JP2010217327A - Image forming device - Google Patents

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Masanori Kobayashi
政憲 小林
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Fujifilm Business Innovation Corp
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Fuji Xerox Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming device capable of preventing the inside of the machine from becoming dirty due to remaining toner adhered to a sealing member provided in a cleaning device. <P>SOLUTION: This image forming device includes a preliminary charging member 26 for charging the remaining toner by transfer bias voltage to be applied on a transfer roll 20 and preliminary bias voltage having reversed polarity to that of the transfer bias voltage, an inferring means for inferring amount of charging of the remaining toner based on values of transfer current flowing into a photosensitive drum 12 from the transfer roll 20, and a charging current increasing and decreasing means for increasing or decreasing a value of charging current of the preliminary charging member 26 to let it reach the predetermined scope. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus.

複写機やレーザープリンターに代表される一般的な電子写真方式の画像形成装置において、像保持体に形成されたトナー画像は、通常、直接記録媒体に転写されるか、又は中間転写媒体を介して記録媒体に転写される。記録媒体又は中間転写媒体に転写されずに像保持体の表面に残留した残留トナーは、クリーニング装置によって回収される。   In a general electrophotographic image forming apparatus represented by a copying machine or a laser printer, a toner image formed on an image carrier is usually directly transferred to a recording medium or via an intermediate transfer medium. Transferred to a recording medium. Residual toner remaining on the surface of the image carrier without being transferred to the recording medium or intermediate transfer medium is collected by a cleaning device.

クリーニング装置では、回収された残留トナーが回収容器外へ漏れ出さないように、回収容器と像保持体の表面との間をシール部材で塞ぐことが一般的に行われている。   In the cleaning device, generally, a sealing member is used to seal a space between the collection container and the surface of the image holding member so that the collected residual toner does not leak out of the collection container.

一方、特許文献1に開示された画像形成装置では、中間転写ベルトに残留した二次転写残トナーをトナー帯電ローラによって正極性に帯電し、この二次転写残トナーを負極性に帯電された感光体ドラムに再び静電吸着させることにより、感光体ドラム上の残留トナーと共に感光ドラムクリーナ(クリーニング装置)によって除去している。   On the other hand, in the image forming apparatus disclosed in Patent Document 1, the secondary transfer residual toner remaining on the intermediate transfer belt is charged to a positive polarity by a toner charging roller, and the secondary transfer residual toner is charged to a negative polarity. The photosensitive drum is electrostatically attracted again to be removed together with the residual toner on the photosensitive drum by a photosensitive drum cleaner (cleaning device).

ここで、残留トナーの帯電量は、温度や湿度によって変動するところ、特許文献1の画像形成装置では、トナー帯電ローラの上流側にトナー帯電補助ローラを設け、トナー帯電ローラに先立って二次転写残トナーを正極性に帯電している。そして、温湿度センサによって検出された画像形成装置内の温度や湿度に応じて、トナー帯電補助ロールから残留トナーに付与される電荷を調整することより、トナー帯電ローラと中間転写ベルトとのニップ部周辺に発生する二次転写残トナーの飛沫を抑制している。   Here, the charge amount of the residual toner varies depending on the temperature and humidity. However, in the image forming apparatus disclosed in Patent Document 1, a toner charging auxiliary roller is provided on the upstream side of the toner charging roller, and the secondary transfer is performed prior to the toner charging roller. The remaining toner is positively charged. The nip portion between the toner charging roller and the intermediate transfer belt is adjusted by adjusting the charge applied to the residual toner from the toner charging auxiliary roll according to the temperature and humidity in the image forming apparatus detected by the temperature / humidity sensor. The secondary transfer residual toner splashing generated in the vicinity is suppressed.

特開2004−117892号公報JP 2004-117892 A

本発明は、クリーニング装置に設けられたシール部材に付着した残留トナーによる機内汚れを抑制することを目的とする。   It is an object of the present invention to suppress in-machine contamination due to residual toner adhering to a seal member provided in a cleaning device.

請求項1に記載の画像形成装置は、像保持体と、帯電バイアス電圧が印加され、前記像保持体の表面を帯電する帯電装置と、前記帯電装置によって帯電された前記像保持体の表面を露光し、該表面に静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像を現像剤により現像し、前記像保持体の表面にトナー画像を形成する現像装置と、前記帯電バイアス電圧と逆極性の転写バイアス電圧が印加され、前記トナー画像を被転写媒体に転写する転写装置と、前記転写バイアス電圧と逆極性の予備バイアス電圧が印加され、前記被転写媒体に転写されずに前記像保持体の表面に残留した残留トナーを帯電する請求項1〜4の何れか1項(修正ください。請求の範囲も同様です)に記載の予備帯電装置と、開口部を前記像担持体の表面に向け、該開口部から前記残留トナーを回収する回収容器と、前記回収容器内に設けられ、前記像保持体の表面から前記残留トナーを前記開口部へ掻き落とす清掃部材と、前記残留トナーの搬送方向上流側の前記開口部の縁に設けられ、該縁と前記像担持体との隙間を塞ぐシール部材と、を有するクリーニング装置と、を備えている。   The image forming apparatus according to claim 1, an image holding member, a charging device to which a charging bias voltage is applied and charging the surface of the image holding member, and a surface of the image holding member charged by the charging device. An exposure device that exposes and forms an electrostatic latent image on the surface; a developing device that develops the electrostatic latent image with a developer to form a toner image on the surface of the image carrier; and the charging bias voltage; A transfer device that applies a transfer bias voltage having a reverse polarity to transfer the toner image to a transfer medium, and a pre-bias voltage that is reverse to the transfer bias voltage is applied to the image without being transferred to the transfer medium. The pre-charging device according to any one of claims 1 to 4, wherein the residual toner remaining on the surface of the holding body is charged (please modify. The same applies to the scope of claims), and an opening provided on the surface of the image carrier. From the opening A collecting container for collecting the residual toner, a cleaning member provided in the collecting container for scraping the residual toner from the surface of the image carrier to the opening, and the opening on the upstream side in the transport direction of the residual toner. A cleaning device provided at an edge of the portion and having a seal member that closes a gap between the edge and the image carrier.

請求項2に記載の画像形成装置は、請求項1に記載の予備帯電装置において、前記現像転写条件が、前記転写装置の転写電流値である。   According to a second aspect of the present invention, in the preliminary charging device according to the first aspect, the development transfer condition is a transfer current value of the transfer device.

請求項3に記載の画像形成装置は、請求項1に記載の予備帯電装置において、前記現像剤がキャリア及びトナーを含む二成分現像剤であり、前記現像転写条件が、前記二成分現像剤のトナー濃度を検出する検出手段によって検出されたトナー濃度である。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the image forming apparatus according to the first aspect, wherein the developer is a two-component developer including a carrier and a toner, and the development transfer condition is that of the two-component developer. This is the toner density detected by the detecting means for detecting the toner density.

請求項4に記載の画像形成装置は、請求項2に記載の予備帯電装置において、前記現像転写条件が、前記転写電流値の増減率である。   According to a fourth aspect of the present invention, in the preliminary charging device according to the second aspect, the development transfer condition is an increase / decrease rate of the transfer current value.

請求項1に記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、シール部材に付着した残留トナーによる機内汚れを低減し、画像形成装置の長寿命化を図ることができる。   According to the first aspect of the present invention, in-machine contamination due to residual toner adhering to the seal member can be reduced and the life of the image forming apparatus can be extended, compared with the case where the present configuration is not provided. .

請求項2に記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、転写条件の変動によってシール部材に付着した残留トナーによる機内汚れを低減することができる。   According to the second aspect of the present invention, in-machine contamination due to residual toner adhering to the seal member due to fluctuations in transfer conditions can be reduced as compared with the case where this configuration is not provided.

請求項3に記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、トナー濃度の変動によってシール部材に付着した残留トナーによる機内汚れを低減することができる。   According to the third aspect of the present invention, in-machine contamination due to residual toner adhering to the seal member due to fluctuations in toner concentration can be reduced as compared with the case where the present configuration is not provided.

請求項4に記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、制御を単純化することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the control can be simplified as compared with the case where the present configuration is not provided.

本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置の要部を模式的に示す図である。1 is a diagram schematically illustrating a main part of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention. 温度及び湿度とトナーの帯電電位との関係を模式的に示すグラフである。6 is a graph schematically showing the relationship between temperature and humidity and the charging potential of toner. 本発明の第1の実施形態に係る残留トナー帯電量制御における、出力転写電流値と出力帯電電流値との関係を示すグラフである。6 is a graph showing a relationship between an output transfer current value and an output charging current value in residual toner charge amount control according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る残留トナー帯電量制御の出力帯電電流値と残留トナーの帯電量との関係を示すグラフである。6 is a graph showing a relationship between an output charging current value of residual toner charge amount control and a residual toner charge amount according to the first embodiment of the present invention; 本発明の第1の実施形態に係る転写電流制御、及び残留トナー帯電量制御の流れを示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a flow of transfer current control and residual toner charge amount control according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る転写電流制御における、プロセス速度と出力転写電流値との関係を示すグラフである。4 is a graph showing a relationship between a process speed and an output transfer current value in transfer current control according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る画像形成装置の要部を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the principal part of the image forming apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. トナー濃度とトナーの帯電電位との関係を模式的に示すグラフである。4 is a graph schematically showing a relationship between toner density and toner charging potential. 温度及び湿度毎のトナー濃度とトナーの帯電量との関係を示すグラフである。6 is a graph showing a relationship between a toner concentration for each temperature and humidity and a charge amount of the toner. 本発明の第2の実施形態に係る残留トナー帯電量制御における、トナー濃度と出力帯電電流値との関係を示すグラフである。6 is a graph showing a relationship between a toner density and an output charging current value in residual toner charge amount control according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る残留トナー帯電量制御の流れを示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a flow of residual toner charge amount control according to a second embodiment of the present invention. (A)は、従来の予備帯電部材による残留トナーの帯電電位の制御範囲を示す模式図であり、(B)は、本発明の第1の実施形態に係る予備帯電部材による残留トナーの帯電電位の制御範囲を示す模式図である。(A) is a schematic diagram showing the control range of the charging potential of the residual toner by the conventional preliminary charging member, and (B) is the charging potential of the residual toner by the preliminary charging member according to the first embodiment of the present invention. It is a schematic diagram which shows the control range.

先ず、本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置10について説明する。図1は、画像形成装置10の要部を模式的に示す図である。   First, the image forming apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a main part of the image forming apparatus 10.

画像形成装置10は、表面に感光層(不図示)が形成され、矢印K方向に回転する感光体ドラム12(像保持体)を備えている。この感光体ドラム12は、帯電バイアス電圧電源(不図示)から帯電バイアス電圧が印加された帯電装置14によって、所定の帯電電位(本実施形態では、−700v)に帯電される。なお、帯電バイアス電圧は、直流電圧(DC)のみであっても良いし、直流電圧に交流電圧を重畳した、いわゆるAC+DC重畳電圧であっても良い。なお、感光体ドラム12は、アースに接地されている。   The image forming apparatus 10 includes a photosensitive drum 12 (image holding member) having a photosensitive layer (not shown) formed on the surface thereof and rotating in the direction of arrow K. The photosensitive drum 12 is charged to a predetermined charging potential (in this embodiment, −700 v) by a charging device 14 to which a charging bias voltage is applied from a charging bias voltage power source (not shown). The charging bias voltage may be only a direct current voltage (DC), or may be a so-called AC + DC superimposed voltage obtained by superimposing an alternating current voltage on a direct current voltage. The photosensitive drum 12 is grounded.

帯電装置14の感光体ドラム12の回転方向下流側には、露光装置16が設けられている。露光装置16はLEDアレイから構成され、帯電された感光体ドラム12の表面を出力画像に応じて露光し、当該露光部位の表面電位を所定の露光後電位に減衰して静電潜像を形成する。   An exposure device 16 is provided on the downstream side of the charging device 14 in the rotation direction of the photosensitive drum 12. The exposure device 16 is composed of an LED array and exposes the surface of the charged photosensitive drum 12 in accordance with the output image, and forms an electrostatic latent image by attenuating the surface potential of the exposed portion to a predetermined post-exposure potential. To do.

この静電潜像は、露光装置16の感光体ドラム12の回転方向下流側に設けられた現像装置18によって現像され、感光体ドラム12の表面にトナー画像が形成される。現像装置18は現像ロール17を備えており、この現像ロール17には、図示せぬ現像バイアス電圧電源から現像バイアス電圧が印加され、現像装置18内に収容されたトナー(現像剤G中のトナー)が保持される。現像装置18は、現像ロール17に保持されたトナーを感光体ドラム12の表面に付着させて静電潜像を現像し、感光体ドラム12の表面にトナー画像を形成する。なお、現像剤Gとしては、少なくともトナー及びキャリアを含む二成分現像剤が使用されているが、キャリアを含まない一成分現像剤を使用しても良い。   The electrostatic latent image is developed by a developing device 18 provided on the downstream side of the rotation direction of the photosensitive drum 12 of the exposure device 16, and a toner image is formed on the surface of the photosensitive drum 12. The developing device 18 includes a developing roll 17, to which a developing bias voltage is applied from a developing bias voltage power source (not shown), and the toner (toner in the developer G) accommodated in the developing device 18. ) Is held. The developing device 18 causes the toner held on the developing roll 17 to adhere to the surface of the photosensitive drum 12 to develop the electrostatic latent image, and forms a toner image on the surface of the photosensitive drum 12. As the developer G, a two-component developer containing at least a toner and a carrier is used, but a one-component developer containing no carrier may be used.

感光体ドラム12の表面に形成されたトナー画像は、現像装置18の感光体ドラム12の回転方向下流側に設けられた転写ロール20によって、所定の転写バイアス電圧で印刷用紙P(記録媒体)に転写される。転写ロール20には転写バイアス電圧電源22が接続され、前述した帯電バイアス電圧と逆極性(本実施形態では、正極性)の転写バイアス電圧が印加されている。この転写バイアス電圧電源22には、後述する制御部44が接続されており、転写ロール20の転写電流が制御される。   The toner image formed on the surface of the photosensitive drum 12 is transferred onto the printing paper P (recording medium) with a predetermined transfer bias voltage by a transfer roll 20 provided on the downstream side of the developing device 18 in the rotation direction of the photosensitive drum 12. Transcribed. A transfer bias voltage power source 22 is connected to the transfer roll 20, and a transfer bias voltage having a reverse polarity (positive polarity in this embodiment) to the above-described charging bias voltage is applied. The transfer bias voltage power supply 22 is connected to a control unit 44 described later, and the transfer current of the transfer roll 20 is controlled.

トナー画像が転写された印刷用紙Pは、熱源を有する定着装置(不図示)に搬送され、印刷用紙Pにトナー画像が定着される。   The printing paper P to which the toner image has been transferred is conveyed to a fixing device (not shown) having a heat source, and the toner image is fixed to the printing paper P.

一方、印刷用紙Pに転写されずに感光体ドラム12の表面に残留した残留トナーは、転写ロール20の感光体ドラム12の回転方向下流側に設けられた予備帯電部材26によって、所定の帯電電位に帯電される。予備帯電部材26には、帯電バイアス電圧電源36が接続されており、転写ロール20と逆極性(本実施形態では、負極性)の帯電バイアス電圧が印加されている。この帯電バイアス電圧電源36には後述する制御部44が接続されており、予備帯電部材26の帯電電流値が制御される。これらの予備帯電部材26、制御部44によって予備帯電装置が構成されている。なお、本実施形態では、予備帯電部材26としてコロトロンやスコロトロン等のコロナ放電を用いた帯電器を用いているが、導電ロール等を用いても良い。   On the other hand, the residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 12 without being transferred to the printing paper P is set to a predetermined charging potential by the preliminary charging member 26 provided on the downstream side of the photosensitive drum 12 in the rotation direction of the transfer roll 20. Is charged. A charging bias voltage power source 36 is connected to the preliminary charging member 26, and a charging bias voltage having a polarity opposite to that of the transfer roll 20 (negative polarity in this embodiment) is applied. The charging bias voltage power source 36 is connected to a control unit 44 described later, and the charging current value of the preliminary charging member 26 is controlled. These preliminary charging members 26 and the control unit 44 constitute a preliminary charging device. In this embodiment, a charger using corona discharge such as corotron or scorotron is used as the preliminary charging member 26, but a conductive roll or the like may be used.

予備帯電部材26によって所定の帯電電位に帯電された残留トナーは、感光体ドラム12の回転方向下流側に設けられたクリーニング装置28によって除去される。クリーニング装置28は、残留トナーを回収するハウジング30(回収容器)と、ハウジング30内に設けられたクリーニングブレード32(清掃部材)と、を備えており、ハウジング30の開口部を感光体ドラム12の表面に向けて配置されている。クリーニングブレード32はゴム等の弾性体からなる板状に形成され、このクリーニングブレード32を感光体ドラム12の表面に接触させて、残留トナーをクリーニングする(掻き落とす)。クリーニングされた残留トナーは、一旦ハウジング30内に収容(回収)され、図示せぬ排出孔からハウジング30の外部へ排出される。   Residual toner charged to a predetermined charging potential by the preliminary charging member 26 is removed by a cleaning device 28 provided on the downstream side in the rotation direction of the photosensitive drum 12. The cleaning device 28 includes a housing 30 (collection container) that collects residual toner, and a cleaning blade 32 (cleaning member) provided in the housing 30, and an opening of the housing 30 is formed in the photosensitive drum 12. It is arranged toward the surface. The cleaning blade 32 is formed in a plate shape made of an elastic body such as rubber, and the cleaning blade 32 is brought into contact with the surface of the photosensitive drum 12 to clean (scrap off) residual toner. The cleaned residual toner is once accommodated (collected) in the housing 30 and discharged to the outside of the housing 30 through a discharge hole (not shown).

また、ハウジング30には、クリーニングブレード32によってクリーニングされた残留トナーが飛沫し、ハウジング30の外部へ漏れるのを防ぐシール部材34が設けられている。シール部材34はフィルム状(薄板状)に形成されており、その一端がハウジング30の開口部の縁(内壁)に接着剤等によって固定され、その他端が感光体ドラム12の表面に接触され、当該開口部の縁と感光体ドラム12との隙間を塞ぐように設けられている。なお、図1では、理解を容易にするためにシール部材34の厚みを誇張して示している。また、シール34の材質、形状等は適宜変更可能である。   In addition, the housing 30 is provided with a seal member 34 that prevents residual toner cleaned by the cleaning blade 32 from splashing and leaking outside the housing 30. The seal member 34 is formed in a film shape (thin plate shape), one end of which is fixed to the edge (inner wall) of the opening of the housing 30 with an adhesive or the like, and the other end is in contact with the surface of the photosensitive drum 12. It is provided so as to close a gap between the edge of the opening and the photosensitive drum 12. In FIG. 1, the thickness of the sealing member 34 is exaggerated for easy understanding. The material, shape, etc. of the seal 34 can be changed as appropriate.

クリーニング装置28の感光体ドラム12の回転方向下流側には、除電装置40が設けられている。除電装置40はイレーズランプから構成されており、感光体ドラム12の表面を露光することで、感光体ドラム12の表面を除電する。除電された感光体ドラム12は、再び帯電装置14によって帯電される。   A neutralization device 40 is provided on the downstream side of the cleaning device 28 in the rotation direction of the photosensitive drum 12. The static eliminator 40 is composed of an erase lamp, and discharges the surface of the photosensitive drum 12 by exposing the surface of the photosensitive drum 12. The charged photosensitive drum 12 is charged again by the charging device 14.

次に、転写電流制御について説明する。   Next, transfer current control will be described.

感光体ドラム12の表面に形成されたトナー画像(トナー画像を形成するトナー)の帯電量は、画像形成装置10内外の温度及び湿度によって変動する。そのため、制御部44において転写電流制御が行われている。   The charge amount of the toner image (toner forming the toner image) formed on the surface of the photosensitive drum 12 varies depending on the temperature and humidity inside and outside the image forming apparatus 10. Therefore, the transfer current control is performed in the control unit 44.

制御部44には、画像形成装置10内の温度及び湿度を検出する温湿度センサ42が接続されており、この温湿度センサ42によって検出された温度及び湿度に応じて転写ロール20に印加する転写バイアス電圧を増減し、転写ロール20から感光体ドラム12に対して放電される転写電流が所定値となるように制御される。   A temperature / humidity sensor 42 for detecting the temperature and humidity in the image forming apparatus 10 is connected to the control unit 44, and transfer applied to the transfer roll 20 according to the temperature and humidity detected by the temperature / humidity sensor 42. The bias voltage is increased or decreased, and the transfer current discharged from the transfer roll 20 to the photosensitive drum 12 is controlled to be a predetermined value.

制御部44は、不揮発性メモリ等からなる出力転写電流テーブル記憶部46を備えている。この出力転写電流テーブル記憶部46には、画像形成装置10内の温度及び湿度毎に、転写ロール20から感光体ドラム12に流入させる出力転写電流値が予め記憶されている。この温度及び湿度と出力転写電流値は実験から得られたものであり、例えば、下記のように設定される。
環境1(高温高湿):温度28℃、湿度85% 出力転写電流値:28.6uA
環境2(常温常湿):温度22℃、湿度55% 出力転写電流値:26.0uA
環境3(低温低湿):温度10℃、湿度15% 出力転写電流値:23.4uA
なお、上記のデータは後述する実験から得られたものである。
The control unit 44 includes an output transfer current table storage unit 46 including a nonvolatile memory. The output transfer current table storage unit 46 stores in advance an output transfer current value that flows from the transfer roll 20 to the photosensitive drum 12 for each temperature and humidity in the image forming apparatus 10. The temperature and humidity and the output transfer current value are obtained from experiments, and are set as follows, for example.
Environment 1 (high temperature and high humidity): Temperature 28 ° C., humidity 85% Output transfer current value: 28.6 uA
Environment 2 (normal temperature and humidity): Temperature 22 ° C., Humidity 55% Output transfer current value: 26.0 uA
Environment 3 (low temperature and low humidity): Temperature 10 ° C., humidity 15% Output transfer current value: 23.4 uA
Note that the above data was obtained from experiments to be described later.

制御部44は、温湿度センサ42によって検出された温度及び湿度に対応する出力転写電流値を出力転写電流テーブル記憶部46から読み出すと共に、この出力転写電流値に対応する転写バイアス電圧値を転写バイアス電圧電源22に設定することにより、転写ロール20の転写電流値を制御する。なお、制御部44には、実験から得られた転写ロール20及び各種配線、回路の抵抗値が記憶されており、この抵抗値と出力転写電流値とから転写バイアス電圧電源22に設定する転写バイアス電圧値を算出している。   The control unit 44 reads out the output transfer current value corresponding to the temperature and humidity detected by the temperature / humidity sensor 42 from the output transfer current table storage unit 46 and transfers the transfer bias voltage value corresponding to the output transfer current value to the transfer bias. By setting the voltage power supply 22, the transfer current value of the transfer roll 20 is controlled. The controller 44 stores resistance values of the transfer roll 20 and various wirings and circuits obtained from experiments, and the transfer bias set in the transfer bias voltage power source 22 from the resistance value and the output transfer current value. The voltage value is calculated.

なお、本実施形態では、温湿度センサ42を画像形成装置10内に設置し、画像形成装置10内の温度及び湿度を検出する場合を例に説明するが、温湿度センサ42を画像形成装置10外に設置し、画像形成装置10外の温度及び湿度に基づいて転写電流制御を行っても良い。   In this embodiment, the temperature / humidity sensor 42 is installed in the image forming apparatus 10 and the temperature and humidity in the image forming apparatus 10 are detected as an example. However, the temperature / humidity sensor 42 is used as the image forming apparatus 10. It may be installed outside and the transfer current control may be performed based on the temperature and humidity outside the image forming apparatus 10.

次に、残留トナー帯電量制御について説明する。   Next, residual toner charge amount control will be described.

感光体ドラム12の表面に残留した残留トナーの帯電量は、転写ロール20から感光体ドラム12に出力される出力転写電流値によって変動する。そのため、制御部44において残留トナー帯電量制御が行われている。   The charge amount of the residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 12 varies depending on the output transfer current value output from the transfer roll 20 to the photosensitive drum 12. For this reason, the control unit 44 performs residual toner charge amount control.

図2(A)〜図2(C)には、比較例として、本実施形態に係る残留トナー帯電量制御が適用されていない画像形成装置10において、温度及び湿度が異なる3つの環境(環境1(高温高湿):28℃、85%、環境2(常温常湿):22℃、55%、環境3(低温低湿):10℃、15%)におけるトナーの帯電電位が模式的に示されている。図2(A)は転写ロール20によって印刷用紙Pに転写される前のトナー(トナー画像)の帯電電位であり、図2(B)は印刷用紙Pに転写されずに感光体ドラム12の表面に残留した残留トナーの帯電電位であり、図2(C)は予備帯電部材26によって帯電された残留トナーの帯電電位を示している。なお、図中の符号50、52、54は、それぞれ環境1、2、3に対応する。また、縦軸は、感光体ドラム12の画像形成可能領域の単位面積当たりのトナー数(粒子数)であり、横軸はトナーの帯電電位である。また、図4には、一般的な転写電流値と残留トナーの帯電量との相関関係が示されている。   2A to 2C, as comparative examples, in the image forming apparatus 10 to which the residual toner charge amount control according to the present embodiment is not applied, three environments (environment 1) having different temperatures and humidity are shown. (High temperature and high humidity): 28 ° C., 85%, Environment 2 (normal temperature and normal humidity): 22 ° C., 55%, Environment 3 (low temperature and low humidity): 10 ° C., 15%) are schematically shown. ing. 2A shows the charging potential of the toner (toner image) before being transferred to the printing paper P by the transfer roll 20, and FIG. 2B shows the surface of the photosensitive drum 12 without being transferred to the printing paper P. FIG. 2C shows the charging potential of the residual toner charged by the preliminary charging member 26. Note that reference numerals 50, 52, and 54 in the figure correspond to the environments 1, 2, and 3, respectively. The vertical axis represents the number of toners (number of particles) per unit area of the image formable region of the photosensitive drum 12, and the horizontal axis represents the charging potential of the toner. FIG. 4 shows a correlation between a general transfer current value and the charge amount of the residual toner.

図2(A)に示されるように、環境1〜環境3によって感光体ドラム12の表面に形成されたトナー画像(トナー)の帯電電位が異なる。従って、上述した転写電流制御により、環境1〜環境3に応じてトナー画像を印刷用紙Pに転写する転写電流値を増減している。この転写電流値の増減により、印刷用紙Pに転写されずに感光体ドラム12の表面に残留した残留トナーの帯電電位が増減される(図2(B)参照)。このように各環境1〜環境3によって帯電電位が変動する残留トナーに対し、予備帯電部材26から一定の電荷(帯電電流)を付与した場合、帯電電位が低い環境1では残留トナーの帯電電位が不足する。これにより、例えば、クリーニングブレード32の感光体ドラム12の回転方向上流側(残留トナーの搬送方向上流側)の開口部の縁に設けられたシール部材34によって残留トナーが掻き落とされ、画像形成装置10内(特に、予備帯電部材26)を汚染する恐れがある。(帯電電位が不足すると、残留トナーと感光体との静電的付着力が低下するため、シール部材による掻き落しが発生する。)一方、帯電電位が高い環境3では残留トナーの帯電電位が過大となる。残留トナーの帯電電位が過大となると、残留トナーと感光体との静電的付着力が増加し、クリーニングブレードによるクリーニング性が低下する。従って、残留トナーの帯電電位(帯電量)を所定範囲の値に制御することが望ましい。   As shown in FIG. 2A, the charged potential of the toner image (toner) formed on the surface of the photosensitive drum 12 differs depending on the environments 1 to 3. Therefore, the transfer current value for transferring the toner image onto the printing paper P is increased or decreased according to the environment 1 to the environment 3 by the transfer current control described above. By increasing or decreasing the transfer current value, the charged potential of the residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 12 without being transferred to the printing paper P is increased or decreased (see FIG. 2B). As described above, when a constant charge (charging current) is applied from the preliminary charging member 26 to the residual toner whose charging potential varies depending on each of the environments 1 to 3, the charging potential of the residual toner is low in the environment 1 where the charging potential is low. Run short. Thereby, for example, the residual toner is scraped off by the seal member 34 provided at the edge of the opening of the cleaning blade 32 on the upstream side in the rotation direction of the photosensitive drum 12 (upstream side in the residual toner conveyance direction). 10 (especially, the preliminary charging member 26) may be contaminated. (If the charging potential is insufficient, the electrostatic adhesion between the residual toner and the photosensitive member is reduced, so that the seal member scrapes off.) On the other hand, in the environment 3 where the charging potential is high, the charging potential of the residual toner is excessive. It becomes. If the charged potential of the residual toner becomes excessive, the electrostatic adhesion between the residual toner and the photosensitive member increases, and the cleaning performance by the cleaning blade decreases. Therefore, it is desirable to control the charging potential (charge amount) of the residual toner to a value within a predetermined range.

また、図12(A)には、従来の予備帯電部材による残留トナーの帯電電位の制御範囲が模式的に示されており、図12(B)には、本実施形態の予備帯電部材26による残留トナーの帯電電位の制御範囲が模式的に示されている。   FIG. 12A schematically shows a control range of the charging potential of the residual toner by the conventional preliminary charging member, and FIG. 12B shows the preliminary charging member 26 of the present embodiment. A control range of the charging potential of the residual toner is schematically shown.

従来の予備帯電部材は、残留トナーの帯電量を少なくし、また、転写後の感光体ドラム12の表面電位ムラの補正を行っている。残留トナーの帯電量が少なくなると、残留トナーと感光体ドラム12との静電的付着力が弱くなるためクリーニング性が向上する。また、転写後の感光体ドラム12の表面電位は、画像の差(トナー量)などによりムラが存在し、次プロセスの帯電時にそのムラが残ってしまう場合があることから予備帯電部材により補正を行っている。従来は、予備帯電部材通過後の残留トナーの帯電量が、図12(A)に示す符号80の範囲に設定されれば、クリーニング性を確保することができていた(実際は、電位ムラ補正に必要な帯電出力があるため、符号82で示すように、マイナス帯電側で使用していた)。   The conventional preliminary charging member reduces the charge amount of the residual toner, and corrects the surface potential unevenness of the photosensitive drum 12 after the transfer. When the charge amount of the residual toner is reduced, the electrostatic adhesion between the residual toner and the photosensitive drum 12 is weakened, so that the cleaning property is improved. Further, the surface potential of the photosensitive drum 12 after the transfer may be uneven due to an image difference (toner amount) or the like, and the unevenness may remain at the time of charging in the next process. Is going. Conventionally, if the amount of charge of the residual toner after passing through the preliminary charging member is set within the range indicated by reference numeral 80 shown in FIG. 12A, cleaning properties can be secured (actually, for potential unevenness correction). Since there is a necessary charging output, it was used on the negative charging side as indicated by reference numeral 82).

しかし、昨今、感光体ドラム12の長寿命化をはかるために感光体ドラム12の表面に潤滑剤を塗布したり、高画質化をはかるためトナーの形状がより球形状に近くなっているため、予備帯電部材26通過後の残留トナーと感光体ドラム12との非静電的付着力が低下している。そのため、予備帯電部材26通過後の残留トナーの帯電量が0付近(図12(B)の符号84参照)になるとシール部材34により掻き落しが発生したり、トナー帯電量の上限値が小さくなっている。したがって、予備帯電部材26通過後の残留トナーの帯電範囲を図12(B)で示す符号86のようにする必要がある(実際は、電位ムラ補正に必要な帯電出力があるため、符号88で示すようにマイナス帯電側で使用することになる)。   However, recently, the lubricant is applied to the surface of the photosensitive drum 12 in order to extend the life of the photosensitive drum 12, and the toner has a more spherical shape in order to improve the image quality. The non-electrostatic adhesion force between the residual toner after passing through the preliminary charging member 26 and the photosensitive drum 12 is reduced. For this reason, when the charge amount of the residual toner after passing through the preliminary charging member 26 becomes close to 0 (see reference numeral 84 in FIG. 12B), the seal member 34 scrapes off, or the upper limit value of the toner charge amount becomes small. ing. Therefore, it is necessary to set the charging range of the residual toner after passing through the preliminary charging member 26 as indicated by reference numeral 86 shown in FIG. 12B (in fact, there is a charging output necessary for correcting the potential unevenness, so that it is indicated by reference numeral 88. It will be used on the negative charging side).

ここで、本実施形態に係る残留トナー帯電量制御では、転写ロール20の転写電流値(現像転写条件)から残留トナーの帯電量を推定し、推定された残留トナーの帯電量に基づいて予備帯電部材26から感光体ドラム12に対して放電(感光体ドラム12に流入)される帯電電流値を増減し、残留トナーの帯電量が所定範囲の値になるように制御する。例えば、転写電流値が大きい場合、正極性に帯電された残留トナーの帯電電位が高くなり、残留トナーを逆極性(負極性)に帯電させるのに必要な電荷が大きくなるため、帯電電流値を大きくする必要がある。逆に、転写電流値が小さい場合、残留トナーの帯電電位が低くなり、残留トナーを逆極性に帯電させるのに必要な電荷が小さくなるため、帯電電流値を小さくする必要がある。このような転写電流値と帯電電流値との相関関係を用いて残留トナーに付与する電荷、即ち、帯電電流値を決定する。   Here, in the residual toner charge amount control according to the present embodiment, the charge amount of the residual toner is estimated from the transfer current value (development transfer condition) of the transfer roll 20, and the preliminary charge is performed based on the estimated charge amount of the residual toner. The charging current value discharged from the member 26 to the photosensitive drum 12 (flowing into the photosensitive drum 12) is increased or decreased to control the residual toner charge amount to be within a predetermined range. For example, when the transfer current value is large, the charging potential of the residual toner charged to the positive polarity becomes high, and the charge necessary to charge the residual toner to the reverse polarity (negative polarity) becomes large. It needs to be bigger. On the other hand, when the transfer current value is small, the charging potential of the residual toner becomes low, and the charge necessary to charge the residual toner to the reverse polarity becomes small. Therefore, it is necessary to reduce the charging current value. The charge applied to the residual toner, that is, the charging current value is determined using the correlation between the transfer current value and the charging current value.

具体的には、制御部44は、不揮発性メモリ等からなる出力帯電電流テーブル記憶部48(推定手段)を備えている。この出力帯電電流テーブル記憶部48には、転写ロール20から感光体ドラム12に流入する転写電流値(出力転写電流値)毎に、予備帯電部材26から感光体ドラム12に流入する出力帯電電流値が予め記憶されている。この出力転写電流値及び出力帯電電流値は実験から得られたものであり、一例として、図3に示されるような出力転写電流値と出力帯電電流値との相関関係が記憶されている。なお、図3は、後述する実験結果から得られたものである。   Specifically, the control unit 44 includes an output charging current table storage unit 48 (estimating means) made of a nonvolatile memory or the like. The output charging current table storage unit 48 stores an output charging current value flowing from the preliminary charging member 26 to the photosensitive drum 12 for each transfer current value (output transfer current value) flowing from the transfer roll 20 to the photosensitive drum 12. Is stored in advance. The output transfer current value and the output charging current value are obtained from experiments, and as an example, the correlation between the output transfer current value and the output charging current value as shown in FIG. 3 is stored. FIG. 3 is obtained from the experimental results described later.

制御部44は、出力転写電流値に対応する出力帯電電流値を出力帯電電流テーブル記憶部48から読み出すと共に、この出力帯電電流値に対応する予備帯電バイアス電圧値を帯電バイアス電圧電源36に設定することにより、予備帯電部材26から感光体ドラム12に流入する帯電電流値を出力帯電電流値に制御する。なお、制御部44には、実験から得られた予備帯電部材26及び各種配線、回路の抵抗値が記憶されており、この抵抗値と出力帯電電流値とから帯電バイアス電圧電源36に設定する予備帯電バイアス電圧値を算出している。   The control unit 44 reads out the output charging current value corresponding to the output transfer current value from the output charging current table storage unit 48 and sets the preliminary charging bias voltage value corresponding to the output charging current value in the charging bias voltage power source 36. Thus, the charging current value flowing from the preliminary charging member 26 into the photosensitive drum 12 is controlled to the output charging current value. The controller 44 stores resistance values of the preliminary charging member 26 and various wirings and circuits obtained from the experiment, and the preliminary value set in the charging bias voltage power source 36 from the resistance value and the output charging current value. The charging bias voltage value is calculated.

次に、転写電流制御、及び残留トナー帯電量制御の流れを図5に示すフローチャートに従って説明する。   Next, the flow of transfer current control and residual toner charge amount control will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

現像装置18による現像プロセスの終了後、ステップ100で、温湿度センサ42により画像形成装置10内の温湿度を検出し、制御部44に出力する。次に、ステップ102で、温湿度センサ42によって検出された温度及び湿度に対応する出力転写電流値を、出力転写電流テーブル記憶部46から読み出す。次に、ステップ104で、出力転写電流テーブル記憶部46から読み出した出力転写電流値に対応する転写バイアス電圧値を、転写バイアス電圧電源22に設定する。これにより、転写ロール20の転写電流値が出力転写電流値となり、トナー画像が印刷用紙Pに転写される。次に、ステップ106で、転写ロール20による転写プロセスが終了する。   After the development process by the developing device 18 is completed, the temperature and humidity in the image forming apparatus 10 is detected by the temperature and humidity sensor 42 in step 100 and output to the control unit 44. Next, in step 102, the output transfer current value corresponding to the temperature and humidity detected by the temperature / humidity sensor 42 is read from the output transfer current table storage unit 46. Next, in step 104, a transfer bias voltage value corresponding to the output transfer current value read from the output transfer current table storage unit 46 is set in the transfer bias voltage power supply 22. As a result, the transfer current value of the transfer roll 20 becomes the output transfer current value, and the toner image is transferred to the printing paper P. Next, in step 106, the transfer process by the transfer roll 20 is completed.

転写ロール20による転写プロセスが終了した後、ステップ108で、出力転写電流値に対応する出力帯電電流値を出力帯電電流テーブル記憶部48から読み出す。次に、ステップ110で、出力帯電電流テーブル記憶部48から読み出した出力帯電電流値に対応する予備帯電バイアス電圧値を帯電バイアス電圧電源36に設定する。これにより、予備帯電部材26の帯電電流値が出力帯電電流値となり、残留トナーが所定の帯電電位に帯電される。次に、ステップ112で、予備帯電部材26による予備帯電プロセスが終了する。   After the transfer process by the transfer roll 20 is completed, in step 108, the output charging current value corresponding to the output transfer current value is read from the output charging current table storage unit 48. Next, in step 110, a preliminary charging bias voltage value corresponding to the output charging current value read from the output charging current table storage unit 48 is set in the charging bias voltage power source 36. As a result, the charging current value of the preliminary charging member 26 becomes the output charging current value, and the residual toner is charged to a predetermined charging potential. Next, in step 112, the preliminary charging process by the preliminary charging member 26 ends.

次に、実験結果の一例を示す。   Next, an example of the experimental result is shown.

先ず、上記の環境1〜環境3において、転写ロール20に出力する出力転写電流値を変更し、シール部材34による残留トナーの掻き落としが発生することを確認した。なお、本実験は、環境2、環境1、環境3の順に行い、感光体ドラム12表面の画像形成可能領域の5%にトナー画像を形成し、各環境1〜環境3で印刷用紙3万枚相当の出力を行った。また、図4は、予備帯電部材26によって帯電された後の残留トナーの帯電量を示す実験結果である。   First, in the above environment 1 to environment 3, the output transfer current value output to the transfer roll 20 was changed, and it was confirmed that the residual toner scraped off by the seal member 34 occurred. This experiment is performed in the order of environment 2, environment 1, and environment 3 to form a toner image in 5% of the image formable area on the surface of the photosensitive drum 12, and 30,000 sheets of printing paper in each environment 1 to environment 3. Appropriate output was made. FIG. 4 is an experimental result showing the charge amount of the residual toner after being charged by the preliminary charging member 26.

<実験条件>
・記録用紙サイズ:A4LEF(Long Edge Feed)
・プロセス速度(感光体ドラム12の周速度):220mm/s
・最大画像濃度(Dmax):1.65
・現像剤(二成分現像剤)
トナー:ポリエステル樹脂製(乳化重合法により製造)、平均粒径5.8um、添加剤(チタン化合物、シリカ、酸化セリウム等)、添加剤の粒径20nm〜150nm
キャリア:メタクリル樹脂で皮膜された磁性粉(平均粒径35um)、抵抗12.0logΩ(現像バイアス電圧−600V)
・シール部材:熱可塑性ポリウレタン製、厚さ0.2mm、自由長6.0mm、感光体ドラム12の表面に対する接触角20度
・感光体ドラムに出力される出力転写電流値
環境2(常温常湿):26.0uA(基準出力転写電流値)
環境1(高温高湿):28.6uA(基準出力転写電流値の110%)
環境3(低温低湿):23.4uA(基準出力転写電流値の90%)
・感光体ドラムに出力される出力帯電電流値
環境2(常温常湿):−300uA
環境1(高温高湿):−300uA
環境3(低温低湿):−300uA
<Experimental conditions>
Recording paper size: A4LEF (Long Edge Feed)
Process speed (peripheral speed of the photosensitive drum 12): 220 mm / s
Maximum image density (Dmax): 1.65
・ Developer (two-component developer)
Toner: Made of polyester resin (manufactured by emulsion polymerization method), average particle size of 5.8 um, additives (titanium compound, silica, cerium oxide, etc.), additive particle size of 20 nm to 150 nm
Carrier: magnetic powder coated with methacrylic resin (average particle size 35 μm), resistance 12.0 logΩ (development bias voltage −600 V)
Seal member: made of thermoplastic polyurethane, thickness 0.2 mm, free length 6.0 mm, contact angle 20 degrees with respect to the surface of the photoconductor drum 12 Output current value output to the photoconductor drum Environment 2 (normal temperature and humidity) ): 26.0 uA (reference output transfer current value)
Environment 1 (high temperature and high humidity): 28.6 uA (110% of the reference output transfer current value)
Environment 3 (low temperature and low humidity): 23.4uA (90% of the standard output transfer current value)
-Output charging current value output to the photosensitive drum Environment 2 (room temperature and humidity): -300 uA
Environment 1 (high temperature and high humidity): -300uA
Environment 3 (low temperature and low humidity): -300uA

次に、残留トナー帯電量制御を行い、転写ロール20から感光体ドラム12に出力される出力転写電流値に応じて、予備帯電部材26から感光体ドラム12に出力される出力帯電電流値を増減し、シール部材34による残留トナーの掻き落としが発生しないことを確認した。なお、上記実験と同じ実験条件は適宜省略する。   Next, residual toner charge amount control is performed, and the output charging current value output from the preliminary charging member 26 to the photosensitive drum 12 is increased or decreased in accordance with the output transfer current value output from the transfer roll 20 to the photosensitive drum 12. It was confirmed that the residual toner was not scraped off by the seal member 34. Note that the same experimental conditions as in the above experiment are omitted as appropriate.

<実験条件>
・感光体ドラムに出力される出力転写電流値
環境2(常温常湿):26.0uA(基準出力転写電流値)
環境1(高温高湿):28.6uA(基準出力転写電流値の110%)
環境3(低温低湿):23.4uA(基準出力転写電流値の90%)
・感光体ドラムに出力される出力帯電電流値
環境2(常温常湿):−300uA(基準出力帯電電流値)
環境1(高温高湿):−330uA(基準出力転写電流値の110%)
環境3(低温低湿):−270uA(基準出力転写電流値の90%)
<Experimental conditions>
-Output transfer current value output to the photosensitive drum Environment 2 (room temperature and humidity): 26.0 uA (reference output transfer current value)
Environment 1 (high temperature and high humidity): 28.6 uA (110% of the reference output transfer current value)
Environment 3 (low temperature and low humidity): 23.4uA (90% of the standard output transfer current value)
-Output charging current value output to the photosensitive drum Environment 2 (room temperature and humidity): -300uA (reference output charging current value)
Environment 1 (high temperature and high humidity): -330uA (110% of reference output transfer current value)
Environment 3 (low temperature and low humidity): -270 uA (90% of the standard output transfer current value)

上記実験結果から分かるように、環境2(常温常湿)における出力転写電流値、及び出力帯電電流値をそれぞれ基準出力転写電流値、基準出力帯電電流値とした場合、基準出力転写電流値に対する環境1及び環境3の出力転写電流値の増減率と、基準出力帯電電流値に対する環境1及び環境3の出力帯電電流値の増減率と、が一致している。従って、残留トナー帯電量制御において、予め設定された所定の基準転写電流値に対する出力転写電流の増減率を算出し、この増減率で予め設定された所定の基準帯電電流値を増減することにより、各環境1〜環境3に対応する出力帯電電流値が求められる。   As can be seen from the above experimental results, when the output transfer current value and the output charging current value in environment 2 (room temperature and humidity) are set as the reference output transfer current value and the reference output charging current value, respectively, the environment relative to the reference output transfer current value The increase / decrease rate of the output transfer current value of 1 and environment 3 and the increase / decrease rate of the output charge current value of environment 1 and environment 3 with respect to the reference output charging current value match. Therefore, in the residual toner charge amount control, by calculating the increase / decrease rate of the output transfer current with respect to the predetermined reference transfer current value set in advance, and by increasing / decreasing the predetermined reference charge current value set in advance by this increase / decrease rate, An output charging current value corresponding to each environment 1 to environment 3 is obtained.

なお、上述した転写電流制御では、温湿度センサ42で検出された温度及び湿度に基づいて、転写ロール20に出力する転写電流値を制御したが、プロセス速度に基づいて転写電流値を制御しても良い。なお、プロセス速度とは、帯電装置14から除電装置40までの一連の画像形成プロセスの速度を意味し、具体的には感光体ドラム12の周速度である。   In the transfer current control described above, the transfer current value output to the transfer roll 20 is controlled based on the temperature and humidity detected by the temperature / humidity sensor 42, but the transfer current value is controlled based on the process speed. Also good. The process speed means the speed of a series of image forming processes from the charging device 14 to the charge eliminating device 40, and specifically the peripheral speed of the photosensitive drum 12.

図6には、プロセス速度と出力転写電流値との関係が示されている。プロセス速度は、例えば、被印刷媒体である印刷用紙Pの厚み(例えば、ハガキ印刷など)に応じて増減される。プロセス速度が速くなると、転写ロール20による帯電時間が短くなるため転写するのに必要な帯電電流が大きくなり、逆にプロセス速度が遅くなると、転写時間が長くなるため転写するのに必要な帯電電流が小さくなる。このようなプロセス速度と出力転写電流値との相関関係から残留トナーの帯電量を推定し、予備帯電部材26による出力帯電電流値を制御しても良い。   FIG. 6 shows the relationship between the process speed and the output transfer current value. For example, the process speed is increased or decreased according to the thickness (for example, postcard printing) of the printing paper P that is the printing medium. When the process speed is increased, the charging time by the transfer roll 20 is shortened, so that the charging current necessary for the transfer is increased. Conversely, when the process speed is decreased, the transfer time is increased, and the charging current necessary for the transfer is increased. Becomes smaller. The charge amount of the residual toner may be estimated from the correlation between the process speed and the output transfer current value, and the output charging current value by the preliminary charging member 26 may be controlled.

次に、第2の実施形態に係る画像形成装置60について説明する。なお、第1の実施形態と同じ構成のものは同符号を付すると共に適宜省略して説明する。   Next, the image forming apparatus 60 according to the second embodiment will be described. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and will be appropriately omitted.

感光体ドラム12の表面に形成されたトナー画像(トナー)の帯電量は、現像剤Gのトナー濃度によっても変動する。そのため、画像形成装置60ではトナー濃度に基づく残留トナー帯電量制御が行われている。   The charge amount of the toner image (toner) formed on the surface of the photosensitive drum 12 also varies depending on the toner concentration of the developer G. Therefore, in the image forming apparatus 60, residual toner charge amount control based on the toner density is performed.

図7に示すように、現像装置18は、現像装置18内に収容された現像剤Gのトナー濃度(残像剤G中のトナーの割合)を測定するトナー濃度センサ62(検出手段)を備えている。トナー濃度センサ62は、現像装置18内に収容された現像剤Gの透磁率を検出することによりトナー濃度を検出するATC(Automatic Threshold Control)センサであり、検出したトナー濃度を制御部44へ出力する。制御部44は、トナー濃度センサ62によって検出されたトナー濃度に対応する予備帯電バイアス電圧値を帯電バイアス電圧電源36に設定することにより、予備帯電部材26の帯電電流値を出力帯電電流値に制御する。   As shown in FIG. 7, the developing device 18 includes a toner concentration sensor 62 (detecting means) that measures the toner concentration of the developer G stored in the developing device 18 (the ratio of the toner in the afterimage agent G). Yes. The toner concentration sensor 62 is an ATC (Automatic Threshold Control) sensor that detects the toner concentration by detecting the magnetic permeability of the developer G accommodated in the developing device 18, and outputs the detected toner concentration to the control unit 44. To do. The controller 44 controls the charging current value of the preliminary charging member 26 to the output charging current value by setting the preliminary charging bias voltage value corresponding to the toner density detected by the toner density sensor 62 in the charging bias voltage power source 36. To do.

図8(A)〜図8(C)には、比較例として、本実施形態に係る残留トナーの帯電制御が適用されていない画像形成装置10において、トナー濃度が異なる2つの現像剤(現像剤1(低濃度):6.5%、現像剤2(高濃度):7.5%)におけるトナーの帯電電位が模式的に示されている。図8(A)は転写ロール20によって印刷用紙Pに転写される前のトナー(トナー画像)の帯電電位であり、図8(B)は印刷用紙Pに転写されずに感光体ドラム12の表面に残留した残留トナーの帯電電位であり、図8(C)は予備帯電部材26によって帯電された残留トナーの帯電電位を示している。なお、図中の符号66、68は、それぞれ現像剤1、2に対応する。また、縦軸は、感光体ドラム12のトナー画像形成可能領域の単位面積当たりのトナー数(粒子数)であり、横軸はトナーの帯電電位である。   8A to 8C show, as a comparative example, two developers (developers) having different toner concentrations in the image forming apparatus 10 to which the residual toner charging control according to the present embodiment is not applied. 1 (low density): 6.5%, developer 2 (high density): 7.5%) is schematically shown. 8A shows the charging potential of the toner (toner image) before being transferred to the printing paper P by the transfer roll 20, and FIG. 8B shows the surface of the photosensitive drum 12 without being transferred to the printing paper P. FIG. 8C shows the charging potential of the residual toner charged by the preliminary charging member 26. Reference numerals 66 and 68 in the figure correspond to the developers 1 and 2, respectively. The vertical axis represents the number of toners (number of particles) per unit area of the toner image formable region of the photosensitive drum 12, and the horizontal axis represents the charging potential of the toner.

図8(B)に示されるように、現像剤Gのトナー濃度によって転写後の残留トナーの帯電電位が変動する。また、図9に示されるように、環境1〜環境3によっても残留のトナーの帯電電位が変動する。このようにトナー濃度や環境1〜3によって帯電電位が異なる残留トナーに対し、予備帯電部材26から一定の電荷(帯電電流)を付与した場合、帯電電位が低い現像剤1では残留トナーの帯電電位が不足して、例えば、シール部材34との接触によって掻き落とされ、予備帯電部材26の汚れや画像形成装置10内の汚染が発生する。(帯電電位が不足すると、残留トナーと感光体との静電的付着力が低下するため、シール部材による掻き落しが発生する。)一方、帯電電位が高い現像剤2では残留トナーの帯電電位が過大となる。残留トナーの帯電電位が過大となると、残留トナーと感光体との静電的付着力が増加し、クリーニングブレードによるクリーニング性が低下する。従って、残留トナーの帯電電位(帯電量)を所定範囲の値に制御することが望ましい。   As shown in FIG. 8B, the charged potential of the residual toner after transfer varies depending on the toner density of the developer G. Further, as shown in FIG. 9, the charged potential of the remaining toner also varies depending on the environment 1 to the environment 3. In this way, when a constant charge (charging current) is applied from the preliminary charging member 26 to the residual toner having a different charging potential depending on the toner density and the environments 1 to 3, the charging potential of the residual toner is low in the developer 1 having a low charging potential. Is insufficient and is scraped off by contact with the seal member 34, for example, and the preliminary charging member 26 becomes dirty or the image forming apparatus 10 is contaminated. (If the charging potential is insufficient, the electrostatic adhesion between the residual toner and the photosensitive member is reduced, so that the seal member scrapes off.) On the other hand, in the developer 2 having a high charging potential, the charging potential of the residual toner is high. It becomes excessive. If the charged potential of the residual toner becomes excessive, the electrostatic adhesion between the residual toner and the photosensitive member increases, and the cleaning performance by the cleaning blade decreases. Therefore, it is desirable to control the charging potential (charge amount) of the residual toner to a value within a predetermined range.

ここで、本実施形態に係る残留トナー帯電量制御では、温湿度センサ42で検出された温度及び湿度(現像転写条件)と、トナー濃度センサ62で検出されたトナー濃度(現像転写条件)から残留トナーの帯電量を推定し、推定された残留トナーの帯電量に基づいて、予備帯電部材26の帯電電流値を増減し、残留トナーの帯電量が所定範囲の値になるように制御する。例えば、低温度、低湿度環境で且つトナー濃度が低い場合、正極性に帯電された残留トナーの帯電電位が高くなり、残留トナーを逆極性(負極性)に帯電させるのに必要な電荷が大きくなるため、帯電電流値を大きくする必要がある。逆に、高温度、高湿度環境で且つトナー濃度が高い場合、残留トナーの帯電電位が低くなり、残留トナーを逆極性に帯電させるのに必要な電荷が小さくなるため、帯電電流値が小さくする必要がある。このような転写電流と帯電電流との相関関係を用いて、残留トナーを帯電させる帯電電流値を決定する。   Here, in the residual toner charge amount control according to the present embodiment, the residual toner is determined based on the temperature and humidity (development transfer condition) detected by the temperature / humidity sensor 42 and the toner concentration (development transfer condition) detected by the toner density sensor 62. The charge amount of the toner is estimated, and the charging current value of the preliminary charging member 26 is increased or decreased based on the estimated charge amount of the residual toner, and control is performed so that the charge amount of the residual toner becomes a value within a predetermined range. For example, when the toner concentration is low in a low temperature and low humidity environment, the charge potential of the residual toner charged to the positive polarity becomes high, and the charge necessary to charge the residual toner to the reverse polarity (negative polarity) is large. Therefore, it is necessary to increase the charging current value. Conversely, when the toner concentration is high in a high temperature and high humidity environment, the charging potential of the residual toner is lowered, and the charge necessary to charge the residual toner to the opposite polarity is reduced, so the charging current value is reduced. There is a need. Using such a correlation between the transfer current and the charging current, a charging current value for charging the residual toner is determined.

具体的には、制御部44は、不揮発性メモリ等からなる出力帯電電流テーブル記憶部72(推定手段)を備えている。この出力帯電電流テーブル記憶部72には、各環境(例えば、環境1〜環境3)におけるトナー濃度毎に、予備帯電部材26の出力帯電電流値が予め記憶されている。このトナー濃度及び出力帯電電流値は実験から得られたものであり、一例として、図10に示されるトナー濃度と出力帯電電流値との相関関係が記憶されている。なお、図10は、後述する実験結果から得られたものである。   Specifically, the control unit 44 includes an output charging current table storage unit 72 (estimating unit) that includes a nonvolatile memory or the like. The output charging current table storage unit 72 stores in advance the output charging current value of the preliminary charging member 26 for each toner concentration in each environment (for example, environment 1 to environment 3). The toner concentration and the output charging current value are obtained from experiments, and as an example, the correlation between the toner concentration and the output charging current value shown in FIG. 10 is stored. FIG. 10 is obtained from the experimental results described later.

制御部44は、温湿度センサ42で検出された温度及び湿度と、トナー濃度センサ62で検出されたトナー濃度に対応する出力帯電電流値を出力帯電電流テーブル記憶部72から読み出すと共に、この出力帯電電流値に対応する予備帯電バイアス電圧値を帯電バイアス電圧電源36に設定する。これにより、予備帯電部材26から感光体ドラム12に流入する帯電電流値を出力帯電電流値に制御する。なお、制御部44には、実験から得られた予備帯電部材26及び各種配線、回路の抵抗値が記憶されており、この抵抗値と出力帯電電流値とから帯電バイアス電圧電源36に設定する予備帯電バイアス電圧値を算出している。   The control unit 44 reads out the output charging current value corresponding to the temperature and humidity detected by the temperature / humidity sensor 42 and the toner concentration detected by the toner concentration sensor 62 from the output charging current table storage unit 72 and outputs the output charging current. A preliminary charging bias voltage value corresponding to the current value is set in the charging bias voltage power source 36. Thus, the charging current value flowing from the preliminary charging member 26 into the photosensitive drum 12 is controlled to the output charging current value. The controller 44 stores resistance values of the preliminary charging member 26 and various wirings and circuits obtained from the experiment, and the preliminary value set in the charging bias voltage power source 36 from the resistance value and the output charging current value. The charging bias voltage value is calculated.

次に、残留トナー帯電量制御の流れを図11に示すフローチャートに従って説明する。   Next, the flow of residual toner charge amount control will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

転写ロール20による転写プロセスの終了した後、ステップ120で、温湿度センサ42によって画像形成装置10内の温度及び湿度を検出し、制御部44へ出力する。次に、ステップ122で、トナー濃度センサ62によって現像剤Gのトナー濃度を検出し、制御部44へ出力する。次に、ステップ124で、温湿度センサ42によって検出された温度及び湿度と、トナー濃度センサ62で検出されたトナー濃度と、に対応する出力帯電電流値を出力帯電電流テーブル記憶部72から読み出す。次に、ステップ126で、出力帯電電流テーブル記憶部72から読み出した出力帯電電流値に対応する予備帯電バイアス電圧値を帯電バイアス電圧電源36に設定する。これにより、予備帯電部材26の帯電電流値が出力帯電電流値に制御され、残留トナーが所定の帯電電位に帯電される。次に、ステップ128で、予備帯電部材26による予備帯電プロセスが終了する。   After the transfer process by the transfer roll 20 is completed, the temperature and humidity in the image forming apparatus 10 are detected by the temperature / humidity sensor 42 in step 120 and output to the control unit 44. Next, in step 122, the toner concentration of the developer G is detected by the toner concentration sensor 62 and output to the control unit 44. Next, in step 124, the output charging current value corresponding to the temperature and humidity detected by the temperature / humidity sensor 42 and the toner concentration detected by the toner concentration sensor 62 is read from the output charging current table storage unit 72. Next, in step 126, a preliminary charging bias voltage value corresponding to the output charging current value read from the output charging current table storage unit 72 is set in the charging bias voltage power source 36. As a result, the charging current value of the preliminary charging member 26 is controlled to the output charging current value, and the residual toner is charged to a predetermined charging potential. Next, at step 128, the preliminary charging process by the preliminary charging member 26 ends.

次に、実験結果の一例を示す。   Next, an example of the experimental result is shown.

先ず、上記環境1、3において現像剤Gのトナー濃度に応じて予備帯電装置26の帯電電流値を変更し、シール部材34による残留トナーの掻き落としが発生しないことを確認した。なお、第1の実施形態で示した実験と同じ実験条件は適宜省略する。   First, in the above-described environments 1 and 3, the charging current value of the preliminary charging device 26 was changed according to the toner concentration of the developer G, and it was confirmed that the residual toner was not scraped off by the seal member 34. Note that the same experimental conditions as the experiment shown in the first embodiment are omitted as appropriate.

<実験条件>
・各環境1、3における現像剤Gのトナー濃度の設定値
環境1(高温高湿):6%、6.5%、7.0%(基準トナー濃度6.5%)
環境3(低温低湿):7%、7.5%、8.0%(基準トナー濃度7.5%)
・感光体ドラムに出力される出力帯電電流値:−300uA(基準出力帯電電流値)
<Experimental conditions>
・ Setting value of toner density of developer G in each environment 1 and 3 Environment 1 (high temperature and high humidity): 6%, 6.5%, 7.0% (reference toner density 6.5%)
Environment 3 (low temperature and low humidity): 7%, 7.5%, 8.0% (reference toner density 7.5%)
-Output charging current value output to the photosensitive drum: -300uA (reference output charging current value)

上記実験結果及び図10に示されるように、各環境1、3の基準トナー濃度をそれぞれ6.5%、7.5%とした場合、出力帯電電流値Iは、式(1)によって求めることができる。
=I+(TC−TC)×200 ・・・(1)
ここで、I:基準出力帯電電流値、TC:各環境における基準トナー濃度、TC:トナー濃度の測定値(本実験では、トナー濃度の設定値に対応する)、である。
As shown in the above experimental results and FIG. 10, when the reference toner concentrations of the environments 1 and 3 are set to 6.5% and 7.5%, respectively, the output charging current value I 1 is obtained by the equation (1). be able to.
I 1 = I 0 + (TC 0 −TC) × 200 (1)
Here, I 0 : reference output charging current value, TC 0 : reference toner density in each environment, TC: measured value of toner density (corresponding to the set value of toner density in this experiment).

なお、本実施形態では、温湿度センサ42で検出された温度及び湿度と、トナー濃度センサ62で検出されたトナー濃度から出力帯電電流値を推定したが、トナー濃度センサ62で検出されたトナー濃度のみを用いて出力帯電電流値を推定しても良い。   In the present embodiment, the output charging current value is estimated from the temperature and humidity detected by the temperature / humidity sensor 42 and the toner concentration detected by the toner concentration sensor 62, but the toner concentration detected by the toner concentration sensor 62 is used. The output charging current value may be estimated using only.

また、本実施形態では、トナー濃度センサ62としてATCセンサを用いたがこれに限らない。例えば、感光体ドラム12の表面にトナー濃度検出用のパッチ画像を形成し、このパッチ画像の濃度を感光体ドラム12の側方に設けられた濃度センサによって検出しても良い。   In this embodiment, an ATC sensor is used as the toner concentration sensor 62, but the present invention is not limited to this. For example, a patch image for toner density detection may be formed on the surface of the photosensitive drum 12, and the density of this patch image may be detected by a density sensor provided on the side of the photosensitive drum 12.

また、上記第1、第2の実施形態では、転写ロール20で印刷用紙Pにトナー画像を転写する場合を例に説明したが、印刷用紙Pに替えて中間転写ベルト等にトナー画像を転写しても良い。   In the first and second embodiments, the toner image is transferred onto the printing paper P by the transfer roll 20 as an example. However, instead of the printing paper P, the toner image is transferred to an intermediate transfer belt or the like. May be.

また、上記で示した実験結果は、あくまでも一例であって、本発明の構成を何ら限定するものではない。実験で使用した各設定値は、画像形成装置の構成や、画像形成装置の置かれる環境によって適宜変更可能である。   Moreover, the experimental result shown above is an example to the last, and does not limit the structure of this invention at all. Each set value used in the experiment can be appropriately changed according to the configuration of the image forming apparatus and the environment in which the image forming apparatus is placed.

以上、本発明の第1、第2の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、第1、第2の実施形態を組み合わせて用いてもよいし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。   The first and second embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to such embodiments, and the first and second embodiments may be used in combination. Of course, various embodiments can be implemented without departing from the scope of the invention.

10 画像形成装置
12 感光体ドラム(像保持体)
14 帯電装置
16 露光装置
17 現像ロール(現像装置)
18 現像装置
20 転写ロール(転写装置)
26 予備帯電部材(予備帯電装置)
28 クリーニング装置
30 ハウジング(回収容器)
32 クリーニングブレード(清掃部材)
34 シール部材
44 制御部(帯電電流増減手段)
48 出力帯電電流テーブル記憶部(想定手段)
60 画像形成装置
62 トナー濃度センサ(検出手段)
72 出力帯電電流テーブル記憶部(想定手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image forming apparatus 12 Photosensitive drum (Image holding body)
14 Charging Device 16 Exposure Device 17 Developing Roll (Developing Device)
18 Developing device 20 Transfer roll (transfer device)
26 Pre-charging member (pre-charging device)
28 Cleaning device 30 Housing (collection container)
32 Cleaning blade (cleaning member)
34 Sealing member 44 Control unit (charging current increasing / decreasing means)
48 Output charging current table storage (assuming means)
60 Image forming apparatus 62 Toner density sensor (detection means)
72 Output charging current table storage section (assuming means)

Claims (4)

像保持体と、
帯電バイアス電圧が印加され、前記像保持体の表面を帯電する帯電装置と、
前記帯電装置によって帯電された前記像保持体の表面を露光し、該表面に静電潜像を形成する露光装置と、
前記静電潜像を現像剤により現像し、前記像保持体の表面にトナー画像を形成する現像装置と、
前記帯電バイアス電圧と逆極性の転写バイアス電圧が印加され、前記トナー画像を被転写媒体に転写する転写装置と、
前記転写バイアス電圧と逆極性の予備バイアス電圧が印加され、前記被転写媒体に転写されずに前記像保持体の表面に残留した残留トナーを帯電する請求項1〜4の何れか1項(修正)に記載の予備帯電装置と、
開口部を前記像担持体の表面に向け、該開口部から前記残留トナーを回収する回収容器と、前記回収容器内に設けられ、前記像保持体の表面から前記残留トナーを前記開口部へ掻き落とす清掃部材と、前記残留トナーの搬送方向上流側の前記開口部の縁に設けられ、該縁と前記像担持体との隙間を塞ぐシール部材と、を有するクリーニング装置と、
を備える画像形成装置。
An image carrier,
A charging device to which a charging bias voltage is applied to charge the surface of the image carrier;
An exposure device that exposes the surface of the image carrier charged by the charging device and forms an electrostatic latent image on the surface;
A developing device that develops the electrostatic latent image with a developer and forms a toner image on a surface of the image carrier;
A transfer device that applies a transfer bias voltage having a polarity opposite to that of the charging bias voltage and transfers the toner image to a transfer medium;
5. The correction according to claim 1, wherein a preliminary bias voltage having a polarity opposite to the transfer bias voltage is applied to charge residual toner remaining on the surface of the image carrier without being transferred to the transfer medium. ) And a preliminary charging device described in
The opening is directed to the surface of the image carrier, a collection container for collecting the residual toner from the opening, and the residual toner provided in the collection container for scraping the residual toner from the surface of the image carrier to the opening. A cleaning device comprising: a cleaning member to be dropped; and a seal member provided at an edge of the opening on the upstream side in the transport direction of the residual toner and closing a gap between the edge and the image carrier;
An image forming apparatus comprising:
前記現像転写条件が、前記転写装置の転写電流値である請求項1に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the development transfer condition is a transfer current value of the transfer device. 前記現像剤がキャリア及びトナーを含む二成分現像剤であり、
前記現像転写条件が、前記二成分現像剤のトナー濃度を検出する検出手段によって検出されたトナー濃度である請求項1に記載の画像形成装置。
The developer is a two-component developer containing a carrier and a toner;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the development transfer condition is a toner concentration detected by a detection unit that detects a toner concentration of the two-component developer.
前記現像転写条件が、前記転写電流値の増減率である請求項2に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 2, wherein the development transfer condition is an increase / decrease rate of the transfer current value.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015158528A (en) * 2014-02-21 2015-09-03 富士ゼロックス株式会社 image forming apparatus

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