JP3945423B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に係わり、特に、像担持体上にトナー像を形成する感光体の環境依存性の対策に関する。
【0002】
【従来の技術】
帯電部、露光部、現像部、転写部、クリーニング部等を周囲に有する像担持体上にトナー像を形成し、トナー像を静電的に転写材等の記録媒体に転写する画像形成装置が知られている。
【0003】
一般に、像担持体としては製造上及び装置の小型化等の利点からドラムタイプが主流であり、その表面には感光体として最近はOPC(有機感光体)が積層されたタイプが主流となっており、該ドラムの周囲に上記の帯電部、露光部、現像部、転写部、クリーニング部等が処理の順番に従って配設されている。
【0004】
斯かる画像形成装置においては、像担持体(以下、感光体ドラムという)の表面上に積層された感光体の感度はそれらの存在する雰囲気の温湿度により変動し、それに伴ない感光体の表面電位が変動する。
【0005】
通常のプリント動作中においては、その影響はほとんど認められないが、装置が待機状態にある場合には温湿度の変化に対しては、プリント動作再開直後の画像形成時、特にハーフトーン画像においては以下に述べるように無視できない現象である。
【0006】
感光体ドラムを取り囲む各部のうち、トナーの供給、回収をそれぞれ担う現像部及びクリーニング部は供給・回収による微小なトナーの飛散防止のために全体を遮蔽するため、ドラム表面上の感光体層を含めた閉空間を各々独立して形成している。
【0007】
そのため、装置が待機状態になった場合、前述の現像部とクリーニング部以外は待機時の環境に直ちに馴染んでしまうが、予め密閉された閉空間を成している現像部とクリーニング部とは待機前の連続プリント時に形成された環境を保持したままとなっている。
【0008】
このため、閉空間を形成している現像部とクリーニング部との環境が湿度の低いまま保持されている場合には、その部分の感光体ドラム周囲の感光体の感度が低下し、その状態で感光体面に露光がかけられると光減衰による表面電位の低下が所定の電位まで落ちきらず、現像時トナーの付着量が減少する。
【0009】
このためハーフトーン画像形成においては感光体ドラムの幅方向(転写材搬送面方向に対し90度方向)に、現像部とクリーニング部の感光体ドラム面と対向する各々の開口部幅に相当する白い帯状の画像濃度ムラとなって転写材上に転写されてしまう。
【0010】
一方、逆に前述した現像部とクリーニング部との環境が湿度が高いまま保持されている場合には、感光体ドラムの幅方向にある幅を有する黒い帯状の画像濃度ムラとなって転写材上に転写されてしまう。
【0011】
また、例えば装置の待機時に、環境湿度が一定時間に常温常湿(以降、NNという)から低温低湿(以降、LLという)に大きく変化した場合、前述した現像部の感光体ドラム表面はNN状態の吸湿したトナーに接しているため感度がNN状態のままであり、クリーニング部はブレードとトナー飛散を遮蔽する閉空間の中でNN状態で吸湿した残留トナーが滞留しているため感光体ドラム表面は感度がNNのままである。
【0012】
この状態でプリントするとクリーニング部及び現像部以外のドラム表面はLLになっているので感度が低くなり、クリーニング部及び現像部に対向するハーフトーン画像部分が黒い帯状の画像濃度ムラとなって転写材上に転写されてしまう。
【0013】
一方、逆に前述した環境湿度がLLからNNに大きく変化した場合は、クリーニング部及び現像部に対向するハーフトーン画像部分が白い帯状の画像濃度ムラとなって転写材上に転写されてしまう。
【0014】
従来、このような問題に対しては、画像形成装置の待機時に感光体ドラムの移動量を少なくともクリーニング部の感光体ドラム表面に対向した開口部の間隔以上となるように、一定間隔の時間で感光体ドラムを回動させ転写材上に転写された画像形成装置における画像濃度ムラ発生の防止を図っている(例えば、特許文献1)。
【0015】
【特許文献1】
特開2000−75567号公報(段落番号0042、図5)
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、その場合以下のような問題がある。
【0017】
すなわち、(イ)感光体感度変動は湿度依存性が根本的な問題の1つであるのに、これに対する技術的対応がない。(ロ)クリーニング部のみに限定した対応方法となっていて、感光体ドラムの周囲に配設されたトナーを処理するこれ以外の密閉された閉空間への対応方法がない。(ハ)一定間隔の時間で感光体ドラムを回動させているために無駄な回動が多く、感光体ドラムの感光体面と摺擦しているクリーニングブレードの先端部分の感光体面への摺擦時間も無駄に多くなりクリーニングブレード寿命を低下させてしまう。
【0018】
そのため、本発明の目的は、このような問題を発生しない画像形成装置を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、下記の本発明の画像形成装置によって達成される。
【0020】
(1)少なくとも像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像担持体上に静電潜像を形成する像露光手段と、該静電潜像に帯電したトナーを供給し顕像化する現像手段と、該顕像化した前記像担持体上のトナー像を転写材上に転写する転写手段と、転写後に前記像担持体上に残留したトナーを除去するクリーニング手段と、制御手段と、像担持体周囲の雰囲気の湿度を検知する検知手段とを有し、
前記現像手段は、現像部収納容器と前記像担持体に対向した開口面とトナー飛散防止部材とで密閉された閉空間を、
前記クリーニング手段は、クリーニング部収納容器と前記像担持体に対向した開口面と前記像担持体表面に当接したクリーニングブレードとトナー飛散防止部材とで密閉された閉空間を、それぞれ構成しており、
前記制御手段は前記像担持体が画像形成を待機している時に、前記検知手段が検知した湿度に応じて前記像担持体を、クリーニング部の前記閉空間を構成する前記像担持体に対向した前記開口面の間隙の幅と、現像部の前記閉空間を構成する前記像担持体に対向した前記開口面の間隙の幅との広い方に相当するで回動させるよう制御することを特徴とする画像形成装置。
【0022】
) 前記検知手段が検知した湿度が40%以下である時に、前記制御手段は前記像担持体を回動させることを特徴とする(1)に記載の画像形成装置。
【0023】
)少なくとも像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像担持体上に静電潜像を形成する像露光手段と、該静電潜像に帯電したトナーを供給し顕像化する現像手段と、該顕像化した前記像担持体上のトナー像を転写材上に転写する転写手段と、転写後に前記像担持体上に残留したトナーを除去するクリーニング手段と、制御手段と、像担持体周囲の雰囲気の湿度を検知する検知手段とを有し、
前記現像手段は、現像部収納容器と前記像担持体に対向した開口面とトナー飛散防止部材とで密閉された閉空間を、
前記クリーニング手段は、クリーニング部収納容器と前記像担持体に対向した開口面と前記像担持体表面に当接したクリーニングブレードとトナー飛散防止部材とで密閉された閉空間を、それぞれ構成しており、
前記制御手段は前記像担持体が画像形成を待機している時に、前記検知手段が検知した時間当たりの湿度変化に応じて前記像担持体を、クリーニング部の前記閉空間を構成する前記像担持体に対向した前記開口面の間隙の幅と、現像部の前記閉空間を構成する前記像担持体に対向した前記開口面の間隙の幅との広い方に相当するで回動させるように制御することを特徴とする画像形成装置。
【0025】
) 前記像担持体周囲の雰囲気における前記時間あたりの湿度変化が前回の画像形成から8時間以内において20%以上である時に、前記像担持体を回動させることを特徴とする(3)に記載の画像形成装置。
【0026】
)カラー画像形成装置であることを特徴とする(1)〜()のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【0030】
【発明の実施の形態】
本発明に係る実施の形態の一例について、以下に図面を用いて説明する。
【0031】
図1は画像形成装置の全体の構成を示す概略図、図2は画像形成装置を構成する1組の画像形成部を示す概略図、図3は感光体ドラムの回動を制御することを示すブロック図、図4は感光体ドラムの回動を制御するフローチャート、図5はクリーニングブレードの感光体ドラムへの当接状態を示す概略図である。
【0032】
図1は、本発明の画像形成装置としてのカラー画像形成装置の実施の形態を示す。
【0033】
本カラー画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部10Y、10M、10C、10Kと、無端ベルト状中間転写体ユニット7と、給紙搬送部21及び定着装置24とから成り、画像形成装置の本体Aの上部には、原稿画像読み取り装置SCが配置されている。
【0034】
イエロー色の画像を形成する画像形成部10Yは、ドラム状の感光体(以下、感光体ドラムという)1Yの周囲に配設された帯電手段である帯電部2Y、露光手段である露光部3Y、現像手段である現像部4Y、1次転写手段としての1次転写ローラ5Y、クリーニング手段であるクリーニング部6Yを有する。
【0035】
マゼンタ色の画像を形成する画像形成部10Mは、感光体ドラム1M、帯電部2M、露光部3M、現像部4M、1次転写手段としての1次転写ローラ5M、クリーニング部6Mを有する。
【0036】
シアン色の画像を形成する画像形成部10Cは、感光体ドラム1C、帯電部2C、露光部3C、現像部4C、1次転写手段としての1次転写ローラ5C、クリーニング部6Cを有する。
【0037】
黒色画像を形成する画像形成装置10Kは、感光体ドラム1K、帯電部2K、露光部3K、現像部4K、1次転写手段としての1次転写ローラ5K、クリーニング部6Kを有する。
【0038】
無端ベルト状中間転写体ユニット7は、複数のローラ71、72、73、74により巻回され、回動可能に支持された半導電性エンドレスベルト状の無端ベルト状中間転写体70(以降、中間転写ベルトという)を有する。
【0039】
画像形成部10Y、10M、10C、10Kより形成された各色の画像は、1次転写ローラ5Y、5M、5C、5Kにより回動する中間転写ベルト70上に順次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。
【0040】
給紙カセット20内に収納された記録媒体としての転写材Pは、給紙搬送部21により給紙され、複数の中間ローラ22A、22B、22C、22D、レジストローラ23を経て、2次転写手段5Aに搬送され、転写材P上にカラー画像が一括転写される。
【0041】
カラー画像が転写された転写材Pは、定着装置24により定着処理され、排紙ローラ25に狭持されて排紙トレイ26上に載置される。
【0042】
以上は転写材Pの片側への画像形成を行う状態を説明したものであるが、両面複写の場合は、排紙切り換え部材27が切り替わり、用紙案内部28が開放され、転写材Pは矢示aの方向に搬送される。
【0043】
さらに、搬送機構29により転写材Pは下方に搬送され、用紙反転部30によりスイッチバックさせられ、転写材Pの後端部が先端部となって両面複写用給紙ユニット31内に搬送される。
【0044】
転写材Pは、両面複写用給紙ユニット31に設けられた搬送ガイド32を給紙方向に移動し、給紙ローラ33A、33B、33C、33Dで転写材Pを再給紙し、転写材Pを搬送路Rに案内する。
【0045】
このように、再び、上述したように2次転写の位置に転写材Pを搬送し、転写材Pの裏面にトナー画像を転写し、定着装置24で定着した後、排紙トレイ26に排紙する。
【0046】
また、2次転写部5Aにより転写材Pにカラー画像を転写した後、転写材Pを曲率分離した中間転写ベルト70は、クリーニング部6Aにより残留トナーが除去される。
【0047】
画像形成処理中、1次転写ローラ5Kは常時、感光体ドラム1Kに圧接し、他の1次転写ローラ5Y、5M、5Cはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体ドラム1Y、1M、1Cに圧接する。
【0048】
画像形成部10Y、10M、10C、10Kは、垂直方向に縦列配置され、感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの図示左側には無端ベルト状中間転写体ユニット7が配置されている。
【0049】
無端ベルト状中間転写体ユニット7は、ローラ71、72、73、74を巻回して回動可能な中間転写ベルト70、1次転写ローラ5Y、5M、5C、5K及びクリーニング部6Aとから成る。
【0050】
次に、画像形成プロセスについて図1をもとに説明する。
画像記録のスタートにより不図示の感光体ドラム駆動モータの始動により、イエロー(Y)の画像形成部10Yの感光体ドラム1Yが図1の矢示の反時計方向へ回動され、同時にYの帯電部2Yの帯電作用によりYの感光体ドラム1Yに電位の付与が開始される。
【0051】
Yの感光体ドラム1Yは電位を付与された後、Yの露光部3Yによって第1の色信号すなわちYの画像データに対応する電気信号による画像書き込みが開始され、Yの感光体ドラム1Yの表面に原稿画像のYの画像に対応する静電潜像が形成される。
【0052】
前記の潜像はYの現像部4Yの現像ローラ4Y1により接触或いは非接触の状態で反転現像され、Yの感光体ドラム1Yの回転に応じて、感光体ドラム1Y上にイエロー(Y)のトナー像が形成される。
【0053】
上記の画像形成プロセスによってYの感光体ドラム1Y上に形成されたYのトナー像が、Yの転写域(符号なし)において、第1の転写手段であるYの1次転写ローラ5Yによって、中間転写ベルト70上に転写される。
【0054】
次いで、中間転写ベルト70上のYのトナー像と同期が取られ、マゼンタ(M)の画像形成部10MによりMの帯電部2Mの帯電作用により電位が付与され、Mの露光部3Mによって第2の色信号すなわちMの画像データに対応する電気信号による画像書き込みが行われる。
【0055】
引き続きMの現像部4Mの現像ローラ4M1による接触或いは非接触の反転現像によってMの感光体ドラム1M上に形成されたMのトナー像が、Mの転写域(符号なし)において、Mの1次転写ローラ5Mによって、前記のYのトナー像の上からMのトナー像が重ね合わせて形成される。
【0056】
同様のプロセスにより、Y、Mの重ね合わせトナー像と同期が取られ、シアン(C)の画像形成部10CによりCの感光体ドラム1C上に形成された、第3の色信号によるCの画像データに対応するCのトナー像が、Cの転写域(符号なし)において、Cの1次転写ローラ5Cによって、前記のY、Mのトナー像の上から重ね合わせて形成される。
【0057】
さらに、Y、M、Cの重ね合わせトナー像と同期が取られ、黒色(K)の画像形成部10KによりKの感光体ドラム1K上に形成された、第4の色信号によるKの画像データに対応するKのトナー像が、Kの転写域(符号なし)において、Kの1次転写ローラ5Kによって、前記のY、M、Cのトナー像の上から重ね合わせて形成され、中間転写ベルト70上にY、M、C及びKの重ね合わせカラートナー像が形成される。
【0058】
転写後の各色毎の感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの周面上に残った転写残トナーは、各色毎のクリーニング部6Y、6M、6C、6Kの、感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kと当接状態となっているクリーニング部材であるクリーニングブレード(図2参照、画像形成部10Yを構成するクリーニングブレード6Y1として表示)により摺擦され、クリーニングされる。
【0059】
中間転写ベルト70上の重ね合わせカラートナー像形成と同期して転写材収納手段である給紙カセット20から、1枚づつ分離搬送された転写材Pが、転写材給送手段としてのタイミングローラ23を経て第2の転写手段である2次転写ローラ5Aの転写域(符号なし)へと搬送され、トナーと反対極性の直流電圧が印加される2次転写ローラ5Aにより、中間転写ベルト70上の重ね合わせカラートナー像が転写材P上に一括して再転写される。
【0060】
カラートナー像が転写された転写材Pは、分離手段である除電電極(図示せず)により除電され、定着装置24へと搬送され、定着ローラ24Aと圧着ローラ24Bとの間で熱と圧力とを加えられることにより、転写材P上のトナー像が定着された後、排紙ローラ25により排紙トレイ26へ排出される。
【0061】
転写後の中間転写ベルト70の周面上に残った転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング部6Aにて中間転写ベルト70を挟んでクリーニング対向ローラ6A2に対向して設けられる中間転写ベルト70と当接状態となっている中間転写体クリーニング部材である中間転写体クリーニングブレード6A1により摺擦され、クリーニングされる。
【0062】
図2は、タンデム型カラー画像形成装置を構成する1組の画像形成部(1例としてYを示す)を取り出し示す概略断面図である。
【0063】
なお、Y以外のM、C、Kも同じ構成、機能、サイズを有しているので、以下はYにて説明する。
【0064】
この実施形態の感光体ドラム1Yは、ドラム基体に主にアルミニウムが用いられ、その基体上に感光体としてOPC(有機光導電体)感光体が使用され、機能分離タイプの積層型を採用し、ドラム径φ60mmで矢示方向に220mm/sの周速で回動する。
【0065】
積層型OPC感光体は、ドラム基体上に下引層、その上に電荷キャリア発生層(CGL)と電荷キャリア輸送層(CTL)が積層・塗布され、感光層の膜厚は25μmである。
【0066】
なお基体としては、ベルトやシートのものもあるが、現在主に採用されているのがドラムタイプである。
【0067】
帯電部2Yは、回動する感光体ドラム1Yの周囲をコロナ放電により所定の極性・電位に一様に帯電処理するものであり、本実施例では帯電極を使用した非接触帯電装置を用いている。
【0068】
像露光部3Yは、レーザ走査方式による半導体レーザ(LD)を用い、その出力パワーは300μWであり、レーザビームを出射して感光体ドラム1Yの一様に帯電した表面を走査露光し、静電潜像を形成する。
【0069】
像露光部3Yの下流側で現像部4Yの上流には、感光体表面の電位を測定する電位センサSPが設けられていて、感光体の非画像部の電位は電位センサSPの検出電位に基づいてフィードバック制御がなされている。
【0070】
現像部4Yは、感光体ドラム1Y上の静電潜像をトナー像として現像し、接触或いは非接触による現像が、イメージ露光と反転現像との組み合わせで行われ、現像剤としてトナーとキャリアで構成された2成分現像剤が用いられ、現像部4Y内でのトナー濃度は7質量%に維持されている。
【0071】
なおトナーとしては、体積平均粒径が3〜8μmの重合トナーが好ましく、重合トナーを用いることにより、高解像力であり、濃度が安定し、かぶりの発生が極めて少ない画像形成が可能となる。
【0072】
1次転写ローラ5Yは弾性層を有する回転体形状の接触帯電部材であって、本実施例ではローラ径φ20mm、抵抗1×106Ωの発泡ゴムローラで、材質にはNBR(ニトリルブタジエンゴム)を使用し、硬度30度(アスカーCスケール)、感光体へ500g荷重をもって押圧し、感光体ドラム1Yとの間で転写ニップ部(転写位置)Nを形成している。
【0073】
中間転写ベルト70上に転写されたトナー像の転写後の感光体ドラム1Yの表面はクリーニング部6Yにより転写残トナーの清掃が行われ、本実施例においてはウレタンゴム製のクリーニングブレード6Y1が用いられ、クリーニングブレード6Y1はカウンタタイプに感光体ドラム1Yの周面に摺擦して清掃を行っている。
【0074】
クリーニング部6Yを通過して表面が清掃された感光体ドラム1Yの周面は、帯電前露光(PCL)部(図示せず)によって照射がなされ、残留電位を低下して次の画像形成サイクルへと移行する。
【0075】
本実施の形態に係る画像形成部の現像部4Yについてさらに詳しく述べると、図2において、現像部枠体4Y8、現像ローラから成る現像剤担持体4Y1、穂切り板から成る規制部4Y6、スクリューから成る供給・搬送部4Y4、スクリューから成る攪拌・搬送部4Y5、搬送ローラ4Y2、スクリューから成る回収部4Y3等から構成されている。
【0076】
現像剤担持体4Y1は、感光体ドラム1Yに対向して配置され、回転可能に支持されており、矢示するように回転して現像剤を搬送、担持して現像に必要な層を形成する。
【0077】
現像剤担持体4Y1は、回転可能な回転部材(スリーブ)4YAと、回転部材4YAの内方に収納され現像部枠体4Y8に固定された円柱状の磁石体4YBとから成る。
【0078】
現像部4Yは、現像剤担持体4Y1、搬送ローラ4Y2、供給・搬送部4Y4及び攪拌・搬送4Y5を支持する下枠体4Y9と、穂切り板から成る規制部4Y6及び回収部4Y3を支持する現像部枠体4Y8とから構成されている。
【0079】
下枠体4Y9は、供給・搬送部4Y4と、攪拌・搬送部4Y5とを収容している。
【0080】
なお、現像部枠体4Y8と下枠体4Y9とで現像部全体をカバーする収納容器を構成している。
【0081】
最近の高画質化要求に対しトナーの小粒径化は必須条件であり、解像力、シャープネスの向上が得られる。
【0082】
しかしながら、2成分磁気ブラシ現像に小粒径トナーを用いると、その静電力が弱いためトナー飛散量が多く発生し、機内汚れや混色を引き起こしやすい。
【0083】
現像部4Yからのトナー飛散を防ぐために、感光体ドラム1Yと対面する現像部枠体4Y8の先端を、感光体ドラム1Y上の感光体面に現像部4Yにより顕像化され静電力で付着したトナーを損なうことないギリギリの位置まで接近して配設してある。
【0084】
さらに、下枠体4Y9の感光体ドラム1Y側先端部には穂切り板4Y6を挟んでPET(ポリエチレンテレフタレート)製の遮蔽シート4Y7の先端が感光体ドラム1Yの外周に接するように感光体ドラム1Yの全幅の少なくとも画像形成に関与する部分に対して取り付けてある。
【0085】
遮蔽シート4Y7の先端は、感光体ドラム1Yの外周面に感光体ドラム1Yの表面に積層された感光体を損なうことのない押圧力で接して配設してあり、現像部4Y内の主に現像剤担持体4Y1周囲から発生する攪拌・搬送や穂切り時のトナー飛散、感光体への未付着トナー等の現像部4Y外への飛散を防止している。
【0086】
なお、感光体ドラム1Yの幅方向(中間転写ベルト70送り方向に対して直角方向)の現像部4Yの両端部(現像枠体4Y8及び下枠体4Y9の両端部を構成している)もカバーしている。
【0087】
以上のように、現像部4Yは感光体ドラム1Yの外周の一部{図2の現像部4Y側の幅W1に相当する感光体ドラム1Y側の周長(円弧)U1(図示せず)}を含めたほぼ密閉した閉空間を形成している。
【0088】
このため、現像部4Y内の環境(湿度)が感光体ドラム1Y側の外周U1部分の感光体に影響することになる。
【0089】
さらに、現像部4Y内は密閉された閉空間を形成しているので、それ以外の感光体ドラム1Y周囲の雰囲気の湿度の環境変化に対する反応のズレを生ずることになる。
【0090】
また、図2における本発明のもう一つの実施例であるクリーニング部6Yについてもさらに詳しく述べる。
【0091】
クリーニング部6Yは、回動する感光体ドラム1Y上の残留トナーを除去するために、感光体ドラム1Yの表面を摺擦するウレタンゴム製のクリーニングブレード6Y1を設けたものである。
【0092】
なお、クリーニングブレード6Y1の上流側で、かつクリーニングブレード6Y1の下側に位置する導電性ローラ又は導電性ブラシローラから成るクリーニング補助手段を設ける場合もある。
【0093】
さらに、クリーニング部6Yは、トナー回収部6Y6を内蔵し、クリーニング部6Yにおいては、弾性の板状をしたクリーニングブレード6Y1を取り付けた支持部材6Y4が一方の側部の重錘6Y3の自重により他方の側部の支持軸6Y2を支点として時計方向に回動するよう付勢されている。
【0094】
それによりクリーニングブレード6Y1の先端のエッジ部を感光体ドラム1Yの周面に当接させて周面上の残留トナーを剥離して下方のトナー回収部6Y6に落下するようになっている。
【0095】
一方、トナー回収部6Y6においては、クリーニング部6Yから落下したトナーを回収すると共にトナー搬送スクリュー6Y7の作動により現像部4Yへとリサイクルされる。
【0096】
一般的に、感光体面に付着したトナーは全てを転写されることはなく約20%程度は感光体面上に残ってしまう。
【0097】
この残留トナーが次のコピーサイクルにまで持ち越されると感光体が露光される工程において、残留トナーが感光体の光放電を遮蔽し、次の画像形成において画像欠陥になる恐れがある。
【0098】
クリーニング部6Yからのトナー飛散を防ぐために、感光体ドラム1Yと対面するクリーニング部収納容器6Y8の先端Aを感光体ドラム1Y上の感光体面を損なうことのないギリギリの位置まで接近して配設してある。
【0099】
さらに、もう一方のクリーニング部収納容器6Y8の先端Bにはクリーニングブレード6Y1により剥離されたトナーがクリーニング部6Yの外へ飛散しないようにクリーニング部収納容器6Y8に、一端を固着したPET(ポリエチレンテレフタレート)製の遮蔽シート6Y5がもう一方の端を感光体ドラム1Yに当接するように取り付けてあり、また感光体ドラム1Yの全幅の少なくとも画像形成に関与する部分の幅を有している。
【0100】
遮蔽シート6Y5の先端は、感光体ドラム1Y外周面の積層された感光体を損なうことのない押圧力で当接して取り付けてあり、クリーニングブレード6Y1によるトナー剥離によるクリーニング部6Y外への飛散を防止している。
【0101】
なお、感光体ドラム1Yの幅方向(中間転写ベルト70送り方向に対して直角方向)のクリーニング部6Yの両端(クリーニング部収納容器6Y8の両端を構成している)もカバーしている。
【0102】
以上のように、クリーニング部6Yは感光体ドラム1Y外周の一部{図2のクリーニング部6Y側の幅W2に相当する感光体ドラム1Y側の外周(円弧)U2(図示せず)}を含めたほぼ密閉した閉空間を形成している。
【0103】
このため、クリーニング部6Y内の環境(湿度)が感光体ドラム1Y側の外周U2部分の感光体に影響することになる。
【0104】
さらに、クリーニング部6Y内は密閉された閉空間を形成しているので、それ以外の感光体ドラム1Y周囲の雰囲気の湿度の環境変化に対する反応のズレを生ずることになる。
【0105】
なお、クリーニング部収納容器6Y8において先端部Aがなく、遮蔽シート6Y5とクリーニングブレード6Y1との間の開口幅がW2となっている構造のものもある。
【0106】
次に、図3は画像形成装置の待機時における感光体ドラムの回動制御を示すブロック図である。
【0107】
本ブロック図で示す感光体ドラム回動制御は各色Y、M、C、Kで同じであるから、以下まとめて説明する。
【0108】
画像形成部10Y、10M、10C、10Kを構成する感光体ドラム1Y、1M、1C、1K周囲の雰囲気の湿度を検知するセンサS(図1参照)を感光体ドラム1Mの近傍に設けてある。
【0109】
なお、センサSは本装置のように感光体ドラムが4個又は複数配設されている場合には、検知湿度が最も低い値を示す感光体ドラム近傍に湿度検知を行うセンサSを配設してある。
【0110】
画像形成装置が待機状態になると、制御手段としての制御部100はセンサSの検知湿度のチェックを5分毎に行い、検知湿度が予め規定されてメモリ1に記憶された湿度K以下になった場合には、感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの各感光体面の湿度が該湿度K以下になった状態にあると判断する。
【0111】
また、前記待機状態にて、センサSの検知湿度の時間当たりの変化幅Lが予め規定されてメモリ2に記憶された湿度の変化幅より大きい場合には、感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの各感光体面の湿度の変化幅が予め設定された変化幅Lより大きい状態にあると判断する。
【0112】
次に、その判断に基づき制御部100は駆動回路(Y)、(M)、(C)、(K)に信号を送ることにより駆動源(Y)、(M)、(C)、(K)を始動させ、駆動源と連接した感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kを回動(反時計方向)させ、予め規定された回動量に達したと制御部100が判断すると、制御部100は駆動回路(Y)、(M)、(C)、(K)へ信号を送り、駆動源(Y)、(M)、(C)、(K)を停止させ、感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの回動を停止させる。
【0113】
なお、中間転写ベルト70を感光体ドラム回動と同じタイミングで時計方向に回動させ、同じタイミングで停止させるようにしてもよい。
【0114】
上記した湿度Kと変化幅Lとは、実施例に記載する以下の実験を基にして決定した。
【0115】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の態様はこれに限定されるものではない。
【0116】
(実施例1)
図1の画像形成装置を基に、以下の設定条件で画像形成の実験を行った。
【0117】
プロセス速度(感光体ドラム周速):220mm/s
感光体ドラム:径60mm。有機半導体層にフタロシニアン顔料をポリカーボネイトに分散させたものを塗布。電荷輸送層を含めた感光体層の膜厚25μm。
【0118】
露光:レーザー走査方式。半導体レーザー(LD)パワーは300μW。
現像:2成分現像方式。現像ニップ幅20mm。現像器中のトナー濃度7質量
%。
【0119】
クリーニング部:カウンター方式ブレード。
中間転写体:厚さ100μmのPI(ポリイミド)製シームレスベルト
以上の条件にて、機内湿度センサは待機中に5分毎に湿度を検知し、検知湿度が10%、20%、40%、60%、80%となるように設置環境を変化させて画像出力した。
【0120】
画像出力は、1000コピー出力し、その後20分待機後全面ハーフトーン画像を各色出力、この一連の動作を10回繰り返したところ、いずれのハーフトーン画像も白帯は発生せず全面均一であったのは、湿度40%以上の条件の場合であった。
【0121】
湿度40%以下の場合には、ハーフトーン画像に感光体ドラムの現像部分とクリーニング部分に相当するピッチでの白帯状の濃度むらが発生した。
【0122】
これを解決するために、装置が待機中に感光体ドラムを31mm(60度、現像部の感光体ドラム外周に対向した幅)回転させたところ、上記の白帯状の濃度むらはなくなった。
【0123】
このことから、前記感光体面の湿度Kは40%と規定した。
なお、上記のランニングパターンは各色5%印字の文字パターンで、全面ハーフトーンは600dpi(1インチ当たりの画素数)でPWM(パルス幅変調)30%である。
【0124】
(実施例2)
さらに、実施例1と同じ装置構成にて、機内湿度センサは待機中に5分毎に湿度を検知し、検知湿度変化幅が10%、20%、30%、40%、50%となるように時間間隔8時間以下で設置環境を変化させて画像出力した。
【0125】
画像出力は、例えば設置環境25℃80%でランニング(5000プリント)後、待機状態に入り8時間で25℃50%まで湿度を下げ、全面ハーフトーンサンプルを採取後、500プリント出力し20分待機後再度全面ハーフトーン画像を各色出力、この一連の動作を5回繰り返した。
【0126】
この結果、湿度変化幅20%以上の場合には、ハーフトーン画像に感光体ドラムの現像部分とクリーニング部分に相当するピッチでの黒帯状の濃度むらが発生した。
【0127】
これを解決するために、装置が待機中に感光体ドラムを31mm(60度、現像部の感光体ドラム外周に対向した幅)回転させたところ、上記の黒帯状の濃度むらはなくなった。
【0128】
このことから、前記感光体面の1時間当たりの湿度変化幅Lは2.5%(8時間で20%変化)以上であり、かつ、前回画像出力時の湿度差が20%以上と規定した。
【0129】
図4は、画像形成装置が待機状態にある時の湿度変化に対する感光体ドラム
1Y、1M、1C、1Kの回動制御を示すフローチャートである。
【0130】
画像形成装置がコピー状態から待機状態(アイドリング時や省エネモード時等)にあるか否かのチェックを制御部100(図3を参照)が行う(S11)。
【0131】
待機状態にある判断された時には、機内湿度を検知するセンサSが5分毎に機内の感光体ドラム1Y、1M、1C、1K周囲の雰囲気の湿度を検知しているので、検知湿度が予めメモリ1に規定されている湿度K=40%と比較して、湿度40%以下になっているか否かのチェックを制御部100が行う(S12)。
【0132】
該湿度が40%以下になっていると判断された時には、感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの駆動回路(Y)、(M)、(C)、(K)(図3を参照)に信号が送られ、駆動源(Y)、(M)、(C)、(K)(図3を参照)が作動し、駆動源と連接した感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kが回動を開始する(S14)。
【0133】
一方、該湿度が40%以下でないと判断された時には、時間当たりの湿度変化幅が予めメモリ2(図3を参照)に規定された該湿度変化幅L=20%(前回画像出力した時間から8時間以内において)と比較して、該湿度変化幅が20%以上になっているか否かのチェックを制御部100が行う(S13)。
【0134】
前回画像出力してから8時間以内に、該湿度変化幅が20%以上になっていると判断された時には、感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの駆動回路(Y)、(M)、(C)、(K)に信号が送られ、駆動源(Y)、(M)、(C)、(K)が作動し、駆動源(Y)、(M)、(C)、(K)と連接した感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kが回動を開始する(S14)。
【0135】
また、該湿度変化幅が20%以上でないと判断された時には、再度湿度検知を行う。
【0136】
感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの回動が実行され、予め規定された感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの回動量に達したか否かのチェックを制御部100が行う(S15)。
【0137】
感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの回動量が規定量に達したと判断された時には、制御部100は感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの駆動回路(Y)、(M)、(C)、(K)に信号を送り、駆動源(Y)、(M)、(C)、(K)の作動を停止し、同時に駆動源(Y)、(M)、(C)、(K)と連接した感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの回動を停止する(S16)。
【0138】
次に、画像形成装置が待機状態にあるか否かのチェックを制御部100が行う(S17)。
【0139】
待機状態にあると判断された時には、再度機内湿度を検知するセンサSの検知を実行する。
【0140】
待機状態にないと判断された時には、画像形成装置が次の待機状態になるまで本フローは停止(エンド)となる。
【0141】
以上のように、機内環境が急激に変化した時に、感光体ドラム1Y、1M、1C、1K周囲の雰囲気の湿度も変動する。
【0142】
なお、Y以外のM、C、Kも同じ構成、機能、サイズを有しているので、以下、Yにて説明する。
【0143】
感光体ドラム1Y上に積層された感光体は有機光導電体であり、低湿度に対し感度低下や表面電位低下等を引き起こすことが知られており、これが原因となり現像部4Yにおいて感光体面へのトナー付着量低下となってしまう。
【0144】
このため、画像形成装置が待機状態にあるときは、前歴の稼働状態の影響を受け易い状況にあることになる。
【0145】
感光体ドラム1Yの周囲には画像形成のため各処理手段が配設されており、この中でトナーの攪拌、搬送及び剥離を行う現像部4Yとクリーニング部6Yは処理中のトナーの飛散を防止するために、ほぼ密閉した閉空間で構成されている。
【0146】
前記感光体ドラム1Yの周囲の雰囲気は、前述した画像形成装置の待機状態において、待機時間経過と共に待機前の稼働状況の湿度から、機内の待機時の湿度に馴染んでくる。
【0147】
このため、機内の感光体ドラム1Yの周囲に配設された現像部4Yとクリーニング部6Yと対向した感光体面を除いた開放状態にある感光体面の湿度も同様に待機時の機内湿度に馴染んでくる。
【0148】
しかしながら、現像部4Yとクリーニング部6Yは、ほぼ密閉された閉空間で構成されているため各閉空間に対向している感光体面の湿度は、閉空間内の雰囲気の湿度に馴染んでおり、開放されている感光体面の湿度とは異なってしまう。
【0149】
この状態で待機から稼働に移行すると、湿度40%以下の時には開放状態の感光体面への現像部4Yにおけるトナー付着量が減少し、現像部4Yやクリーニング部6Yに対向した感光体面への現像部4Yにおけるトナー付着量と異なることとなり、特にハーフトーン画像の場合に顕著に黒い帯状の画像濃度ムラが2ヶ所(現像部4Y及びクリーニング部6Yに対向した感光体面)に発生することになってしまう。
【0150】
また、トナー付着量が逆の場合には白い帯状の画像濃度ムラが2ヶ所に発生することになる。
【0151】
これを防ぐために、待機時の湿度をセンサSにて検知し、機内の感光体ドラム1Y周囲の雰囲気の湿度が40%以下の低湿度になった時には、現像部4Yとクリーニング部6Yの各々に対向した感光体面U1、U2の湿度を開放された感光体面の湿度と同じになるように待機時においても感光体ドラム1Yを回動させる。
【0152】
これにより、現像部4Yとクリーニング部6Yの各々の感光体面U1、U2を開放された感光体面と同じ雰囲気の湿度に晒すことにより、感光体全周面の湿度差をなくすことが可能になり、白帯状や黒帯状の画像濃度ムラの発生が防止可能となる。
【0153】
感光体ドラム1Yの回動量は、現像部4Yの感光体面U1と対向する幅W1とクリーニング部6Yの感光体面U2と対向する幅W2とを比較して、少なくとも幅の長い方の感光体面の周長に相当する回動量に設定すればよいことがわかる。
【0154】
同様にして、画像形成装置の待機時における時間当たりの湿度変化幅20%(前回画像出力より8時間以内において)以上の場合においても、感光体ドラム1Yを回動させ、感光体面全周における湿度差をなくすことにより、白帯状や黒帯状の画像濃度ムラの発生が防止可能となる。
【0155】
さらに、クリーニングブレード6Y1は転写後に残留したトナーを感光体ドラム1Y面より剥離するために規定された押圧力で感光体ドラム1Yに常に当接している。
【0156】
従来、コピー稼働時以外では待機時の一定時間間隔で感光体ドラム1Yを回動させていたが、本発明においては待機時の規定された湿度(湿度40%以下及び時間当たりの湿度変化幅20%以上)に絞られた状況の時のみ感光体ドラム1Yを回動させればよいから、クリーニングブレード6Y1の感光体面に当接する先端の摩耗量は少なくなり寿命も伸びることが確認されている。
【0157】
以下に具体的に示す。
(参考例)
実施例1(15頁参照)と同じ装置構成にて、(イ)連続100プリント(印字率5%画像)後、停止の繰り返し動作を1000回、(ロ)連続100プリント(印字率5%画像)後、感光体ドラム1Yを60度回転させる一連の動作を、35回繰り返すという動作を1000回、(ハ)連続100プリント(印字率5%画像)後、感光体ドラム1Yを60度回転させる一連の動作を、100回繰り返すという動作を1000回、を行った。
【0158】
クリーニングブレード6Y1の効果を比較チェックしたところ、ブレード先端摩耗量は、(イ)10μm、(ロ)12μm、(ハ)17μmで、かつ、(イ)と(ロ)はクリーニング機能に問題発生しなかったが、(ハ)は700回目からトナーのすり抜けが認められた。
【0159】
このことから、感光体ドラム1Yと当接しているクリーニングブレード6Y1先端部の摩耗との関係は、感光体ドラム1Yの回動に伴いクリーニングブレード6Y1先端部が感光体ドラム1Y回動方向に巻き込まれ、感光体ドラム1Yが停止した時に元に戻るという動作を繰り返すために、クリーニングブレード6Y1の捲れ{図5(ロ)の矢示b部、(イ)は正常状態での感光体ドラム1Yへのクリーニングブレード6Y1の当接状態を示す}によりクリーニングブレード6Y1先端のエッジを傷つけたり、クリーニングブレード6Y1先端の摩耗が大きくなる。
【0160】
なお、(ロ)は設置環境として、高温高圧、常温常圧、低温低圧において、湿度30%以下になる環境は1/3と推定し、(ハ)に対し、繰り返し回数を1/3とした状態で実施した。
【0161】
以上の実験条件は、一般的には複写機は感光体ドラム及びクリーニングブレードの交換寿命は10万プリントであり、1日500プリント処理として約200日稼働となる。
【0162】
平均的な処理能力の複写機としては、50プリント/分では1日の実稼働(プリント)は10分、1日8時間使用の内の残り470分は待機時間となる。
【0163】
待機中の時間間隔5分、1回当たり感光体φ60mmで60度回転とすると、1日564回、200日で約11万回の感光体ドラムの60度回転を繰り返すことになり、クリーニングブレード摩耗への影響は無視できないことがわかる。
【0164】
【発明の効果】
画像形成装置の画像形成の待機中に、感光体ドラム周囲の雰囲気の湿度変化に応じて感光体ドラムを回動させることにより、感光体ドラムの感光体面の湿度の不均一を解消し、湿度による感度変化からくる白帯状や黒帯状の画像濃度ムラの発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】画像形成装置の全体の構成を示す概略図。
【図2】画像形成装置を構成する1組の画像形成部を示す概略図。
【図3】感光体ドラムの回動を制御することを示すブロック図。
【図4】感光体ドラムの回動を制御するフローチャート。
【図5】クリーニングブレードの感光体ドラムへの当接状態を示す概略図。
【符号の説明】
1Y 感光体ドラム(Y)
2Y 帯電部(Y)
3Y 露光部(Y)
4Y 現像部(Y)
4Y7 遮蔽シート
4Y8 現像部枠体
4Y9 下枠体
6Y クリーニング部(Y)
6Y1 クリーニングブレード(Y)
6Y5 遮蔽シート
6Y8 クリーニング部収納容器
10Y 画像形成部(Y)
100 制御部
S センサ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a printer, a copying machine, a facsimile, and the like, and more particularly, to a countermeasure for environment dependency of a photoconductor that forms a toner image on an image carrier.
[0002]
[Prior art]
An image forming apparatus that forms a toner image on an image carrier having a charging unit, an exposure unit, a developing unit, a transfer unit, a cleaning unit, and the like, and electrostatically transfers the toner image to a recording medium such as a transfer material. Are known.
[0003]
In general, a drum type is mainly used as an image carrier because of advantages such as manufacturing and downsizing of an apparatus, and a type in which an OPC (organic photoconductor) is recently laminated on the surface of the image carrier is mainly used. The charging unit, the exposure unit, the developing unit, the transfer unit, the cleaning unit, and the like are arranged around the drum in the order of processing.
[0004]
In such an image forming apparatus, the sensitivity of the photosensitive member laminated on the surface of the image carrier (hereinafter referred to as the photosensitive drum) varies depending on the temperature and humidity of the atmosphere in which the photosensitive member is present, and the surface of the photosensitive member accordingly. The potential fluctuates.
[0005]
During normal printing operation, the effect is hardly recognized, but when the device is in a standby state, the change in temperature and humidity is limited to the image formation immediately after resuming the printing operation, especially in the halftone image. This phenomenon cannot be ignored as described below.
[0006]
Among the parts surrounding the photosensitive drum, the developing unit and the cleaning unit, which are responsible for supplying and collecting toner, respectively, shield the entire photosensitive member layer on the drum surface in order to prevent scattering of minute toner by supplying and collecting. The enclosed space including each is formed independently.
[0007]
For this reason, when the apparatus enters a standby state, other than the developing unit and the cleaning unit described above immediately adapt to the standby environment. However, the developing unit and the cleaning unit that form a previously closed space are in standby. The environment formed during the previous continuous printing is maintained.
[0008]
For this reason, when the environment between the developing unit and the cleaning unit forming the closed space is maintained with low humidity, the sensitivity of the photosensitive member around the photosensitive drum in that part is lowered, and in this state When the photosensitive member surface is exposed to light, the surface potential drop due to light attenuation does not fall to a predetermined potential, and the amount of toner adhered during development decreases.
[0009]
For this reason, in the halftone image formation, white corresponding to the width of each opening in the width direction of the photosensitive drum (90-degree direction with respect to the transfer material conveyance surface direction) facing the photosensitive drum surface of the developing unit and the cleaning unit. It becomes a belt-like image density unevenness and is transferred onto the transfer material.
[0010]
On the other hand, if the environment between the developing unit and the cleaning unit described above is maintained with a high humidity, black belt-shaped image density unevenness having a width in the width direction of the photosensitive drum is generated on the transfer material. Will be transcribed.
[0011]
Further, for example, when the environmental humidity greatly changes from normal temperature and normal humidity (hereinafter referred to as NN) to low temperature and low humidity (hereinafter referred to as LL) during a certain period of time when the apparatus is on standby, the surface of the photosensitive drum of the developing unit is in the NN state. The sensitivity remains in the NN state because it is in contact with the moisture-absorbed toner, and the cleaning unit retains the residual toner that has absorbed moisture in the NN state in a closed space that shields the scattering of the toner from the blade. The sensitivity remains NN.
[0012]
When printing is performed in this state, the drum surface other than the cleaning unit and the developing unit is LL, so the sensitivity is low, and the halftone image portion facing the cleaning unit and the developing unit becomes a black belt-like image density unevenness and the transfer material It will be transferred to the top.
[0013]
On the other hand, when the environmental humidity changes greatly from LL to NN, the halftone image portion facing the cleaning unit and the developing unit becomes a white band-like image density unevenness and is transferred onto the transfer material.
[0014]
Conventionally, in order to solve such a problem, the moving amount of the photosensitive drum during standby of the image forming apparatus is at a constant interval so that it is at least the interval between the openings of the cleaning unit facing the surface of the photosensitive drum. Image density unevenness is prevented from occurring in an image forming apparatus in which a photosensitive drum is rotated and transferred onto a transfer material (for example, Patent Document 1).
[0015]
[Patent Document 1]
JP 2000-75567 A (paragraph number 0042, FIG. 5)
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this case, there are the following problems.
[0017]
That is, (a) humidity dependence of the photoreceptor is one of the fundamental problems, but there is no technical response to this. (B) The method is limited to the cleaning unit only, and there is no other method for dealing with the sealed closed space for processing the toner disposed around the photosensitive drum. (C) Since the photosensitive drum is rotated at regular intervals, there is a lot of unnecessary rotation, and the tip of the cleaning blade that is in sliding contact with the photosensitive drum surface is rubbed against the photosensitive drum surface. Time is wasted and the life of the cleaning blade is reduced.
[0018]
Therefore, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus that does not cause such a problem.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the following image forming apparatus of the present invention.
[0020]
  (1) At least an image carrier, a charging unit for charging the image carrier, an image exposure unit for forming an electrostatic latent image on the charged image carrier, and a toner charged on the electrostatic latent image A developing means for supplying and developing the image; a transfer means for transferring the visualized toner image on the image carrier onto a transfer material; and a cleaning means for removing the toner remaining on the image carrier after the transfer. And a control means, and a detection means for detecting the humidity of the atmosphere around the image carrier,
  The developing means has a closed space sealed by a developing unit storage container, an opening surface facing the image carrier and a toner scattering prevention member,
  The cleaning means includes a closed space sealed by a cleaning unit storage container, an opening surface facing the image carrier, a cleaning blade in contact with the image carrier surface, and a toner scattering prevention member, respectively. ,
  The control means opposes the image carrier to the image carrier constituting the closed space of the cleaning unit according to the humidity detected by the detection means when the image carrier is waiting for image formation. Corresponds to the wider of the width of the gap of the opening surface and the width of the gap of the opening surface facing the image carrier constituting the closed space of the developing unit.widthThe image forming apparatus is controlled so as to be rotated.
[0022]
  (2)Detected by detection meansHumidity is 40% or lessSometimes the control means rotates the image carrier(1)The image forming apparatus described.
[0023]
  (3) Supplying at least an image carrier, a charging unit for charging the image carrier, an image exposure unit for forming an electrostatic latent image on the charged image carrier, and a toner charged to the electrostatic latent image. Developing means for visualizing; transfer means for transferring the visualized toner image on the image carrier onto a transfer material; cleaning means for removing toner remaining on the image carrier after transfer; Control means and detection means for detecting the humidity of the atmosphere around the image carrier,
  The developing means has a closed space sealed by a developing unit storage container, an opening surface facing the image carrier and a toner scattering prevention member,
  The cleaning means includes a closed space sealed by a cleaning unit storage container, an opening surface facing the image carrier, a cleaning blade in contact with the image carrier surface, and a toner scattering prevention member, respectively. ,
  When the image carrier is waiting for image formation, the control unit causes the image carrier to form the closed space of the cleaning unit according to a change in humidity per unit time detected by the detection unit. This corresponds to the wider of the width of the gap of the opening surface facing the body and the width of the gap of the opening surface facing the image carrier constituting the closed space of the developing unit.widthAn image forming apparatus, wherein the image forming apparatus is controlled so as to be rotated.
[0025]
  (4The humidity change per hour in the atmosphere around the image carrierWithin 8 hours from previous image formation20% or moreSometimes the image carrier is rotatedIt is characterized by (The image forming apparatus according to 3).
[0026]
  (5(1) to (1), which are color image forming apparatuses4The image forming apparatus according to any one of the above.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An example of an embodiment according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0031]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the image forming apparatus, FIG. 2 is a schematic diagram showing a set of image forming units constituting the image forming apparatus, and FIG. 3 shows that the rotation of the photosensitive drum is controlled. FIG. 4 is a flowchart for controlling the rotation of the photosensitive drum, and FIG. 5 is a schematic diagram showing a contact state of the cleaning blade to the photosensitive drum.
[0032]
FIG. 1 shows an embodiment of a color image forming apparatus as an image forming apparatus of the present invention.
[0033]
This color image forming apparatus is called a tandem type color image forming apparatus, and includes a plurality of sets of image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K, an endless belt-shaped intermediate transfer body unit 7, a paper feeding / conveying unit 21, and A document image reading device SC is disposed above the main body A of the image forming apparatus.
[0034]
An image forming unit 10Y that forms a yellow image includes a charging unit 2Y that is a charging unit and an exposure unit 3Y that is an exposure unit disposed around a drum-shaped photoconductor (hereinafter referred to as a photoconductor drum) 1Y. A developing unit 4Y as a developing unit, a primary transfer roller 5Y as a primary transfer unit, and a cleaning unit 6Y as a cleaning unit are included.
[0035]
The image forming unit 10M that forms a magenta image includes a photosensitive drum 1M, a charging unit 2M, an exposure unit 3M, a developing unit 4M, a primary transfer roller 5M as a primary transfer unit, and a cleaning unit 6M.
[0036]
The image forming unit 10C that forms a cyan image includes a photosensitive drum 1C, a charging unit 2C, an exposure unit 3C, a developing unit 4C, a primary transfer roller 5C as a primary transfer unit, and a cleaning unit 6C.
[0037]
An image forming apparatus 10K that forms a black image includes a photosensitive drum 1K, a charging unit 2K, an exposure unit 3K, a developing unit 4K, a primary transfer roller 5K as a primary transfer unit, and a cleaning unit 6K.
[0038]
The endless belt-shaped intermediate transfer body unit 7 is a semiconductive endless belt-shaped endless belt-shaped intermediate transfer body 70 (hereinafter referred to as an intermediate transfer body) that is wound around a plurality of rollers 71, 72, 73, 74 and is rotatably supported. A transfer belt).
[0039]
Each color image formed by the image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K is sequentially transferred onto the intermediate transfer belt 70 rotated by the primary transfer rollers 5Y, 5M, 5C, and 5K, and the combined color image. Is formed.
[0040]
The transfer material P as a recording medium housed in the paper feed cassette 20 is fed by the paper feed / conveying unit 21 and passes through a plurality of intermediate rollers 22A, 22B, 22C, 22D and a registration roller 23, and a secondary transfer unit. The color image is transferred onto the transfer material P at a time.
[0041]
The transfer material P onto which the color image has been transferred is fixed by the fixing device 24, sandwiched between the paper discharge rollers 25, and placed on the paper discharge tray 26.
[0042]
The above describes the state in which the image is formed on one side of the transfer material P. However, in the case of double-sided copying, the paper discharge switching member 27 is switched, the paper guide portion 28 is opened, and the transfer material P is indicated by an arrow. It is conveyed in the direction a.
[0043]
Further, the transfer material P is transported downward by the transport mechanism 29, switched back by the paper reversing unit 30, and transported into the duplex copying paper supply unit 31 with the rear end portion of the transfer material P serving as the leading end portion. .
[0044]
The transfer material P moves the conveyance guide 32 provided in the double-sided copy paper supply unit 31 in the paper supply direction, and re-feeds the transfer material P with the paper supply rollers 33A, 33B, 33C, 33D. To the transport path R.
[0045]
In this manner, as described above, the transfer material P is again conveyed to the secondary transfer position, the toner image is transferred to the back surface of the transfer material P, fixed by the fixing device 24, and then discharged to the discharge tray 26. To do.
[0046]
Further, after the color image is transferred to the transfer material P by the secondary transfer unit 5A, the residual toner is removed by the cleaning unit 6A from the intermediate transfer belt 70 from which the transfer material P is separated by curvature.
[0047]
During the image forming process, the primary transfer roller 5K is always in pressure contact with the photosensitive drum 1K, and the other primary transfer rollers 5Y, 5M, and 5C correspond to the photosensitive drums 1Y, 1M, and 1C, respectively, only during color image formation. Press contact.
[0048]
The image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K are arranged in tandem in the vertical direction, and an endless belt-shaped intermediate transfer body unit 7 is arranged on the left side of the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K in the drawing.
[0049]
The endless belt-shaped intermediate transfer body unit 7 includes an intermediate transfer belt 70 that can be rotated by winding rollers 71, 72, 73, and 74, primary transfer rollers 5Y, 5M, 5C, and 5K, and a cleaning unit 6A.
[0050]
Next, the image forming process will be described with reference to FIG.
When the photosensitive drum drive motor (not shown) is started by starting image recording, the photosensitive drum 1Y of the yellow (Y) image forming unit 10Y is rotated counterclockwise as indicated by the arrow in FIG. Application of a potential to the Y photosensitive drum 1Y is started by the charging action of the portion 2Y.
[0051]
After the Y photoconductor drum 1Y is applied with an electric potential, the Y exposure unit 3Y starts image writing using an electric signal corresponding to the first color signal, that is, the Y image data, and the surface of the Y photoconductor drum 1Y. An electrostatic latent image corresponding to the Y image of the original image is formed.
[0052]
The latent image is reversely developed in a contact or non-contact state by the developing roller 4Y1 of the Y developing unit 4Y, and yellow (Y) toner is formed on the photosensitive drum 1Y according to the rotation of the Y photosensitive drum 1Y. An image is formed.
[0053]
The Y toner image formed on the Y photosensitive drum 1Y by the above image forming process is intermediated by the Y primary transfer roller 5Y serving as the first transfer means in the Y transfer area (not indicated). The image is transferred onto the transfer belt 70.
[0054]
Next, the Y toner image on the intermediate transfer belt 70 is synchronized, and a potential is applied by the charging action of the M charging unit 2M by the magenta (M) image forming unit 10M. The image writing is performed by the electrical signal corresponding to the color signal, that is, the M image data.
[0055]
Subsequently, the M toner image formed on the M photoconductor drum 1M by the contact or non-contact reversal development of the M developing unit 4M by the developing roller 4M1 is the M primary in the M transfer area (not indicated). By the transfer roller 5M, an M toner image is superimposed on the Y toner image.
[0056]
By a similar process, the Y and M superimposed toner images are synchronized, and the C image by the third color signal formed on the C photosensitive drum 1C by the cyan (C) image forming unit 10C. A C toner image corresponding to the data is formed by superimposing the Y and M toner images on the Y and M toner images by the C primary transfer roller 5 </ b> C in the C transfer region (no symbol).
[0057]
Further, K image data based on the fourth color signal, which is synchronized with the superimposed toner images of Y, M, and C and is formed on the K photosensitive drum 1K by the black (K) image forming unit 10K. A K toner image corresponding to is formed by superimposing the Y, M, and C toner images on the Y transfer area (not indicated) by the K primary transfer roller 5K, and the intermediate transfer belt. A superimposed color toner image of Y, M, C, and K is formed on 70.
[0058]
The transfer residual toner remaining on the peripheral surfaces of the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K for each color after transfer is the photosensitive drums 1Y, 1M, and 1C of the cleaning units 6Y, 6M, 6C, and 6K for the respective colors. The cleaning blade is cleaned by being rubbed by a cleaning blade (see FIG. 2, indicated as a cleaning blade 6Y1 constituting the image forming unit 10Y) that is in contact with 1K.
[0059]
In synchronization with the formation of the superimposed color toner image on the intermediate transfer belt 70, the transfer material P separated and conveyed one by one from the paper feed cassette 20 as transfer material storage means is a timing roller 23 as transfer material feeding means. The intermediate transfer belt 70 is transferred onto the intermediate transfer belt 70 by the secondary transfer roller 5A, which is conveyed to the transfer area (no sign) of the secondary transfer roller 5A, which is the second transfer means, and to which a DC voltage having the opposite polarity to the toner is applied. The superimposed color toner images are collectively retransferred onto the transfer material P.
[0060]
The transfer material P onto which the color toner image has been transferred is neutralized by a neutralizing electrode (not shown) as a separating means, conveyed to the fixing device 24, and heat and pressure between the fixing roller 24A and the pressure roller 24B. As a result, the toner image on the transfer material P is fixed, and then discharged onto the discharge tray 26 by the discharge roller 25.
[0061]
The transfer residual toner remaining on the peripheral surface of the intermediate transfer belt 70 after the transfer is brought into contact with the intermediate transfer belt 70 provided to face the cleaning counter roller 6A2 with the intermediate transfer belt 70 sandwiched by the intermediate transfer belt cleaning unit 6A. The intermediate transfer member cleaning blade 6A1, which is an intermediate transfer member cleaning member in contact, is rubbed and cleaned.
[0062]
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a set of image forming units (Y is shown as an example) constituting the tandem color image forming apparatus.
[0063]
In addition, since M, C, and K other than Y have the same configuration, function, and size, the following description will be made on Y.
[0064]
The photosensitive drum 1Y of this embodiment uses aluminum as a drum base, uses an OPC (organic photoconductor) photosensitive body as a photosensitive body on the base, and adopts a function-separated type laminated type. It rotates at a peripheral speed of 220 mm / s in the direction of the arrow with a drum diameter of φ60 mm.
[0065]
In the laminated OPC photoreceptor, an undercoat layer is formed on a drum substrate, and a charge carrier generation layer (CGL) and a charge carrier transport layer (CTL) are laminated and applied thereon. The thickness of the photosensitive layer is 25 μm.
[0066]
Although there are belts and seats as the substrate, the drum type is mainly used at present.
[0067]
The charging unit 2Y uniformly charges the periphery of the rotating photosensitive drum 1Y to a predetermined polarity and potential by corona discharge. In this embodiment, a non-contact charging device using a band electrode is used. Yes.
[0068]
The image exposure unit 3Y uses a laser scanning type semiconductor laser (LD), and its output power is 300 μW. The laser beam is emitted to scan and expose the uniformly charged surface of the photosensitive drum 1Y, and electrostatically A latent image is formed.
[0069]
A potential sensor SP that measures the potential of the surface of the photoreceptor is provided downstream of the image exposure unit 3Y and upstream of the developing unit 4Y. The potential of the non-image part of the photoreceptor is based on the detection potential of the potential sensor SP. Feedback control.
[0070]
The developing unit 4Y develops the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1Y as a toner image, and development by contact or non-contact is performed by a combination of image exposure and reversal development, and includes toner and carrier as developers. The two-component developer thus used is used, and the toner concentration in the developing portion 4Y is maintained at 7% by mass.
[0071]
As the toner, a polymerized toner having a volume average particle diameter of 3 to 8 μm is preferable. By using the polymerized toner, an image can be formed with high resolution, stable density, and extremely low fog generation.
[0072]
The primary transfer roller 5Y is a rotating member-shaped contact charging member having an elastic layer. In this embodiment, the roller diameter is 20 mm, and the resistance is 1 × 10.6An Ω foam rubber roller, made of NBR (nitrile butadiene rubber), with a hardness of 30 degrees (Asker C scale), pressed against the photoreceptor with a load of 500 g, and a transfer nip (transfer) between the photoreceptor drum 1Y Position) N is formed.
[0073]
The surface of the photosensitive drum 1Y after the transfer of the toner image transferred onto the intermediate transfer belt 70 is cleaned of residual transfer toner by the cleaning unit 6Y. In this embodiment, a cleaning blade 6Y1 made of urethane rubber is used. The cleaning blade 6Y1 is a counter type that is rubbed against the peripheral surface of the photosensitive drum 1Y for cleaning.
[0074]
The peripheral surface of the photosensitive drum 1Y whose surface has been cleaned by passing through the cleaning unit 6Y is irradiated by a pre-charge exposure (PCL) unit (not shown) to reduce the residual potential and proceed to the next image forming cycle. And migrate.
[0075]
The developing unit 4Y of the image forming unit according to the present embodiment will be described in more detail. In FIG. 2, from the developing unit frame 4Y8, a developer carrier 4Y1 composed of a developing roller, a regulating unit 4Y6 composed of a panicle plate, and a screw. The feeding / conveying unit 4Y4 is composed of a stirring / conveying unit 4Y5 composed of a screw, a conveying roller 4Y2, and a collecting unit 4Y3 composed of a screw.
[0076]
The developer carrier 4Y1 is disposed to face the photosensitive drum 1Y and is rotatably supported. The developer carrier 4Y1 rotates as indicated by an arrow to convey and carry the developer to form a layer necessary for development. .
[0077]
The developer carrier 4Y1 includes a rotatable rotating member (sleeve) 4YA and a cylindrical magnet body 4YB housed inside the rotating member 4YA and fixed to the developing unit frame 4Y8.
[0078]
The developing unit 4Y includes a developer carrier 4Y1, a conveying roller 4Y2, a lower frame 4Y9 that supports the supply / conveyance unit 4Y4 and the agitation / conveyance 4Y5, and a developing unit that supports a regulation unit 4Y6 and a collection unit 4Y3, each of which includes a cutting plate It is comprised from the part frame 4Y8.
[0079]
The lower frame 4Y9 accommodates a supply / conveyance unit 4Y4 and a stirring / conveyance unit 4Y5.
[0080]
The developing unit frame 4Y8 and the lower frame 4Y9 constitute a storage container that covers the entire developing unit.
[0081]
To meet the recent demand for higher image quality, it is essential to reduce the particle size of the toner, and resolution and sharpness can be improved.
[0082]
However, when a toner having a small particle diameter is used for two-component magnetic brush development, the electrostatic force is weak, so that a large amount of toner scatters, which easily causes in-machine contamination and color mixing.
[0083]
In order to prevent toner scattering from the developing unit 4Y, the tip of the developing unit frame 4Y8 that faces the photosensitive drum 1Y is visualized by the developing unit 4Y and attached to the surface of the photosensitive drum on the photosensitive drum 1Y by electrostatic force. It is arranged close to the last position that does not impair the power.
[0084]
Further, the photosensitive drum 1Y is arranged such that the front end of the shielding sheet 4Y7 made of PET (polyethylene terephthalate) is in contact with the outer periphery of the photosensitive drum 1Y with the panning plate 4Y6 sandwiched between the front end of the lower frame 4Y9 on the photosensitive drum 1Y side. Are attached to at least a part involved in image formation.
[0085]
The tip of the shielding sheet 4Y7 is disposed in contact with the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1Y with a pressing force that does not damage the photosensitive member laminated on the surface of the photosensitive drum 1Y, and mainly in the developing unit 4Y. It prevents the stir / convey that occurs from around the developer carrying member 4Y1 and the scattering of toner at the time of trimming, and the scattering of toner not adhered to the photosensitive member to the outside of the developing unit 4Y.
[0086]
Note that both ends of the developing section 4Y in the width direction of the photosensitive drum 1Y (perpendicular to the feeding direction of the intermediate transfer belt 70) (which constitutes both ends of the developing frame 4Y8 and the lower frame 4Y9) are also covered. is doing.
[0087]
As described above, the developing unit 4Y is a part of the outer periphery of the photosensitive drum 1Y {the circumferential length (arc) U1 (not shown) on the photosensitive drum 1Y side corresponding to the width W1 on the developing unit 4Y side in FIG. 2}. It forms an almost enclosed space including
[0088]
For this reason, the environment (humidity) in the developing section 4Y affects the photoconductor on the outer peripheral portion U1 on the photoconductor drum 1Y side.
[0089]
Further, since a closed space is formed in the developing unit 4Y, there is a difference in response to changes in the humidity of the atmosphere around the photosensitive drum 1Y.
[0090]
Further, a cleaning unit 6Y which is another embodiment of the present invention in FIG. 2 will be described in more detail.
[0091]
The cleaning unit 6Y is provided with a urethane rubber cleaning blade 6Y1 that rubs the surface of the photosensitive drum 1Y to remove residual toner on the rotating photosensitive drum 1Y.
[0092]
In some cases, a cleaning auxiliary means including a conductive roller or a conductive brush roller located upstream of the cleaning blade 6Y1 and below the cleaning blade 6Y1 may be provided.
[0093]
Further, the cleaning unit 6Y includes a toner recovery unit 6Y6. In the cleaning unit 6Y, the support member 6Y4 to which the cleaning blade 6Y1 having an elastic plate shape is attached has the other weight due to the weight of the weight 6Y3 on one side. The side support shaft 6Y2 is urged to rotate clockwise with the fulcrum as a fulcrum.
[0094]
As a result, the edge portion at the tip of the cleaning blade 6Y1 is brought into contact with the circumferential surface of the photosensitive drum 1Y, and the residual toner on the circumferential surface is peeled off and dropped to the lower toner collecting portion 6Y6.
[0095]
On the other hand, in the toner collecting unit 6Y6, the toner dropped from the cleaning unit 6Y is collected and recycled to the developing unit 4Y by the operation of the toner conveying screw 6Y7.
[0096]
Generally, the toner adhering to the surface of the photoconductor is not completely transferred, and about 20% remains on the surface of the photoconductor.
[0097]
If the residual toner is carried over to the next copy cycle, the residual toner may block the photodischarge of the photoconductor in the step of exposing the photoconductor, which may cause an image defect in the next image formation.
[0098]
In order to prevent toner scattering from the cleaning unit 6Y, the tip A of the cleaning unit storage container 6Y8 facing the photoconductive drum 1Y is disposed close to the last position where the photoconductive surface on the photoconductive drum 1Y is not damaged. It is.
[0099]
Further, PET (polyethylene terephthalate) having one end fixed to the cleaning unit storage container 6Y8 at the tip B of the other cleaning unit storage container 6Y8 so that the toner peeled off by the cleaning blade 6Y1 is not scattered outside the cleaning unit 6Y. A shield sheet 6Y5 made of metal is attached so that the other end is in contact with the photosensitive drum 1Y, and has a width of at least a part related to image formation of the entire width of the photosensitive drum 1Y.
[0100]
The tip of the shielding sheet 6Y5 is attached in contact with a pressing force that does not impair the photoreceptors stacked on the outer peripheral surface of the photoreceptor drum 1Y, and prevents the cleaning blade 6Y1 from scattering out of the cleaning unit 6Y due to toner peeling. is doing.
[0101]
Note that both ends of the cleaning unit 6Y in the width direction of the photosensitive drum 1Y (perpendicular to the feeding direction of the intermediate transfer belt 70) (which constitutes both ends of the cleaning unit storage container 6Y8) are also covered.
[0102]
As described above, the cleaning unit 6Y includes a part of the outer periphery of the photosensitive drum 1Y {the outer periphery (arc) U2 (not shown) on the photosensitive drum 1Y side corresponding to the width W2 on the cleaning unit 6Y side in FIG. 2}. It forms an almost enclosed space.
[0103]
For this reason, the environment (humidity) in the cleaning unit 6Y affects the photoreceptor on the outer peripheral portion U2 on the photoreceptor drum 1Y side.
[0104]
Further, since the sealed portion 6Y forms a sealed closed space, a deviation of the response to the environmental change in the humidity of the atmosphere around the other photosensitive drum 1Y occurs.
[0105]
In addition, there is a structure in which the cleaning unit storage container 6Y8 does not have the tip A and the opening width between the shielding sheet 6Y5 and the cleaning blade 6Y1 is W2.
[0106]
Next, FIG. 3 is a block diagram showing rotation control of the photosensitive drum during standby of the image forming apparatus.
[0107]
The photosensitive drum rotation control shown in this block diagram is the same for each color Y, M, C, and K, and will be described below.
[0108]
A sensor S (see FIG. 1) for detecting the humidity of the atmosphere around the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K constituting the image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K is provided in the vicinity of the photosensitive drum 1M.
[0109]
In the case where four or more photosensitive drums are provided as in this apparatus, the sensor S is provided with a sensor S for detecting humidity in the vicinity of the photosensitive drum showing the lowest detected humidity. It is.
[0110]
When the image forming apparatus is in a standby state, the control unit 100 as a control unit checks the detected humidity of the sensor S every 5 minutes, and the detected humidity is specified to be equal to or lower than the humidity K stored in the memory 1 in advance. In this case, it is determined that the humidity on the photosensitive drum surfaces of the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K is equal to or lower than the humidity K.
[0111]
Further, in the standby state, when the change width L of the detected humidity of the sensor S per time is larger than the change width of the humidity stored in the memory 2 in advance, the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, It is determined that the change width of the humidity of each 1K photoconductor surface is larger than the change width L set in advance.
[0112]
Next, based on the determination, the control unit 100 sends signals to the drive circuits (Y), (M), (C), and (K), thereby driving the drive sources (Y), (M), (C), and (K). ), The photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K connected to the drive source are rotated (counterclockwise), and the control unit 100 determines that a predetermined rotation amount has been reached. Sends signals to the drive circuits (Y), (M), (C), (K), stops the drive sources (Y), (M), (C), (K), and the photosensitive drums 1Y, 1M. The rotation of 1C and 1K is stopped.
[0113]
The intermediate transfer belt 70 may be rotated clockwise at the same timing as the photosensitive drum rotation and stopped at the same timing.
[0114]
The humidity K and the change width L described above were determined based on the following experiments described in the examples.
[0115]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, the aspect of this invention is not limited to this.
[0116]
Example 1
Based on the image forming apparatus of FIG. 1, an image forming experiment was performed under the following setting conditions.
[0117]
Process speed (photosensitive drum peripheral speed): 220 mm / s
Photosensitive drum: diameter 60 mm. The organic semiconductor layer is coated with phthalocyanine pigment dispersed in polycarbonate. The film thickness of the photoreceptor layer including the charge transport layer is 25 μm.
[0118]
Exposure: Laser scanning method. Semiconductor laser (LD) power is 300μW.
Development: Two-component development method. Development nip width 20 mm. The toner density in the developer is 7 mass
%.
[0119]
Cleaning part: Counter type blade.
Intermediate transfer body: 100 μm thick PI (polyimide) seamless belt
Under the above conditions, the in-machine humidity sensor detects humidity every 5 minutes during standby, and changes the installation environment so that the detected humidity becomes 10%, 20%, 40%, 60%, and 80%. Output.
[0120]
The image output was 1000 copies, and after waiting for 20 minutes, the entire halftone image was output for each color, and when this series of operations was repeated 10 times, all the halftone images were uniform with no white bands. This was the case when the humidity was 40% or more.
[0121]
When the humidity was 40% or less, white belt-like density unevenness occurred at a pitch corresponding to the development portion and the cleaning portion of the photosensitive drum in the halftone image.
[0122]
In order to solve this problem, when the photosensitive drum was rotated 31 mm (60 degrees, a width facing the outer periphery of the photosensitive drum in the developing unit) while the apparatus was on standby, the above-described white band-like density unevenness disappeared.
[0123]
For this reason, the humidity K of the photosensitive member surface was defined as 40%.
The running pattern is a character pattern printed at 5% for each color, and the entire halftone is 600 dpi (number of pixels per inch) and PWM (pulse width modulation) is 30%.
[0124]
(Example 2)
Furthermore, with the same apparatus configuration as in the first embodiment, the in-machine humidity sensor detects humidity every 5 minutes during standby, and the detected humidity change width is 10%, 20%, 30%, 40%, and 50%. The image was output while changing the installation environment at a time interval of 8 hours or less.
[0125]
For image output, for example, after running (5000 prints) in an installation environment of 25 ° C and 80%, after entering the standby state, reducing the humidity to 25 ° C and 50% in 8 hours, collecting a halftone sample on the entire surface, outputting 500 prints, and waiting for 20 minutes Thereafter, the entire halftone image was output again for each color, and this series of operations was repeated five times.
[0126]
As a result, when the humidity change width is 20% or more, black belt-like density unevenness occurs at a pitch corresponding to the developing portion and the cleaning portion of the photosensitive drum in the halftone image.
[0127]
In order to solve this problem, when the photosensitive drum was rotated 31 mm (60 degrees, the width facing the outer periphery of the photosensitive drum in the developing unit) while the apparatus was on standby, the above black band-like density unevenness disappeared.
[0128]
From this, the humidity change width L per hour on the surface of the photoconductor is defined as 2.5% (20% change in 8 hours) or more, and the humidity difference at the previous image output is defined as 20% or more.
[0129]
FIG. 4 shows a photosensitive drum against a change in humidity when the image forming apparatus is in a standby state.
It is a flowchart which shows rotation control of 1Y, 1M, 1C, 1K.
[0130]
The control unit 100 (see FIG. 3) checks whether the image forming apparatus is in a standby state (in idling or energy saving mode) from the copy state (S11).
[0131]
When it is determined that the apparatus is in the standby state, the sensor S for detecting the humidity inside the apparatus detects the humidity of the atmosphere around the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K every 5 minutes. The control unit 100 checks whether or not the humidity is 40% or less compared to the humidity K = 40% defined in 1 (S12).
[0132]
When it is determined that the humidity is 40% or less, the drive circuits (Y), (M), (C), and (K) of the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K (see FIG. 3) , The drive sources (Y), (M), (C), and (K) (see FIG. 3) are activated, and the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K connected to the drive sources are rotated. The movement is started (S14).
[0133]
On the other hand, when it is determined that the humidity is not less than 40%, the humidity change width per time is defined as the humidity change width L = 20% defined in advance in the memory 2 (see FIG. 3) (from the previous image output time). The control unit 100 checks whether or not the humidity change width is 20% or more (within 8 hours) (S13).
[0134]
When it is determined that the humidity change width is 20% or more within 8 hours after the previous image output, the drive circuits (Y), (M), and the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K Signals are sent to (C) and (K), the drive sources (Y), (M), (C) and (K) are activated, and the drive sources (Y), (M), (C) and (K) ) Start to rotate (S14).
[0135]
When it is determined that the humidity change width is not 20% or more, the humidity detection is performed again.
[0136]
The rotation of the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K is executed, and the control unit 100 checks whether or not the rotation amount of the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K defined in advance is reached (S15). ).
[0137]
When it is determined that the rotation amount of the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K has reached a predetermined amount, the control unit 100 drives the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K drive circuits (Y), (M), (C), a signal is sent to (K), the operation of the drive sources (Y), (M), (C), (K) is stopped, and at the same time, the drive sources (Y), (M), (C), The rotation of the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K connected to (K) is stopped (S16).
[0138]
Next, the control unit 100 checks whether or not the image forming apparatus is in a standby state (S17).
[0139]
When it is determined that the vehicle is in the standby state, the sensor S that detects the humidity inside the apparatus is detected again.
[0140]
When it is determined that the image forming apparatus is not in the standby state, this flow is stopped (end) until the image forming apparatus enters the next standby state.
[0141]
As described above, when the internal environment changes rapidly, the humidity of the atmosphere around the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K also varies.
[0142]
In addition, since M, C, and K other than Y have the same configuration, function, and size, Y will be described below.
[0143]
The photoconductor laminated on the photoconductor drum 1Y is an organic photoconductor, and is known to cause a decrease in sensitivity, a decrease in surface potential, and the like due to low humidity. The toner adhesion amount is reduced.
[0144]
For this reason, when the image forming apparatus is in the standby state, the image forming apparatus is easily affected by the previous operating state.
[0145]
Each processing means is provided around the photosensitive drum 1Y for image formation. Among them, the developing unit 4Y and the cleaning unit 6Y for stirring, transporting, and peeling the toner prevent scattering of the toner during processing. In order to do this, it is composed of a substantially closed space.
[0146]
In the standby state of the image forming apparatus described above, the ambient atmosphere around the photosensitive drum 1Y becomes familiar with the humidity during standby in the machine from the humidity of the operating state before standby as the standby time elapses.
[0147]
For this reason, the humidity of the photosensitive surface in the open state excluding the photosensitive surface facing the developing unit 4Y and the cleaning unit 6Y disposed around the photosensitive drum 1Y in the apparatus is also adjusted to the in-machine humidity during standby. come.
[0148]
However, since the developing unit 4Y and the cleaning unit 6Y are configured in a substantially sealed space, the humidity on the surface of the photoreceptor facing each closed space is familiar with the humidity of the atmosphere in the closed space, and is open. The humidity on the surface of the photoreceptor is different.
[0149]
When shifting from standby to operation in this state, when the humidity is 40% or less, the toner adhesion amount on the developing unit 4Y to the opened photosensitive member surface decreases, and the developing unit to the photosensitive member surface facing the developing unit 4Y and the cleaning unit 6Y. This is different from the toner adhesion amount in 4Y. In particular, in the case of a halftone image, noticeably black belt-like image density unevenness occurs in two places (the photosensitive member surface facing the developing unit 4Y and the cleaning unit 6Y). .
[0150]
Further, when the toner adhesion amount is reversed, white belt-like image density unevenness occurs in two places.
[0151]
In order to prevent this, the humidity during standby is detected by the sensor S, and when the humidity around the photosensitive drum 1Y in the apparatus becomes a low humidity of 40% or less, each of the developing unit 4Y and the cleaning unit 6Y is provided. The photosensitive drum 1Y is rotated during standby so that the humidity of the opposing photosensitive surfaces U1 and U2 is the same as the humidity of the opened photosensitive surface.
[0152]
Accordingly, it is possible to eliminate the humidity difference between the entire circumferential surface of the photoreceptor by exposing the photoreceptor surfaces U1 and U2 of the developing unit 4Y and the cleaning unit 6Y to the same atmospheric humidity as the opened photoreceptor surface. It is possible to prevent the occurrence of white belt-like or black belt-like image density unevenness.
[0153]
The rotation amount of the photosensitive drum 1Y is determined by comparing the width W1 of the developing unit 4Y facing the photoreceptor surface U1 and the width W2 of the cleaning unit 6Y facing the photoreceptor surface U2, at least the circumference of the longer photoreceptor surface. It can be seen that the rotation amount corresponding to the length may be set.
[0154]
Similarly, even when the humidity change width per time during standby of the image forming apparatus is 20% or more (within 8 hours from the previous image output), the photosensitive drum 1Y is rotated, and the humidity on the entire circumference of the photosensitive surface. By eliminating the difference, it is possible to prevent the occurrence of white belt-like or black belt-like image density unevenness.
[0155]
Further, the cleaning blade 6Y1 is always in contact with the photosensitive drum 1Y with a prescribed pressing force for separating the toner remaining after the transfer from the surface of the photosensitive drum 1Y.
[0156]
Conventionally, the photosensitive drum 1Y is rotated at a constant time interval during standby except when the copy is in operation. In the present invention, the specified humidity (humidity of 40% or less and humidity change width per hour) 20 during standby is used. It has been confirmed that the amount of wear at the tip of the cleaning blade 6Y1 in contact with the photosensitive surface of the cleaning blade 6Y1 is reduced and the life is extended.
[0157]
This is specifically shown below.
(Reference example)
In the same apparatus configuration as in Example 1 (see page 15), (b) after 100 continuous prints (printing rate of 5% image), repeated stop operation 1000 times, (b) continuous 100 printings (printing rate of 5% image) ) After that, a series of operations for rotating the photosensitive drum 1Y by 60 degrees is repeated 35 times. (C) After 100 continuous prints (printing rate 5% image), the photosensitive drum 1Y is rotated by 60 degrees. The operation of repeating the series of operations 100 times was performed 1000 times.
[0158]
When the effects of the cleaning blade 6Y1 were compared and checked, the blade tip wear amount was (b) 10 μm, (b) 12 μm, (c) 17 μm, and (b) and (b) had no problem with the cleaning function. However, in (C), toner slip-through was observed from the 700th time.
[0159]
From this, the relationship between the wear of the tip of the cleaning blade 6Y1 that is in contact with the photosensitive drum 1Y is that the tip of the cleaning blade 6Y1 is wound in the rotating direction of the photosensitive drum 1Y as the photosensitive drum 1Y rotates. In order to repeat the operation of returning to the original state when the photosensitive drum 1Y is stopped, the cleaning blade 6Y1 is swung (the part indicated by the arrow b in FIG. 5B). The contact state of the cleaning blade 6Y1 indicates that the edge of the tip of the cleaning blade 6Y1 is damaged or the wear of the tip of the cleaning blade 6Y1 increases.
[0160]
In addition, (b) is assumed to be 1/3 of the environment where the humidity is 30% or less at high temperature and high pressure, normal temperature and normal pressure, and low temperature and low pressure as the installation environment. Carried out in a state.
[0161]
Under the above experimental conditions, in general, a copying machine has a replacement life of a photosensitive drum and a cleaning blade of 100,000 prints, and is operated for about 200 days as 500 print processes per day.
[0162]
As a copying machine having an average processing capacity, the actual operation (printing) per day is 10 minutes at 50 prints / minute, and the remaining 470 minutes out of 8 hours per day is the standby time.
[0163]
If the waiting time interval is 5 minutes and the photosensitive member has a diameter of 60 mm and is rotated 60 degrees per rotation, the photosensitive drum will be rotated 564 times a day and approximately 110,000 rotations in 200 days, and the cleaning blade wears out. It can be seen that the effects on the environment cannot be ignored.
[0164]
【The invention's effect】
While waiting for image formation of the image forming apparatus, the photosensitive drum is rotated in accordance with the humidity change of the atmosphere around the photosensitive drum, thereby eliminating the non-uniformity of the humidity on the surface of the photosensitive drum. It is possible to prevent the occurrence of image density unevenness in the white belt shape or the black belt shape due to the sensitivity change.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an image forming apparatus.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a set of image forming units constituting the image forming apparatus.
FIG. 3 is a block diagram illustrating control of rotation of a photosensitive drum.
FIG. 4 is a flowchart for controlling rotation of a photosensitive drum.
FIG. 5 is a schematic view showing a contact state of a cleaning blade to a photosensitive drum.
[Explanation of symbols]
1Y Photosensitive drum (Y)
2Y Charging part (Y)
3Y exposure part (Y)
4Y Development part (Y)
4Y7 shielding sheet
4Y8 Development unit frame
4Y9 Lower frame
6Y Cleaning section (Y)
6Y1 Cleaning blade (Y)
6Y5 shielding sheet
6Y8 Cleaning unit storage container
10Y Image forming unit (Y)
100 control unit
S sensor

Claims (5)

少なくとも像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像担持体上に静電潜像を形成する像露光手段と、該静電潜像に帯電したトナーを供給し顕像化する現像手段と、該顕像化した前記像担持体上のトナー像を転写材上に転写する転写手段と、転写後に前記像担持体上に残留したトナーを除去するクリーニング手段と、制御手段と、像担持体周囲の雰囲気の湿度を検知する検知手段とを有し、
前記現像手段は、現像部収納容器と前記像担持体に対向した開口面とトナー飛散防止部材とで密閉された閉空間を、
前記クリーニング手段は、クリーニング部収納容器と前記像担持体に対向した開口面と前記像担持体表面に当接したクリーニングブレードとトナー飛散防止部材とで密閉された閉空間を、それぞれ構成しており、
前記制御手段は前記像担持体が画像形成を待機している時に、前記検知手段が検知した湿度に応じて前記像担持体を、クリーニング部の前記閉空間を構成する前記像担持体に対向した前記開口面の間隙の幅と、現像部の前記閉空間を構成する前記像担持体に対向した前記開口面の間隙の幅との広い方に相当するで回動させるよう制御することを特徴とする画像形成装置。
At least an image carrier, a charging unit for charging the image carrier, an image exposure unit for forming an electrostatic latent image on the charged image carrier, and a toner charged to the electrostatic latent image are supplied and developed. A developing unit that forms an image; a transfer unit that transfers the toner image on the image carrier that has been visualized onto a transfer material; a cleaning unit that removes toner remaining on the image carrier after the transfer; and a control Means and detecting means for detecting the humidity of the atmosphere around the image carrier,
The developing means has a closed space sealed by a developing unit storage container, an opening surface facing the image carrier and a toner scattering prevention member,
The cleaning means includes a closed space sealed by a cleaning unit storage container, an opening surface facing the image carrier, a cleaning blade in contact with the image carrier surface, and a toner scattering prevention member, respectively. ,
The control means opposes the image carrier to the image carrier constituting the closed space of the cleaning unit according to the humidity detected by the detection means when the image carrier is waiting for image formation. Control is performed so that the opening is rotated by a width corresponding to the wider one of the width of the opening surface and the width of the opening surface facing the image carrier that forms the closed space of the developing unit. An image forming apparatus.
前記検知手段が検知した湿度が40%以下である時に、前記制御手段は前記像担持体を回動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。 2. The image forming apparatus according to claim 1 , wherein when the humidity detected by the detection unit is 40% or less, the control unit rotates the image carrier . 少なくとも像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像担持体上に静電潜像を形成する像露光手段と、該静電潜像に帯電したトナーを供給し顕像化する現像手段と、該顕像化した前記像担持体上のトナー像を転写材上に転写する転写手段と、転写後に前記像担持体上に残留したトナーを除去するクリーニング手段と、制御手段と、像担持体周囲の雰囲気の湿度を検知する検知手段とを有し、At least an image carrier, a charging unit for charging the image carrier, an image exposure unit for forming an electrostatic latent image on the charged image carrier, and a toner charged to the electrostatic latent image are supplied and developed. A developing unit that forms an image; a transfer unit that transfers the toner image on the image carrier that has been visualized onto a transfer material; a cleaning unit that removes toner remaining on the image carrier after the transfer; and a control Means and detecting means for detecting the humidity of the atmosphere around the image carrier,
前記現像手段は、現像部収納容器と前記像担持体に対向した開口面とトナー飛散防止部材とで密閉された閉空間を、The developing means has a closed space sealed by a developing unit storage container, an opening surface facing the image carrier and a toner scattering prevention member,
前記クリーニング手段は、クリーニング部収納容器と前記像担持体に対向した開口面と前記像担持体表面に当接したクリーニングブレードとトナー飛散防止部材とで密閉された閉空間を、それぞれ構成しており、The cleaning means includes a closed space sealed by a cleaning unit storage container, an opening surface facing the image carrier, a cleaning blade in contact with the image carrier surface, and a toner scattering prevention member, respectively. ,
前記制御手段は前記像担持体が画像形成を待機している時に、前記検知手段が検知した時間当たりの湿度変化に応じて前記像担持体を、クリーニング部の前記閉空間を構成する前記像担持体に対向した前記開口面の間隙の幅と、現像部の前記閉空間を構成する前記像担持体に対向した前記開口面の間隙の幅との広い方に相当する幅で回動させるように制御することを特徴とする画像形成装置。When the image carrier is waiting for image formation, the control unit causes the image carrier to form the closed space of the cleaning unit according to a change in humidity per unit time detected by the detection unit. And a width corresponding to the wider of the width of the gap of the opening surface facing the body and the width of the gap of the opening surface facing the image carrier constituting the closed space of the developing unit. An image forming apparatus that controls the image forming apparatus.
前記像担持体周囲の雰囲気における前記時間あたりの湿度変化が前回の画像形成から8時間以内において20%以上である時に、前記像担持体を回動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。4. The image carrier is rotated when the humidity change per hour in the atmosphere around the image carrier is 20% or more within 8 hours from the previous image formation. Image forming apparatus. カラー画像形成装置であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is a color image forming apparatus.
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