JP2008287098A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、磁気ブラシ現像方式の現像部を有する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus having a developing portion of a magnetic brush developing system.
電子写真方式の画像形成装置では、二成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像方式が広く用いられている。また、近年のデジタル式の画像形成装置では、非画像領域が感光体の帯電電位に近く、画像領域が接地電位に近い静電潜像を形成するのが一般的であり、このような静電潜像を現像するため、現像ローラ部の電位(現像バイアス電位)を帯電電位近くに制御する現像、いわゆる反転現像が多用されている。
反転現像は、現像ローラの電位を接地電位近くに制御する現像、いわゆる正転現像に比べて緊急停止時の現像バイアス電圧の制御が複雑にならざるを得ない。ここで、緊急停止とは、例えば、紙詰まりなどの事象が発生したことによって、実行中の画像形成動作をできるだけ速やかに停止させる場合の処理である。前記画像形成動作には、現像動作も含まれる。
In an electrophotographic image forming apparatus, a magnetic brush developing method using a two-component developer is widely used. Also, in recent digital image forming apparatuses, it is common to form an electrostatic latent image in which the non-image area is close to the charged potential of the photoconductor and the image area is close to the ground potential. In order to develop the latent image, development in which the potential of the developing roller (development bias potential) is controlled to be close to the charging potential, so-called reversal development, is frequently used.
In the reverse development, the control of the developing bias voltage at the time of emergency stop has to be more complicated than the development in which the potential of the developing roller is controlled to be close to the ground potential, that is, the so-called forward rotation development. Here, the emergency stop is a process in a case where an image forming operation being executed is stopped as quickly as possible due to occurrence of an event such as a paper jam, for example. The image forming operation includes a developing operation.
緊急停止時、現像バイアス電圧の制御が複雑になる理由は、次のとおりである。具体例として、感光体の帯電がマイナス帯電、したがって、現像バイアス電圧もマイナス極性の場合を例に説明する。緊急停止時、感光体の駆動を停止しても駆動系の惰性によって感光体および現像ローラは即座に停止せず、その表面は、しばらく移動し続ける。従って、両者が停止するまで現像部では現像が行われることになる。この明細書で、緊急停止時の現像動作とは、感光体の駆動を停止してから両者が停止するまでに行われる現像のことをいう。仮に緊急停止と同時に帯電を停止したとしても、帯電器に対向する部分の感光体表面が現像部に達するまで、現像部を通過する感光体表面の非画像領域は帯電電位を有する。もし、緊急停止と同時に現像バイアス電圧の印加を停止し、現像ローラが接地電位になると、非画像領域の電位は、現像ローラの電位(接地電位)よりもマイナスになり、その電位差はほぼ帯電電圧に等しくなる。非画像領域と現像ローラとの間にこのような大きな電位差が生じると、現像剤中のキャリアが静電気力によって感光体表面に付着してしまう。付着したキャリアは、感光体表面やクリーニング装置に損傷を与える。 The reason why the control of the developing bias voltage becomes complicated at the time of emergency stop is as follows. As a specific example, a case will be described as an example where the photosensitive member is negatively charged, and thus the developing bias voltage is also negatively charged. At the time of emergency stop, even if the driving of the photosensitive member is stopped, the photosensitive member and the developing roller are not stopped immediately due to the inertia of the driving system, and the surface continues to move for a while. Therefore, development is performed in the developing section until both stop. In this specification, the developing operation at the time of an emergency stop refers to development that is performed after the driving of the photosensitive member is stopped until the both stop. Even if charging is stopped simultaneously with the emergency stop, the non-image area on the surface of the photosensitive member that passes through the developing unit has a charged potential until the surface of the photosensitive member at the portion facing the charger reaches the developing unit. If the application of the developing bias voltage is stopped simultaneously with the emergency stop, and the developing roller becomes the ground potential, the potential of the non-image area becomes negative than the potential of the developing roller (ground potential), and the potential difference is almost equal to the charging voltage. Is equal to When such a large potential difference occurs between the non-image area and the developing roller, the carrier in the developer adheres to the surface of the photoreceptor due to electrostatic force. The adhered carrier damages the surface of the photoreceptor and the cleaning device.
そこで、緊急停止時は、帯電電圧、現像バイアス電圧の大きさや停止タイミングを工夫してキャリアが感光体に付着しないような工夫が求められる。これに関して、緊急停止時、直ちに帯電を停止させ、帯電停止領域が現像領域到達するまで感光体ドラムを駆動した後にドラム駆動を停止させるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。これは、緊急停止時やその後の立ち上げ時、感光体の表面にトナーを無駄に付着させないことを意図したものである。また、緊急停止時に現像ローラの停止のタイミングよりも現像バイアスの印加停止タイミングを後にするよう制御するものが知られている(例えば、特許文献2参照)。これは、緊急停止時にキャリアを感光体に付着させないことを意図したものである。
前述の従来技術のように、あるいは、それと異なる手法を用いて、緊急停止時にトナーの無駄な消費を抑制する工夫、および、緊急停止にキャリアが感光体に付着するのを防止する工夫がなされている。しかし、緊急停止時に感光体へのキャリア付着を確実に防止しようとすれば、ある程度のトナー消費は許容せざるを得ない。換言すれば、緊急停止時、感光体の表面電位に対する現像ローラの電位を非画像領域の電位に近づけてキャリア付着を確実に防止しようとすれば、画像領域の電位もしくは非帯電領域の電位と現像ローラの電位との電位差は大きくなってしまい、その領域が現像されてトナーが消費されてしまう。
通常、現像部には、その内部のトナーとキャリアの比率、即ち、トナー濃度を検出するセンサ(トナー濃度センサ)が設けられており、現像部内のトナー濃度を所定の値に保つようにトナーの補給量が制御される。しかし、現像部の駆動停止後、それが再び起動されて現像部内のトナーとキャリアの状態が安定するまでの間は、トナー濃度センサからの検出信号に基づくトナー補給の制御は保留される。その後、緊急停止時に消費された分のトナーが補給されて所定のトナー濃度になった後、続きの画像形成動作が開始される。
As in the prior art described above, or using a method different from that, a device for suppressing wasteful consumption of toner during an emergency stop and a device for preventing the carrier from adhering to the photoconductor during an emergency stop have been made. Yes. However, if an attempt is made to reliably prevent the carrier from adhering to the photoreceptor during an emergency stop, a certain amount of toner consumption must be allowed. In other words, during an emergency stop, if the potential of the developing roller with respect to the surface potential of the photosensitive member is brought close to the potential of the non-image area to reliably prevent carrier adhesion, the potential of the image area or the potential of the non-charged area and the development The potential difference from the roller potential becomes large, and the area is developed and the toner is consumed.
Usually, the developing unit is provided with a sensor (toner density sensor) for detecting the ratio of toner and carrier in the inside thereof, that is, the toner concentration, and the toner concentration in the developing unit is maintained at a predetermined value. The replenishment amount is controlled. However, control of toner replenishment based on a detection signal from the toner density sensor is suspended until the development unit is stopped and then restarted until the toner and carrier states in the development unit are stabilized. Thereafter, after the toner consumed for the emergency stop is replenished to a predetermined toner density, the subsequent image forming operation is started.
そうすると、緊急停止後の再開時、画像形成動作を再開する前にトナー補給の期間が挿入されることにより、緊急停止後の立ち上げに要する時間が長くなってしまう。とくに、緊急停止が繰り返された後は、この傾向が強くなりがちである。 Then, when resuming after an emergency stop, a toner replenishment period is inserted before resuming the image forming operation, so that the time required for start-up after the emergency stop becomes longer. In particular, this tendency tends to increase after repeated emergency stops.
この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであって、緊急停止時、感光体へのキャリア付着を確実に防止することができ、かつ、緊急停止後のトナー濃度低下を抑制して速やかに立ち上げを行うことのできる手法を提供するものである。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and can reliably prevent carrier adhesion to the photoreceptor during an emergency stop and suppress a decrease in toner concentration after the emergency stop. Thus, a method capable of promptly starting up is provided.
この発明は、基体とその表面に形成された感光層とを有し、画像領域及び非画像領域にそれぞれ対応する電位の高低からなる静電潜像が前記感光層上に形成される電子写真用感光体と、前記感光層に対向して配置される現像ローラを有し、互いに逆極性に帯電したトナーとキャリアとからなる磁気ブラシを現像ローラの周面上に形成し、前記静電潜像の画像領域へ静電気力によりトナーを付着させる現像部と、前記感光体の基体と前記現像ローラの周面部との間にバイアス電圧を印加する電源部と、前記現像部へトナーを補給するトナー供給部と、現像動作中は第1のバイアス電圧を前記バイアス電圧として印加し、現像動作を緊急停止させるときには第1のバイアス電圧よりも非画像領域の電位に近い第2のバイアス電圧を印加するように電源部を制御し、かつ、緊急停止からの復帰動作時、トナーの所定量を補給するようにトナー供給部を制御する制御部とを備えることを特徴とする画像形成装置を提供する。 The present invention has an electrophotographic layer having a substrate and a photosensitive layer formed on the surface thereof, and an electrostatic latent image having a potential level corresponding to each of an image area and a non-image area is formed on the photosensitive layer. A magnetic brush comprising a photosensitive member and a developing roller disposed opposite to the photosensitive layer, and comprising a toner and a carrier charged with opposite polarities on the peripheral surface of the developing roller; A developing unit that attaches toner to the image area by electrostatic force, a power supply unit that applies a bias voltage between the base of the photoreceptor and the peripheral surface of the developing roller, and a toner supply that supplies toner to the developing unit The first bias voltage is applied as the bias voltage during the development operation, and the second bias voltage closer to the potential of the non-image area than the first bias voltage is applied when the development operation is urgently stopped. In Controls the source unit, and, upon return from the emergency stop, to provide an image forming apparatus, characterized in that it comprises a control unit for controlling the toner supply section to supply a predetermined amount of toner.
この発明の画像形成装置において、前記制御部は、緊急停止時のバイアス電圧を第1のバイアス電圧から第2のバイアス電圧に変更するので、第1のバイアス電圧を保持する場合に比べて感光層へのキャリア付着をより確実に防止することができる。しかも、緊急停止からの復帰動作時にトナーの所定量を補給させるので、緊急停止後のトナー濃度低下を抑制し、速やか立ち上げをに行うことができる。 In the image forming apparatus of the present invention, the control unit changes the bias voltage at the time of emergency stop from the first bias voltage to the second bias voltage, so that the photosensitive layer is compared with the case where the first bias voltage is held. It is possible to more reliably prevent carrier adhesion to the substrate. Moreover, since a predetermined amount of toner is replenished during the return operation from the emergency stop, it is possible to suppress a decrease in toner concentration after the emergency stop and to quickly start up.
ここで、感光体は表面に静電潜像を形成できるものであれば、とくにその形状、種類は問わず、周知のものであってよい。前記形状は、例えば、ドラム状であってもよく、ベルト状のものであってもよい。前記種類は、例えば、有機感光体であってもよいが、セレン系、アモルファスシリコン系の感光体であってもよい。トナー及びキャリアは、周知のものであってよい。
例えば、感光体がマイナス帯電の特性のものであれば、トナーはマイナス帯電、キャリアはプラス帯電のものを用いる。逆に、感光体がプラス帯電のものであれば、トナーはプラス帯電、キャリアはマイナス帯電のものを用いる。これは、電子写真の技術分野で周知である。
Here, the photoreceptor is not particularly limited in shape and type as long as it can form an electrostatic latent image on the surface, and may be a known one. The shape may be, for example, a drum shape or a belt shape. The type may be, for example, an organic photoreceptor, or a selenium-based or amorphous silicon-based photoreceptor. The toner and carrier may be well known.
For example, if the photosensitive member has a negative charge characteristic, the toner is negatively charged and the carrier is positively charged. Conversely, if the photoreceptor is positively charged, the toner is positively charged and the carrier is negatively charged. This is well known in the electrophotographic art.
以下、この発明の好ましい態様について説明する。
前記トナーの所定量は、第2のバイアス電圧を印加する間に現像部から出て行くトナーを補充するように予め定められた量であってもよい。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
The predetermined amount of the toner may be a predetermined amount so as to replenish the toner exiting from the developing unit while applying the second bias voltage.
また、前記トナー補給部は、前記現像部へ通じる開口部を塞ぐように配置され、その表面に凹部を有するトナー補給ローラ有してなり、前記制御部は、トナー補給ローラを所定角度だけ回転させることによりトナーの所定量を補給するように制御してもよい。 The toner replenishing portion is disposed so as to close an opening communicating with the developing portion, and has a toner replenishing roller having a recess on the surface thereof, and the control portion rotates the toner replenishing roller by a predetermined angle. Thus, it may be controlled to replenish a predetermined amount of toner.
さらにまた、現像動作中に感光体を駆動させる駆動部と、感光体の表面に対向して配置され、現像動作中に感光体層を帯電させる帯電部とをさらに備え、前記制御部は、前記駆動部と前記帯電部の動作をさらに制御し、現像動作を緊急停止させるとき、前記感光体の駆動を停止させ、かつ、前記帯電部の帯電動作を停止させ、帯電動作の停止から所定時間後に前記バイアス電圧の印加を停止させてもよい。このようにすれば、感光体へのキャリアの付着を防止することができる。 The control unit further includes a drive unit that drives the photoconductor during the developing operation, and a charging unit that is disposed opposite to the surface of the photoconductor and charges the photoconductor layer during the developing operation. When the operation of the driving unit and the charging unit is further controlled to stop the developing operation in an emergency, the driving of the photoconductor is stopped, and the charging operation of the charging unit is stopped, and a predetermined time after the charging operation is stopped. The application of the bias voltage may be stopped. In this way, it is possible to prevent the carrier from adhering to the photoreceptor.
さらに、前記所定時間は、帯電動作を停止させたときに帯電部に対向する感光体の表面部分が現像ローラに対抗する位置へ達するまでの時間に基づいて決定された時間であってもよい。 Further, the predetermined time may be a time determined based on a time until the surface portion of the photoconductor facing the charging portion reaches a position facing the developing roller when the charging operation is stopped.
また、前記帯電部は、放電部とグリッド部を有してなり、前記電源部は、現像ローラへ電圧を印加すると共に、その電圧に対して所定範囲内の電位差を有する電圧をグリッド部へ印加し得るように構成されてなるものであってもよい。
ここで示した種々の好ましい態様は、それら複数を組み合わせることもできる。
The charging unit includes a discharging unit and a grid unit, and the power unit applies a voltage to the developing roller and a voltage having a potential difference within a predetermined range with respect to the voltage. It may be configured to be able to.
The various preferable aspects shown here can also be combined.
以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. In addition, the following description is an illustration in all the points, Comprising: It should not be interpreted as limiting this invention.
画像形成装置の全体構成
この発明の特徴部分の説明に移る前に、その前提となる画像形成装置の構成について説明する。
Overall Configuration of Image Forming Apparatus Before proceeding to the description of the features of the present invention, the configuration of the image forming apparatus that is the premise thereof will be described.
図6は、この発明の画像形成装置の一態様である電子写真方式プリンタの機構的な構造を示す説明図である。図6において、画像形成装置11は、図示しない画像読取装置にて読み込まれた画像データや、外部の機器(例えばパーソナルコンピュータなどの画像処理装置)から通信線を介して入力される印刷データの画像を形成し、形成した画像を印刷用のシート(印刷シート)上に転写して出力するものである。
FIG. 6 is an explanatory view showing the mechanical structure of an electrophotographic printer which is an aspect of the image forming apparatus of the present invention. In FIG. 6, the
画像形成装置11には、感光体ドラム202を中心に、電子写真プロセス用の各ユニットが配置されており、これらの動作によって画像が形成される。感光体ドラム202は、導電性基材(例えば、アルミニウム)の周面に感光層が形成されたものである。基材は、電気的に接地される。感光体ドラム202の周囲には、帯電器203、現像ユニット200、転写ローラ207、クリーニングユニット208および光走査ユニット204等がこの順に配置されている。感光体ドラム202は、図示しないメインモータによって駆動され、一定速度で回転する。
In the
帯電器203は、感光体ドラム202の表面を均一に帯電させるものである。この実施の形態の帯電器203は、コロナ放電部と制御グリッドを有するスコロトロン方式のものである。感光体ドラム202の表面はグリッド電圧にほぼ等しい電位に帯電される。なお、帯電器203には、帯電ローラなど他の方式を用いてもよい。光走査ユニット204は、均一に帯電された感光体ドラム202上に光ビームを走査させてその表面に静電潜像を形成するものである。現像ユニット200は、その内部に現像剤を収容し、光走査ユニット204により書き込まれた静電潜像をトナーにより顕像化するものである。なお、前記現像剤は、トナーとキャリアとからなり、トナーは現像ユニット200内で攪拌されることによって、キャリアとの摩擦によってプラス極性に帯電する。現像ユニット200には、それに供給されるトナーを収容するトナー収容部171が取り付けられている。
The
転写ローラ207は、感光体ドラム202上に顕像化された画像を印刷シート上に転写してシート上に可視画像を形成するためのローラである。転写ローラ207は、金属性の軸部と、その周面に巻かれた導電性の弾性材(例えば、EPDM、発泡ウレタンなど)からなる。転写ローラ207は、前記プロセス駆動モータによって駆動され、後述する転写電源からの電圧がその軸部に印加される。転写ローラ207には、搬送方向の下流側へ延びる転写ベルト206が架けられている。転写ベルト206は、例えば、体積抵抗率が所定の値(例えば、1×109〜1×1013Ω・cmの範囲)を有するように導電性を持たせた樹脂あるいはゴムからなる。
The
クリーニングユニット208は、感光体ドラム202上に残留した現像剤を除去するものである。
The cleaning unit 208 removes the developer remaining on the
画像形成装置11の下部には、画像形成装置11本体内に内装されたシート供給トレイ201が配置されている。シート供給トレイ201は、印刷シートを収容するトレイである。シート供給トレイ201に収容された印刷シートは、ピックアップローラ209等により1枚ずつ分離され、レジストローラ210まで搬送され、レジストローラ210により感光体ドラム202に形成された画像とのタイミング同期がはかられ、転写ローラ207と感光体ドラム202との間に順次供給される。転写ローラ207には、転写のための電圧(転写電圧)が印加されている。現像され、感光体ドラム202上に付着したトナーは、転写電圧によってシート上に転写される。
Under the
画像形成装置11内には、定着ユニット205が配置されている。定着ユニット205は、加熱ローラ211と加圧ローラ212とが接するニップ部で、シート上に転写されたトナーを熱で溶融させ圧力によりシートに定着させるものである。
A fixing
定着ユニット205を通過したシートは、さらに搬送されてシート排出トレイ213に排出される。
なお、図6では、モノクロの画像形成装置を例示しているが、この発明はそれに限定されず、フルカラーの画像形成装置にも適用可能である。
The sheet that has passed through the fixing
Although FIG. 6 illustrates a monochrome image forming apparatus, the present invention is not limited to this and can be applied to a full-color image forming apparatus.
現像ユニットの構成
この実施の形態では、現像ユニット200とトナー収容部171の詳細を説明する。図7は、図6の画像形成装置11のうち現像ユニット200とトナー収容部171の詳細を示す断面図である。図7に示すように、感光体ドラム202の表面に対向して現像ユニット200の現像ローラ187が配置されている。現像ローラ187は、感光体ドラム202の表面にトナーを供給し、静電潜像にトナーを付着させて顕像化するためのものである。現像ローラは、前記プロセス駆動モータによって駆動される。また、現像ローラの表面は非磁性の導電部材(例えば、アルミニウム材)からなり、その導電部材には、高圧電源から電圧が印加される。現像ユニット200内では現像ローラの周囲に絶えず所定濃度のトナーを供給すべく、トナー濃度センサ186がトナー濃度を検知する。図示しない制御部は、トナー濃度センサ186の出力を得てトナーの供給を制御する。トナーは、トナー収容部171から供給される。トナー収容部171は、トナーを攪拌するトナーホッパ178と、円筒状のトナーボトル174を装着するトナーボトル装着部172から構成される。トナーボトル174は、ユーザーによって装着される。トナーボトル174の内部にはトナーが収容されている。トナーボトル174内のトナーは図示しないトナー搬送機構によってトナー供給口173に搬送される。トナー搬送機構は、後述するトナー搬送モータ(図4参照)によって駆動され、トナーを搬送する。
Configuration of Developing Unit In this embodiment, details of the developing
トナー供給口173から供給されたトナーはトナーホッパ178内に導かれる。トナーホッパ178内には、図示しないトナー補給モータで駆動されて矢印J1方向に回動する攪拌ローラ175が設けられている。攪拌ローラ175は、トナーを攪拌して流動性を均一にするすると共にトナー補給ローラ176付近のトナー溜り部179へトナーを搬送する。また、トナー収容部171には、トナーホッパ178内のトナーが所定量に満たなくなったことを検知してトナーボトルからトナーを補給するための信号を発生するトナー搬送センサ177が設けられている。トナー搬送センサ177は光反射感知センサであり、検知対象に光を照射し、光の反射の具合で対象の状態を判断する原理を用いてトナーホッパ178内のトナーの有無を検知するセンサである。トナー搬送センサ177の出力に応じて、図示しない制御部がトナー搬送機構の動作を制御する。これによって、トナーホッパ178内のトナー量は所定範囲に保たれる。
The toner supplied from the
トナー補給ローラ176は、現像槽200へトナーの所定量を供給するためのローラである。トナー補給ローラ176は、例えば、ステンレス製の中実軸にエステル系ポリウレタンフォーム、いわゆるスポンジ等の多孔質弾性体を巻き付けてなるものである。トナー補給ローラ176の下方には、現像槽200に通じるスリット状のトナー落下開口部183が設けられている。トナー補給ローラ176は、その弾性多孔質部材でトナー落下開口部183の全面を覆うように配置されている。また、トナー補給ローラ176は、前記トナー補給モータにより駆動され、矢印J2方向に回転する。
The
トナー補給ローラ176が回転すると、トナー溜り部179のトナーが弾性多孔質部材の表面の孔部に入る。そのトナーがトナー落下開口部183に達したところで、トナー補給ローラ176の表面がトナー落下開口部183のエッジに接触して変形する。その変形によってトナーは孔部と分離し、自重によってトナー落下開口部183から現像槽200の内部へ落下する。
When the
トナー補給ローラ176が停止すると、その状態ではトナー落下開口部183の全面がトナー補給ローラ176の弾性多孔質部材で覆われる。従って、トナー補給ローラ176が停止した状態では、トナーホッパ178内のトナーが現像ユニット200へ移動することはない。
When the
トナー落下開口部183から現像ユニット200内に落下したトナーは、現像槽内の搬送スクリュー184で搬送され、攪拌スクリュー185でキャリアと攪拌される。また、攪拌スクリュー185の作用で現像ローラ187の表面部に供給される。
The toner dropped into the developing
現像ユニット200の底部には、トナー濃度センサ186が設けられている。トナー濃度センサ186は、現像ローラ187の表面部に供給されるトナーの濃度を検出する。ここで、トナーの濃度は、キャリアとトナーとを合わせてなる現像剤の重量に対してトナーの重量が占める割合をいう。感光体ドラム202上の静電潜像を現像すると、トナーが消費される。図示しない制御部は、トナー濃度センサ186からの信号によって現像ユニット200内のトナーが減少したことを認識すると、前記トナー補給モータを回転させる。トナー補給モータが回転すると、攪拌ローラ175とトナー補給ローラ176とが回転し、トナーが現像ユニット200内に供給される。また、制御部は、トナー濃度が所定値に達するとトナー補給モータを停止させる。このようにして、現像ユニット200内のトナー濃度は、所定の範囲に制御される。
A
緊急停止時の現像動作の制御
次に、図6の画像形成装置11で、現像動作の制御に関する機能的な構成について説明する。図2は、現像動作の制御に関する機能的なブロックの構成を示すブロック図である。図2で、緊急停止事象検出部12は、緊急停止をすべき事象の発生を検出するブロックである。具体的な一例は、シートの搬送路中に配置されたシート検出センサである。異なる一例は、帯電器203の異常を検出するために設けられる図示しない異常検出回路である。さらに異なる一例は、メインモータのロックを検出する図示しない異常検出回路である。
Control of Development Operation at Emergency Stop Next, a functional configuration relating to development operation control in the
制御部13は、画像形成装置11の動作を制御するものであり、具体例は、マイクロコンピュータ、メモリ素子、入出力回路が基板上に実装されたものである。メインモータ駆動部15は、前述のメインモータを駆動する駆動回路であって、制御部13からの制御信号によって制御される。メトナー補給モータ駆動部17は、前述のトナー補給モータを駆動する駆動回路であって、制御部13からの制御信号によって制御される。高圧電源21は、帯電器203のコロナ放電部へ電圧を印加する帯電器用電源部、帯電制御グリッドへ電圧を印加するグリッドバイアス用電源部、現像ローラ187へ現像バイアス電圧を印加する現像バイアス用電源部、転写ローラ207へ電圧を印加する転写用電源部からなる。ただし、グリッドバイアス用電源部と現像バイアス用電源部とは、1つの電源回路から電圧を発生させるようにしてもよい。
The
画像処理部31は、画像読取装置にて読み込まれた画像データや、外部の機器から通信線を介して入力された印刷データを処理するブロックである。具体的には、画像処理回路を集積したLSI、メモリ、画像データを処理するCPUが基板上に実装された画像処理ユニットで構成される。LDドライバ33は、画像処理部31からの出力信号に基づいて、光走査ユニット204内に配置されたレーザ素子の発光を制御し、感光体ドラム202上を走査する光ビームの強度を画像データに応じて変化させる回路である。
The
図4は、緊急停止の事象が発生した後、制御部13がメインモータを停止させ、帯電器をオフし、現像バイアス電圧を制御する様子を示すタイムチャートである。図4に示すように、制御部13は、緊急停止事象検出部12が緊急停止の事象を検出すると、メインモータの駆動を停止する。しかし、駆動形の惰性により、メインモータが完全に停止するまでにはしばらくの時間を要する。図4では、この時間を「オーバーラン時間」として記している。また、制御部13は、現像バイアス電圧を現像動作中の電圧値DVbias1から、緊急停止時の電圧値DVbias2に変更する。具体的な一例は、後述する図3に示すように、DVbias1が-400V、DVbias2が-525Vである。
FIG. 4 is a time chart showing how the
制御部13は、メインモータの駆動を停止してから期間t1の経過後、帯電器用電源部をオフすると共に、グリッドバイアス用電源部をオフする。さらに、それから期間t2の経過後、現像バイアス電圧をオフする。
The
図3は、通常の現像動作時と緊急停止時とにおける画像領域の最も濃い部分に対応する電位VL、非画像領域の電位V0(制御グリッドバイアスの電位Vgridに等しい)および現像バイアス電位DVbiasの関係を示す説明図である。(a)は通常の現像動作時、(b)は緊急停止時を示す。図3で、|V2|は、クリーニングフィールドと呼ばれ、現像ローラの電位、即ち、現像バイアス電位DVbiasと非画像領域の電位との電位差である。この電位差は、非画像領域にトナーが付着しないように確保されるものである。換言すれば、非画像領域とトナーとが静電気的に反発する力を与える電位差である。ただし、トナーと逆極性に帯電しているキャリアに対しては、非画像領域への吸引力となる。クリーニングフィールドが大きくなるとその吸引力が大きくなり、キャリアを現像ローラ上に留めている磁力に打ち勝ってキャリアが感光体に付着してしまう。そこで、緊急停止時は、クリーニングフィールドを通常の現像動作時よりも小さくして、キャリアの付着を確実に防止する。緊急停止時は、感光体および現像ローラの移動速度が通常よりも遅くなり、また、その両者の相対速度が変わる。これによってキャリアが感光体に付着し易い条件になっても、キャリアの付着を防止するためである。 FIG. 3 shows the relationship between the potential VL corresponding to the darkest part of the image area, the potential V0 of the non-image area (equal to the control grid bias potential Vgrid), and the development bias potential DVbias during normal development operation and emergency stop. It is explanatory drawing which shows. (A) shows a normal developing operation, and (b) shows an emergency stop. In FIG. 3, | V2 | is called a cleaning field and is a potential difference between the potential of the developing roller, that is, the potential of the developing bias potential DVbias and the potential of the non-image area. This potential difference is ensured so that toner does not adhere to the non-image area. In other words, it is a potential difference that gives a force to electrostatically repel non-image areas and toner. However, for a carrier charged to a polarity opposite to that of the toner, it becomes a suction force to the non-image area. As the cleaning field increases, the suction force increases, and the carrier adheres to the photoreceptor by overcoming the magnetic force holding the carrier on the developing roller. Therefore, at the time of emergency stop, the cleaning field is made smaller than that at the time of the normal developing operation to reliably prevent carrier adhesion. During an emergency stop, the moving speed of the photosensitive member and the developing roller is slower than usual, and the relative speed of the two changes. This is to prevent the carrier from adhering even under conditions where the carrier easily adheres to the photoreceptor.
図1は、緊急停止時および緊急停止後の立ち上げ時に制御部13が実行する現像制御の手順を示すフローチャートである。図1に沿って、処理の手順を説明する。緊急停止すべき事象が発生した場合、制御部13は、メインモータおよび光走査ユニット204内のレーザ素子の発光を停止させる(ステップS11)。これは、図4の時刻t0に対応する。メインモータは、駆動系の惰性によって停止後約1秒間動き続ける。さらに、制御部13は、現像バイアスの電圧を、現像動作中の所定電圧値であるDVbias1から、緊急停止時の所定電圧値であるDVbias2に切替える。(ステップS13)。その後、制御部は、時刻t1に達するのを待って(ステップS15)、帯電制御グリッドの電圧の印加をオフする(ステップS17)。その後、制御部13は、時間t2がさらに経過するのを待ってから(ステップS19)、現像バイアス電圧の印加をオフする(ステップS21)。そして、緊急停止解除の事象を待つ(ステップS23)。緊急停止解除の事象とは、具体的には、たとえば、次のようなものである。いま、紙詰まりで緊急停止したとする。停止後、機内の用紙がユーザーによって除去され、図示しないキャビネットが閉じられたとする。制御部13は、キャビネットの開閉状態を検出する図示しないセンサの出力を得てキャビネットが閉じられたことを認識し、それをトリガにシート搬送路中に配置された図示しないシート検出センサからの信号を確認する。制御部13は、いずれのセンサもシートの存在を検出していない場合、復帰の条件が整ったもの判断する。これが、緊急停止解除の事象である。
FIG. 1 is a flowchart showing a development control procedure executed by the
緊急停止解除の事象が発生した後、制御部13は、立ち上げの処理としてメインモータをオンする(ステップS25)。さらに、現像バイアス電圧として電圧値DVbias1を印加する(ステップS27)。また、帯電グリッド電圧をオンする(ステップS29)。このようにして、感光体の状態をプロセス的に初期化する。また、感光体の初期化の間に、制御部13はトナーの所定量を現像ユニットへ200補給させる。即ち、トナー補給ローラ176を回転させ(ステップS31)、トナーの所定量が補給された後(ステップS33)、トナー補給ローラ176の回転を停止させる(ステップS35)。ここで、トナーの補給量は、トナー補給ローラ176の回転角度にほぼ比例する。そして、トナー補給ローラ176は、トナー補給モータによって駆動され、ほぼ等速度で回転する。結局、トナーの補給量は、トナー補給モータの回転時間にほぼ比例する。従って、トナーの所定量を補給するに、所定時間、トナーモータを回転させればよい。単位時間当たりどれだけのトナーが補給されるかは、あらかじめ実験により定めておけばよい。
After the occurrence of the emergency stop cancellation event, the
1回の緊急停止で消費されるトナーの量は、予め実験で求めておけばよい。図5は、緊急停止時のトナー消費量を求める実験例のグラフである。グラフの横軸は緊急停止の回数、縦軸は現像ユニット200の総重量および現像ユニット200内のトナー濃度である。現像ユニット200の初期の質量と、300回の緊急停止を繰り返した後の質量との差が105gであることから、1回の緊急停止でのトナー消費量を0.35gと算出している。
The amount of toner consumed in one emergency stop may be obtained in advance by experiments. FIG. 5 is a graph of an experimental example for obtaining the toner consumption during an emergency stop. The horizontal axis of the graph represents the number of emergency stops, and the vertical axis represents the total weight of the developing
現像バイアス用電源とグリッド部バイアス用電源
グリッドバイアス用電源部と現像バイアス用電源部とは、個別のものであってそれぞれが制御部で制御されてもよいが、1つの電圧源から電圧を発生させるように構成してもよい。後者の場合について説明する。図8は、グリッドバイアス用電源部と現像バイアス用電源部が1つの電圧源からなる場合の構成を示す説明図である。
The power supply for developing bias, the power supply for biasing the grid section, and the power supply section for developing the grid bias and the power supply section for developing bias can be individually controlled and controlled by the control section, but generate voltage from one voltage source. You may comprise. The latter case will be described. FIG. 8 is an explanatory diagram showing a configuration in the case where the grid bias power supply unit and the development bias power supply unit are composed of one voltage source.
図8で、電源部Vbiasは、グリッドバイアス電圧と現像バイアス電圧を供給する電圧源である。ツェナーダイオードZD1,ZD2,ZD3のツェナー電圧VZ1,VZ2,VZ3は、それぞれ50V、150V、75Vである。ツェナーダイオードZD1およびZD2は、通常動作時のグリッドバイアスと現像バイアスの電位差を50〜150Vの範囲に規制するためのものである。スイッチSWは、制御部によってそのオンおよびオフ状態が切り替えられる。緊急停止時、制御部はスイッチをオンしてZD3を導通させる。この場合、グリッドバイアスと現像バイアスの電位差は、50〜75Vの範囲に規制される。即ち、ツェナーダイオードZD3は、緊急停止時のグリッドバイアスと現像バイアスの電位差の上限を75Vに規制するためのものである。 In FIG. 8, a power supply unit Vbias is a voltage source that supplies a grid bias voltage and a development bias voltage. Zener voltages V Z1 , V Z2 , and V Z3 of the Zener diodes ZD 1 , ZD 2 , and ZD 3 are 50V, 150V, and 75V, respectively. The zener diodes ZD 1 and ZD 2 are for regulating the potential difference between the grid bias and the developing bias during normal operation in the range of 50 to 150V. The switch SW is turned on and off by the control unit. At the time of emergency stop, the control unit turns on the switch to make ZD 3 conductive. In this case, the potential difference between the grid bias and the developing bias is regulated to a range of 50 to 75V. That is, the Zener diode ZD 3 is for regulating the upper limit of the potential difference between the grid bias and the developing bias at the time of emergency stop to 75V.
グリッドと現像バイアスの電位差が50Vを超えて大きくなると、トランジスタQ1がオンし、これによってトランジスタQ2がオフする。一方、グリッドと現像バイアスの電位差が50V以下になると、トランジスタQ1がオフする。これによってトランジスタQ2がオンし、グリッドバイアス電圧を上昇させる。その結果、グリッドバイアスと現像バイアスの電位差として、50V以上の電位差が確保される。抵抗器R1およびR3は、トランジスタQ1,Q2が誤作動によりオンするのを防止するためのものである。 When the potential difference of the grid and the developing bias is increased beyond 50 V, the transistor Q 1 is turned on, whereby the transistor Q 2 is turned off. On the other hand, when the potential difference grid and the developing bias is 50V or less, the transistor Q 1 is turned off. This transistor Q 2 is turned on to raise the grid bias voltage. As a result, a potential difference of 50 V or more is secured as the potential difference between the grid bias and the developing bias. The resistors R 1 and R 3 are for preventing the transistors Q 1 and Q 2 from being turned on due to malfunction.
前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。 In addition to the embodiments described above, there can be various modifications of the present invention. These modifications should not be construed as not belonging to the scope of the present invention. The present invention should include the meaning equivalent to the scope of the claims and all modifications within the scope.
11 画像形成装置
171 トナー収容部
172 トナーボトル装着部
173 トナー供給口
174 トナーボトル
175 攪拌ローラ
176 トナー補給ローラ
177 トナー搬送センサ
178 トナーホッパ
179 トナー溜り部
183 トナー落下開口部
184 搬送スクリュー
185 攪拌スクリュー
186 トナー濃度センサ
187 現像ローラ
200 現像ユニット
201 シート供給トレイ
202 感光体ドラム
203 帯電器
204 光走査ユニット
205 定着ユニット
206 転写ベルト
207 転写ローラ
208 クリーニングユニット
209 ピックアップローラ
210 レジストローラ
211 加熱ローラ
212 加圧ローラ
213 シート排出トレイ
11
Claims (6)
前記感光層に対向して配置される現像ローラを有し、互いに逆極性に帯電したトナーとキャリアとからなる磁気ブラシを現像ローラの周面上に形成し、前記静電潜像の画像領域へ静電気力によりトナーを付着させる現像部と、
前記感光体の基体と前記現像ローラの周面部との間にバイアス電圧を印加する電源部と、
前記現像部へトナーを補給するトナー供給部と、
現像動作中は第1のバイアス電圧を前記バイアス電圧として印加し、現像動作を緊急停止させるときには第1のバイアス電圧よりも非画像領域の電位に近い第2のバイアス電圧を印加するように電源部を制御し、かつ、緊急停止からの復帰動作時、トナーの所定量を補給するようにトナー供給部を制御する制御部とを備えることを特徴とする画像形成装置。 An electrophotographic photosensitive member having a substrate and a photosensitive layer formed on the surface thereof, and an electrostatic latent image having high and low potentials corresponding to an image region and a non-image region, respectively, is formed on the photosensitive layer;
A magnetic brush comprising a developing roller disposed opposite to the photosensitive layer and composed of toner and a carrier charged with opposite polarities is formed on the peripheral surface of the developing roller, and is transferred to the image area of the electrostatic latent image. A developing unit that attaches toner by electrostatic force;
A power supply unit for applying a bias voltage between the photosensitive body and the peripheral surface of the developing roller;
A toner supply unit for supplying toner to the developing unit;
A power supply unit applies a first bias voltage as the bias voltage during the developing operation, and applies a second bias voltage closer to the potential of the non-image area than the first bias voltage when the developing operation is urgently stopped. And a control unit that controls the toner supply unit so as to replenish a predetermined amount of toner during a return operation from an emergency stop.
前記制御部は、トナー補給ローラを所定角度だけ回転させることによりトナーの所定量を補給するように制御する請求項1または2記載の画像形成装置。 The toner replenishing portion is disposed so as to close an opening communicating with the developing portion, and has a toner replenishing roller having a concave portion on the surface thereof.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit performs control so as to supply a predetermined amount of toner by rotating a toner supply roller by a predetermined angle.
感光体の表面に対向して配置され、現像動作中に感光体層を帯電させる帯電部とをさらに備え、
前記制御部は、前記駆動部と前記帯電部の動作をさらに制御し、
現像動作を緊急停止させるとき、前記感光体の駆動を停止させ、かつ、前記帯電部の帯電動作を停止させ、帯電動作の停止から所定時間後に前記バイアス電圧の印加を停止させる請求項1〜3の何れか一つに記載の画像形成装置。 A drive unit for driving the photosensitive member during the developing operation;
A charging unit disposed opposite to the surface of the photoreceptor and charging the photoreceptor layer during the developing operation;
The control unit further controls operations of the driving unit and the charging unit,
4. When the development operation is urgently stopped, the driving of the photosensitive member is stopped, the charging operation of the charging unit is stopped, and the application of the bias voltage is stopped a predetermined time after the charging operation is stopped. The image forming apparatus according to any one of the above.
前記電源部は、現像ローラへ電圧を印加すると共に、その電圧に対して所定範囲内の電位差を有する電圧をグリッド部へ印加し得るように構成されてなる請求項4または5に記載の画像形成装置。 The charging unit has a discharge unit and a grid unit,
The image forming apparatus according to claim 4, wherein the power supply unit is configured to apply a voltage to the developing roller and to apply a voltage having a potential difference within a predetermined range to the voltage to the grid unit. apparatus.
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