JP2017090519A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像形成装置1は、感光体2aと、トナー及び滑剤を含有する現像剤により感光体2a上に形成される静電潜像を現像する現像装置2dと、感光体2aに当接してクリーニングするクリーニング部2gと、現像装置2d中の滑剤量に関する滑剤量情報を取得し、感光体2aの回転軸方向に感光体2aの表面を複数の区分に分割し、当該複数の区分ごとの一定期間の静電潜像書き込み情報から部分カバレッジを取得し、当該部分カバレッジが所定値以下である区分に対応して、感光体2a上の画像形成領域外に形成されるパッチに対する現像剤供給量を滑剤量情報に基づき設定し、設定した現像剤供給量の現像剤を供給させてパッチを形成させる制御部と、を備える。
【選択図】図1
Description
また、ブレードを通り抜けるトナーが発生すると、そのトナー粒子を核としてトナー粒子の凝集物が像担持体上に形成され、用紙上に形成されるベタ画像領域に粒状の白抜け(粒状ノイズ)が発生する。
像担持体と、
トナー及び滑剤を含有する現像剤により前記像担持体上に形成される静電潜像を現像する現像装置と、
前記像担持体に当接してクリーニングするクリーニング部と、
前記現像装置中の滑剤量に関する滑剤量情報を取得する滑剤量情報取得部と、
前記像担持体の回転軸方向に前記像担持体の表面を複数の区分に分割し、当該複数の区分ごとの一定期間の静電潜像書き込み情報から部分カバレッジを取得し、前記部分カバレッジが所定値以下である区分に対応して、前記像担持体上の画像形成領域外に形成されるパッチに対する現像剤供給量を前記滑剤量情報に基づき設定し、設定した前記現像剤供給量の現像剤を供給させて前記パッチを形成させる制御部と、を備えることを特徴とする。
前記滑剤量情報取得部は、前記複数の区分ごとの前記部分カバレッジを合計した全体カバレッジを、前記滑剤量情報として取得し、
前記制御部は、前記全体カバレッジが高いほど前記現像剤供給量を増大させることを特徴とする。
前記制御部は、前記部分カバレッジが所定値以下である区分に対する前記現像剤供給量を、前記全体カバレッジと当該区分の前記部分カバレッジとに基づいて設定することを特徴とする。
前記制御部は、前記部分カバレッジが高いほど前記現像剤供給量を減少させることを特徴とする。
前記制御部は、前記パッチの前記像担持体の回転方向の長さ、前記パッチのドットパターン、露光量、現像バイアス、前記パッチの形成回数及び前記パッチの形成頻度の少なくとも一つを変更することで、設定した前記現像剤供給量の現像剤を供給させることを特徴とする。
前記現像装置により現像された前記像担持体上のトナー像を転写する転写装置を更に備え、
前記クリーニング部は、前記転写装置による転写後の前記像担持体をクリーニングし、
前記制御部は、用紙にトナー像を転写するときよりも、前記転写装置を通過した後の前記パッチの現像剤量が増大するように前記転写装置の転写条件を制御することを特徴とする。
前記像担持体の回転方向における前記転写装置と前記クリーニング部との間に設けられ、前記像担持体をクリーニングするプレクリーニング部を更に備え、
前記クリーニング部は、前記プレクリーニング部によるクリーニング後の前記像担持体上をクリーニングし、
前記制御部は、前記パッチ以外のトナー像をクリーニングするときよりも、前記プレクリーニング部を通過した後の前記パッチの現像剤量が増大するように前記プレクリーニング部のクリーニング条件を制御することを特徴とする。
前記プレクリーニング部は、前記像担持体の表面に押圧されてクリーニングする回転部材であり、
前記制御部は、前記プレクリーニング部の回転速度、前記プレクリーニング部に印加されるバイアス及び前記像担持体への押圧量の少なくとも一つを変更することで前記プレクリーニング部のクリーニング条件を制御することを特徴とする。
前記部分カバレッジが所定値以下である区分に対応して、前記像担持体上の画像形成領域と画像形成領域との間に前記パッチを形成することを特徴とする。
前記制御部は、過去一定期間の静電潜像書き込み情報及び予約ジョブに基づく将来一定期間の静電潜像書き込み情報の少なくとも一方から前記部分カバレッジを取得することを特徴とする。
本発明において、制御部11は、感光体2aの回転軸方向に感光体2aの表面を複数の区分に分割し、当該複数の区分ごとの一定期間の静電潜像書き込み情報から部分カバレッジを取得し、部分カバレッジが所定値以下である区分に対応して、感光体2a上の画像形成領域外に形成されるパッチに対する現像剤供給量を滑剤量情報に基づき設定し、設定した現像剤供給量の現像剤を供給させてパッチを形成させる。
なお、画像形成領域とは、感光体2a上の静電潜像書き込み領域のうち、ユーザーの所望の画像が形成される領域をいう。また、非画像形成領域とは、感光体2a上の静電潜像書き込み領域のうち、画像形成領域以外の領域をいう。
本実施形態では、制御部11は、感光体2aの静電潜像書き込み領域がその回転軸方向に複数に分割されてなる各区分ごとの部分カバレッジを合計した全体カバレッジを、滑剤量情報として取得する。図3に示す例では、全体カバレッジCallは、部分カバレッジC1〜CNの総和である。なお、全体カバレッジも、上記したように非画像形成領域を含む静電潜像書き込み領域全体から算出することが好ましい。
制御部11は、パッチの面積当たりの現像剤量(濃度)、パッチの面積及びパッチの形成回数等を変更することで、設定した現像剤供給量の現像剤を感光体2a上に供給させることができる。これらのうちいずれを変更するものとしても良いが、現像剤の消費量を抑制し、かつ、画像形成領域と画像形成領域との間に効率的に形成する観点から、パッチの一つ当たりの面積は小さい方が好ましい。
また、パッチの面積を変更する場合には、現像条件を変更せず、パッチの感光体2aの回転方向の長さを変更することで行うこともできる。例えば図4(d)に示すようにパッチの感光体2aの回転方向の長さを変更することで、図4(a)に示すパッチよりも面積を増大させることができる。
上記パッチの面積を変更する方法によれば、現像条件を変更する場合に比べて、画像形成領域に対する画像形成と同条件で印字できる観点から、パッチの形成をジョブの実施と並行して安定的に行うことができる。
例えば、転写バイアスを低くしたり、画像形成時と逆バイアスに設定したりすることで、静電的に用紙への現像剤移動を抑制することができる。また、例えば、感光体2aに対する用紙の押圧力や、感光体2aと転写装置2eとの速度差を変更することで機械的に用紙への現像剤付着を抑制することができる。
例えば、プレクリーニング部2fにトナーと反発するバイアスを印加したり、プレクリーニング部2fの回転速度や、感光体2aに対するプレクリーニング部2fの押圧力を変更したりすることで、感光体2aからの現像剤回収効率を低下させることができる。
なお、パッチ印字モードとして、ジョブの実施と並行せずにパッチ形成を行う場合には、その期間中、上記転写条件及びクリーニング条件を切り替えずに変更した状態のままとしても良い。
図5は、パッチ形成処理の一例を示すフローチャートである。
一方、カウント数が所定の値に達したと判定されると(ステップS101;YES)、制御部11は、カウント数をリセットし(ステップS102)、感光体2a上の静電潜像書き込み領域をその軸方向にN個に分割した区分ごとに、部分カバレッジC1〜CNを取得する(ステップS103)。制御部11は、感光体2a上に過去一定期間の間に形成された静電潜像書き込み情報に基づき部分カバレッジC1〜CNを算出し、算出した部分カバレッジC1〜CNを順次記憶部12に記憶させる。
一方、部分カバレッジCnが所定の閾値Ca以下でないと判定されると(ステップS105;NO)、制御部11は、ステップS106の処理を省略してステップS107の処理を行う。
一方、画像形成を終了すると判定されると(ステップS110;YES)、制御部11は、パッチ形成処理を終了する。
以上のようにしてパッチ形成処理を行う。
例えば、滑剤量情報取得部として、現像装置2d中の滑剤量を直接的に測定する手段を備え、滑剤量情報として当該測定値を取得するものとしても良い。そのような測定手段としては、例えば、現像装置2d中の現像剤の一部を回収し、X線光電子分光分析装置等により滑剤として含有されるステアリン酸亜鉛中の亜鉛の比率を求めるように構成されたものが挙げられる。
また、滑剤量情報取得部として、例えば現像装置2dに供給される現像剤量から推定した現像装置2d中の滑剤量を、滑剤量情報として取得する手段を備えても良い。当該手段としては、例えば、現像装置2d中に現像剤を供給するボトルの重量を逐次測定し、ボトル重量の減少量から、現像装置2dへ供給する現像剤量を測定するように構成されたものが挙げられる。また、例えば、当該ボトルから現像装置2dへの現像剤搬送を行うモーターの駆動時間・駆動回数から現像装置2dへ供給する現像剤量を測定するように構成されたものが挙げられる。
《画像形成装置101の準備》
図1に示す画像形成装置1と略同様に構成され、制御部11がパッチを形成させないように構成されているものを準備した。
図1に示す画像形成装置1と略同様に構成され、制御部11が、感光体2aの回転軸方向に感光体2a表面を12分割した区分のうち、部分カバレッジCn=0(%)の区分に対して、カバレッジ5%相当の面積率の横帯ベタパターンのパッチを画像形成領域同士の間に形成させるように構成されているものを準備した。
図1に示す画像形成装置1と略同様に構成され、制御部11が、感光体2aの回転軸方向に感光体2a表面を12分割した区分のうち、部分カバレッジCn=0(%)の区分に対して、カバレッジ10%相当の面積率の横帯ベタパターンのパッチを画像形成領域同士の間に形成させるように構成されているものを準備した。
図1に示す画像形成装置1において、次のように構成されたものを準備した。
すなわち、制御部11が、感光体2aの回転軸方向に感光体2a表面を12分割した区分のうち、部分カバレッジCn=0(%)の区分に対して、全体カバレッジCallに基づき下記表1に示すように面積率が設定された横帯ベタパターンのパッチを画像形成領域同士の間に形成させるように構成されているものとした。
上記画像形成装置104において、プレクリーニング部2fの現像剤回収効率を次のようにして測定した。すなわち、感光体2a上にベタ画像を形成し、当該ベタ画像がプレクリーニング部2fを通過する前後において、当該ベタ画像の現像剤量を測定し、その変化量から現像剤回収効率を算出した。算出した現像剤回収効率は70%であった。なお、プレクリーニング部2fはアース(GND)に接続されているものとし、プレクリーニング部2fのブラシの感光体2aへの押し込み量を1mm、感光体2aとの回転速度差を1.8とした。
準備した画像形成装置101〜105について、以下の滑剤量評価及び現像剤消費量の測定を行い評価した。評価結果を表2に示す。
上記画像形成装置101〜105を用いて、A4サイズの用紙に対して全体カバレッジCallが0%、3.5%、10%、25%、50%、70%、90%の縦帯状チャートをこの順にそれぞれ3000枚ずつ、計21000枚画像形成した。現像剤としては、滑剤としてステアリン酸亜鉛を含有するものを使用した。なお、縦帯状チャートの全体カバレッジCallは、当該縦帯状チャートの幅を変更することで変更した。
各全体カバレッジCallにて3000枚画像形成後に、感光体2a上の部分カバレッジCn=0(%)であるシロ部の滑剤量を測定し、その測定値が基準値以下であれば○、基準値を超えていれば×として評価した。X線光電子分光分析装置を用いて求められるステアリン酸亜鉛中の亜鉛の比率(at%)を滑剤量として代用した。
図1に示す画像形成装置1を用いて、滑剤としてステアリン酸亜鉛を含有する現像剤を用いて白ベタ画像を用紙上に連続的に印字し、その印字枚数を異ならせることで、感光体2a上の滑剤量を変化させた。X線光電子分光分析装置を用いて求められるステアリン酸亜鉛中の亜鉛の比率(at%)を滑剤量として代用した。印字枚数が増えていくと、現像装置2dからの感光体2a上へ滑剤が繰り返し供給され、感光体2a上の滑剤量は増加した。
上記のようにして滑剤量を変化させた感光体2aに対してクリーニング部2gを当接し、感光体2aの駆動トルク(N・m)を測定した。表面上の滑剤量が少ない感光体2aの駆動トルクは、滑剤の存在により潤滑性が向上するために低い値であったものの、感光体2a上の滑剤量がある一定値に達すると駆動トルクは高くなった。これは、感光体2a上の滑剤量が増大することで感光体2aとクリーニング部2gとが密着してしまうためと考えられる。この密着状態で長期間印字を継続すると、クリーニング部の摩耗が進行してしまう。
ここで得られた感光体2a上の滑剤量と駆動トルクとの関係から、駆動トルクが上昇する直前の滑剤量の上限値を上記基準値とした。
現像装置2dに設けられる現像剤ボトルの初期の重量と、上記感光体2a上の滑剤量測定において計21000枚の画像形成を行った後の現像剤ボトルの重量とを重量計にて測定し、現像剤消費量を測定した。画像形成装置101の現像剤消費量を0とし、画像形成装置101との差を表2に示す。画像形成装置101との差が0.3以上であると現像剤消費量が過大であると判断することができる。
画像形成装置102は、感光体2a上に形成したパッチの現像剤が、クリーニング部2gに供給されることにより、全体カバレッジCall=25(%)の画像形成時もシロ部の滑剤量は基準値以下であった。しかしながら、全体カバレッジCallが増大するとシロ部の滑剤量は増大し、全体カバレッジCall=70(%)以上の画像形成時には、クリーニング部に滞留する現像剤量が不足し、滑剤研摩能力が不足してシロ部の滑剤量が基準値以上となったものと考えられる。
画像形成装置103は、パッチの現像剤量が十分なため、全体カバレッジCall=90(%)であっても、クリーニング部2gに滞留する現像剤量が十分であり、滑剤研摩性が十分となり、シロ部の滑剤量を抑制できている。しかしながら、画像形成装置101に比べて現像剤消費量が0.48kgの増加となり、画像形成装置102と比べても約2倍の現像剤消費量となってしまった。
《画像形成装置201の準備》
上記実施例1の画像形成装置104と同様に構成された画像形成装置201を準備した。
図1に示す画像形成装置1において、次のように構成されたものを準備した。
すなわち、制御部11が、感光体2aの回転軸方向に感光体2a表面を12分割した区分に対し、部分カバレッジ及び全体カバレッジCallに基づき下記表3に示すように面積率が設定された横帯ベタパターンのパッチを画像形成領域同士の間に形成させるように構成されているものとした。
上記画像形成装置201、202を用いて、A4サイズの用紙に対して全体カバレッジCallが10%、25%、70%の縦帯状チャートをこの順にそれぞれ5000枚ずつ、計15000枚画像形成した。現像剤としては、滑剤としてステアリン酸亜鉛を含有するものを使用した。なお、縦帯状チャートの全体カバレッジCallは、当該縦帯状チャートの幅を変更することで変更した。
現像装置2dに設けられる現像剤ボトルの初期の重量と、上記15000枚画像形成後の現像剤ボトルの重量とを重量計にて測定し、現像剤消費量を測定した。パッチを形成しなかった場合の現像剤消費量を0とし、パッチを形成しなかった場合との差を表4に示す。
なお、画像形成装置201、202のそれぞれについて、上記した計15000枚の画像形成後に感光体2a上の部分カバレッジCnが低い区分の滑剤量を、実施例1と同様にして評価したところ、いずれも滑剤量は基準値以下であった。
2a 感光体(像担持体)
2d 現像装置
2e 転写装置
2f プレクリーニング部
2g クリーニング部
11 制御部(滑剤量情報取得部)
Claims (10)
- 像担持体と、
トナー及び滑剤を含有する現像剤により前記像担持体上に形成される静電潜像を現像する現像装置と、
前記像担持体に当接して前記像担持体をクリーニングするクリーニング部と、
前記現像装置中の滑剤量に関する滑剤量情報を取得する滑剤量情報取得部と、
前記像担持体の回転軸方向に前記像担持体の表面を複数の区分に分割し、当該複数の区分ごとの一定期間の静電潜像書き込み情報から部分カバレッジを取得し、前記部分カバレッジが所定値以下である区分に対応して、前記像担持体上の画像形成領域外に形成されるパッチに対する現像剤供給量を前記滑剤量情報に基づき設定し、設定した前記現像剤供給量の現像剤を供給させて前記パッチを形成させる制御部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記滑剤量情報取得部は、前記複数の区分ごとの前記部分カバレッジを合計した全体カバレッジを、前記滑剤量情報として取得し、
前記制御部は、前記全体カバレッジが高いほど前記現像剤供給量を増大させることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、前記部分カバレッジが所定値以下である区分に対する前記現像剤供給量を、前記全体カバレッジと当該区分の前記部分カバレッジとに基づいて設定することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記部分カバレッジが高いほど前記現像剤供給量を減少させることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記パッチの前記像担持体の回転方向の長さ、前記パッチのドットパターン、露光量、現像バイアス、前記パッチの形成回数及び前記パッチの形成頻度の少なくとも一つを変更することで、設定した前記現像剤供給量の現像剤を供給させることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記現像装置により現像された前記像担持体上のトナー像を転写する転写装置を更に備え、
前記クリーニング部は、前記転写装置による転写後の前記像担持体をクリーニングし、
前記制御部は、用紙にトナー像を転写するときよりも、前記転写装置を通過した後の前記パッチの現像剤量が増大するように前記転写装置の転写条件を制御することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記像担持体の回転方向における前記転写装置と前記クリーニング部との間に設けられ、前記像担持体をクリーニングするプレクリーニング部を更に備え、
前記クリーニング部は、前記プレクリーニング部によるクリーニング後の前記像担持体上をクリーニングし、
前記制御部は、前記パッチ以外のトナー像をクリーニングするときよりも、前記プレクリーニング部を通過した後の前記パッチの現像剤量が増大するように前記プレクリーニング部のクリーニング条件を制御することを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。 - 前記プレクリーニング部は、前記像担持体の表面に押圧されてクリーニングする回転部材であり、
前記制御部は、前記プレクリーニング部の回転速度、前記プレクリーニング部に印加されるバイアス及び前記像担持体への押圧量の少なくとも一つを変更することで前記プレクリーニング部のクリーニング条件を制御することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。 - 前記部分カバレッジが所定値以下である区分に対応して、前記像担持体上の画像形成領域と画像形成領域との間に前記パッチを形成することを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、過去一定期間の静電潜像書き込み情報及び予約ジョブに基づく将来一定期間の静電潜像書き込み情報の少なくとも一方から前記部分カバレッジを取得することを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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