JP2009092708A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、潤滑剤塗布機構を備えた、PPC、レーザプリンタ、ファクシミリ、これらを含む複合機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 a PPC, a laser printer, a facsimile machine, and a multifunction machine including these, which includes a lubricant application mechanism.
従来から、複写機、これらの複合機等として構成される画像形成装置において、回転駆動されながら表面にトナー像が形成される像担持体表面に潤滑剤が塗布されることが知られている(例えば、特許文献1乃至5参照)。
特許文献1には、回転駆動されながら表面にトナー像が形成される像担持体と、そのトナー像を転写材に転写する転写装置と、トナー像の転写後に像担持体表面に付着する転写残トナーを除去して像担持体表面を清掃するクリーニング部材と、像担持体表面に接触するブラシを有し、かつ回転駆動されながら像担持体表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材とを備える構成が開示されている。
この形式の画像形成装置では、像担持体表面に潤滑剤が塗布されるので、像担持体表面のトナーに対する摩擦係数を低下させることができ、これによって像担持体表面に形成されたトナー像を転写材に転写する時の転写不良の発生を抑え、転写されたトナー像の画質を高めることができる。
特に、文字画像中の一部が虫喰い状に欠ける文字部中抜け現象の発生を抑え、その画質を向上させることが可能である。また、像担持体表面におけるトナーフィルミングの防止や、表面層の削れを抑制する効果があり、像担持体の寿命を延ばす点にも貢献している。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus configured as a copying machine, a composite machine thereof, or the like, it is known that a lubricant is applied to the surface of an image carrier on which a toner image is formed while being driven to rotate ( For example, see
In this type of image forming apparatus, since the lubricant is applied to the surface of the image carrier, the coefficient of friction with respect to the toner on the surface of the image carrier can be reduced, whereby the toner image formed on the surface of the image carrier can be reduced. Occurrence of transfer failure when transferring to a transfer material can be suppressed, and the image quality of the transferred toner image can be improved.
In particular, it is possible to suppress the occurrence of a character part dropout phenomenon in which a part of a character image is lacking in a worm-eaten shape and to improve the image quality. Further, it has the effect of preventing toner filming on the surface of the image carrier and suppressing the abrasion of the surface layer, and contributes to extending the life of the image carrier.
ところが、像担持体表面に潤滑剤を塗布すると、その表面のトナーに対する摩擦係数が低下するので、像担持体表面への潤滑剤の付着量が不均一になると、その付着量ムラによって、像担持体表面に形成されるトナー像のトナー付着量が不均一となり、トナー像に濃度ムラが発生し、形成される画質が劣化することがある。
すなわち、潤滑剤の付着量が多い像担持体表面部分ではトナーの付着量が少なくなり、逆に潤滑剤の付着量の少ない部分ではトナーが多量に付着し、これによってトナー像に濃度ムラが発生する。特に、低濃度のトナー像に濃度ムラが発生し易い。
さらに1成分接触現像の場合、像担持体の静止摩擦係数が低くなり過ぎると、像担持体上に形成した画像に画像抜け(ドット、文字、ライン等の一部が抜ける)が生じるようになる。1成分接触現像では、現像ローラ上にトナー薄層を形成し、像担持体に接触させ、電界や像担持体表面への付着力により現像ローラ上のトナーを像担持体表面に移動させている。
接触現像の場合、現像ローラを直接像担持体に接触させるため、像担持体表面の静止摩擦係数をあまり低くし過ぎると、像担持体上に形成されたトナー像が現像ローラによりかき落とされ易くなってしまう。
However, if a lubricant is applied to the surface of the image carrier, the coefficient of friction with respect to the toner on the surface decreases, so if the amount of lubricant adhering to the surface of the image carrier becomes non-uniform, unevenness in the amount of adhesion causes image A toner image formed on the body surface may have a non-uniform toner adhesion amount, resulting in uneven density in the toner image, and the formed image quality may deteriorate.
In other words, the amount of toner adhering to the surface of the image carrier with a large amount of lubricant adhering decreases, and conversely, a large amount of toner adheres to the portion with a small amount of adhering lubricant, resulting in uneven density in the toner image. To do. In particular, density unevenness is likely to occur in a low density toner image.
Furthermore, in the case of one-component contact development, if the static friction coefficient of the image carrier becomes too low, image omission (a part of dots, characters, lines, etc. will be lost) in the image formed on the image carrier. . In the one-component contact development, a thin toner layer is formed on the developing roller, brought into contact with the image carrier, and the toner on the developing roller is moved to the surface of the image carrier by an electric field or adhesion to the surface of the image carrier. .
In the case of contact development, since the developing roller is brought into direct contact with the image carrier, if the coefficient of static friction on the surface of the image carrier is made too low, the toner image formed on the image carrier is easily scraped off by the developing roller. turn into.
このような潤滑剤塗布不足や塗布過多を、通常のジョブ中に制御する方法として、特許文献2では、潤滑剤塗布部材のブラシを感光体表面に接触させながら潤滑剤を塗布する画像形成装置において、潤滑剤の塗布ムラを簡単な構成によってなくし、画像の濃度ムラ発生を阻止する技術が開示されている。また、特許文献3では、フィルミングを防止して、常に安定した潤滑剤の供給をする技術が開示されているが、上記従来の問題点解決には十分ではない。
また、近年では、特許文献4及び5に示すように、低画像面積の出力などによる経時的なトナー劣化対策(かぶり画像対策など)として、トナーを強制的に消費させるモードが研究されている。
原稿の画像面積が規定値(良質な画像を維持するための最低画像面積)より少ない場合、例えば、規定値を5%とすると0.5%原稿の場合、4.5%分のトナーを強制消費することになる。
また、強制消費を1プリント毎に行うとプリントスピードの低下(生産性の低下)を招くため、一般的にはジョブエンドに数枚分まとめて、ベタ画像や50%画像程度の高画像面積でトナー消費させている。
In recent years, as shown in
If the image area of the document is smaller than the specified value (minimum image area for maintaining a good quality image), for example, if the specified value is 5%, 0.5% document will force 4.5% of toner. Will consume.
In addition, if forced consumption is performed for each print, the print speed is reduced (productivity is reduced). Generally, several sheets are collected at the end of the job, and a large image area such as a solid image or a 50% image is obtained. Toner is consumed.
しかしながら、感光体上に塗布された潤滑剤は、主に接触するトナーによって剥ぎ取られ、トナーとともに転写、又はクリーニングされる。従って、出力される画像、白ベタ部(白紙部)と黒ベタ部(トナー付着部)の後では感光体上の潤滑剤付着量が異なる。
トナーが強制消費された場合は、現像されたトナーが全てクリーニングに回収されるため、クリーニング部にはしばらく大量のトナーが存在し、通紙時より多くの潤滑剤が感光体から剥ぎ取られる。
また、クリーニングユニット内に潤滑剤塗布ブラシがある場合、トナー強制消費中は大量のトナーがブラシに入力されるため、一時的に潤滑剤塗布能力が低下する。従って、トナー強制消費を行った場合、感光体上に塗布された潤滑剤付着量が極端に低下していたり、付着量ムラになってしまう問題が発生する。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、簡単かつ低コストの方法によって、トナー強制消費の有無やトナー量に関係なく、像担持体表面に塗布された潤滑剤の付着量の均一性を確保できる画像形成装置を提供することにある。
However, the lubricant applied on the photoreceptor is peeled off mainly by the toner that comes into contact with it, and is transferred or cleaned together with the toner. Therefore, the amount of lubricant attached on the photoconductor is different after the output image, the white solid part (blank paper part) and the black solid part (toner adhesion part).
When the toner is forcibly consumed, all of the developed toner is collected for cleaning, so that a large amount of toner is present in the cleaning unit for a while, and more lubricant is peeled off from the photoreceptor than when the paper is passed.
Further, when there is a lubricant application brush in the cleaning unit, a large amount of toner is input to the brush during the forced toner consumption, so that the lubricant application capability temporarily decreases. Therefore, when the toner is forcibly consumed, there is a problem that the amount of the lubricant applied to the photoreceptor is extremely reduced or the amount of adhesion is uneven.
In view of the above, the object of the present invention is to reduce the amount of lubricant applied to the surface of the image carrier by a simple and low-cost method regardless of whether toner is forcibly consumed or the amount of toner. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of ensuring uniformity.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、像担持体上にレーザ露光による入力画像データで形成された静電潜像を、現像ローラに担持されたトナーにより現像する現像手段と、前記像担持体に対して接触配置され、該像担持体に潤滑剤を塗布する回転可能な起毛が前記潤滑剤と常時接触している潤滑剤塗布手段とを備え、前記潤滑剤塗布手段は前記像担持体をクリーニングする像担持体クリーニングユニット内に設置されており、前記現像手段が演算された強制トナー消費量を強制消費し、前記潤滑剤塗布手段が、前記トナー強制消費の動作終了後、潤滑剤塗布モードを実施する画像形成装置を特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、前記潤滑剤塗布手段は、前記トナーの強制消費量に応じて、前記潤滑剤塗布モードでの潤滑剤塗布量を変化させる請求項1記載の画像形成装置を特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention described in
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the lubricant application unit changes a lubricant application amount in the lubricant application mode in accordance with a forced consumption amount of the toner. It is characterized by.
また、請求項3に記載の発明は、前記入力画像データから、トナーを付着すべき画素である印字画素の数をカウントする印字画素カウント手段を備え、該カウントされた画素カウント数と、所定の画素数とを比べて差分を求め、該差分が小さい場合に該差分に応じて強制トナー消費量を演算し、前記現像手段によりトナーを強制消費させ、通常の画像形成時、前記カウントされた画素数に応じて潤滑剤塗布量を変化させる制御を行ない、トナーの強制消費後は、トナー消費量である前記画素数に対する潤滑剤塗布量の割合を多くする請求項1記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、前記潤滑剤塗布量の制御は、前記潤滑剤塗布手段の回転時間の変化に依存する請求項2又は3記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、前記潤滑剤塗布モードは、少なくとも1回転以上の前記像担持体の回転を条件とする請求項1乃至4の何れか1項記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、前記潤滑剤が、ステアリン酸金属塩からなる請求項1乃至5の何れか1項記載の画像形成装置を特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, the image processing apparatus includes a print pixel count unit that counts the number of print pixels that are pixels to which toner is to be attached from the input image data. The difference is obtained by comparing the number of pixels, and when the difference is small, the forced toner consumption is calculated according to the difference, the toner is forcibly consumed by the developing means, and the counted pixels are formed during normal image formation. 2. The image forming apparatus according to
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the image forming apparatus according to the second or third aspect, wherein the control of the lubricant application amount depends on a change in a rotation time of the lubricant application means.
The invention according to
According to a sixth aspect of the invention, there is provided the image forming apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the lubricant comprises a metal stearate.
本発明によれば、トナー強制消費による像担持体への入力トナー量の違いによる像担持体上の潤滑剤付着量不足及び塗布ムラを低減することができ、潤滑剤付着量を常に最適で安定した状態に制御することができ、濃度ムラや転写不良などの異常画像のない画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the amount of lubricant adhering to the image carrier and uneven application due to the difference in the amount of toner input to the image carrier due to forced toner consumption. Therefore, it is possible to provide an image forming apparatus free from abnormal images such as density unevenness and transfer failure.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態の装置は、カラー複写機として使用するカラー画像形成装置に適用したものであるが、モノクロ画像形成装置にも同様に適用し得る。
図1は本発明によるカラー画像形成装置の実施の形態の全体構成を示す概略図である。図1のカラー画像形成装置10において、レーザ書き込みにより形成される静電潜像及び現像されたトナー像を担持する感光体は、可撓性のベルト状像担持体としての感光体ベルト1である。
感光体ベルト1は、回動ローラ2、3、4間に架設され、回動ローラ2の回転駆動により、図中の矢印A方向(時計方向)に回動(副走査)され、ベルト表面が画像形成面となるように構成している。
感光体ベルト1に静電潜像、トナー像を形成するための手段として、感光体ベルト1の表面を均一に帯電するための帯電チャージャ5と、レーザ書き込みユニット6、カラー現像装置7a、7b、7c、7dを備えている(カラーを特定しない場合には単に符号7で示す)。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The apparatus of the embodiment described below is applied to a color image forming apparatus used as a color copying machine, but can be similarly applied to a monochrome image forming apparatus.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of an embodiment of a color image forming apparatus according to the present invention. In the color
The
As means for forming an electrostatic latent image and a toner image on the
カラー現像装置7a、7b、7c、7dは、カラー構成色であるマゼンタ、シアン、イエロー、黒それぞれの現像ユニットからなる。ここで用いる現像ユニットは、1成分系の現像剤(トナー)により現像を行なうようにした構成を備えている。
また、本実施の形態のカラー画像形成装置は、感光体ベルト1の画像を、中間転写体を介して転写紙に形成する方式によるため、中間転写ベルト8を有している。中間転写ベルト8は、回動ローラ9、11の間に架設され、回動ローラ9の回転駆動により、図中の矢印B方向(反時計方向)に回動される。
感光体ベルト1と中間転写ベルト8は、感光体ベルト1の回動ローラ4を設けた部分で接触している。この接触部の中間転写ベルト8側には、導電性を有するバイアスローラ12が中間転写ベルト8裏面に所定の条件で接触している。
転写紙の処理に係わる構成要素として、給紙台(給紙カセット)13、給紙ローラ14、搬送ローラ対15a、15b、レジストローラ対16a、16bよりなる給紙部と、中間転写ベルト8からの画像を転写する2次転写ローラ17と、定着装置20と、排紙ローラ対21a、21bと、排紙スタック部22を有している。
The
Further, the color image forming apparatus of the present embodiment has an intermediate transfer belt 8 because the image of the
The
Constituent elements relating to transfer paper processing include a paper feed table (paper feed cassette) 13, a
ここで、図1に示したカラー画像形成装置の画像形成動作について説明する。図1において、可撓性のベルト状像担持体としての感光体ベルト1は、帯電チャージャ5により一様に帯電された後、レーザ書き込みユニット6により、画像情報に基づいて発光が制御されるレーザの走査露光を受け、表面には静電潜像が形成される。
感光体ベルト1を回転させながら走査露光し、静電潜像を形成する1工程に用いる画像情報は、所望のフルカラー画像をマゼンタ、シアン、イエロー、及び黒の色情報に分解した単色の画像情報であり、この情報により、半導体レーザの発光を制御する。
発生するレーザビームは、光学装置により走査、及び光路調整し、書き込みビーム光Lとして出力する。単色の画像情報に基づいて形成された静電潜像は、カラー現像装置7a、7b、7c、7dにより対応するマゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)、及び黒(Bk)トナーで各々単色現像され、感光体ベルト1上に各々の色画像が順次形成される。
図1中の矢印A方向に回転する感光体ベルト1上に形成されたM、C、Y、Bkの各単色画像は、感光体ベルト1と同期して、同図中の矢印B方向に回転する中間転写ベルト8上に、バイアスローラ12に印加された所定の転写バイアスの作用により、順次重ね転写される。
Here, an image forming operation of the color image forming apparatus shown in FIG. 1 will be described. In FIG. 1, a
Image information used in one step of scanning exposure while rotating the
The generated laser beam is scanned and optical path adjusted by an optical device and output as writing beam light L. The electrostatic latent image formed based on the single color image information is converted into magenta (M), cyan (C), yellow (Y), and black (Bk) toners by the
Each monochrome image of M, C, Y, and Bk formed on the
中間転写ベルト8上に重ね合わされたM、C、Y、Bkの画像は、給紙台(給紙カセット)13から給紙ローラ14、搬送ローラ対15a、15b、レジストローラ対16a、16bを経て、転写部へ搬送された転写紙P上に2次転写ローラ17により一括転写される。
転写終了後、転写紙Pは、定着装置20により定着されて、フルカラー画像が完成し、排紙ローラ対21a、21bを経て、排紙スタック部22にプリント画像を排出する。
なお、図1中の感光体ベルト1における画像形成の最終工程として感光体ベルト1上のトナーをクリーニングする。そのために、感光体ベルト1に常時当接するクリーニングブレード18aが設けられている。
同様に、中間転写ベルト8にもクリーニング装置19が設けられている。クリーニング装置19のクリーニングブラシ19aは、画像形成動作中には中間転写ベルト8表面から離間した位置に保持され、形成画像が転写紙P上に転写された後に、中間転写ベルト8表面に当接される。
また、感光体ベルト1、帯電チャージャ5、中間転写ベルト8、クリーニングブレード18a、クリーニング装置19を一体化し、プロセスカートリッジとして、本体に対して着脱可能に構成することも可能である。
The images of M, C, Y, and Bk superimposed on the intermediate transfer belt 8 are passed from a paper feed table (paper feed cassette) 13 through a
After the transfer is completed, the transfer paper P is fixed by the fixing
Note that the toner on the
Similarly, the intermediate transfer belt 8 is also provided with a
Further, the
図2はカラー画像形成装置の制御系の一例を示す概略ブロック図である。次いで、図1に示したカラー画像形成装置の制御系に関して説明する。図2に示すように、これまで説明した各機能、すなわち、中間転写ユニット23、2次転写ローラ17、定着ユニット24、給紙ユニット25の他に、操作表示部30、メイン制御部31、画像メモリ部32などを備えている。
操作表示部30は図示しない機械本体の筐体に固定されたタッチパネル等からなり、ユーザに対して画像を表示する表示部とユーザからキー入力を受ける操作部とを有している。
メイン制御部31からの制御信号に基づいて画像を表示したり、操作部で受け付けた入力情報をメイン制御部31に出力したりする。またメイン制御部31は、図示しないROM、RAM、CPU等で構成されており、機械全体の制御を行なっている。
そして中間転写ユニット23、2次転写ローラ17、定着ユニット24、給紙ユニット25、操作表示部30が電気的に接続されている。さらには画像メモリ部32、光学ユニット33、感光体ユニット34、現像ユニット35なども電気的に接続されている。
FIG. 2 is a schematic block diagram showing an example of a control system of the color image forming apparatus. Next, the control system of the color image forming apparatus shown in FIG. 1 will be described. As shown in FIG. 2, in addition to the functions described so far, that is, the
The
An image is displayed based on a control signal from the
The
図示してないパソコンやスキャナなどから送られてくるカラー画像情報は、メイン制御部31を介して画像メモリ部32に一時的に格納された後、色毎に色分解画像データとして光書き込みユニット33の書き込み制御回路33aに送られる。書き込み制御回路33aは送られてきた色分解画像データに基づいてポリゴンモータ33bを駆動してポリゴンミラーを回転させながら、半導体レーザを駆動する。
この駆動によって半導体レーザから発せられたレーザ光LDは、正六面体のポリゴンミラーで反射して主走査方向に変更せしめられながら、図示してない反射ミラーを経由して感光体ユニット34の感光体ベルト1を光走査する。
また、書き込み制御回路33は、各色の色分解画像データに基づいてそれぞれ書込み画素数を計算して結果をメイン制御部31に送信する。メイン制御部31は各色の現像装置について、それぞれ書き込み制御回路33から送られてくる書き込み画素数の計算値に基づいて、所定の制御を行なうようになっている。
図2には、さらに、感光体ユニット34に、各種駆動系34a、チャージ電源回路34b、現像ユニット35に、各色の電磁クラッチ35a、現像モータ駆動回路35b、現像バイアス電源回路35c、各色の現像ローラ35dを示している。
Color image information sent from a personal computer or scanner (not shown) is temporarily stored in the
The laser beam LD emitted from the semiconductor laser by this driving is reflected by a regular hexahedron polygon mirror and is changed in the main scanning direction, while passing through a reflection mirror (not shown), the photosensitive belt of the
The
In FIG. 2, the
図3は感光体クリーニングユニットをその周辺構成とともに示す拡大構成図である。図3において、この感光体クリーニングユニット18は、感光体ベルト1に当接してその表面から転写残トナーを掻き取るクリーニングブレード18a、固形潤滑剤18c、これから潤滑剤を掻き取って感光体ベルト1に塗布する塗布ブラシ18b、固形潤滑剤18cを塗布ブラシ18bに向けて付勢する図示してない付勢手段等によって構成されている。
上記の感光体クリーニングユニット18は、感光体ベルト1上の転写残トナーをクリーニングするクリーニング装置としての機能と、感光体ベルト1表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置としての機能を兼ね備えている。
FIG. 3 is an enlarged configuration diagram showing the photosensitive member cleaning unit together with its peripheral configuration. In FIG. 3, the
The photosensitive
図4は塗布ブラシの構成を示す概略図である。図3及び図4を参照して、上記塗布ブラシ18bは、図3の感光体ベルト1の幅方向(図中奥行き方向)に延在する軸部材18dと、これの外周面に立設せしめられた複数の起毛18eとを有しており、例えば、複数の起毛が植設された基布18fが軸部材18dに巻き付け固定されることによって形成される。
基布18fの長さは、少なくとも感光体ベルト1の幅方向全域に起毛18eを接触させ得るように調整されている。上記軸部材18dは、ユニットケースの両側壁に設けられた図示してない2つの軸受けによって回動自在に支持されている。
この軸部材18dには、図示してないブラシクラッチを介して現像モータ駆動回路35b(図2)によって現像モータ(図示せず)からの回転駆動力が伝達されるようになっている。
上記ブラシクラッチがオンされると、軸部材18dは回転駆動力の伝達によって図中矢印方向(時計回り)に回転する。この回転により、固形潤滑剤18cが塗布ブラシ18bの起毛18eに掻き取られて付着した後、感光体ベルト1表面に塗布される。よって、塗布ブラシ18bが回転駆動すると、感光体クリーニングユニット18が潤滑剤供給装置として駆動していることになる。
なお、図示の例では、塗布ブラシ18bが感光体ベルト1との接触部でその表面をベルト移動方向とは反対に移動させる方向に回転するため、起毛18eに付着した固形潤滑剤18cが効率よくベルト表面に塗布される。
FIG. 4 is a schematic view showing the configuration of the application brush. 3 and 4, the
The length of the
A rotation driving force from a developing motor (not shown) is transmitted to the
When the brush clutch is turned on, the
In the illustrated example, since the
また、潤滑剤供給装置である感光体クリーニングユニット18として、塗布方式によって感光体ベルト1に潤滑剤を供給させるようにした例を示したが、液体潤滑剤を浸潤方式で供給させるなど、他の方式によって供給させるようにしてもよい。本実施の形態においては、固形潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を使用し最適化している。
また、他の固形潤滑剤としては、例えば、乾燥した固体疎水性潤滑剤からなる。その代表例としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウムなどが挙げられる。
代表例として、さらに、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸銅、パルチミン酸、亜鉛パルチミン酸コバルト、パルチミン酸銅、パルチミン酸マグネシウム、パルチミン酸アルミニウム、パルチミン酸カルシウムなどが挙げられる。
代表例として、また、カプリル酸鉛、カプロン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム、及びリコリノレン酸カドミウムの如き比較的高次の脂肪酸などが挙げられる。また、カルナウバワックスのような天然ワックスであってもよい。
このように、固形潤滑剤18cとしては、上述した種々の材料を使用することができるが、現在の所、かかる固形潤滑剤としては、ステアリン酸金属塩が最も効果が期待できる。
In addition, the example in which the lubricant is supplied to the
Another solid lubricant is, for example, a dry solid hydrophobic lubricant. Typical examples include zinc stearate, barium stearate, lead stearate, iron stearate, nickel stearate, cobalt stearate, copper stearate, strontium stearate, calcium stearate, cadmium stearate, magnesium stearate and the like. Can be mentioned.
As representative examples, zinc oleate, manganese oleate, iron oleate, cobalt oleate, lead oleate, magnesium oleate, copper oleate, palmitic acid, cobalt cobalt palmitate, copper palmitate, magnesium palmitate, Examples thereof include aluminum palmitate and calcium palmitate.
Representative examples also include relatively higher fatty acids such as lead caprylate, lead caproate, zinc linolenate, cobalt linolenate, calcium linolenate, and cadmium ricolinolenate. Natural wax such as carnauba wax may also be used.
As described above, the above-described various materials can be used as the
感光体ベルト1への固形潤滑剤18c塗布の塗布量の安定化、均一化などは以前から検討されてきており、均一な塗布は可能となっている。本発明で課題とするのは、トナー劣化等の対策のために行なわれる、トナー強制消費による感光体ベルト1上の潤滑剤付着量不足やそれに伴うムラである。
感光体ベルト1上に塗布された固形潤滑剤18cは主に消費されるトナーに付着し低下する。当然、固形潤滑剤18cの塗布も常に行なわれているので、通常使用される文字やライン程度の出力では塗布ムラにはならない。
しかし、トナー強制消費のように纏まったトナーが強制的に感光体ベルト1上に付着し、転写されず全てクリーニングユニット18にトナーが回収されるような場合、当然、感光体ベルト1上に付着したトナーによって固形潤滑剤18cは剥ぎ取られるが、感光体ベルト1に接触している塗布ブラシ18bにも大量のトナーが入力するため、塗布ブラシ18bに付着している固形潤滑剤18cも剥ぎ取られてしまう。
この時、塗布ブラシ18bを回転させていると、強制消費された大量のトナーが塗布ブラシ18b全体に内部まで付着してしまい、トナー強制消費を実施した後は、感光体ベルト1上の潤滑剤付着量及び塗布ブラシ18b内の潤滑剤量が急激に低下してしまう。
この場合、塗布ブラシ18bの潤滑剤量低下のため、その後の潤滑剤塗布で一時的に潤滑剤塗布能力が低下しており、強制消費直後はなかなか感光体ベルト1上の潤滑剤付着量が上昇しない。従って、安定させるまで潤滑剤塗布時間(塗布モードの時間)が長く掛かってしまう。
本発明では、強制消費中は固形潤滑剤18cを塗布する塗布ブラシ18bを停止させることで、強制消費されたトナーが塗布ブラシ18bに付着することを最小限にでき、また、回転させていないので、感光体ベルト1との接触部以外は固形潤滑剤18cが擦り取られることもない。従って、感光体ベルト1上の潤滑剤付着量を安定させるまでの塗布時間(塗布モードの時間)も短くて済む。
Stabilization and equalization of the coating amount of the
The
However, if the collected toner is forcibly attached to the
At this time, if the
In this case, due to a decrease in the amount of lubricant of the
In the present invention, during the forced consumption, the
図5は感光体ベルト上の潤滑剤付着量とトナー強制消費による変化の関係をグラフで示す概念図である。図6は塗布ブラシを回転させた場合と停止させた場合の、感光体ベルト上の潤滑剤付着量とトナー強制消費による回転時間による変化の関係をグラフで示す概念図である。
図3乃至図6を参照して、図5によれば、トナー強制消費量が多くなると、感光体ベルト1上の潤滑剤付着量は最適範囲の下限を下回るようになる。トナー強制消費中に塗布ブラシ18bを回転させた場合と停止させた場合での塗布能力の差を示す図6では、感光体ベルト1上の潤滑剤付着量が最適範囲内に入るように塗布ブラシ18bの回転時間を制御する必要がある。しかしながら、図6から、塗布ブラシ18bを停止させた方が、塗布ブラシ18bの回転時間(塗布モードの時間)が短くて済むことが分かる。
FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating the relationship between the amount of lubricant adhering to the photoreceptor belt and the change due to forced toner consumption. FIG. 6 is a conceptual diagram that graphically shows the relationship between the amount of lubricant adhering to the photoreceptor belt and the change in rotation time due to forced toner consumption when the application brush is rotated and stopped.
Referring to FIGS. 3 to 6, according to FIG. 5, when the toner forced consumption amount increases, the lubricant adhesion amount on the
トナー強制消費動作について説明する。印刷データの画素数をAとし、その画素数が所定の画素数以下の場合には、その差分に相当する量の画素数を累積し、一連のプリントジョブ終了後の非画像領域で、感光体ベルト1を露光、現像し、トナー強制消費を実施する。
一連のプリントジョブ中、基本的には潤滑剤塗布ブラシクラッチはオンしており、ジョブ終了でクラッチをオフし、塗布ブラシ18bを停止させてから、トナー強制消費を実施する。
累積画素カウント数をBとするとB=B+Aで表せる。例えば、解像度が600dpiで、A4横、1枚通紙した場合、有効画像面積は295×210=61950mm2であり、その画素数は61950/25.42×6002=34568167画素となる。
トナー強制消費の規定値をZ(%)とすると、Bとの差分を感光体ベルト1にトナー強制消費(露光)を実施する。例えば、Z=3%の場合、A4横1枚であれば、34568167×3%=1037045画素となり、カウンタBが1037045画素以下の場合、感光体ベルト1にトナー強制消費を実施する。トナー強制消費量は、1037045−B画素である。
The toner forced consumption operation will be described. When the number of pixels of the print data is A and the number of pixels is equal to or less than the predetermined number of pixels, the number of pixels corresponding to the difference is accumulated, and the photoconductor is formed in the non-image area after the series of print jobs. The
During a series of print jobs, the lubricant application brush clutch is basically turned on. At the end of the job, the clutch is turned off, the
If the cumulative pixel count is B, it can be expressed as B = B + A. For example, when the resolution is 600 dpi and one sheet of A4 paper is passed, the effective image area is 295 × 210 = 61950 mm 2 , and the number of pixels is 61950 / 25.42 × 6002 = 34568167 pixels.
If the specified value of forced toner consumption is Z (%), the
図7はトナー強制消費+潤滑剤塗布モードのフローを示すフローチャートである。図7において、プリント命令スタート後、塗布ブラシクラッチをオンする(S1)。Y=Y+Xとし(S2)、YはA4横(LEF:Long Edge Feed)換算通紙枚数とする。XはA4横210mmを単位長さとするための値であり、転写紙長Lにより異なる。
通紙された転写紙長(画像長)をLとすると、X=L/210で示すことができる。従って、A4横ではX=1、A3縦(SEF:Short Edge Feed)ではX=2となる。
1枚通紙毎に画素数Aを累積する(B=B+A)(S3)。次いで、ジョブ終了かどうかを判断し(S4)、終了ならば、塗布ブラシクラッチをオフする(S5)。トナー強制消費のタイミングは、1枚毎も可能であるが、通常、生産性からジョブエンド、もしくは最適な間隔毎に実施する。
実施の形態では累積10枚以上(Y≧)かどうかを判断し(S6)、累積10枚以上であるならば、通紙後のジョブ終了時にトナー強制消費を行なっている。累積10枚以上でないならば、フローを終了して、Y枚、B画素を保持する(S7)。
FIG. 7 is a flowchart showing a flow of forced toner consumption + lubricant application mode. In FIG. 7, after the print command is started, the application brush clutch is turned on (S1). Y = Y + X (S2), and Y is the A4 horizontal (LEF: Long Edge Feed) conversion sheet passing number. X is a value for setting A4 width 210 mm as a unit length, and varies depending on the transfer paper length L.
If the length of the transferred transfer paper (image length) is L, it can be expressed as X = L / 210. Therefore, X = 1 in the A4 side, and X = 2 in the A3 length (SEF: Short Edge Feed).
The number of pixels A is accumulated for each sheet passing (B = B + A) (S3). Next, it is determined whether or not the job is finished (S4). If finished, the application brush clutch is turned off (S5). Although the timing of forced toner consumption can be set for each sheet, it is usually performed at a job end or at an optimum interval from the viewpoint of productivity.
In the embodiment, it is determined whether or not the cumulative number is 10 or more (Y ≧) (S6). If the cumulative number is 10 or more, the toner is forcibly consumed at the end of the job after the sheet is passed. If the cumulative number is not 10 or more, the flow is terminated, and Y and B pixels are held (S7).
次に、トナー強制消費量Cを計算する(S8)。トナー強制消費量Cは、C=34568167×Y(枚)×Z(%)−Bで計算できる。C>0かどうかを判断し(S9)、C>0ならば、強制消費パターン(Y=0、B=0)を作成し(S10)、潤滑剤塗布モードを実施して(S12)、終了する(S13)。C>0ならば、終了する(Y=0、B=0)。C<0の時は、強制消費量は0であり、実施しない。
強制消費画素パターンとしてはドット、ライン、ベタが考えられるが、画素数を累積し、強制トナー消費をジョブエンドに実施しているので、1ジョブの通紙枚数が多くなるとトナー強制消費量も多くなるので、調整時間を考慮すると、高画像面積のパターンが望ましい。本実施の形態では面積率100%のベタ画像を使用した。
このように、トナー強制消費実施後、潤滑剤塗布モードを実施し、感光体ベルト1(図3)に潤滑剤を塗布する。潤滑剤塗布モードとは、感光体ベルト1と潤滑剤塗布ブラシ18bを一定時間回転させる動作のことである。
Next, the toner forced consumption amount C is calculated (S8). The toner forcible consumption C can be calculated by C = 3568167 × Y (sheets) × Z (%) − B. It is determined whether or not C> 0 (S9). If C> 0, a forced consumption pattern (Y = 0, B = 0) is created (S10), the lubricant application mode is performed (S12), and the process ends. (S13). If C> 0, the process ends (Y = 0, B = 0). When C <0, the forced consumption is 0 and is not implemented.
As the forced consumption pixel pattern, dots, lines, and solids are conceivable, but since the number of pixels is accumulated and forced toner consumption is performed at the job end, the amount of forced toner consumption increases as the number of sheets that pass through one job increases. Therefore, considering the adjustment time, a pattern with a high image area is desirable. In this embodiment, a solid image having an area ratio of 100% is used.
As described above, after the forced toner consumption, the lubricant application mode is performed to apply the lubricant to the photosensitive belt 1 (FIG. 3). The lubricant application mode is an operation of rotating the
本発明によれば、画像形成装置10は、感光体ベルト1上にレーザ露光し形成された静電潜像を、現像ローラに担持されたトナーにより現像する現像装置6と、感光体ベルト1に対して接触配置され、感光体ベルト1に固形潤滑剤を塗布する回転可能な起毛18eが固形潤滑剤18cと常時接触している塗布ブラシ18bを有している。
この画像形成装置10は、また、入力された画像データから、トナーを付着すべき画素である印字画素の数をメイン制御部31(印字画素カウント手段)でカウントし、カウントした画素カウント数を、所定の画素数と比べ、その差分を求め、その差分が小さい場合に、その差分に応じ強制トナー消費量を演算し、現像装置6からトナーを強制消費させる。
この場合に、潤滑剤塗布手段である塗布ブラシ18bは感光体ベルトクリーニングユニット内に設置されている。上記のトナー強制消費動作実施中は、塗布ブラシ18bの回転を停止させ、強制消費動作終了後、塗布ブラシ18bを回転させ、潤滑剤塗布モードを実施する構成になっている。
このようにすると、トナー強制消費中は塗布ブラシ18bの回転を停止させることで、トナーによる潤滑剤塗布ブラシ18bからの潤滑剤剥離を最小限に抑えることができ、ブラシの潤滑剤塗布能力低下が抑えられ、潤滑剤付着量ムラを防止することができる。
また、トナー強制消費量に応じて潤滑剤塗布量を変化させ、トナー強制消費量が多い時は、潤滑剤塗布量も多くすることで潤滑剤塗布ムラを防止することができ、かつ潤滑剤塗布過多を防ぐことができる。また、強制消費量が少ない時は、塗布時間も少なくでき、調整時間を短くすることができる。
According to the present invention, the
The
In this case, the
In this way, by stopping the rotation of the
Also, the lubricant application amount is changed according to the forced toner consumption amount, and when the toner forced consumption amount is large, the lubricant application unevenness can be prevented by increasing the lubricant application amount and the lubricant application. Excessiveness can be prevented. Further, when the forced consumption is small, the application time can be reduced and the adjustment time can be shortened.
図8は潤滑剤塗布モードのフローを示すフローチャートである。図8において、潤滑剤塗布モードは、潤滑剤塗布時間を計算し(S20)、塗布ブラシクラッチをオンし(S21)、潤滑剤塗布時間が2×m>Pかどうかを判断(S22)する。
ここで、2×m>Pならば、2×m>Vp秒、潤滑剤を塗布し(S23)、塗布ブラシクラッチをオフし(S25)、終了する(S26)。ステップ(S22)で2×m>Pでないならば、P/Vp秒潤滑剤を塗布する(S24)。
潤滑剤塗布時間はトナー強制消費量に比例して増やしている。本実施の形態の作像装置では、感光体ベルト1(図3)上に作像されたトナー強制消費部分に2回程度潤滑剤を塗布することで、感光体ベルト1上の潤滑剤付着量を強制消費前の状態に戻すことが可能である。ただし、強制消費量が少ない場合は、塗布ブラシに入力するトナーも少ないため、1回の潤滑剤塗布でも可能である。
FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the lubricant application mode. In FIG. 8, in the lubricant application mode, the lubricant application time is calculated (S20), the application brush clutch is turned on (S21), and it is determined whether the lubricant application time is 2 × m> P (S22).
If 2 × m> P, the lubricant is applied for 2 × m> Vp seconds (S23), the application brush clutch is turned off (S25), and the process ends (S26). If 2 × m> P is not satisfied in step (S22), a P / Vp second lubricant is applied (S24).
The lubricant application time is increased in proportion to the forced toner consumption. In the image forming apparatus of the present embodiment, the amount of lubricant adhering to the
トナー強制消費を面積率100%のベタ画像とし、書き込み長さmを計算する。主走査方向の有効書き込み幅を295mmとすると、その画素数は295/25.4×600=6969画素になる。
従って、トナー強制消費の書き込み長さm(mm)は、m=C/6969/600×25.4=C/164622で示すことができる。かくして、潤滑剤塗布時間は、2×m/Vpで示すことができる。ここで、Vpは感光体線速(mm/秒)である。2倍しているのは、2周塗布するためである。
また、感光体ベルト1の1周長をP(mm)とすると、潤滑剤塗布モードの実施時間は、2×m>Pの時、2×m/Vp秒、2×m≦Pの時、P/Vp秒となる。
トナー強制消費動作の長さが短い場合、潤滑剤塗布モードの実施時間が感光体ベルト1周より短くなる場合があり、その場合、全く塗布されない場所が発生し、潤滑剤塗布ムラになる可能性がある。このため、最低でも感光体ベルト1の1周分は潤滑剤塗布を実施できるようにする。このように、感光体ベルト1を1回転以上に渡り潤滑剤塗布することで、感光体ベルト1上の潤滑剤付着量の均一性がよくなる。
例えば、感光体ベルト1の周長をφ40=125.6mm、感光体ベルト1の線速を150mm/秒とする場合、m=62.8mm以上の時は2×m/Vp秒潤滑剤塗布モードを実施し、m=62.8mm以下の時は125.6/150=0.837秒潤滑剤塗布モードを実施する。
The forced length of toner is assumed to be a solid image with an area ratio of 100%, and the writing length m is calculated. If the effective writing width in the main scanning direction is 295 mm, the number of pixels is 295 / 25.4 × 600 = 6969 pixels.
Therefore, the writing length m (mm) for forced toner consumption can be expressed as m = C / 6969/600 × 25.4 = C / 166422. Thus, the lubricant application time can be expressed as 2 × m / Vp. Here, Vp is the photosensitive member linear velocity (mm / second). The reason for doubling is to apply twice.
Also, assuming that the circumference of the
When the length of the forced toner consumption operation is short, the time for which the lubricant application mode is performed may be shorter than the circumference of the photoreceptor belt. In this case, a place where no toner is applied may occur, resulting in uneven lubricant application. There is. For this reason, at least one rotation of the
For example, when the circumference of the
また、通常のプリント時に1ページ毎の画素数に比例させて潤滑剤塗布量を調整している(ブラシクラッチのオン時間を画素数に比例して変えている)場合、この比例係数を大きくすることで塗布時間を決めることもできる。例えば、通常8642042画素に対してP/Vp秒クラッチをオンしている場合、トナー強制消費後の潤滑剤塗布モード時は2P/Vp秒とする。
また、通常の画像形成時、カウントされた画素数に応じて潤滑剤塗布量を変化させる制御を行なっている場合には、画素数(トナー消費量)に対する潤滑剤塗布量の割合を、トナーの強制消費後は多くする。
これによって、一定の画素数(トナー消費量)に対する潤滑剤塗布量を、トナーの強制消費後は多くして未転写トナーの増加に対応する。強制消費されたトナーによって感光体ベルト1上から奪われた潤滑剤を補給することができ、潤滑剤付着量ムラを防止することができる。
本発明に係る画像形成装置は、以上説明してきたように、トナー強制消費による像担持体への入力トナー量の違いによる感光体ベルト上の潤滑剤付着量不足及び塗布ムラを低減することができ、潤滑剤付着量を常に最適で安定した状態に制御することができ、濃度ムラや転写不良などの異常画像のない画像形成装置を提供することができる。
Also, if the lubricant application amount is adjusted in proportion to the number of pixels per page during normal printing (the on-time of the brush clutch is changed in proportion to the number of pixels), this proportionality factor is increased. Thus, the application time can also be determined. For example, when the P / Vp second clutch is normally turned on for 864,442 pixels, it is set to 2 P / Vp seconds in the lubricant application mode after forced toner consumption.
In addition, when control is performed to change the lubricant application amount according to the counted number of pixels during normal image formation, the ratio of the lubricant application amount to the number of pixels (toner consumption amount) Increase after forced consumption.
As a result, the lubricant application amount for a certain number of pixels (toner consumption amount) is increased after the forced consumption of the toner to cope with an increase in untransferred toner. The lubricant taken off from the
As described above, the image forming apparatus according to the present invention can reduce the amount of lubricant adhering to the photoreceptor belt and uneven coating due to the difference in the amount of toner input to the image carrier due to forced toner consumption. Therefore, it is possible to always control the lubricant adhesion amount to an optimum and stable state, and to provide an image forming apparatus free from abnormal images such as density unevenness and transfer failure.
1 像担持体(感光体ベルト)、6 現像手段(現像装置)、10 画像形成装置(カラー画像形成装置)、13 給紙部、18 像担持体クリーニングユニット、18b 潤滑剤塗布手段(塗布ブラシ)、18c 潤滑剤、18e 起毛、30 操作表示部、31 メイン制御部(印字画素カウント手段、強制トナー消費量演算部)、32 画像メモリ部、33 光書き込みユニット、34 感光体ユニット、35 現像手段(現像ユニット)、35d 現像ローラ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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2007
- 2007-10-03 JP JP2007260269A patent/JP2009092708A/en active Pending
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