JP2012003113A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、感光体や中間転写体などの像担持体上に付着した残留トナー等の付着物を回収するためのクリーニング装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus including a cleaning device for collecting deposits such as residual toner deposited on an image carrier such as a photoconductor and an intermediate transfer member.
従来より、電子写真プロセスを有した複写機、プリンタ、ファクシミリ、複合機またはMFP(Multi Function Peripheralsと呼称される多機能機)などの画像形成装置では、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成し記録紙に直接転写する方式や、感光体ドラム上のトナー像を中間転写体に一次転写し、それをさらに記録紙に二次転写する中間転写方式により画像形成を行う。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, a multi-function machine, or an MFP (multifunction peripheral) having an electrophotographic process, an electrostatic latent image formed on a photosensitive drum is used. The image can be developed by developing the image to form a toner image and transferring it directly to the recording paper, or by transferring the toner image on the photosensitive drum to the intermediate transfer member and then transferring it to the recording paper. Form.
このような画像形成装置においては、感光体ドラムや中間転写体などの像担持体上に付着したトナーを除去するために、クリーニング装置が設けられる。 In such an image forming apparatus, a cleaning device is provided to remove toner adhering to an image carrier such as a photosensitive drum or an intermediate transfer member.
このクリーニング装置のクリーニング性能を向上させることを目的に、トナーに潤滑剤を添加したり、潤滑剤塗布部材を設けたりして像担持体上に潤滑剤を付着させることでトナーや紙粉を像担持体上から除去しやすくしている。 For the purpose of improving the cleaning performance of this cleaning device, the toner or paper dust can be imaged by adding a lubricant to the toner or providing a lubricant application member to adhere the lubricant onto the image carrier. It is easy to remove from the carrier.
また、像担持体のクリーニング技術としてはブレードを使用する方法、ブラシローラを使用する方法、さらにブレードとブラシを併用し、ブレードで像担持体上のトナーを掻き取る前に回転するブラシローラでトナーを除去するおよびトナーの付着力を弱める方法等がある。 In addition, as a cleaning technique for the image carrier, a method using a blade, a method using a brush roller, and a combination of a blade and a brush, and a brush roller that rotates before the toner on the image carrier is scraped off by the blade, are used. And a method of reducing the adhesion of toner.
ブレードやブラシを像担持体に圧接させ、トナーを介在させることでクリーニング効果(研磨力)が向上することは良く知られている。 It is well known that a cleaning effect (abrasive force) is improved by bringing a blade or a brush into pressure contact with an image carrier and interposing a toner.
特許文献1では、クリーニングブラシを駆動する駆動電流を検知して、駆動電流値とフィルミング発生の関連情報を基に、トナー入力量を制御し、またクリーニングブラシの像担持体への圧接力を制御することでクリーニングの向上を図る工夫がされている。 In Patent Document 1, the driving current for driving the cleaning brush is detected, the toner input amount is controlled based on the driving current value and the information related to the occurrence of filming, and the pressure contact force of the cleaning brush to the image carrier is determined. The device is designed to improve the cleaning by controlling.
ブラシローラを用いたクリーニング装置では、ブラシローラが長期間に渡って像担持体に当接した状態で回転しているために回転方向に倣ってブラシ繊維が倒れてしまう「毛倒れ」が発生して研磨力が低下したり、ブラシ繊維の太さや長さ、単位面積当たりの密度(植毛本数)等の部品バラツキによって、研磨力にもバラツキが生じたりすることがある。 In a cleaning device using a brush roller, since the brush roller rotates in contact with the image carrier for a long period of time, “hair fall” occurs in which the brush fibers fall down along the rotation direction. The polishing power may be reduced, and the polishing power may vary due to variations in parts such as the thickness and length of the brush fibers and the density per unit area (number of flocks).
特許文献1では、ブラシローラの毛倒れが進行するとブラシローラの毛倒れによる駆動モータ起動電流値の低下をフィルミングによるものと誤判断し、トナーを供給して像担持体を研磨してしまうことを防止するためクリーニング部へ入力するトナーがゼロになる領域がある。この時に印字面積率の低い原稿でプリントされると像担持体に供給される残留トナー量が不足し、研磨力が不足することになり、像担持体上の余分な潤滑剤やフィルミング物質を除去できずにブレードのカット面摩耗に起因する画像不良が起きやすくなる。また、研磨力の不足を補うために、ブラシローラの圧接力や回転方向を変更する機構が必要なので装置が大型化されコストアップするという課題を残している。 In Japanese Patent Laid-Open No. 2004-228867, when the fall of the brush roller proceeds, it is erroneously determined that the decrease in the drive motor starting current value due to the fall of the brush roller is due to filming, and the toner is supplied to polish the image carrier. In order to prevent this, there is a region where the toner input to the cleaning unit becomes zero. If a document with a low print area ratio is printed at this time, the amount of residual toner supplied to the image carrier is insufficient, and the polishing power is insufficient, and excess lubricant or filming material on the image carrier is removed. Image defects due to wear of the cut surface of the blade cannot easily be removed and are liable to occur. Further, since a mechanism for changing the pressure contact force and the rotation direction of the brush roller is necessary to make up for the shortage of the polishing force, there remains a problem that the apparatus is enlarged and the cost is increased.
ブラシローラの研磨力が強いとき、ブラシローラと像担持体とのニップ部に供給されるトナー量が不必要に多くなると、ブラシローラの研磨力とトナーの研磨力とが合わさった研磨力(以下、総合研磨力)が強くなり過ぎ、像担持体上の潤滑剤が不必要に削り取られたり、表面粗れが促進されたりしてクリーニング不良が起きやすくなり、像担持体の耐久も短くなる。 When the amount of toner supplied to the nip portion between the brush roller and the image carrier is unnecessarily large when the brush roller has a strong polishing force, the polishing force (hereinafter referred to as the polishing force combined with the brush roller polishing force and the toner polishing force). , The overall polishing force) becomes too strong, and the lubricant on the image carrier is scraped unnecessarily or the surface roughness is promoted, so that defective cleaning tends to occur, and the durability of the image carrier is also shortened.
ブラシローラと像担持体とのニップ部に供給されるトナー量は、画像形成する画像データの印字面積率に従った残留トナー量と非画像部に付着させるトナー量の和である。 The toner amount supplied to the nip portion between the brush roller and the image carrier is the sum of the residual toner amount according to the print area ratio of the image data for image formation and the toner amount attached to the non-image portion.
ブラシローラの研磨力が弱いとき、ブラシローラと像担持体とのニップ部に供給されるトナー量が不足すると、研磨力が不足して像担持体上の余分な潤滑剤やフィルミング物質を除去できずにブレードのカット面摩耗に起因するクリーニング不良・画像ボケ・濃度ムラ等が起きやすくなる。 When the polishing force of the brush roller is weak, if the amount of toner supplied to the nip between the brush roller and the image carrier is insufficient, the polishing force is insufficient and excess lubricant and filming material on the image carrier are removed. Failure to do so results in poor cleaning, image blurring, density unevenness, etc. due to blade cut surface wear.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、画像品質の安定を図り、ブレードや像担持体の高耐久化と共に無用なトナー消費を抑制することができる画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an image forming apparatus capable of stabilizing image quality and suppressing unnecessary toner consumption as well as improving durability of a blade and an image carrier. The purpose is to provide.
前述の目的は、下記に記載する発明により達成される。 The above object is achieved by the invention described below.
1.像担持体と
該像担持体に当接してニップ部を形成し該像担持体の表面に残留する残留トナーをクリーニングするブラシローラと、
該ブラシローラを駆動する駆動モータと
該ブラシローラの研磨力を判定するブラシローラ研磨力判定手段と
記録媒体に転写される画像データの画像の印字面積率を取得する印字面積率取得手段と、を有し、
前記ブラシローラ研磨力判定手段と前記印字面積率取得手段の検知結果を基に記録媒体に転写されない非画像部に付着するトナー量を制御することを特徴とする画像形成装置。
1. An image carrier and a brush roller that contacts the image carrier to form a nip portion and cleans residual toner remaining on the surface of the image carrier;
A driving motor for driving the brush roller; a brush roller polishing force determining means for determining the polishing force of the brush roller; and a printing area ratio acquiring means for acquiring a printing area ratio of an image of image data transferred to a recording medium. Have
An image forming apparatus that controls the amount of toner that adheres to a non-image portion that is not transferred to a recording medium based on detection results of the brush roller polishing force determination unit and the print area ratio acquisition unit.
2.前記ブラシローラ研磨力判定手段は、前記駆動モータの駆動電流値を基に研磨力の判定をすることを特徴とする前記1に記載の画像形成装置。 2. 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the brush roller polishing force determination unit determines the polishing force based on a drive current value of the drive motor.
3.前記駆動モータの駆動トルクを検出する駆動トルク検出手段を有し、
前記ブラシローラ研磨力判定手段は、前記駆動トルク検出手段が検出した駆動トルクを基に研磨力の判定をすることを特徴とする前記1に記載の画像形成装置。
3. Drive torque detection means for detecting the drive torque of the drive motor;
2. The image forming apparatus according to 1, wherein the brush roller polishing force determination unit determines the polishing force based on the driving torque detected by the driving torque detection unit.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、画像品質の安定を図り、ブレードや像担持体の高耐久化と共に無用なトナー消費を抑制することが可能となる。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and it is possible to stabilize the image quality, and to suppress unnecessary toner consumption as well as high durability of the blade and the image carrier.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施の形態ではクリーニング装置を組み込んだ電子写真方式の画像形成装置を例に挙げて説明する。
(画像形成装置の機械的構成)
図1は、画像読取部SC、自動原稿送り部DFを備えた画像形成装置GHの全体構成図である。
In the present embodiment, an electrophotographic image forming apparatus incorporating a cleaning device will be described as an example.
(Mechanical configuration of image forming apparatus)
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an image forming apparatus GH including an image reading unit SC and an automatic document feeder DF.
図示の画像形成装置GHは、像担持体1、帯電手段2、像露光部3、現像部4、転写手段5、除電手段6、分離爪7、クリーニング装置100等から成る画像形成部GKと、定着部9と、用紙搬送系YHと、から構成されている。
The illustrated image forming apparatus GH includes an image forming unit GK including an image carrier 1, a charging
用紙搬送系YHは、給紙カセット10、第1給紙手段11、第2給紙手段12、搬送手段13、排紙手段14、及び手差し給紙トレイ15から成る第1搬送部と、記録紙Pを循環再給紙する循環再給紙部JKとから構成されている。
The paper transport system YH includes a first transport unit including a
給紙カセット10および第1給紙手段11は、複数の給紙手段(図示の3段)により形成され、複数種のサイズの記録紙Pを収容して給紙する。記録紙サイズは、操作部21による手動設定、又は記録紙サイズ検知手段による自動記録紙サイズ設定によって入力される。
The
搬送手段13を通過して定着部9によって定着処理された記録紙Pは、搬送路切換手段16により、ストレート排紙パスの搬送路r1、反転排紙パスの搬送路r2、両面循環パスの搬送路r3の何れかに選択されて搬送される。
The recording paper P that has passed through the conveying
搬送路r1を通過する記録紙Pは、画像形成面を上(フェースアップ)にして排出される。搬送路r2を通過する記録紙Pは、両面循環パスの搬送路r3、r4に搬送された後、逆転搬送されて搬送路r2を通過して、画像形成面を下(フェースダウン)にして排出される。 The recording paper P passing through the transport path r1 is discharged with the image forming surface facing up (face up). The recording paper P passing through the transport path r2 is transported to the transport paths r3 and r4 of the double-sided circulation path, then reversely transported, passes through the transport path r2, and discharged with the image forming surface down (face down). Is done.
記録紙Pの両面に画像形成する場合は、画像形成部GKにより画像形成された記録紙Pを搬送路切換手段16により排紙手段14の手前で分岐させ、記録紙Pを循環再給紙路に沿って搬送し、循環再給紙路途中で反転搬送ローラ17により記録紙Pを反転した後に第2給紙手段12を経て画像形成部GKに再給紙する。
When forming an image on both sides of the recording paper P, the recording paper P image-formed by the image forming unit GK is branched by the transport path switching means 16 before the paper discharge means 14, and the recording paper P is circulated and re-feeded. , The recording paper P is reversed by the reverse conveying roller 17 in the middle of the circulation refeeding path, and then fed again to the image forming unit GK via the second
自動原稿送り部DFの原稿台上に載置された原稿dは原稿給紙手段により搬送され、画像読取部SCの光学系により原稿dの片面又は両面の画像が読みとられ、イメージセンサCCDにより読み込まれる。イメージセンサCCDにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部20において、アナログ処理、A/D変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、像露光部3に画像データを送る。
The document d placed on the document table of the automatic document feeder DF is transported by the document feeding means, and one or both images of the document d are read by the optical system of the image reading unit SC. Is read. The analog signal photoelectrically converted by the image sensor CCD is subjected to analog processing, A / D conversion, shading correction, image compression processing and the like in the
画像形成部GKにおいては、帯電、露光、現像、転写、分離、クリーニング等の処理が行われる。 In the image forming unit GK, processes such as charging, exposure, development, transfer, separation, and cleaning are performed.
給紙カセット10、手差し給紙トレイ15から給送された記録紙Pは転写手段5によりトナー像が転写される。画像を担持した記録紙Pは、定着部9により定着され、排紙手段14から排出される。
(クリーニング装置)
図2は一般的な錘荷重によるブレードによるクリーニングとブラシローラを併用したクリーニング装置100の断面図である。
A toner image is transferred to the recording paper P fed from the
(Cleaning device)
FIG. 2 is a cross-sectional view of a
クリーニング装置100は、クリーニングケース110中に、クリーニング部CLとトナー回収部TCとが上下に接続して一体となっている。
In the
トナー回収部TCにおいて、像担持体1の周面に接しつつ同方向に図示しない駆動モータで回転するブラシローラ121の研磨力で、クリーニングブレード111(以下、ブレードと称す)で像担持体1の残留トナーを掻き取る前に、残留トナーの像担持体1への付着力を弱め、残留トナーの一部を除去する。
In the toner recovery part TC, the cleaning blade 111 (hereinafter referred to as a blade) is used to clean the image carrier 1 with the polishing force of the
また、クリーニング部CLから落下したトナーを回収する機能を果たす。 Also, it functions to collect toner that has fallen from the cleaning portion CL.
ブラシローラ121はアクリル等の樹脂材料にカーボン等の導電性材料を混入し、接地された像担持体1と当接関係にあってバイアス電圧を印加することも可能である。
The
矢示方向に回転するブラシローラ121に付着したトナーは、スクレーパ124によって掻き取られ、落下したトナーはトナー回収部TCの底部に設けたスパイラル状のトナー搬送スクリュー123の作動により現像部4へとリサイクルされる、あるいは不図示の廃トナーボックスに搬送されて回収される。
The toner adhering to the
また、クリーニングケース110の下端開口部には回収トナーの外部へのトナーこぼれを防止するためトナー回収シート125が設けられている。
In addition, a
クリーニング部CLにおいて、ブレード111は弾性材から成り、像担持体1の表面に当接し、転写後の像担持体1上に残留している転写残トナーを像担持体1から除去する。ブレード111の先端部は、像担持体1の回転方向に対してカウンタ方向に圧接する。
In the cleaning unit CL, the
ブレード111は、適度な弾性を有するポリウレタンゴムやシリコーンゴム等により形成される。
The
ブレード111は、クリーニングブレード支持部材112(以下、ブレード支持部材と称す)に保持されている。ブレード111は、ブレード支持部材112に固定的に取り付けられた錘部材113により一定の荷重で加圧され、像担持体1に圧接する。
The
荷重方法は錘だけでなく、弾性材料を用いた方法でも良い。 The loading method may be a method using not only a weight but also an elastic material.
ブレード111により剥ぎ取られた転写残トナーは、下方のトナー回収部TCに落下するようになっている。
(ブラシローラの研磨力)
ブラシローラ121は、長期間に渡って像担持体に当接した状態で回転しているために回転方向に倣ってブラシ繊維が倒れてしまう「毛倒れ」が発生して研磨力が低下したり、ブラシ繊維の太さや長さ、単位面積当たりの密度(植毛本数)等の部品バラツキによって、研磨力にもバラツキが生じたりすることがある。
The untransferred toner peeled off by the
(Brush roller polishing power)
Since the
図3はブラシローラの研磨力と時間の推移を表したグラフである。横軸がブラシローラの回転駆動時間、縦軸が研磨力を表している。 FIG. 3 is a graph showing the transition of polishing force and time of the brush roller. The horizontal axis represents the rotational drive time of the brush roller, and the vertical axis represents the polishing force.
実線で表したブラシローラは使用開始時点では研磨力が大きいが、その後急激的に研磨力が低下している。破線で表したブラシローラは、使用開始時点では研磨力が実線のブラシローラに比べ弱いものの、研磨力の低下は緩やかになっている。また、二点鎖線で表したブラシローラは、使用開始時点から研磨力が小さく、回転駆動時間の経過とともに更に研磨力が低下している。 The brush roller represented by the solid line has a large polishing force at the start of use, but thereafter, the polishing force rapidly decreases. The brush roller indicated by a broken line has a lower polishing force than the solid brush roller at the start of use, but the decrease in the polishing force is moderate. Further, the brush roller represented by a two-dot chain line has a low polishing power from the start of use, and the polishing power further decreases with the passage of the rotation drive time.
このようにブラシローラの部品バラツキで回転駆動時間による研磨力の低下の度合いは異なるものの回転駆動時間と共に低下をしていく。 As described above, although the degree of decrease in the polishing force due to the rotational drive time varies depending on the parts variation of the brush roller, it decreases with the rotational drive time.
図4(a)はブラシローラの研磨力とブラシローラを駆動する駆動モータの駆動電流値Aを表した概念図である。 FIG. 4A is a conceptual diagram showing the polishing force of the brush roller and the drive current value A of the drive motor that drives the brush roller.
ブラシローラの研磨力が大きいときは駆動モータの駆動電流値Aも大きく、研磨力が下がってくると駆動モータの駆動電流値Aも小さくなる。 When the polishing force of the brush roller is large, the drive current value A of the drive motor is large, and when the polishing force is reduced, the drive current value A of the drive motor is also small.
このようにブラシローラの研磨力と駆動モータの駆動電流値Aとの関係によりブラシローラ研磨力検出手段は駆動モータの駆動電流値Aを検知することで機能することができる。 As described above, the brush roller polishing force detecting means can function by detecting the driving current value A of the driving motor based on the relationship between the polishing force of the brush roller and the driving current value A of the driving motor.
図4(b)はブラシローラの研磨力とブラシローラの駆動トルクN・mを表した概念図である。 FIG. 4B is a conceptual diagram showing the polishing force of the brush roller and the driving torque N · m of the brush roller.
図4(a)と同じように、ブラシローラの研磨力が大きいときは駆動トルクN・mも大きく、研磨力が下がってくると駆動トルクN・mも小さくなる。 As in FIG. 4A, when the polishing force of the brush roller is large, the driving torque N · m is large, and when the polishing force is reduced, the driving torque N · m is also small.
ブラシローラの駆動トルクN・mを検出する駆動トルク検出手段は、後述する歪みゲージを内蔵した圧電素子にて機能する。 The drive torque detecting means for detecting the drive torque N · m of the brush roller functions as a piezoelectric element having a strain gauge described later.
ブラシローラの研磨力が強いとき、ブラシローラと像担持体1とのニップ部に供給されるトナー量が不必要に多くなると、ブラシローラの研磨力とトナーの研磨力とが合わさった総合研磨力が強くなり過ぎ、像担持体上の潤滑剤が不必要に削り取られたり、表面粗れが促進されたりしてクリーニング不良が起きやすくなり、像担持体の耐久も短くなる。 When the amount of toner supplied to the nip portion between the brush roller and the image carrier 1 is unnecessarily large when the brush roller has a strong polishing force, the total polishing force is a combination of the brush roller polishing force and the toner polishing force. Becomes too strong, and the lubricant on the image carrier is scraped unnecessarily or the surface roughness is promoted, so that cleaning failure is liable to occur, and the durability of the image carrier is also shortened.
また、ブラシローラの研磨力が弱いとき、ブラシローラと像担持体1とのニップ部に供給されるトナー量が不足すると、研磨力が不足して像担持体上の余分な潤滑剤やフィルミング物質を除去できずにブレード111のカット面摩耗に起因するクリーニング不良・画像ボケや濃度ムラ等が起きやすくなる。
Further, when the brush roller has a weak polishing force, if the amount of toner supplied to the nip portion between the brush roller and the image carrier 1 is insufficient, the polishing force is insufficient and excessive lubricant or filming on the image carrier is performed. Since the substance cannot be removed, cleaning failure, image blur, density unevenness, and the like due to cut surface wear of the
ここで本発明であるブラシローラ研磨力判定手段と印字面積率取得手段による検知結果の情報を基に、ブラシローラと像担持体1とのニップ部に供給されるトナー量を制御することでクリーニング不良を回避する説明を行う。 Here, cleaning is performed by controlling the amount of toner supplied to the nip portion between the brush roller and the image carrier 1 based on information of detection results by the brush roller polishing force determination means and the print area ratio acquisition means according to the present invention. An explanation to avoid defects will be given.
ブラシローラと像担持体1とのニップ部に供給されるトナー量は、記録紙Pに転写される領域の画像部の印字面積率に従った転写残のトナー量と記録紙Pへの転写領域外の非画像部に付着させるトナー量の合計である。 The amount of toner supplied to the nip portion between the brush roller and the image carrier 1 is the amount of toner remaining after transfer according to the print area ratio of the image portion of the region transferred to the recording paper P and the transfer region to the recording paper P. This is the total amount of toner that adheres to the outer non-image area.
転写領域外の非画像部に付着させるトナー量は像担持体1の像露光部3の主走査方向の全域と像担持体1の回転方向の距離とでなす帯状の面積で決定するが、この方法に限らず像担持体1の表面の厚みを加えた体積で決定する方法でも良い。 The amount of toner attached to the non-image area outside the transfer area is determined by the band-shaped area formed by the entire area in the main scanning direction of the image exposure unit 3 of the image carrier 1 and the distance in the rotation direction of the image carrier 1. Not only the method but also a method of determining the volume by adding the thickness of the surface of the image carrier 1 may be used.
また、トナーを像担持体1へ付着させる条件は、記録紙に画像形成する条件と同一であるが、帯電条件、露光強度、現像バイアスの直流成分などによる制御方法でも良い。 The conditions for attaching the toner to the image carrier 1 are the same as the conditions for forming an image on the recording paper, but a control method based on the charging conditions, exposure intensity, DC component of the developing bias, etc. may be used.
ブラシローラの研磨力が低下したときに、ブラシローラと像担持体1とのニップ部に供給されるトナー量を増加させることで総合研磨力を維持することができる。 When the polishing force of the brush roller decreases, the total polishing force can be maintained by increasing the amount of toner supplied to the nip portion between the brush roller and the image carrier 1.
図5は印字面積率取得手段により印字面積率を取得するフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart for acquiring the print area ratio by the print area ratio acquisition means.
印字面積率取得手段は画像形成装置GHの図示しないCPU、およびROM、RAMを主要部とする回路で構成された制御部で行う。 The print area rate acquisition means is performed by a CPU (not shown) of the image forming apparatus GH, and a control unit configured by a circuit having ROM and RAM as main parts.
ステップ100にて、像露光部3に送られる画像データの印字画素数から印字領域に対する印字面積の比を印字面積率として取得する。
In
ステップ110にて、記録紙Pへの印字面積率の積算値Bを算出する。
In
ステップ120にて、平均印字面積率Cを算出する。例えば50枚ごとの平均印字面積率、もしくは15秒ごとに過去30秒間の平均印字面積率などで求めることで良い。 In step 120, an average print area ratio C is calculated. For example, the average print area ratio for every 50 sheets or the average print area ratio for the past 30 seconds every 15 seconds may be obtained.
図6は、非画像部に付着させるトナー量を設定するフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart for setting the toner amount to be adhered to the non-image portion.
ステップ200にて、図5で算出した平均印字面積率Cを取得する。 In step 200, the average print area ratio C calculated in FIG. 5 is acquired.
ステップ210にて、駆動モータの駆動電流値Aもしくはブラシローラの駆動トルクN・mを検出する。 In step 210, the driving current value A of the driving motor or the driving torque N · m of the brush roller is detected.
ステップ220にて、非画像部に付着させるトナー量を平均印字面積率Cと共に、駆動モータの駆動電流値Aもしくはブラシローラ駆動トルクN・mに応じて設定する。 In step 220, the toner amount to be adhered to the non-image portion is set according to the drive current value A of the drive motor or the brush roller drive torque N · m together with the average print area ratio C.
ブラシローラ研磨力判定手段はブラシローラの駆動モータの駆動電流値Aもしくはブラシローラ駆動トルクN・mからブラシローラ研磨力を判定するものとする。 The brush roller polishing force determining means determines the brush roller polishing force from the driving current value A of the brush roller driving motor or the brush roller driving torque N · m.
トナー量、平均印字面積率C、駆動モータの駆動電流値Aおよびブラシローラ駆動トルクN・mの実際の値は実施例で述べる。 The actual amount of toner, average print area ratio C, drive motor drive current value A, and brush roller drive torque N · m will be described in the embodiments.
ここまでは像担持体の表面とクリーニング部材との間の摩擦抵抗を低減させると共に、像担持体の表面上のトナーの離型性を高める目的の潤滑剤をトナーに添加した方式の画像形成装置での説明となっているが、固形・粉体の潤滑剤をブラシ等で削り取り、像担持体上に付着させる潤滑剤塗布装置を有する画像形成装置でも良い。 Up to here, an image forming apparatus of a type in which a lubricant for the purpose of reducing the frictional resistance between the surface of the image carrier and the cleaning member and improving the releasability of the toner on the surface of the image carrier is added to the toner However, it may be an image forming apparatus having a lubricant application device that scrapes off a solid / powder lubricant with a brush or the like and deposits it on an image carrier.
潤滑剤塗布装置を有する画像形成装置では、印字面積率が小さい画像データをプリントする場合に像担持体に供給されるトナー量が少なく潤滑剤を削るトナーが不足することを防ぐことができ、印字面積率が大きい画像データをプリントする場合には多量の転写残トナーの研磨作用によって像担持体上の潤滑剤が必要以上に削り取られてしまうことを防止することができる。 In an image forming apparatus having a lubricant application device, when printing image data with a small print area ratio, the amount of toner supplied to the image carrier is small, and it is possible to prevent a shortage of toner from scraping the lubricant. When printing image data having a large area ratio, it is possible to prevent the lubricant on the image carrier from being scraped off more than necessary due to the polishing action of a large amount of untransferred toner.
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to this.
温度25℃、湿度50%の環境下で、印字面積率を0%から30%までを変化させながらA4サイズの記録紙を使用して、50万枚の確認テストを行った。
In an environment of
確認テストで使用したブラシローラのブラシ部の仕様を図7に示す。 The specification of the brush part of the brush roller used in the confirmation test is shown in FIG.
ブラシローラは導電性ローラ(芯金)の外周に導電性繊維が植毛されてなる導電性ファーブラシローラである。 The brush roller is a conductive fur brush roller in which conductive fibers are planted on the outer periphery of a conductive roller (core metal).
図8は、ブラシローラの駆動トルクN・mの検出方法の例である。 FIG. 8 shows an example of a method for detecting the driving torque N · m of the brush roller.
歪みゲージを内蔵した圧電素子(株式会社共和電業製 ロードセル LTS−50GA)を用いて、10mm×12mmの板金をブラシローラ対して押し込んだ状態で、出力器により圧電素子が受ける出力値を変換し、ブラシローラ駆動トルクN・mとする。 Using a piezoelectric element (load cell LTS-50GA manufactured by Kyowa Denki Co., Ltd.) with a built-in strain gauge, the output value received by the piezoelectric element is converted by the output device while a sheet metal of 10 mm x 12 mm is pressed against the brush roller. The brush roller driving torque is N · m.
図9は記録紙がA4サイズの場合の研磨力と印字面積率に応じて非画像部に付着させるトナー量を変更したグラフである。 FIG. 9 is a graph in which the amount of toner attached to the non-image area is changed according to the polishing force and the printing area ratio when the recording paper is A4 size.
このグラフで示す駆動モータの駆動電流A、ブラシローラ駆動トルクN・m、平均印字面積率(%)および非画像部に付着させるトナー量(mm)のデータテーブルを図示しない不揮発性メモリー(RAM)に記憶させ、このテーブルを参照して非画像部に付着するトナー量を制御した。 Non-volatile memory (RAM) not shown in the data table of the drive current A, brush roller drive torque N · m, average print area ratio (%), and toner amount (mm) attached to the non-image area shown in this graph The amount of toner adhering to the non-image portion was controlled with reference to this table.
印字面積率は15秒毎に過去の30秒間の画像データから算出した。 The print area ratio was calculated from image data of the past 30 seconds every 15 seconds.
実線は駆動モータの駆動電流Aが0.7A以上もしくはブラシローラ駆動トルクN・mが0.3N・m以上の場合であり、一点鎖線は駆動電流が0.67A以上で0.7A未満もしくはブラシローラ駆動トルクN・mが0.27N・m以上で0.3N・m未満の場合であり、破線は駆動電流が0.67A未満もしくはブラシローラ駆動トルクN・mが0.27N・m未満の場合の非画像部に付着させるトナー量である。 The solid line shows the case where the drive current A of the drive motor is 0.7 A or more or the brush roller drive torque N · m is 0.3 N · m or more, and the alternate long and short dash line shows the drive current of 0.67 A or more and less than 0.7 A or brush The roller drive torque N · m is 0.27 N · m or more and less than 0.3 N · m. The broken line indicates that the drive current is less than 0.67 A or the brush roller drive torque N · m is less than 0.27 N · m. In this case, the toner amount is attached to the non-image area.
駆動モータ駆動時の駆動電流値Aもしくはブラシローラ駆動トルクN・mが大きい(ブラシローラの研磨力が大きい)ときには非画像部に付着させるトナー量は少なくなるように制御し、駆動モータ駆動時の駆動電流値Aもしくはブラシローラ駆動トルクN・mが小さいとき(ブラシローラの研磨力が小さい)には非画像部に付着させるトナー量は多くなるように制御した。 When the drive current value A or the brush roller driving torque N · m when driving the drive motor is large (the polishing force of the brush roller is large), the amount of toner attached to the non-image portion is controlled to be small. When the drive current value A or the brush roller drive torque N · m is small (the brush roller's polishing power is small), the amount of toner attached to the non-image area is controlled to be large.
たとえば、印字面積率が20%の場合、実線で表したモータ駆動電流値Aが0.7A以上であれば非画像部に付着させるトナー量は0mmの幅(トナーを付着させない)とし、一点鎖線で表したモータ駆動電流値Aが0.67A以上で0.7A未満であれば付着させるトナー量は6mmの幅とし、破線で表したモータ駆動電流値Aが0.67A未満であれば非画像部に付着させるトナー量は12mmの幅とする。 For example, when the printing area ratio is 20%, if the motor drive current value A represented by a solid line is 0.7 A or more, the toner amount to be adhered to the non-image portion is set to a width of 0 mm (no toner is adhered). If the motor drive current value A expressed by the formula is 0.67 A or more and less than 0.7 A, the amount of toner to be attached is 6 mm wide, and if the motor drive current value A represented by the broken line is less than 0.67 A, non-image The amount of toner attached to the part is 12 mm wide.
50万枚の確認テストの結果、クリーニング不良や他の不具合は起きなかった。 As a result of the confirmation test for 500,000 sheets, no cleaning failure or other problems occurred.
また、駆動モータの駆動電流が0.7A以上もしくはブラシローラ駆動トルクが0.3N・m以上の場合や、駆動電流が0.67A以上で0.7A未満もしくはブラシローラ駆動トルクが0.27N・m以上で0.3N・m未満の場合では、駆動電流が0.67A未満もしくはブラシローラ駆動トルクが0.27N・m未満の場合に比べて研磨力が大きいので、印字面積率が6%と越えてくると非画像部に付着させるトナー量を少なくすることで、不必要なトナー消費を抑制することができる。 Also, when the drive current of the drive motor is 0.7 A or more or the brush roller drive torque is 0.3 N · m or more, or when the drive current is 0.67 A or more and less than 0.7 A or the brush roller drive torque is 0.27 N · m. In the case of m or more and less than 0.3 N · m, the polishing power is larger than in the case where the drive current is less than 0.67 A or the brush roller drive torque is less than 0.27 N · m. If it exceeds the limit, the amount of toner deposited on the non-image area is reduced, so that unnecessary toner consumption can be suppressed.
同時に不必要なトナーによる研磨力過多を回避したことで、像担持体、ブラシローラやブレードなどの磨耗を抑制することができる。 At the same time, by avoiding excessive polishing force due to unnecessary toner, it is possible to suppress wear of the image carrier, brush roller, blade, and the like.
このように、ブラシローラの駆動モータの駆動電流値Aもしくはブラシローラの駆動トルクN・mから判定されるブラシローラの研磨力を基に、記録紙Pに転写される領域の画像部の印字面積率に従って記録紙Pへの転写領域外の非画像部に付着させるトナー量を制御することで像担持体のクリーニングが適切に行え、画像品質の安定を図り、ブレードや像担持体の高耐久化と共に無用なトナー消費を抑制することが可能となる。 In this way, the printing area of the image portion of the area transferred to the recording paper P based on the polishing force of the brush roller determined from the driving current value A of the brush roller driving motor or the driving torque N · m of the brush roller. By controlling the amount of toner that adheres to the non-image area outside the transfer area to the recording paper P according to the rate, the image carrier can be properly cleaned, the image quality is stabilized, and the blade and the image carrier are made highly durable. At the same time, unnecessary toner consumption can be suppressed.
1 像担持体
2 帯電手段
3 像露光部
4 現像部
5 転写手段
6 除電手段
7 分離爪
9 定着部
10 給紙カセット
11 第1給紙手段
12 第2給紙手段
13 搬送手段
14 排紙手段
15 給紙トレイ
20 画像処理部
21 操作部
100 クリーニング装置
110 クリーニングケース
111 クリーニングブレード
112 クリーニングブレード支持部材
113 錘部材
121 ブラシローラ
123 トナー搬送スクリュー
124 スクレーパ
125 トナー回収シート
A 駆動電流値
B 積算値
C 平均印字面積率
CCD イメージセンサ
CL クリーニング部
d 原稿
DF 自動原稿送り部
GH 画像形成装置
GK 画像形成部
N・m 駆動トルク
P 記録紙
SC 画像読取部
TC トナー回収部
YH 用紙搬送系
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
該像担持体に当接してニップ部を形成し該像担持体の表面に残留する残留トナーをクリーニングするブラシローラと、
該ブラシローラを駆動する駆動モータと
該ブラシローラの研磨力を判定するブラシローラ研磨力判定手段と
記録媒体に転写される画像データの画像の印字面積率を取得する印字面積率取得手段と、を有し、
前記ブラシローラ研磨力判定手段と前記印字面積率取得手段の検知結果を基に記録媒体に転写されない非画像部に付着するトナー量を制御することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier and a brush roller that contacts the image carrier to form a nip portion and cleans residual toner remaining on the surface of the image carrier;
A driving motor for driving the brush roller; a brush roller polishing force determining means for determining the polishing force of the brush roller; and a printing area ratio acquiring means for acquiring a printing area ratio of an image of image data transferred to a recording medium. Have
An image forming apparatus that controls the amount of toner that adheres to a non-image portion that is not transferred to a recording medium based on detection results of the brush roller polishing force determination unit and the print area ratio acquisition unit.
前記ブラシローラ研磨力判定手段は、前記駆動トルク検出手段が検出した駆動トルクを基に研磨力の判定をすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 Drive torque detection means for detecting the drive torque of the drive motor;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the brush roller polishing force determination unit determines the polishing force based on the driving torque detected by the driving torque detection unit.
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