施例においては、プロセスカートリッジ一体型の例について説明したが、プロセスカートリッジと現像カートリッジ分離型や、トナーを補給する補給型においても同様に効果がある。
Further, the information update operation to the
Further, as the use history, the developing roller rotation speed, driving time, bias application time after pressure release, the number of printed sheets, and the like can be applied according to the set recovery characteristics of the developing roller.
Further, in this embodiment, an example of the process cartridge integrated type has been described. However, the process cartridge and the developing cartridge separation type and the replenishment type for replenishing toner are also effective.
101 感光ドラム
104a 現像ローラ
104b 規制ブレード
120 メモリ
122 本体制御部
101
Claims (5)
前記現像剤担持体の使用履歴を記憶する記憶手段を備え、
前記規制部材は、導電性層とその少なくとも前記潜像担持体に接する面に形成された絶縁層とを有し、
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された前記使用履歴に応じて、前記規制部材の導電性層と前記現像剤担持体との間に印加する振動電界を制御することを特徴とする画像形成装置。 A developing unit that carries a developer on a developer carrying member having an elastic layer and controls the developer by a regulating member that is in contact with the developer carrying member, and that faces the latent image carrier. In the image forming apparatus that visualizes the latent image on the latent image carrier,
Storage means for storing a history of use of the developer carrier,
The regulating member has a conductive layer and an insulating layer formed on a surface thereof in contact with at least the latent image carrier,
The control unit controls an oscillating electric field applied between the conductive layer of the regulating member and the developer carrying member according to the use history stored in the storage unit. apparatus.
前記現像剤担持体と前記規制部材と前記記憶手段とを有するカートリッジが前記画像形成装置に着脱可能であって、
前記記憶手段には、前記カートリッジの製造日が記憶されていることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
A cartridge having the developer carrier, the regulating member, and the storage means is detachable from the image forming apparatus,
The image forming apparatus, wherein the storage unit stores a manufacturing date of the cartridge.
前記現像剤担持体と前記規制部材と前記記憶手段とを有するカートリッジが前記画像形成装置に着脱可能であって、
前記記憶手段は、前記カートリッジの最終使用日と前記規制部材の加圧解除日とを記憶することを特徴とする現像画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
A cartridge having the developer carrier, the regulating member, and the storage means is detachable from the image forming apparatus,
The developed image forming apparatus, wherein the storage unit stores a last use date of the cartridge and a pressurization release date of the regulating member.
前記制御手段による振動電界の制御は、振動電界の有無の制御であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control of the oscillating electric field by the control means is control of the presence or absence of the oscillating electric field.
前記制御手段による振動電界の制御は、振動電界の大小の制御であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control of the oscillating electric field by the control means is control of the magnitude of the oscillating electric field.
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