JP2009223156A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機やプリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile.
感光体を一様に帯電するための帯電手段として、放電を利用したものが知られている。放電を利用した場合には、放電に伴ってオゾンや窒素酸化物などの放電生成物が発生する。
帯電ローラ方式は帯電ローラと感光体との間でのみ放電が起こるため、帯電チャージャ方式に比べて放電生成物の発生量は少ない。
As charging means for uniformly charging the photosensitive member, those utilizing discharge are known. When the discharge is used, discharge products such as ozone and nitrogen oxide are generated along with the discharge.
In the charging roller method, discharge occurs only between the charging roller and the photoconductor, so that the amount of discharge products generated is smaller than that in the charging charger method.
しかしながら、帯電ローラと感光体との間の狭い空間に放電が集中するため、感光体表面に付着する放電生成物の量は多くなる。特に、交流電圧を印加する帯電ローラの場合は放電回数が増えるため、この傾向はより顕著である。この放電生成物は親水性物質であるため、放電生成物が感光体表面に付着すると、感光体表面の電気抵抗を低下させ、高温高湿環境下での画像流れを引き起こさせることがある。特にアモルファスシリコン感光体のように、感光層の削れにくい感光体を用いた場合、画像流れが顕著となる。 However, since the discharge concentrates in a narrow space between the charging roller and the photoconductor, the amount of discharge products adhering to the surface of the photoconductor increases. In particular, in the case of a charging roller to which an AC voltage is applied, this tendency is more remarkable because the number of discharges is increased. Since this discharge product is a hydrophilic substance, if the discharge product adheres to the surface of the photoreceptor, the electrical resistance of the surface of the photoreceptor may be reduced, and image flow may be caused in a high temperature and high humidity environment. In particular, when a photosensitive member that is difficult to remove the photosensitive layer, such as an amorphous silicon photosensitive member, is used, the image flow becomes remarkable.
一方、帯電チャージャ方式は帯電ローラ方式に比べて放電生成物の発生量は多いものの、帯電チャージャと感光体との間の空間への放電の集中度合いは帯電ローラ方式の場合に比べて小さいため、感光体表面に付着する放電生成物の量は少なくなる。しかしながら、帯電チャージャ自身に付着する放電生成物量が多くなる。特に、高温高湿環境下に放置した場合、帯電チャージャ自身に付着していた放電生成物が、対向する感光体表面に移動しやすくなる。このため、高温高湿環境下での画像流れは、ほとんどの部分では帯電ローラ方式に比べて画像流れのレベルは軽いが、帯電チャージャの対向部に相当する部分においてはレベルのひどい画像流れが生じやすくなる。 On the other hand, although the charging charger method generates a larger amount of discharge products than the charging roller method, the concentration of discharge in the space between the charging charger and the photoconductor is smaller than that of the charging roller method. The amount of discharge products adhering to the surface of the photoreceptor is reduced. However, the amount of discharge products adhering to the charger itself increases. In particular, when left in a high-temperature and high-humidity environment, the discharge product adhering to the charger itself tends to move to the opposing photoreceptor surface. For this reason, the image flow in a high temperature and high humidity environment is lighter than the charging roller method in most parts, but the image flow is severe in the part corresponding to the opposite part of the charging charger. It becomes easy.
このように、帯電ローラ方式では、感光体の全領域に対応する部分で画像流れを生じやすく、一方、帯電チャージャ方式では、ほとんどの領域で帯電ローラよりも画像流れレベルは良好であるが、帯電チャージャ対向部に相当する部分では帯電ローラの場合よりもひどい画像流れを生じる傾向にある。 As described above, in the charging roller method, image flow is likely to occur in a portion corresponding to the entire area of the photoconductor. On the other hand, in the charging charger method, the image flow level is better than the charging roller in most regions. The portion corresponding to the charger-facing portion tends to cause a worse image flow than the charging roller.
そこで、感光体表面に付着した放電生成物を除去して画像品質を保持する対策として、感光体に当接し、感光体に対して回転速度差を有して回転する弾性ローラを設けることによって、感光体表面を研磨し、感光体表面に付着した放電生成物を除去する方法が提案されている(特許文献1参照)。 Therefore, as a measure for removing the discharge products attached to the surface of the photosensitive member and maintaining the image quality, by providing an elastic roller that contacts the photosensitive member and rotates with a rotational speed difference with respect to the photosensitive member, A method has been proposed in which the surface of the photoreceptor is polished to remove discharge products adhering to the surface of the photoreceptor (see Patent Document 1).
しかしながら、感光体表面を常に新品同様の状態に維持するのは困難であり、感光体表面には徐々に放電生成物が蓄積されていく。このため、画像形成装置の電源をOFFした状態で長時間高温高湿環境下に放置した場合などは、画像形成装置の電源をONした直後に画像流れを生じてしまう。この画像流れの発生を防ぐために、画像形成装置の電源をONした直後に、感光体上にトナーを付着させ、そのトナーをクリーニング部まで供給することによって感光体表面の研磨を行うことで感光体表面に付着した放電生成物や水分の除去を行い(リフレッシュモード)、その後に印字をする方法が採用されている。 However, it is difficult to always keep the surface of the photoconductor in the same state as a new one, and discharge products are gradually accumulated on the surface of the photoconductor. For this reason, when the image forming apparatus is turned off and left in a high temperature and high humidity environment for a long time, image flow occurs immediately after the image forming apparatus is turned on. In order to prevent the occurrence of this image flow, immediately after turning on the power of the image forming apparatus, toner adheres to the photoreceptor, and the toner is supplied to the cleaning unit to polish the surface of the photoreceptor. A method is employed in which discharge products and moisture adhering to the surface are removed (refresh mode), and then printing is performed.
なお、特許文献2および特許文献3には、リフレッシュモードにおけるトナー供給についての技術が記載されている。また、特許文献4には、感光体上に蓄積されている放電生成物の量をイメージ枚数から判断し、それに応じて感光体上に付着させるトナー量を変えてリフレッシュモードを行う方法が記載されている。
Note that
ところで、感光体表面に付着している水分はトナーの研磨作用を低下させてしまう。このため、感光体へのトナー供給量を多くして感光体表面に付着している水分をトナーに付着させることにより、素早く水分を除去させることが好ましい。一方、感光体表面の水分がほとんど除去された感光体においては、感光体へのトナー供給量を多くしても、クリーニング部での放電生成物除去のための研磨に用いられるトナー量は限られているため、研磨効果は上がらない。 By the way, the water adhering to the surface of the photoreceptor reduces the polishing action of the toner. For this reason, it is preferable to quickly remove moisture by increasing the amount of toner supplied to the photoreceptor and causing the moisture adhering to the surface of the photoreceptor to adhere to the toner. On the other hand, in a photoconductor from which moisture on the surface of the photoconductor is almost removed, the amount of toner used for polishing for removing discharge products in the cleaning unit is limited even if the amount of toner supplied to the photoconductor is increased. Therefore, the polishing effect is not improved.
従来の画像形成装置は、リフレッシュ動作中、感光体表面に供給するトナー量を常に一定に設定している。したがって、感光体表面に付着している水分を素早く除去するためにトナー供給量を多く設定した場合には、感光体表面に付着した水分を効率良く除去させることはできるものの、放電生成物除去のための研磨に用いられるトナー量は限られているため研磨効果が高まらず、過剰のトナーを無駄に消費してしまうことになる。 In the conventional image forming apparatus, the amount of toner supplied to the surface of the photoreceptor is always set constant during the refresh operation. Therefore, when a large amount of toner is set in order to quickly remove the water adhering to the surface of the photoconductor, the water adhering to the surface of the photoconductor can be efficiently removed, but the discharge product can be removed. Therefore, since the amount of toner used for polishing is limited, the polishing effect is not enhanced and excessive toner is consumed wastefully.
一方、放電生成物除去のための研磨においてトナーを無駄に消費しないように、トナー供給量を少なく設定した場合には、放電生成物除去のための研磨に用いられるトナー量は適正となるものの、感光体表面に付着している水分を素早く除去させるには量的に十分でなくなり、画像形成装置の電源をONしてから印字可能な状態となるまでの立ち上げ時間が長くなってしまうことになる。 On the other hand, when the toner supply amount is set to be small so as not to waste toner in the polishing for removing the discharge product, the amount of toner used for the polishing for removing the discharge product is appropriate. The amount of water adhering to the surface of the photosensitive member is not sufficient in order to quickly remove it, and the start-up time from when the image forming apparatus is turned on until it becomes ready for printing becomes longer. Become.
それゆえに、本発明の主たる目的は、トナーを過剰に消費してしまうことなく、かつ短時間で画像流れの発生を抑制することができる画像形成装置を提供することである。 Therefore, a main object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can suppress the occurrence of image flow in a short time without excessive consumption of toner.
請求項1に係る発明は、感光体と、感光体の表面に形成された静電潜像をトナーで顕像化する現像装置と、感光体表面に当接して感光体表面をクリーニングするクリーニング装置とを備えた画像形成装置であって、非画像形成時において、現像装置により感光体にトナーを供給するリフレッシュモードを有しており、該リフレッシュモードはトナー供給量を多く設定した基本単位Aとトナー供給量を少なく設定した基本単位Bとからなることを特徴とする、画像形成装置である。ここで、基本単位とは、所定の現像バイアス電圧および現像バイアス時間でトナーを感光体表面に付着させた後、感光体を所定時間回転させることを意味する。 The invention according to claim 1 is a photoconductor, a developing device that visualizes an electrostatic latent image formed on the surface of the photoconductor with toner, and a cleaning device that contacts the photoconductor surface and cleans the photoconductor surface. The image forming apparatus includes a refresh mode in which toner is supplied to the photosensitive member by a developing device during non-image formation, and the refresh mode includes a basic unit A in which a large amount of toner is supplied and An image forming apparatus comprising a basic unit B in which a toner supply amount is set to be small. Here, the basic unit means that after the toner is adhered to the surface of the photoconductor with a predetermined development bias voltage and development bias time, the photoconductor is rotated for a predetermined time.
請求項1の発明では、まずトナー供給量を多く設定した基本単位Aにて、感光体表面全面にトナーを供給し、十分な量のトナーにより感光体表面に付着した水分のほとんどを素早く除去する。その後、トナー供給量を少なく設定した基本単位Bにて、必要最小限の量のトナーにより感光体表面に付着した放電生成物を効率良く除去する。 According to the first aspect of the present invention, first, toner is supplied to the entire surface of the photosensitive member in the basic unit A having a large toner supply amount, and most of the water adhering to the photosensitive member surface is quickly removed by a sufficient amount of toner. . Thereafter, in the basic unit B in which the toner supply amount is set to be small, discharge products adhering to the surface of the photosensitive member are efficiently removed with a minimum amount of toner.
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明に従属する発明であって、画像形成装置の機内温度、機外温度および機外湿度を検出するセンサを備え、センサの検出値に基づいてリフレッシュモードの実施を決定することを特徴とする、画像形成装置である。
The invention according to
画像形成装置の電源ON時に外環境が高温高湿でない場合には、放電生成物の吸水が少なく、放電生成物による画像流れは置きにくいことから、リフレッシュモードを実施する必要はない。請求項2の発明では、画像形成装置の機内温度、機外温度および機外湿度を検出するセンサの検出値に基づいてリフレッシュモードを実施するかどうかを判断することにより、不必要な動作を省略して画像形成装置の立ち上げ時間を短縮する。 If the external environment is not hot and humid when the image forming apparatus is turned on, the discharge product absorbs less water and it is difficult to place an image flow due to the discharge product, so there is no need to perform the refresh mode. According to the second aspect of the present invention, unnecessary operations are omitted by determining whether or not to perform the refresh mode based on the detection values of the sensors that detect the in-machine temperature, the outside temperature, and the outside humidity of the image forming apparatus. Thus, the start-up time of the image forming apparatus is shortened.
請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2に係る発明に従属する発明であって、基本単位Aの現像バイアス時間が感光体の1周に要する時間以上に設定されていることを特徴とする、画像形成装置である。
The invention according to claim 3 is an invention dependent on the invention according to claim 1 or
請求項3の発明では、基本単位Aの現像バイアス時間を感光体の1周に要する時間以上に設定することにより、感光体表面全面にトナーが確実に供給されるため、感光体表面に付着した水分を確実に除去することができる。 According to the third aspect of the present invention, since the developing bias time of the basic unit A is set to be longer than the time required for one rotation of the photosensitive member, the toner is reliably supplied to the entire surface of the photosensitive member. Moisture can be reliably removed.
請求項4に係る発明は、請求項1〜請求項3のいずれかに係る発明に従属する発明であって、クリーニング装置がクリーニングブレードとクリーニングローラとを備えていることを特徴とする、画像形成装置である。 The invention according to claim 4 is an invention dependent on the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the cleaning device includes a cleaning blade and a cleaning roller. Device.
請求項4の発明では、クリーニング装置がクリーニングブレードとクリーニングローラとを備えているため、感光体表面に付着した水分や放電生成物を確実に除去することができる。 In the invention of claim 4, since the cleaning device includes the cleaning blade and the cleaning roller, it is possible to reliably remove moisture and discharge products adhering to the surface of the photoreceptor.
請求項5に係る発明は、請求項1〜請求項4のいずれかに係る発明に従属する発明であって、トナーが研磨粒子を含有していることを特徴とする、画像形成装置である。
The invention according to
リフレッシュモードの実施に使用されたトナーは、放電生成物や水分が付着すると、研磨能力が低下する。請求項5の発明では、トナーに研磨粒子を含有させているため、トナーの研磨能力の低下を抑えることができる。
The toner used to perform the refresh mode has a reduced polishing ability when discharge products and moisture adhere to it. In the invention of
請求項6に係る発明は、請求項1〜請求項5のいずれかに係る発明に従属する発明であって、感光体がアモルファスシリコンからなることを特徴とする、画像形成装置である。 A sixth aspect of the present invention is an image forming apparatus according to the first to fifth aspects of the present invention, wherein the photoconductor is made of amorphous silicon.
請求項6の発明では、画像流れを生じやすいアモルファスシリコン感光体を用いた画像形成装置であっても、長期的に良好な画像を提供することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, a good image can be provided in the long term even with an image forming apparatus using an amorphous silicon photoconductor that is liable to cause image flow.
本発明に係る画像形成装置によれば、まずトナー供給量を多く設定した基本単位Aにて、十分な量のトナーにより感光体表面に付着した水分のほとんどを素早く除去し、その後、トナー供給量を少なく設定した基本単位Bにて、必要最小限の量のトナーにより感光体表面に付着した放電生成物を除去する。この結果、トナーを過剰に消費してしまうことなく、かつ短時間で画像流れの発生を抑制することができる画像形成装置が得られる。 According to the image forming apparatus of the present invention, first, in the basic unit A in which the toner supply amount is set to be large, most of the water adhering to the surface of the photoconductor is quickly removed with a sufficient amount of toner, and then the toner supply amount is In the basic unit B set to be small, discharge products adhering to the surface of the photoreceptor are removed with a minimum amount of toner. As a result, it is possible to obtain an image forming apparatus that can suppress the occurrence of image flow in a short time without excessive consumption of toner.
本発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。 The above-described object, other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of the best mode for carrying out the invention with reference to the drawings.
図1は本発明に係る画像形成装置(カラーレーザプリンタ)の1例を示す概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an image forming apparatus (color laser printer) according to the present invention.
画像形成装置1の本体下部には、積載された用紙束を収容する給紙カセット等の給紙部2が設けられている。この給紙部2の一端部には、積載された用紙Pを最上位紙から1枚ずつ給紙するための分離給送手段3が設けられている。
In the lower part of the main body of the image forming apparatus 1, a
給紙部2の上方には、本体右側面部から本体左側面部へ略水平に延び、さらに上方へ延びて本体上面に形成された排紙トレイ4に至る搬送路5が形成されている。この搬送路5に沿って上流側から順に分離給送手段3、搬送ローラ対6、二次転写ローラ7、定着ローラ対8、搬送ローラ対9,10及び排紙ローラ対11が配置されている。
Above the
水平方向の搬送路5の上方には無端環状の中間転写ベルト12が回転自在に配設されている。中間転写ベルト12は、駆動ローラ13、従動ローラ14、テンションローラ15および一次転写ローラ16に懸架されており、駆動ローラ13が回転駆動されることにより、ローラ14,15,16とともに、図1の矢印に示すように、時計方向に回転されるようになっている。また、駆動ローラ13は中間転写ベルト12を介して二次転写ローラ7と当接し、中間転写ベルト12の回転方向においてこの当接部(二次転写領域)の下流部にクリーニングブレード17が駆動ローラ13に圧接するように中間転写ベルト12に当接している。一次転写ローラ16は中間転写ベルト12を介して静電潜像担持体である感光体ドラム18と当接している。感光体ドラム18はアモルファスシリコンなどからなる。
An endless annular
感光体ドラム18は図示しない駆動装置によって反時計方向に回転駆動され、その回転方向に沿って順に接触型帯電器である帯電ローラ19、現像ユニット20、一次転写ローラ16、クリーニングローラ21、クリーニングブレード22が配設されている。帯電ローラ19は感光体ドラム18の上部でこれに当接して、感光体ドラム18の回転に従動して回転する。帯電ローラ19の感光体ドラム18と当接している反対側には、帯電器クリーニング部材である導電性ブラシローラ23が帯電ローラ19の長手方向に接触配置されている。現像ユニット20の上方には、既知の光学系を利用したレーザ光学ユニット24が配置されている。
The
現像ユニット20は、全体が略円筒形状であり、その両端部で回転自在に支持されている。この現像ユニット20の内部は、十字型の仕切り壁20aにより4つの部屋に区切られ、ここにイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、およびブラック(K)の各色のトナーに対応して4つの現像器25Y,25M,25C,25Kがそれぞれ構成されている。なお、図示する現像器の配置は一例であって、これには限定されない。
The developing
各現像器25Y,25M,25C,25Kは、個別に回転駆動される現像ローラ26,27,28,29をそれぞれ備えている。また、現像ユニット20には、駆動部がクラッチを介して接続されており(図示しない)、この駆動部を駆動することで現像ユニット20が回転して、いずれかの現像器の現像ローラを選択的に感光体ドラム18に対向配置させ、現像動作が行われるようになっている。
Each of the developing
次に、以上の構成からなる画像形成装置1による画像形成動作について説明する。まず、感光体ドラム18が回転駆動されることにより、帯電ローラ19が従動回転し、感光体ドラム18の表面18aが一様に帯電される。そして、入力された画像信号に基づいて、レーザ光学ユニット24が動作し、帯電後の感光体ドラム18上にレーザ光Lが照射され、感光体ドラム18の表面18aに静電潜像が形成される。こうして形成された静電潜像は現像ユニット20によって所定の現像バイアス電圧を印加された現像ローラ26,27,28,29から感光体ドラム18の表面にトナーが付与され、トナー像として現像される。なお、本実施形態では、感光体ドラム18が帯電され、露光により形成された静電潜像が現像されることを、後述の「リフレッシュモード」に対して、「印字モード」という。
Next, an image forming operation by the image forming apparatus 1 having the above configuration will be described. First, when the
モノクロ画像形成の場合には、現像器25Kの現像ローラ29のみを静電潜像の形成された感光体ドラム18に対向配置させてブラックのトナー像を感光体ドラム18の表面18aに形成する。カラー画像形成の場合には、駆動部を駆動することで現像ユニット20を回転させ、4つの現像器25Y,25M,25C,25Kの各現像ローラ26,27,28,29を順次選択的に感光体ドラム18に対向配置させ、各色のトナー像を感光体ドラム18の表面18aに形成する。
In the case of monochrome image formation, only the developing
このようにして感光体ドラム18の表面18aに形成されたトナー像は、一次転写ローラ16によって、時計方向に回転する中間転写ベルト12上に一次転写される。すなわち、モノクロ画像形成の場合には、感光体ドラム18の表面18aに形成されたブラックのトナー像を一次転写ローラ16によって回転する中間転写ベルト12上に転写してモノクロ画像を形成する。カラー画像形成の場合には、感光体ドラム18の表面18aに形成された各色のトナー画像を一次転写ローラ16によって順次回転する中間転写ベルト12上に転写し、これらを重ね合わせてカラー画像を形成する。なお、カラー画像形成の場合、一次転写動作中にはクリーニングブレード17は中間転写ベルト12より離間されている。
The toner image formed on the
そして、所定の二次転写領域において、分離給送手段3によって給紙部2から給紙され、さらに搬送ローラ対6により搬送路5を搬送されてきた用紙P上に、二次転写ローラ7によって中間転写ベルト12上のモノクロ画像又はカラー画像が一括で二次転写される。
Then, in a predetermined secondary transfer region, the secondary transfer roller 7 feeds the paper P fed from the
このようにして、モノクロ画像又はカラー画像が転写された用紙Pは、搬送路5を略水平方向に搬送され、定着ローラ対8により用紙P上のトナー像が加熱されて定着される。定着後、用紙Pは搬送ローラ対9の下流部で搬送方向を上方に変えられ、搬送ローラ対10によりさらに搬送路5を搬送され、最終的に排紙ローラ対11により排紙トレイ4上に排紙される。
In this way, the paper P on which the monochrome image or color image is transferred is transported in the substantially horizontal direction on the
なお、一次転写されないで感光体ドラム18上に残ってしまう未転写トナーは、クリーニングローラ21及びクリーニングブレード22で除去される。二次転写されないで中間転写ベルト12上に残った未転写トナーはクリーニングブレード17によって除去される。除去されたトナーは回収スクリューなどのトナー回収装置によって図示しない廃棄ボトルへと搬送される。
The untransferred toner that is not primarily transferred and remains on the
感光体ドラム18は感光層がアモルファスシリコンからなり、外径は28〜32mmであり、線速140〜160mm/秒で回転駆動されている。
The
クリーニングローラ21は、外径6〜10mmの軸芯の上に発泡性の合成ゴムまたはプラスチック等を形成した外径10〜14mmの弾性ローラである。クリーニングローラ21は感光体ドラム18に圧接され、かつ感光体ドラム18の約0.7倍の速度で感光体ドラム18の回転方向とは逆回転方向に駆動されている。このため、感光体ドラム18の表面を研磨する作用は、クリーニングブレード22だけでなくクリーニングローラ21によっても生じる。使用する合成ゴムまたはプラスチックとしては、弾性を有する軟質ゴムまたは軟質プラスチックであるのが好ましく、例えばブタジエンゴム、ウレタンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)等の合成ゴム、熱可塑性エラストマー等の材料が用いられる。クリーニングブレード22とクリーニングローラ21とを備えているため、感光体ドラム18表面に付着した水分や放電生成物を確実に除去することができる。
The cleaning
クリーニングローラ21の硬度は、ASKER−C硬度で30〜60度の範囲が好ましい。硬度が30度未満の場合は、クリーニングローラ21と感光体ドラム18との接触面積が大きくなるためジッタノイズが現れやすくなる。また、硬度が60度を超える場合は、感光体ドラム18への接触状態が不均一となり、感光体ドラム18の表面研磨にムラが生じやすくなる。ジッタノイズ抑制の観点、およびクリーニングローラ21表面のトナー保持性の観点から発泡系のローラが望ましい。ASKER−C硬度は、例えば分子計器社製Asker−C硬度計を用いて測定することができる。
The hardness of the cleaning
クリーニングローラ21は、その両端部から2本の押圧力4〜8Nのバネによって、感光体ドラム18への圧接力が付与されている。圧接力が強すぎるとジッタノイズが顕著となり、また圧接力が弱すぎると研磨作用がなくなってしまう。
The cleaning
本実施形態で使用されているトナーは、研磨剤を含んでいる。リフレッシュモードの実施に使用されたトナーは、放電生成物や水分が付着すると、研磨能力が低下するが、トナーに研磨剤が含まれているため、トナーの研磨能力の低下を抑えることができる。該研磨剤としては特に限定されないが、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化アルミナ等を挙げることができる。研磨剤は、トナーに対して0.5〜5.0質量%添加するのが好ましい。添加量が0.5質量%未満では感光体ドラム18表面の研磨不足となり、感光体ドラム18表面に付着した吸湿性の放電生成物を充分除去し得ないため、高温高湿時において画像流れが発生し、画像欠陥となってしまう。また、添加量が5.0質量%を超えると、印字物の色目に濁りを生じたり、あるいはトナーの流動性が極端に悪化したりするため、画像濃度低下、耐久性悪化の弊害を招く。また、研磨剤は、平均粒径が0.01〜1μmであることが好ましい。これにより、転写残トナーを介してクリーニングローラ21により感光体ドラム18の表面を研磨する効果が増すため、放電生成物の除去を効果的に行うことができる。本実施形態では、各色トナー中に研磨剤として、酸化チタンを一部添加したものを使用した。
The toner used in this embodiment contains an abrasive. When the discharge product or moisture adheres to the toner used for carrying out the refresh mode, the polishing ability is reduced. However, since the toner contains an abrasive, the reduction in the polishing ability of the toner can be suppressed. The abrasive is not particularly limited, and examples thereof include titanium oxide, strontium titanate, cerium oxide, and alumina oxide. The abrasive is preferably added in an amount of 0.5 to 5.0% by mass with respect to the toner. When the addition amount is less than 0.5% by mass, the surface of the
次に、画像形成装置1によるリフレッシュモードの動作について説明する。リフレッシュモードでは、感光体ドラム18の帯電を行わず、ブラックの現像器25Kに現像バイアスを印加(バイアス現像)することによってブラックトナーを感光体ドラム18に付着させる。そして、一次転写で逆バイアスを印加することにより、感光体ドラム18上に付着したブラックトナーのほとんどがクリーニングローラ21、クリーニングブレード22に達するようにし、これにより感光体ドラム18表面の研磨を行う。制御装置30(図1参照)は、リフレッシュモードと印字モード間の切り替え、およびリフレッシュモードにおける印加バイアス制御並びに感光体ドラム18の回転の制御を行う。
Next, the operation in the refresh mode by the image forming apparatus 1 will be described. In the refresh mode, the
リフレッシュモードは、図2に示すように、感光体ドラム18にブラックトナーをバイアス現像により付着させた後、一定時間感光体ドラム18を回転させることを基本単位とし、この基本単位を繰り返すことにより構成されている。この基本単位は、トナー供給量を多く設定した基本単位Aと、トナー供給量を少なく設定した基本単位Bとからなる。
As shown in FIG. 2, the refresh mode has a basic unit of rotating the
現像バイアス電圧は、感光体ドラム18の電位に対して、例えば正帯電トナーを用いた場合、直流電圧Vdcを+50〜200Vとするのがよく、これに交流電圧を重畳させるのがよい。交流電圧としては、VP-P(ピーク交流バイアス)が0.5〜2.0kV、周波数fが2〜4kHzであるのがよい。感光体ドラム18に付着するトナー量は、現像バイアス電圧と現像バイアス時間により変わる。
As for the developing bias voltage, for example, when positively charged toner is used with respect to the potential of the
基本単位Aでは、現像バイアス時間は、感光体ドラム18が1周(1回転)に要する時間以上に設定することが望ましい。このように設定することにより、感光体ドラム18表面全面にトナーが確実に供給されるため、感光体ドラム18表面に付着している水分のほとんどをトナーによって確実に除去することができる。
In the basic unit A, it is desirable that the development bias time is set to be longer than the time required for one rotation (one rotation) of the
一方、基本単位Bでは、現像バイアス時間は、感光体ドラム18が1/20〜1/2周に要する時間程度に設定することが望ましい。現像バイアス時間が短すぎると、研磨に寄与するトナー量が少なすぎて感光体ドラム18表面を研磨して感光体ドラム18表面に付着した放電生成物や水分を抑制する効果がなくなる。また、現像バイアス時間が長すぎると、研磨に寄与しないトナーが増えるのみである。
On the other hand, in the basic unit B, it is desirable to set the developing bias time to the time required for the
感光体ドラム18の回転時間は、基本単位Aでは5〜40秒,基本単位Bでは5〜40秒以内であることが望ましい。感光体ドラム18の回転時間が短すぎると、トナーによる感光体ドラム18表面の吸水効果、研磨効果が十分発揮されない。また、感光体ドラム18の回転時間が長すぎると、クリーニングローラ21と感光体ドラム18との間に介在するトナーが少なくなるとともに、介在するトナー量が回転軸方向において不均一になり研磨作用にムラを生じる。
The rotation time of the
また、研磨に使用されたトナーには放電生成物や水分が付着し、この付着に伴いトナーの研磨能力は低下する。最適化を図った結果、基本単位Aでは、現像バイアス電圧Vdcは50〜150V、現像バイアス時間は600〜800ミリ秒であるのが好ましく、かつ感光体ドラム18の回転時間は8〜12秒であるのが好ましいことがわかった。基本単位Bでは、現像バイアス電圧Vdcは100〜150V、現像バイアス時間は110〜130ミリ秒であるのが好ましく、かつ感光体ドラム18の回転時間は8〜12秒であるのが好ましいことがわかった。研磨力の高いトナーを少量ずつ頻繁に送り込むことで、感光体ドラム18表面の研磨能力を高めることができる。
In addition, discharge products and moisture adhere to the toner used for polishing, and the toner's polishing ability decreases with this adhesion. As a result of optimization, in the basic unit A, it is preferable that the development bias voltage Vdc is 50 to 150 V, the development bias time is 600 to 800 milliseconds, and the rotation time of the
以上のように、画像形成装置1によるリフレッシュモードは、まずトナー供給量を多く設定した基本単位Aにて、感光体ドラム18表面全面にトナーを供給し、十分な量のトナーにより感光体ドラム18表面に付着した水分のほとんどを素早く除去することができる。その後、トナー供給量を少なく設定した基本単位Bにて、必要最小限の量のトナーにより感光体ドラム18表面に付着した放電生成物を効率良く除去することができる。
As described above, in the refresh mode by the image forming apparatus 1, first, toner is supplied to the entire surface of the
さらに、画像形成装置1は、環境温度(機内温度)、環境湿度(機内湿度)を検出するセンサ32(図1参照)を有しており、例えば環境温度が26℃以上、環境湿度が70%以上の場合で、かつ機内温度が低いと判断された場合に、リフレッシュモードが実施される。一方、画像形成装置1の電源ON時に外環境が高温高湿でない場合には、放電生成物の吸水が少なく放電生成物による画像流れは置きにくいことから、リフレッシュ動作を省略して画像形成装置1の立ち上げ時間を短縮する。機内温度の判断は、機内温度センサ33を設けてその検出結果で行ってもよいし、定着器に設けられているサーミスタ温度等で代用してもよい。本実施形態では、サーミスタ温度が100℃未満のときに機内温度が低いと判断している。また、予期せぬ事態により画像流れが発生した場合、例えば画像形成装置の置かれている環境の急変により感光体ドラム18表面が結露してしまった場合、画像形成装置1の操作パネルからユーザーがリフレッシュモードの実施を選択することができるようになっていることが望ましい。
Further, the image forming apparatus 1 includes a sensor 32 (see FIG. 1) that detects an environmental temperature (in-machine temperature) and an environmental humidity (in-machine humidity). For example, the environmental temperature is 26 ° C. or higher and the environmental humidity is 70%. In the above-described case and when it is determined that the in-machine temperature is low, the refresh mode is performed. On the other hand, when the external environment is not high temperature and high humidity when the image forming apparatus 1 is turned on, the discharge product absorbs little water and the image flow due to the discharge product is difficult to place, so the refresh operation is omitted and the image forming apparatus 1 is omitted. Reduce startup time. The in-machine temperature may be determined based on the detection result obtained by providing the in-
この画像形成装置1を用いて画像流れの評価を行った。感光体ドラム18は感光層がアモルファスシリコンからなり、外径は30mmであり、線速151mm/秒で回転駆動された。クリーニングローラ21は、外径8mmの軸芯の上に発泡EPDMを形成した外径12mmの弾性ローラであり、押圧力6Nのバネ2本で感光体ドラム18を圧接しており、線速は105mm/秒であった。また、クリーニングローラ21の硬度はASKER−C硬度で50度であった。
The image forming apparatus 1 was used to evaluate image flow. The
画像形成装置1は、温度23℃で相対湿度50%の環境下(以下、通常環境下という。)に置かれ、各色印字率3%のカラー画像形成を計10,000枚行い、感光体ドラム18表面に放電生成物を故意に発生させた。10,000枚のカラー画像形成終了後、画像形成装置1の電源をOFFした状態で温度30℃、相対湿度80%の環境下(以下、高温高湿環境下という。)に12時間放置した。放置後、画像形成装置1の電源をONにし、リフレッシュ動作を行って印字可能状態とした。 The image forming apparatus 1 is placed in an environment having a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50% (hereinafter referred to as a normal environment), and forms a total of 10,000 color images with a color printing rate of 3%. 18 discharge products were intentionally generated on the surface. After the 10,000 color images were formed, the image forming apparatus 1 was left off for 12 hours in an environment having a temperature of 30 ° C. and a relative humidity of 80% (hereinafter referred to as a high-temperature and high-humidity environment) with the power supply off. After being left, the power of the image forming apparatus 1 was turned on, and a refresh operation was performed to enable printing.
リフレッシュモードの基本単位Aは、現像バイアス電圧Vdc70V、現像バイアス時間650ミリ秒、感光体ドラム18の回転時間10秒に設定した。また、基本単位Bは、現像バイアス電圧Vdc120V、現像バイアス時間120ミリ秒、感光体ドラム18の回転時間10秒に設定した。基本単位Aのバイアス電圧Vdcを基本単位Bのバイアス電圧Vdcの約半分に設定しているため、基本単位Aの感光体ドラム18上の単位面積当たりのトナー量は基本単位Bの約半分である。このリフレッシュ動作の後、文字画像を印字した。その印字状態を目視にて確認し、画像流れ評価を行った。動作条件および評価結果は表1に示している。
The basic unit A of the refresh mode was set to a development bias voltage Vdc of 70 V, a development bias time of 650 milliseconds, and a rotation time of the
画像流れの評価は、3段階のランクで評価した。
ランクA:文字の流れがほとんど観測されない。
ランクB:文字の流れがややあるものの許容レベルである。
ランクC:文字の流れがひどい。
The image flow was evaluated in three ranks.
Rank A: Little character flow is observed.
Rank B: An acceptable level with a slight character flow.
Rank C: The character flow is bad.
また、表1中の「リフレッシュモード総トナー消費量」は、各例での総トナー消費量の相対比較値である。基本単位Bにおける、現像バイアス時間100ミリ秒でのトナー消費量を「1」として計算した。 “Refresh mode total toner consumption” in Table 1 is a relative comparison value of the total toner consumption in each example. In the basic unit B, the toner consumption at a developing bias time of 100 milliseconds was calculated as “1”.
(実施例1〜実施例4)
実施例1は、トナー供給量を多く設定した基本単位Aを1回実施した後に、トナー供給量を少なく設定した基本単位Bを12回繰り返した。実施例2は基本単位Aを1回実施した後、基本単位Bを10回繰り返した。実施例3は基本単位Aを1回実施した後、基本単位Bを8回繰り返した。実施例4は基本単位Aを2回実施した後、基本単位Bを6回繰り返した。
(Example 1 to Example 4)
In Example 1, the basic unit A in which the toner supply amount was set large was performed once, and then the basic unit B in which the toner supply amount was set small was repeated 12 times. In Example 2, after the basic unit A was carried out once, the basic unit B was repeated 10 times. In Example 3, after repeating the basic unit A once, the basic unit B was repeated 8 times. In Example 4, after repeating the basic unit A twice, the basic unit B was repeated 6 times.
実施例1は文字の流れはなく、ランクAであった。さらに、実施例2〜実施例4は文字の流れは良好で、ランクAまたはBであった。そのため、実施例1〜実施例4は総合評価を○とした。 In Example 1, there was no character flow, and the rank was A. Furthermore, in Examples 2 to 4, the flow of characters was good and rank A or B. Therefore, Example 1-Example 4 made comprehensive evaluation (circle).
(比較例1〜比較例3)
比較例1は、トナー供給量を多く設定した基本単位Aを実施しないで、トナー供給量を少なく設定した基本単位Bのみを12回繰り返した。比較例2は基本単位Aを実施しないで、基本単位Bを15回繰り返した。比較例3は基本単位Aを実施しないで、基本単位Bを18回繰り返した。
(Comparative Examples 1 to 3)
In Comparative Example 1, the basic unit A in which the toner supply amount was set large was not implemented, and only the basic unit B in which the toner supply amount was set small was repeated 12 times. In Comparative Example 2, the basic unit A was not carried out, and the basic unit B was repeated 15 times. In Comparative Example 3, the basic unit A was not carried out, and the basic unit B was repeated 18 times.
比較例1は、文字の流れがひどく、ランクCであった。比較例2,3では文字の流れは良好で、ランクAまたはBであったものの、リフレッシュモードに要した総時間が実施例1〜実施例4よりも長く、またリフレッシュモードで消費した総トナー量も実施例1〜実施例4よりも多くなった。そのため、比較例1〜比較例3は総合評価を×とした。 In Comparative Example 1, the flow of characters was so bad that it was rank C. In Comparative Examples 2 and 3, although the character flow was good and rank A or B, the total time required for the refresh mode was longer than that of Examples 1 to 4, and the total amount of toner consumed in the refresh mode Also, the amount was larger than those in Examples 1 to 4. Therefore, in Comparative Examples 1 to 3, the overall evaluation is x.
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変形される。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is carried out within the range of the summary.
1 画像形成装置
12 中間転写体
18 感光体ドラム
21 クリーニングローラ
22 クリーニングブレード
25Y,25M,25C,25K 現像器
30 制御装置
32 温度湿度センサ
33 温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
非画像形成時において、前記現像装置により前記感光体にトナーを供給するリフレッシュモードを有しており、該リフレッシュモードはトナー供給量を多く設定した基本単位Aとトナー供給量を少なく設定した基本単位Bとからなることを特徴とする、画像形成装置。 Image forming apparatus comprising: a photosensitive member; a developing device that visualizes an electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive member with toner; and a cleaning device that contacts the photosensitive member surface to clean the photosensitive member surface. A device,
In non-image formation, the developing device has a refresh mode in which toner is supplied to the photoreceptor, and the refresh mode has a basic unit A in which the toner supply amount is set large and a basic unit in which the toner supply amount is set small. An image forming apparatus comprising: B.
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JP2012141541A (en) * | 2011-01-06 | 2012-07-26 | Kyocera Document Solutions Inc | Image forming apparatus |
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- 2008-03-18 JP JP2008069367A patent/JP2009223156A/en active Pending
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