JP5321261B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

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

従来より、像保持体上にトナー像を形成し、そのトナー像を記録媒体上に転写し定着させる画像形成装置が知られている。このような画像形成装置には、トナー像の転写後に像保持体上に残っている付着物を除去するクリーニングブレードを備えたものが存在する。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an image forming apparatus that forms a toner image on an image holding member, transfers the toner image onto a recording medium, and fixes the toner image. Some of these image forming apparatuses include a cleaning blade that removes deposits remaining on the image carrier after the toner image is transferred.

特許文献1には、クリーニングブレードと像保持体との双方に導電層を設け、クリーニングブレードがめくれ上がるとこれら導電層が接触することで、クリーニングブレードのめくれを検出する技術が提案されている。   Patent Document 1 proposes a technique for providing a conductive layer on both the cleaning blade and the image carrier, and detecting the turning of the cleaning blade by contacting the conductive layer when the cleaning blade is turned up.

また、特許文献2には、クリーニングブレードが像保持体に接触している状態で、光弾性法により、そのクリーニングブレードにかかる内部歪みを動的に観察する技術が提案されている。   Patent Document 2 proposes a technique for dynamically observing internal strain applied to the cleaning blade by a photoelastic method in a state where the cleaning blade is in contact with the image carrier.

さらに、特許文献3には、クリーニングブレードに貼り付けられた磁性体をソレノイドコイルにより引き付けることで、そのクリーニングブレードの歪みを補正する技術が提案されている。   Further, Patent Document 3 proposes a technique for correcting the distortion of the cleaning blade by attracting a magnetic body attached to the cleaning blade with a solenoid coil.

特開平06−067583号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-067583 特開2003−005580号公報JP 2003-005580 A 特開2003−005597号公報JP 2003-005597 A

本発明は、像保持体の表面からの像転写が安定した画像形成装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an image forming apparatus in which image transfer from the surface of an image carrier is stable.

請求項1に係る画像形成装置は、
表面に像が形成されて該像を保持する像保持体;
トナーを保持した、該トナーを用いて上記像保持体の表面にトナー像を形成する像形成部;
上記像保持体表面に形成されたトナー像を被転写体上に転写する転写部;
上記像保持体表面に接触して該表面から付着物を除去する清掃部材;
上記清掃部材の歪みを測る測定部;および
上記測定部による測定結果に応じて、上記像形成部が保有しているトナーの少なくとも一部を新たなトナーと入れ替えるトナー入替部;
を備えたことを特徴とする。
An image forming apparatus according to claim 1 is provided.
An image carrier that forms an image on the surface and holds the image;
An image forming unit that holds toner and forms a toner image on the surface of the image carrier using the toner;
A transfer portion for transferring the toner image formed on the surface of the image carrier onto the transfer target;
A cleaning member that contacts the surface of the image carrier and removes deposits from the surface;
A measuring unit that measures distortion of the cleaning member; and a toner replacement unit that replaces at least a part of the toner held by the image forming unit with new toner according to a measurement result by the measuring unit;
It is provided with.

請求項2に係る画像形成装置は、
上記像形成部が上記トナー像の形成で保有トナーを消費した場合に該像形成部にトナーを供給するトナー供給部を備え、
上記トナー入替部は、上記測定部による測定結果に応じて上記像形成部にトナー像を形成させて保有トナーを消費させるものであることを特徴とする。
An image forming apparatus according to claim 2
A toner supply unit for supplying toner to the image forming unit when the image forming unit consumes retained toner in forming the toner image;
The toner replacement unit is configured to cause the image forming unit to form a toner image in accordance with a measurement result by the measurement unit and to consume the retained toner.

請求項3に係る画像形成装置は、
上記像形成部が、上記像保持体の表面に静電的な潜像を形成し、該潜像に帯電トナーを付着させることにより該像保持体の表面にトナー像を形成するものであることを特徴とする。
An image forming apparatus according to claim 3
The image forming unit forms an electrostatic latent image on the surface of the image holding member, and forms a toner image on the surface of the image holding member by attaching charged toner to the latent image. It is characterized by.

請求項4に係る画像形成装置は、
上記像形成部が、上記像保持体の表面に静電的な潜像を形成し、トナーと、該トナーよりも小体積平均粒径の粒子とを含む現像剤中のトナーを該潜像に付着させることにより該像保持体の表面にトナー像を形成するものであることを特徴とする。
An image forming apparatus according to claim 4
The image forming unit forms an electrostatic latent image on the surface of the image carrier, and the toner in the developer containing toner and particles having a smaller volume average particle diameter than the toner is formed on the latent image. A toner image is formed on the surface of the image holding member by adhering.

請求項5に係る画像形成装置は、
上記粒子の体積平均粒径100〜800nmであることを特徴とする。
An image forming apparatus according to claim 5
The volume average particle diameter of the particles is 100 to 800 nm.

請求項6に係る画像形成装置は、
上記清掃部材が、上記像保持体表面に接触して該表面から付着物を除去する部材本体と、該部材本体に接触して該部材本体の歪みに応じた信号を出力するセンサ部とを備えたものであり、
上記測定部が、上記センサ部の出力信号を用いて上記清掃部材の歪みを測るものであることを特徴とする。
An image forming apparatus according to claim 6
The cleaning member includes a member main body that comes into contact with the surface of the image carrier and removes deposits from the surface, and a sensor unit that contacts the member main body and outputs a signal corresponding to distortion of the member main body. And
The measurement unit measures distortion of the cleaning member using an output signal of the sensor unit.

請求項7に係る画像形成装置は、
上記清掃部材が、上記部材本体と、該部材本体が上記像保持体表面に接触する箇所を避けた箇所に付けられた金属膜からなるセンサ部とを有するものであり、
上記測定部が、上記金属膜の抵抗を表した上記センサ部の出力信号を用いて上記清掃部材の歪みを測るものであることを特徴とする。
An image forming apparatus according to claim 7 is provided.
The cleaning member includes the member main body, and a sensor unit made of a metal film attached to a location that avoids a location where the member main body contacts the surface of the image carrier.
The measurement unit measures distortion of the cleaning member using an output signal of the sensor unit representing the resistance of the metal film.

請求項8に係る画像形成装置は、
上記清掃部材が、上記部材本体と、該部材本体が上記像保持体表面に接触する箇所を避けた箇所に蒸着された金属膜からなるセンサ部とを有するものであり、
上記測定部が、上記金属膜の抵抗を表した上記センサ部の出力信号を用いて上記清掃部材の歪みを測るものであることを特徴とする。
An image forming apparatus according to claim 8 is provided.
The cleaning member includes the member main body, and a sensor unit made of a metal film deposited in a place avoiding a place where the member main body contacts the surface of the image carrier.
The measurement unit measures distortion of the cleaning member using an output signal of the sensor unit representing the resistance of the metal film.

請求項1に係る画像形成装置によれば、トナー入替部を有さない場合に比べ像保持体の表面からの像転写が安定する。   According to the image forming apparatus of the first aspect, the image transfer from the surface of the image carrier is more stable than in the case where the toner replacement unit is not provided.

請求項2に係る画像形成装置によれば、本構成を有さない場合に比べ、単純な制御でトナーを入れ替えることができる。   According to the image forming apparatus of the second aspect, it is possible to replace the toner with simple control as compared with the case where this configuration is not provided.

請求項3に係る画像形成装置によれば、電子写真方式であっても像転写が安定する。   According to the image forming apparatus of the third aspect, the image transfer is stable even in the electrophotographic system.

請求項4に係る画像形成装置によれば、像転写性が安定的に向上する。   According to the image forming apparatus of the fourth aspect, the image transferability is stably improved.

請求項5に係る画像形成装置によれば、本構成を有さない場合に比べ、より像転写性が安定的に向上する。   According to the image forming apparatus of the fifth aspect, the image transferability is more stably improved as compared with the case where the present configuration is not provided.

請求項6に係る画像形成装置によれば、単純な構成で像転写性の低下を検知できる。   According to the image forming apparatus of the sixth aspect, it is possible to detect a decrease in image transferability with a simple configuration.

請求項7に係る画像形成装置によれば、センサ部が部材本体に付いていても部材本体の変形を妨げない。   According to the image forming apparatus of the seventh aspect, even if the sensor unit is attached to the member main body, the deformation of the member main body is not hindered.

請求項8に係る画像形成装置によれば、蒸着された金属膜でないセンサ部を有する場合と比べて部材本体に対するセンサ部の追随性が高い。   According to the image forming apparatus of the eighth aspect, the followability of the sensor unit with respect to the member main body is higher than the case where the sensor unit is not a deposited metal film.

プリンタの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a printer. 図1に示す現像器のレーザー露光器側からの透視図である。FIG. 2 is a perspective view from the laser exposure device side of the developing device shown in FIG. 1. 感光体ロール表面に接触したクリーニングブレード先端の拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of a cleaning blade tip in contact with the surface of a photoreceptor roll. 回転する感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分の堆積物が外添剤で占められている様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the deposit of the contact part of the photoreceptor roll surface which rotates and the cleaning blade front-end | tip is occupied with the external additive. 本実施形態におけるクリーニングブレードの外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the cleaning blade in this embodiment. 歪みゲージの詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of a strain gauge. 歪みゲージの抵抗値の変化を示すグラフ図である。It is a graph which shows the change of the resistance value of a strain gauge. 図1にも示される制御部の内部ブロック図である。It is an internal block diagram of the control part also shown by FIG. 図8に示されるホイートストンブリッジ回路の詳細構成図である。It is a detailed block diagram of the Wheatstone bridge circuit shown in FIG. クリーニングブレードの表裏面にそれぞれ配備された歪みゲージの抵抗値の変化を示すグラフ図である。It is a graph which shows the change of the resistance value of the strain gauge each arrange | positioned at the front and back of a cleaning blade.

以下、本発明の画像形成装置の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the image forming apparatus of the present invention will be described.

図1は、プリンタの概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a printer.

図1に示すプリンタ1は、感光体ロール10と、この感光体ロール10の表面に電荷を付与する帯電ロール11と、外部から送信されてきた画像信号に基づいたレーザ露光光を生成し感光体ロール10に向けて照射するレーザー露光器12と、トナーを含む現像剤を収容する現像器13と、矢印B方向に循環移動する中間転写ベルト17と、この中間転写ベルト17が懸架された懸架ロール18と、中間転写ベルト17の表面の清掃を行うベルトクリーナ16と、感光体ロール10の表面に保持されたトナー像を中間転写ベルト17上に転写する一次転写ロール14と、中間転写ベルト上に転写されたトナー像を、矢印C方向に搬送されてきた記録用紙Pに二次転写する二次転写ロール19と、記録用紙Pに転写されたトナー像を加熱および加圧することで記録用紙上にトナー像を定着させる定着器15と、感光体ロール10の表面をクリーニングするクリーニング装置20と、外部から送信されてきた画像データを受信し加工してレーザー露光器12に送信する制御部100とを有している。このプリンタ1が、本発明の画像形成装置の一実施形態である。   The printer 1 shown in FIG. 1 generates a photoconductor roll 10, a charging roll 11 for applying a charge to the surface of the photoconductor roll 10, and laser exposure light based on an image signal transmitted from the outside. A laser exposure device 12 that irradiates the roll 10, a developing device 13 that contains a developer containing toner, an intermediate transfer belt 17 that circulates in the direction of arrow B, and a suspension roll on which the intermediate transfer belt 17 is suspended. 18, a belt cleaner 16 that cleans the surface of the intermediate transfer belt 17, a primary transfer roll 14 that transfers the toner image held on the surface of the photoreceptor roll 10 onto the intermediate transfer belt 17, and an intermediate transfer belt A secondary transfer roll 19 for secondarily transferring the transferred toner image onto the recording paper P conveyed in the direction of arrow C, and heating and heating the toner image transferred onto the recording paper P The fixing device 15 that fixes the toner image on the recording paper by pressing, the cleaning device 20 that cleans the surface of the photoreceptor roll 10, and the image data transmitted from the outside is received and processed to the laser exposure device 12. And a control unit 100 for transmission. The printer 1 is an embodiment of the image forming apparatus of the present invention.

現像器13は、感光体ロール10に対向して回転しながら、現像剤を感光体ロール10との間の領域に搬送する現像ロール131と、現像器13の内部にトナーを供給するトナー供給部130とを有している。現像器13に収容されている現像剤には、トナーの他に磁性キャリアと外添剤が含まれている。磁性キャリアは、トナーとの摩擦によりトナーを摩擦帯電させる電荷付与粒子であり磁性粒子でもある。また外添剤は、離型機能を有する無機粒子である。ここでは、外添剤の一例としてシリカが採用されている。外添剤の体積平均粒径は、100〜800nm、より好ましくは100〜200nmの物が用いられる。体積平均粒径は、レーザー回析式粒度分布測定装置(LA−700:堀場製作所製)を用いて測定した。測定法としては界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液50ml中に測定試料を2g加え、超音波分散機(1000Hz)にて2分分散して、試料を作製し、得られたチャンネルごとの体積平均粒径を、体積平均粒径の小さい方から累積し、累積50%になったところを体積平均粒径とした。外添剤の材質は無機物、好ましくはシリカ、より好ましくは非晶性シリカが用いられる。外添剤はシランカップリング剤やシリコンオイル処理などの公知の方法によって表面処理されていても良い。   The developing device 13 rotates while facing the photoconductor roll 10 and conveys the developer to an area between the photoconductor roll 10 and a toner supply unit that supplies toner to the inside of the developing device 13. 130. The developer accommodated in the developing device 13 includes a magnetic carrier and an external additive in addition to the toner. The magnetic carrier is a charge imparting particle that frictionally charges the toner by friction with the toner, and is also a magnetic particle. The external additive is inorganic particles having a releasing function. Here, silica is employed as an example of the external additive. The external additive has a volume average particle diameter of 100 to 800 nm, more preferably 100 to 200 nm. The volume average particle size was measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer (LA-700: manufactured by Horiba, Ltd.). As a measurement method, 2 g of a measurement sample was added to 50 ml of a surfactant, preferably a 5% aqueous solution of sodium alkylbenzenesulfonate, and dispersed for 2 minutes using an ultrasonic disperser (1000 Hz) to prepare a sample. The volume average particle diameter for each channel is accumulated from the smaller volume average particle diameter, and the volume average particle diameter is determined when the accumulation reaches 50%. The material of the external additive is an inorganic material, preferably silica, more preferably amorphous silica. The external additive may be surface-treated by a known method such as silane coupling agent or silicon oil treatment.

図2は、図1に示す現像器のレーザー露光器側からの透視図である。   FIG. 2 is a perspective view of the developing device shown in FIG. 1 from the laser exposure device side.

図2には、現像ロール131と、現像剤を収容する現像剤収容槽132と、現像剤を撹拌して搬送するための撹拌搬送部材133とを備えた現像器13が示されている。   FIG. 2 shows the developing device 13 including a developing roll 131, a developer containing tank 132 for containing the developer, and a stirring and conveying member 133 for stirring and conveying the developer.

現像剤収容槽132は、内部が、現像ロール131に並行して延びた壁1321によって、現像ロール131と隣り合った第1収容室132aとこの第1収容室132aと隣り合った第2収容室132bとに分けられている。これら第1収容室132aおよび第2収容室132bそれぞれには、撹拌搬送部材133が1つずつ配備されており、これら撹拌搬送部材133は、具体的には、螺旋状のフィンが棒の周囲に備えられた構造を有している。第1収容室132aおよび第2収容室132bそれぞれに配備された撹拌搬送部材133が互いに逆向きに回転することで、現像剤収容槽132に収容されている現像剤は撹拌されながら壁1321の周囲を反時計回りに循環する。現像剤収容槽132の内部では、撹拌搬送部材133によってトナーと磁性キャリアとが撹拌されることでトナーがマイナス帯電し、磁性キャリアはプラス帯電する。このため、マイナス帯電したトナーは磁性キャリアに静電的に付着する。   The developer storage tank 132 has a first storage chamber 132a adjacent to the development roller 131 and a second storage chamber adjacent to the first storage chamber 132a by a wall 1321 extending in parallel with the development roller 131. 132b. In each of the first storage chamber 132a and the second storage chamber 132b, one agitation transport member 133 is provided. Specifically, the agitation transport member 133 has a spiral fin around the rod. It has a provided structure. As the agitating and conveying member 133 provided in each of the first storage chamber 132a and the second storage chamber 132b rotates in the opposite directions, the developer stored in the developer storage tank 132 is stirred around the wall 1321. Cycle counterclockwise. Inside the developer storage tank 132, the toner and the magnetic carrier are agitated by the agitating / conveying member 133, so that the toner is negatively charged and the magnetic carrier is positively charged. For this reason, the negatively charged toner adheres electrostatically to the magnetic carrier.

また、現像器13は、現像剤収容槽132に収容される現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ134と、トナー濃度センサ134により検出されたトナー濃度が低下するとトナー供給部130に対してトナーの供給指示を出す濃度制御部135とを有している。図2には、トナー供給部130がトナーを現像剤収容槽132に供給するための供給口132cが示されている。これらトナー濃度センサ134、トナー供給部130、および濃度制御部135を併せたものが本発明にいうトナー供給部の一例に相当する。また、感光体ロール10が、本発明にいう像保持体の一例に相当し、帯電ロール11、レーザー露光器12、および現像器13を併せたものが、本発明にいう像形成部の一例に相当する。また、一次転写ロール14が本発明にいう転写部の一例に相当し、中間転写ベルト17が本発明にいう被転写体の一例に相当する。尚、このプリンタ1は単色画像専用機であるが、本発明はカラー画像機に適用されてもよい。   In addition, the developing device 13 includes a toner concentration sensor 134 that detects the toner concentration in the developer stored in the developer storage tank 132, and the toner supply unit 130 when the toner concentration detected by the toner concentration sensor 134 decreases. And a density control unit 135 that issues a toner supply instruction. FIG. 2 shows a supply port 132 c through which the toner supply unit 130 supplies toner to the developer storage tank 132. A combination of the toner density sensor 134, the toner supply unit 130, and the density control unit 135 corresponds to an example of the toner supply unit according to the present invention. The photoreceptor roll 10 corresponds to an example of the image carrier according to the present invention, and the combination of the charging roll 11, the laser exposure device 12, and the developing device 13 is an example of the image forming unit according to the present invention. Equivalent to. Further, the primary transfer roll 14 corresponds to an example of a transfer portion according to the present invention, and the intermediate transfer belt 17 corresponds to an example of a transfer target according to the present invention. Although the printer 1 is a monochromatic image dedicated machine, the present invention may be applied to a color image machine.

このプリンタ1における画像形成動作の流れを簡単に説明する。   The flow of the image forming operation in the printer 1 will be briefly described.

図1に示すプリンタ1では、矢印A方向に回転する感光体ロール10の表面に帯電ロール11により電荷が付与され、電荷が付与された感光体ロール10の表面に、外部から送信されてきた画像信号に基づいたレーザー露光光がレーザー露光器12から照射されることでこの表面には静電的な潜像が形成される。現像器13に収容されている現像剤は現像ロール131の表面に供給され、現像ロール131と感光体ロール10との間の領域に運ばれ、運ばれた現像剤中のトナーにより、感光体ロール10の表面の静電的な潜像が現像される。このトナー現像により得られたトナー像が、一次転写ロール14により中間転写ベルト17に転写される。中間転写ベルト上のトナー像は、二次転写ロール19により記録用紙上に転写され、その後、トナー像を加熱および加圧する定着器15により記録用紙上のトナー像が溶融されて記録用紙上に定着される。感光体ロール10の、トナー像の転写を終えた部分に付着した付着物は、矢印Aの向きの回転おける一次転写ロール14よりも下流側で帯電ロール11よりも上流側、かつ感光体ロール10の回転中心に沿った全幅にわたって先端が接触したクリーニングブレード21の掻き取りにより除去される。除去された付着物は付着物収容箱22に収容される。   In the printer 1 shown in FIG. 1, an electric charge is applied to the surface of the photoreceptor roll 10 rotating in the direction of arrow A by the charging roll 11, and the image transmitted from the outside to the surface of the photoreceptor roll 10 to which the charge is applied. The laser exposure light based on the signal is irradiated from the laser exposure device 12, whereby an electrostatic latent image is formed on the surface. The developer accommodated in the developing device 13 is supplied to the surface of the developing roll 131 and is carried to a region between the developing roll 131 and the photoreceptor roll 10, and the photoreceptor roll is transported by the toner in the carried developer. An electrostatic latent image of 10 surfaces is developed. The toner image obtained by this toner development is transferred to the intermediate transfer belt 17 by the primary transfer roll 14. The toner image on the intermediate transfer belt is transferred onto the recording paper by the secondary transfer roll 19, and then the toner image on the recording paper is melted and fixed on the recording paper by the fixing device 15 that heats and pressurizes the toner image. Is done. The adhering matter adhering to the portion of the photoreceptor roll 10 after the transfer of the toner image is downstream of the primary transfer roll 14 in the rotation in the direction of arrow A and upstream of the charging roll 11 and the photoreceptor roll 10. Is removed by scraping the cleaning blade 21 whose tip is in contact with the entire width along the rotation center. The removed deposit is stored in the deposit storage box 22.

ここで、被クリーニング体である感光体ロール10の表面に対するクリーニングブレード21によるクリーニングは、感光体ロール10の表面に接触したクリーニングブレード21とこの感光体ロール10の表面との間で「スティックスリップ現象」と呼ばれる現象が引き起こされることでなされている。   Here, the cleaning by the cleaning blade 21 on the surface of the photoreceptor roll 10 that is the object to be cleaned is a “stick-slip phenomenon” between the cleaning blade 21 in contact with the surface of the photoreceptor roll 10 and the surface of the photoreceptor roll 10. It is done by causing a phenomenon called "

このスティックスリップ現象は、「スティック状態」と「スリップ状態」とを繰り返す現象で、「スティック状態」とは、回転する感光体ロール表面に先端が接触したクリーニングブレードによって感光体ロール表面のトナーやシリカなどの外添剤からなる付着物が除去され、これら除去された付着物が感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分に堆積するにつれてクリーニングブレード先端を巻き込もうとする力が次第に強くなり、これに伴いクリーニングブレードに発生する応力も次第に大きくなっていく状態をいう。また、「スリップ状態」とは、感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分に堆積した付着物がある程度以上の量になると、この堆積した付着物がクリーニングブレードによって崩され、クリーニングブレード先端を巻き込もうとする力が急減した状態をいう。感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分では、クリーニングブレードが感光体ロール表面から除去した付着物の堆積(「スティック状態」)と崩壊(「スリップ状態」)が繰り返されることで発生するクリーニングブレード先端の挙動によってクリーニングが行われる。   This stick-slip phenomenon is a phenomenon in which the “stick state” and the “slip state” are repeated. The “stick state” is a toner or silica on the surface of the photoreceptor roll by a cleaning blade whose tip contacts the surface of the rotating photoreceptor roll. The deposits made of external additives such as the above are removed, and as the removed deposits accumulate on the contact portion between the surface of the photoconductor roll and the tip of the cleaning blade, the force for entraining the tip of the cleaning blade gradually increases. As a result, the stress generated in the cleaning blade gradually increases. In addition, the “slip state” means that when the amount of deposits deposited on the contact portion between the photosensitive roll surface and the tip of the cleaning blade exceeds a certain level, the deposited deposit is broken by the cleaning blade, and the tip of the cleaning blade is A state in which the force of entrainment suddenly decreases. At the contact portion between the surface of the photoreceptor roll and the tip of the cleaning blade, cleaning that occurs due to repeated deposition (“stick state”) and collapse (“slip state”) of the deposit removed by the cleaning blade from the surface of the photoreceptor roll Cleaning is performed by the behavior of the blade tip.

図3は、感光体ロール表面に接触したクリーニングブレード先端の拡大図である。   FIG. 3 is an enlarged view of the tip of the cleaning blade in contact with the surface of the photoreceptor roll.

図3には、矢印の向きに回転する感光体ロールにクリーニングブレード先端が接触していることで感光体ロールから除去された付着物が堆積した堆積物中に外添剤200とトナー300とが混在している様子が示されている。回転する感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分に、図3に示されるようにトナーや外添剤が混在した堆積物が堆積することでスティック状態が生じてクリーニングブレードが歪む。この様にクリーニングブレードを歪ませた応力は、感光体ロール上の付着物を取り除く力となるのでクリーニングブレード先端にはさらに外添剤200とトナー300が堆積してやがてスリップ状態となる。つまり、感光体ロール上に外添剤200とトナー300が混在していることでスティックスリップ現象が生じることとなる。   In FIG. 3, the external additive 200 and the toner 300 are deposited in the deposit in which deposits removed from the photoreceptor roll are deposited due to the tip of the cleaning blade being in contact with the photoreceptor roll rotating in the direction of the arrow. It shows a mix. As shown in FIG. 3, deposits mixed with toner and external additives are deposited on the contact portion between the surface of the rotating photoconductor roll and the tip of the cleaning blade, causing a stick state and distorting the cleaning blade. The stress that distorts the cleaning blade in this way becomes a force for removing the deposits on the photoreceptor roll, so that the external additive 200 and the toner 300 are further deposited on the tip of the cleaning blade, and the slip state is eventually reached. That is, the stick-slip phenomenon occurs due to the mixture of the external additive 200 and the toner 300 on the photoreceptor roll.

しかしながら、感光体ロール表面の付着物におけるトナーの占める割合が低下するとクリーニングブレード先端の堆積物におけるトナーの割合も低下して、上述のスティックスリップ現象が発生し難くなる。   However, when the proportion of toner in the deposits on the surface of the photoreceptor roll decreases, the proportion of toner in the deposit on the tip of the cleaning blade also decreases, and the above-described stick-slip phenomenon becomes difficult to occur.

図4は、回転する感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分の堆積物が外添剤で占められている様子を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing a state where deposits at the contact portion between the surface of the rotating photoconductor roll and the tip of the cleaning blade are occupied by the external additive.

図4には、回転中の感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との接触部分の堆積物が外添剤200で占められトナーの占める割合が低下したことで、クリーニングブレードの歪み量が図3に示されるよりも少なくなっている様子が示されている。これは、堆積物中におけるトナーの占める割合が低いと堆積物の粘性も低くなり、クリーニングブレード先端を巻き込もうとする作用の源である感光体ロール表面とクリーニングブレード先端との間の摩擦力の確保が困難になるためと考えられる。   4 shows that the deposit on the contact portion between the rotating photoreceptor roll surface and the tip of the cleaning blade is occupied by the external additive 200 and the proportion of the toner is reduced, so that the distortion amount of the cleaning blade is shown in FIG. It is shown that it is less than shown. This is because, when the proportion of toner in the deposit is low, the viscosity of the deposit is also low, and the frictional force between the surface of the photoreceptor roll and the tip of the cleaning blade, which is the source of the action of entraining the tip of the cleaning blade. This is considered to be difficult to secure.

ところで、低温でも定着が可能な低温定着用トナーのように比較的粘着性の高いトナーを使用する画像形成装置では、感光体ロール表面に形成されたトナー像の転写性を確保するために、離型性を有するシリカなど無機粒子が外添剤として混入された現像剤を使用している場合がある。この様な現像剤を使用する画像形成装置では、低画像密度の画像形成が長く続いた後の高画像密度の画像形成時に、感光体ロール表面に形成したトナー像の中間転写体や記録用紙への転写性が低下して所望の画像濃度が得られにくくなる現象が見られる。これは、本来であればトナー表面に付着して、トナーと感光体ロール表面との直接接触を妨げる離型作用を発揮する外添剤が、付着先のトナーが現像器内で長時間キャリアと共に撹拌されたことでトナーに埋没してしまい、離型作用を果たすことができなくなったためである。特に高温高湿下(温度28℃、湿度85%)においては、スペーサー効果が低下したトナーは液架橋力や鏡面付着力が増大し、感光体から中間転写ベルトや中間転写ベルトから紙への転写効率が低下して、充分な画像濃度を得られず、画像欠陥が発生しやすい。   By the way, in an image forming apparatus using a toner having a relatively high adhesiveness such as a low-temperature fixing toner that can be fixed even at a low temperature, in order to ensure transferability of the toner image formed on the surface of the photoreceptor roll, the separation is performed. In some cases, a developer in which inorganic particles such as silica having a mold property are mixed as an external additive is used. In an image forming apparatus using such a developer, a toner image formed on the surface of a photoconductor roll is formed on an intermediate transfer member or a recording sheet when a high image density image is formed after a long low-density image formation. There is a phenomenon that the transferability of the toner is lowered and it becomes difficult to obtain a desired image density. This is because an external additive that normally adheres to the toner surface and exerts a releasing action that prevents direct contact between the toner and the surface of the photoreceptor roll, the toner on the destination adheres with the carrier for a long time in the developing device. This is because the toner is buried in the toner as a result of the agitation, and the releasing function cannot be achieved. In particular, under high temperature and high humidity (temperature 28 ° C., humidity 85%), the toner having a reduced spacer effect has increased liquid cross-linking force and specular adhesion, and transfer from the photoreceptor to the intermediate transfer belt or from the intermediate transfer belt to the paper. The efficiency is lowered, a sufficient image density cannot be obtained, and image defects are likely to occur.

したがって、トナー像の転写性の低下を抑制するには、現像器に収容されているトナーの入替えを行う必要がある。   Therefore, in order to suppress a decrease in toner image transferability, it is necessary to replace the toner contained in the developing device.

感光体ロール10の表面に形成した所定濃度のトナーパッチを感光体ロール10の表面から除去した後のクリーニングブレード21の歪みが前回よりも大きくなった場合には、クリーニングブレード21によって除去され堆積した付着物中のトナー割合が増加した、すなわち同じ濃度のトナーパッチを作成しているにも拘わらず転写性の悪化により転写残トナーが増加したことを意味し、この場合には、現像器13に収容されているトナー表面への外添剤の埋没度合が前回に比べて大きくなったことが推定できる。そこで、このプリンタ1では、所定濃度のトナーパッチを使用して推定した埋没度合が所定の基準を超えている場合、すなわち、クリーニングブレード21の歪み度合いがある程度以上に大きい場合には、現像器13のトナーを入れ替えることでトナー像の転写性の低下を抑制している。   When the distortion of the cleaning blade 21 after the toner patch of a predetermined density formed on the surface of the photoconductor roll 10 is removed from the surface of the photoconductor roll 10 becomes larger than the previous time, it is removed and deposited by the cleaning blade 21. This means that the toner ratio in the adhered matter has increased, that is, the transfer residual toner has increased due to the deterioration in transferability even though the toner patch having the same density is produced. It can be estimated that the degree of burying of the external additive in the toner surface accommodated is larger than the previous time. Therefore, in the printer 1, when the degree of burying estimated using the toner patch of a predetermined density exceeds a predetermined reference, that is, when the degree of distortion of the cleaning blade 21 is larger than a certain level, the developing device 13 Replacing the toner of the toner suppresses a decrease in toner image transferability.

以下では、まず、現像器13に収容されているトナーの、トナー表面への外添剤の埋没度合の推定について説明する。   In the following, first, estimation of the degree of burying of the external additive on the toner surface of the toner stored in the developing device 13 will be described.

感光体ロール表面に形成されたトナー像の転写性が低いほど感光体ロールの表面の転写残トナーの量は多くなり、その転写残トナーがクリーニングブレードによって除去されると、ブレード先端部分に堆積する堆積物中のトナーの割合は高くなる。そうなると、前述したように、ブレード先端と感光体ロール表面との間の摩擦力は高くなり、クリーニングブレードの歪みは大きくなる。一方、形成されたトナー像の転写性が高いほど、感光体ロール表面の転写残トナーの量は少なくなり、ブレード先端部分に堆積する堆積物中のトナーの割合は低くなる。そうなると、ブレード先端と感光体ロール表面との間の摩擦力は低くなり、クリーニングブレードの歪みは小さくなる。そこで、本実施形態のプリンタ1では、歪みに応じて抵抗値が変化する歪みゲージ22をクリーニングブレード21に付けておき、通常の画像形成の合間に、一定の濃度のトナーパッチを感光体ロール10の全幅にわたって形成し、通常の画像形成時と同様に一次転写ロール14を動作させてそのトナーパッチを中間転写ベルト17に転写させた後の感光体ロール表面の転写残トナーがブレードの先端部分に堆積した頃を見計らってクリーニングブレード21の歪み具合を検出し、トナー表面への外添剤の埋没度合いを推定している。尚、中間転写ベルト17に転写されたトナーパッチは、記録用紙Pへの転写は行われずにベルトクリーナ16によりクリーニングされる。   The lower the transferability of the toner image formed on the surface of the photoreceptor roll, the greater the amount of residual toner on the surface of the photoreceptor roll. When the residual toner is removed by the cleaning blade, it accumulates on the tip of the blade. The percentage of toner in the deposit is high. As a result, as described above, the frictional force between the blade tip and the surface of the photoreceptor roll increases, and the distortion of the cleaning blade increases. On the other hand, the higher the transferability of the formed toner image, the smaller the amount of residual toner on the surface of the photoreceptor roll, and the lower the proportion of toner in the deposit that accumulates on the blade tip. As a result, the frictional force between the blade tip and the surface of the photoreceptor roll becomes low, and the distortion of the cleaning blade becomes small. Therefore, in the printer 1 of the present embodiment, a strain gauge 22 whose resistance value changes according to the strain is attached to the cleaning blade 21, and a toner patch having a constant density is applied to the photoreceptor roll 10 during normal image formation. The transfer residual toner on the surface of the photoreceptor roll after the toner patch is transferred to the intermediate transfer belt 17 by operating the primary transfer roll 14 in the same manner as in normal image formation is formed at the tip of the blade. The degree of distortion of the cleaning blade 21 is detected at the time when it is deposited, and the degree of burying of the external additive on the toner surface is estimated. The toner patch transferred to the intermediate transfer belt 17 is cleaned by the belt cleaner 16 without being transferred to the recording paper P.

次に、クリーニングブレードの歪み具合の検出方法について説明する。   Next, a method for detecting the degree of distortion of the cleaning blade will be described.

図5は、本実施形態におけるクリーニングブレードの外観斜視図である。   FIG. 5 is an external perspective view of the cleaning blade in the present embodiment.

図5には、図1にも示される歪みゲージ22が、クリーニングブレード21の表面211の中央部分に付されている様子が示されている。この歪みゲージ22が本発明にいうセンサ部の一例に相当し、このクリーニングブレード21が本発明にいう部材本体の一例に相当する。   FIG. 5 shows a state in which the strain gauge 22 shown in FIG. 1 is attached to the central portion of the surface 211 of the cleaning blade 21. The strain gauge 22 corresponds to an example of a sensor unit according to the present invention, and the cleaning blade 21 corresponds to an example of a member main body according to the present invention.

このプリンタ1では、クリーニングブレード21の表面211の中央部分に付けた歪みゲージ22の抵抗値の大きさを表す信号を検出し、ブレード先端における摩擦力の大きさの推定を通じてクリーニングブレード21の歪み具合を推定している。   In this printer 1, a signal indicating the magnitude of the resistance value of the strain gauge 22 attached to the central portion of the surface 211 of the cleaning blade 21 is detected, and the degree of distortion of the cleaning blade 21 is estimated by estimating the magnitude of the frictional force at the blade tip. Is estimated.

以下、クリーニングブレード21に付けた歪みゲージ22の詳細、および、クリーニングブレード21の歪みと歪みゲージ22の抵抗値との関係についてまず説明する。   Hereinafter, the details of the strain gauge 22 attached to the cleaning blade 21 and the relationship between the strain of the cleaning blade 21 and the resistance value of the strain gauge 22 will be described first.

図6は、歪みゲージの詳細を示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing details of the strain gauge.

図6に示される歪みゲージ22は、つづら折り状に繋がった幅の細いパターンからなるゲージパターン部221と、このゲージパターン部221の両端にそれぞれ接続されたゲージタブ部222とからなる金属膜であり、これらゲージパターン部221とゲージタブ部222は、クリーニングブレード21に蒸着で付されている。このため、歪みゲージ22は、クリーニングブレード21の表面211から剥がれ難く、また、クリーニングブレード21の表面211に対する追随性が高い。   The strain gauge 22 shown in FIG. 6 is a metal film composed of a gauge pattern portion 221 made of a narrow pattern connected in a zigzag shape and gauge tab portions 222 connected to both ends of the gauge pattern portion 221, respectively. The gauge pattern portion 221 and the gauge tab portion 222 are attached to the cleaning blade 21 by vapor deposition. For this reason, the strain gauge 22 is difficult to peel off from the surface 211 of the cleaning blade 21 and has high followability to the surface 211 of the cleaning blade 21.

クリーニングブレード21は、図5に示される矢印Aの向きに感光体ロール10が回転すると、先端210側が図6における手前側に隆起するように湾曲するため、ゲージパターン部221はL方向に縮む。これにより、ゲージパターン部221の断面積は大きくなるとともに距離がわずかながら短縮されるため、歪みゲージ22の抵抗値は小さくなる。   When the photosensitive roll 10 rotates in the direction of arrow A shown in FIG. 5, the cleaning blade 21 curves so that the tip 210 side protrudes toward the front side in FIG. 6, so that the gauge pattern portion 221 contracts in the L direction. As a result, the cross-sectional area of the gauge pattern portion 221 is increased and the distance is slightly reduced, so that the resistance value of the strain gauge 22 is reduced.

また、この歪みゲージ22は、クリーニングブレード全体の歪みに大きな影響をあたえる先端210の歪みを妨げないように、クリーニングブレード21の先端210から距離を空けて蒸着されている。   Further, the strain gauge 22 is deposited at a distance from the tip 210 of the cleaning blade 21 so as not to hinder the distortion of the tip 210 that greatly affects the strain of the entire cleaning blade.

ゲージタブ部222は、ゲージリード223の接続でゲージパターン部221の伸び縮みに影響が生じないように、ゲージパターン部221よりも幅の広いパターンからなる。   The gauge tab portion 222 has a pattern wider than the gauge pattern portion 221 so that the connection of the gauge lead 223 does not affect the expansion and contraction of the gauge pattern portion 221.

ゲージパターン部221のゲージ長Lは、0.2mm〜5mmの範囲内であることが好ましい。また、ゲージパターン部221のゲージ幅Wは、0.5mm〜5mmの範囲内であることが好ましい。この範囲より小さいと、高い精度での加工が必要になり、また信号に対するノイズが多くなる。一方、この範囲よりも大きいと、クリーニングブレード21の表面212に占める割合が大きくなるために、クリーニングブレード21の歪みに対する抵抗値の追随性が低下する。尚、ゲージタブ部222は、ゲージリード223によって制御部100と繋がっている。また、金属膜の材料としては、アルミニウム、亜鉛、ニッケル、チタン、バナジウム、クロム、タンタル、鉄、マンガン、シリコン、およびそれらの合金、酸化物、窒化物、ケイ化物からなる群から選択された材料が挙げられる。   The gauge length L of the gauge pattern portion 221 is preferably in the range of 0.2 mm to 5 mm. Moreover, it is preferable that the gauge width W of the gauge pattern part 221 exists in the range of 0.5 mm-5 mm. If it is smaller than this range, processing with high accuracy is required, and noise to the signal increases. On the other hand, if the ratio is larger than this range, the ratio of the cleaning blade 21 to the surface 212 increases, so that the followability of the resistance value against the distortion of the cleaning blade 21 decreases. The gauge tab portion 222 is connected to the control unit 100 by a gauge lead 223. The material of the metal film is selected from the group consisting of aluminum, zinc, nickel, titanium, vanadium, chromium, tantalum, iron, manganese, silicon, and alloys, oxides, nitrides, and silicides thereof. Is mentioned.

図7は、歪みゲージの抵抗値の変化を示すグラフ図である。   FIG. 7 is a graph showing a change in the resistance value of the strain gauge.

図7には、クリーニングブレード21の表面211に蒸着された歪みゲージ22の抵抗値の変化が示されている。   FIG. 7 shows a change in the resistance value of the strain gauge 22 deposited on the surface 211 of the cleaning blade 21.

図7における実線は、転写残トナーが多い非適正状態における歪みゲージ22の抵抗値の変化を示しており、図7における点線が、転写残トナーが少ない適正状態における歪みゲージ22の抵抗値の変化を示している。   A solid line in FIG. 7 indicates a change in the resistance value of the strain gauge 22 in an inappropriate state with a large amount of residual toner, and a dotted line in FIG. 7 indicates a change in the resistance value of the strain gauge 22 in an appropriate state with a small amount of residual toner. Is shown.

図7には、上述した非適正状態にある場合、感光体ロール10の停止中は歪みゲージ22の抵抗値RvはRv0であったのが、感光体ロール10の回転中はRv1まで大幅に低下する様子が示されている。一方、上述した適正状態にある場合、感光体ロール10の停止中は歪みゲージ22の抵抗値Rvは非適正状態と同様にRv0であったのが、感光体ロール10の回転中は、非適正状態と比べてクリーニングブレード21の先端210と感光体ロール10との間の摩擦力が小さくクリーニングブレード21の歪みも小さいために、非適正状態にある場合のRv1よりも大きいRv2までしか低下しない。この様に、歪みゲージ22の抵抗値は、転写残トナーの多寡を反映したものとなる。   In FIG. 7, in the above-described inappropriate state, the resistance value Rv of the strain gauge 22 was Rv0 while the photoreceptor roll 10 was stopped, but greatly decreased to Rv1 while the photoreceptor roll 10 was rotating. The state of doing is shown. On the other hand, in the above-described proper state, the resistance value Rv of the strain gauge 22 was Rv0 in the same manner as the inappropriate state while the photosensitive roll 10 was stopped. Compared to the state, the frictional force between the tip 210 of the cleaning blade 21 and the photoreceptor roll 10 is small, and the distortion of the cleaning blade 21 is also small, so that it only decreases to Rv2 that is larger than Rv1 in the inappropriate state. Thus, the resistance value of the strain gauge 22 reflects the amount of residual toner.

次に、歪みゲージ22の抵抗値の大きさを表す信号の検出方法について説明する。   Next, a method for detecting a signal indicating the magnitude of the resistance value of the strain gauge 22 will be described.

図8は、図1にも示される制御部の内部ブロック図である。   FIG. 8 is an internal block diagram of the control unit also shown in FIG.

図8に示される制御部100は、ホイートストンブリッジ回路101、検出部102、判定部103、およびデータ処理部104を備えている。ホイーストンブリッジ回路101と検出部102とを併せたものが本発明にいう測定部の一例に相当し、判定部103とデータ処理部104とを併せたものが本発明にいうトナー入替部の一例に相当する。   The control unit 100 shown in FIG. 8 includes a Wheatstone bridge circuit 101, a detection unit 102, a determination unit 103, and a data processing unit 104. The combination of the Wheatstone bridge circuit 101 and the detection unit 102 corresponds to an example of the measurement unit according to the present invention, and the combination of the determination unit 103 and the data processing unit 104 is an example of the toner replacement unit according to the present invention. It corresponds to.

図9は、図8に示されるホイートストンブリッジ回路の詳細構成図である。   FIG. 9 is a detailed block diagram of the Wheatstone bridge circuit shown in FIG.

図9に示されるホイートストンブリッジ回路101は、抵抗値R1の第1抵抗素子1011、抵抗値R2の第2抵抗素子1012、抵抗値R3の第3抵抗素子1013、および直流電源1010を備え、ホイートストンブリッジ回路101には、4つ目の抵抗素子として、抵抗値Rvが変化する歪みゲージ22が用いられている。   A Wheatstone bridge circuit 101 shown in FIG. 9 includes a first resistance element 1011 having a resistance value R1, a second resistance element 1012 having a resistance value R2, a third resistance element 1013 having a resistance value R3, and a DC power source 1010. In the circuit 101, a strain gauge 22 whose resistance value Rv changes is used as a fourth resistance element.

歪みゲージ22と第3抵抗素子1013の間の第1接続点Aと、第1抵抗素子1011と第2抵抗素子1012の間の第2接続点Bとには、直流電源1010が繋がれている。また、第1抵抗素子1011と歪みゲージ22の間の第3接続点Cと、第2抵抗素子1012と第3抵抗素子1013の間の第4接続点Dとには、これら第3接続点Cの電位と第4接続点Dの電位との間の電位差を計測する検出部102が接続されている。   A DC power source 1010 is connected to the first connection point A between the strain gauge 22 and the third resistance element 1013 and the second connection point B between the first resistance element 1011 and the second resistance element 1012. . The third connection point C between the first resistance element 1011 and the strain gauge 22 and the fourth connection point D between the second resistance element 1012 and the third resistance element 1013 are connected to the third connection point C. A detecting unit 102 for measuring a potential difference between the potential of the second connection point D and the potential of the fourth connection point D is connected.

ここで、以下の式(1)が成立するときには、検出部102で計測される電位差は零となる。   Here, when the following expression (1) is established, the potential difference measured by the detection unit 102 is zero.

Rv/R1=R3/R2…(1)
このホイートストンブリッジ回路101では、クリーニングブレード21が図3に示される様に歪みが小さい状態にある場合の歪みゲージ22の抵抗値Rv0にあわせて上記の式(1)が成立するように、すなわちRv0/R1=R3/R2が成立するようにその他の抵抗値R1、R2、R3が設定されている。クリーニングブレード21が図3に示されるような歪みが小さい状態から図2に示される様な歪みが大きい状態に変化すると、歪みゲージ22の抵抗値Rvは、前述したRv0よりも小さいRv1となる。そして、歪みゲージ22の抵抗で生じる電圧降下は減少する。そうなると、第3接続点Cの電位Vcが第4接続点Dの電位Vdよりも高くなり、電位差が生じる。したがって、歪みゲージ22の抵抗値Rvが低下するほど、すなわちクリーニングブレード21の歪みが大きくなるほど検出部102で検出される電位差(Vc―Vd>=0)は大きくなる。したがって、上述の適正状態から非適正状態に変化するに従い、検出部102で検出される電位差は増加していくこととなる。上記電圧降下が、本発明にいう出力信号の一例に相当する。図8に戻って説明を続ける。
Rv / R1 = R3 / R2 (1)
In the Wheatstone bridge circuit 101, the above equation (1) is established according to the resistance value Rv0 of the strain gauge 22 when the cleaning blade 21 is in a state of small strain as shown in FIG. 3, that is, Rv0. The other resistance values R1, R2, and R3 are set so that / R1 = R3 / R2 is satisfied. When the cleaning blade 21 changes from a state with a small strain as shown in FIG. 3 to a state with a large strain as shown in FIG. 2, the resistance value Rv of the strain gauge 22 becomes Rv1 smaller than Rv0 described above. The voltage drop caused by the resistance of the strain gauge 22 is reduced. Then, the potential Vc at the third connection point C becomes higher than the potential Vd at the fourth connection point D, and a potential difference is generated. Therefore, the potential difference (Vc−Vd> = 0) detected by the detection unit 102 increases as the resistance value Rv of the strain gauge 22 decreases, that is, as the strain of the cleaning blade 21 increases. Therefore, the potential difference detected by the detection unit 102 increases as the above-described appropriate state is changed to the inappropriate state. The voltage drop corresponds to an example of the output signal referred to in the present invention. Returning to FIG.

検出部102では、検出した電位差に応じた信号、すなわち検出した電位差が大きいほど高レベルの信号を、図8に示される判定部103にリアルタイムで送信する。   The detection unit 102 transmits a signal according to the detected potential difference, that is, a signal having a higher level as the detected potential difference is larger to the determination unit 103 shown in FIG. 8 in real time.

判定部103では、検出部102から送信されてくる信号のレベルが、予め設定されている基準レベルを上回るか否かを判定し、基準レベルを上回るレベルの信号が送信されてきたと判定した場合には、すなわち、トナーの転写性が予め設定した基準よりも低下し、転写残トナーが多くなったと判定した場合には、トナー転写性の低下を抑えるべく、現像器13に現在収容されている、外添剤がトナー粒子の表面に埋没していることで転写性がて劣化してしまっている劣化トナーを以下の手段によって入れ替える。   The determination unit 103 determines whether or not the level of the signal transmitted from the detection unit 102 exceeds a preset reference level, and determines that a signal having a level exceeding the reference level has been transmitted. That is, when it is determined that the transferability of the toner is lower than a preset reference and the amount of residual toner is increased, the toner is currently stored in the developing device 13 in order to suppress the decrease in toner transferability. The deteriorated toner whose transferability has deteriorated due to the external additive buried in the surface of the toner particles is replaced by the following means.

このトナーの入替えは、判定部103からデータ処理部104へのベタ画像を表す画像データの送信により開始される。   This toner replacement is started by transmission of image data representing a solid image from the determination unit 103 to the data processing unit 104.

データ処理部104では、前述したように、外部から送信されてきた画像データを受信し加工してレーザー露光器12に送信しており、判定部103からA3サイズのベタ画像を表す画像データが送信されてくると、これについても加工してレーザー露光器12に送信する。   As described above, the data processing unit 104 receives image data transmitted from the outside, processes the image data, and transmits the image data to the laser exposure unit 12. Image data representing an A3 size solid image is transmitted from the determination unit 103. Then, this is also processed and transmitted to the laser exposure device 12.

レーザー露光器12では、データ処理部104から送信されてきたA3サイズのベタ画像3枚分を表す信号に応じて感光体ロール10の表面にレーザ露光光の照射を行う。これにより、感光体ロール10の表面にはこのベタ画像に応じた潜像が形成され、この潜像は現像器13によってトナー現像される。   The laser exposure device 12 irradiates the surface of the photoreceptor roll 10 with laser exposure light in accordance with a signal representing three A3-size solid images transmitted from the data processing unit 104. As a result, a latent image corresponding to the solid image is formed on the surface of the photoreceptor roll 10, and the latent image is developed with toner by the developing device 13.

現像器13では、上述の画像信号に応じて形成された静電潜像に対するトナー現像に伴い大量のトナーを消費する。このため、現像器13に収容される現像剤中のトナー濃度は低下する。濃度制御部135では、トナー濃度センサ134で検出されるトナー濃度が、予め設定されている濃度閾値を下回っている間はトナー供給部130に対してトナー供給を指示する。これにより、現像器13では、それまで収容していたトナーを大量に消費するのと引き替えに新たなトナーの供給を受けることでトナーが入れ替わる。その結果、判定部103では、トナー全体としての劣化度の改善によるパッチの転写性の改善を通じて検出部102からの信号のレベルが低下し、データ処理部104へのベタ画像を表す画像データの送信が終了する。以上により、トナーの入替えが終了する。尚、このベタ画像も、中間転写ベルト17に転写された後、記録用紙Pに転写されずにベルトクリーナ16により中間転写ベルト17から掻き取られる。   The developing device 13 consumes a large amount of toner along with toner development for the electrostatic latent image formed in accordance with the image signal. For this reason, the toner concentration in the developer accommodated in the developing device 13 decreases. The density control unit 135 instructs the toner supply unit 130 to supply toner while the toner density detected by the toner density sensor 134 is below a preset density threshold. As a result, the developing device 13 replaces the toner by receiving a supply of new toner in exchange for consuming a large amount of the toner stored so far. As a result, the determination unit 103 transmits the image data representing the solid image to the data processing unit 104 by reducing the level of the signal from the detection unit 102 through the improvement of the transferability of the patch by improving the degree of deterioration of the toner as a whole. Ends. This completes the toner replacement. The solid image is also transferred to the intermediate transfer belt 17 and then scraped off from the intermediate transfer belt 17 by the belt cleaner 16 without being transferred to the recording paper P.

以上に説明した実施形態では、クリーニングブレード21の表面211と裏面のうちの表面211にのみ歪みゲージ22を蒸着した例であるが、本発明の画像形成装置では、以下に説明するように、クリーニングブレード21の表面211と裏面との双方にセンサを蒸着してもよい。   In the embodiment described above, the strain gauge 22 is deposited only on the front surface 211 and the back surface 211 of the cleaning blade 21, but in the image forming apparatus of the present invention, as described below, cleaning is performed. Sensors may be deposited on both the front surface 211 and the back surface of the blade 21.

図10は、クリーニングブレードの表裏面にそれぞれ配備された歪みゲージの抵抗値の変化を示すグラフ図である。   FIG. 10 is a graph showing changes in resistance values of strain gauges respectively provided on the front and back surfaces of the cleaning blade.

図10に示されるグラフのうち、上段に示される方は、図7に示されるグラフと同じグラフ、すなわちクリーニングブレード21の表面211に配置された歪みゲージ22の抵抗値の変化を表している。一方、下段に示されている方は、同じクリーニングブレード21の裏面に配置された歪みゲージ22の抵抗値の変化を表している。   The graph shown in the upper part of the graph shown in FIG. 10 represents the same graph as the graph shown in FIG. 7, that is, the change in the resistance value of the strain gauge 22 arranged on the surface 211 of the cleaning blade 21. On the other hand, the lower part shows the change in the resistance value of the strain gauge 22 arranged on the back surface of the same cleaning blade 21.

図10には、クリーニングブレード21の表面211に配置されている歪みゲージ22の抵抗値は、クリーニングブレード21の先端210が歪んでいる場合の方が歪んでいない場合よりも低下するのに対し、クリーニングブレード21の裏面に配置されている歪みゲージ22の抵抗値は、クリーニングブレードの表面と裏面では湾曲の向きが逆向きとなるため、クリーニングブレード21の先端210が歪んでいる場合の方が歪んでいない場合よりも上昇する様子が示されている。   In FIG. 10, the resistance value of the strain gauge 22 disposed on the surface 211 of the cleaning blade 21 is lower when the tip 210 of the cleaning blade 21 is distorted than when it is not distorted. The resistance value of the strain gauge 22 arranged on the back surface of the cleaning blade 21 is distorted when the tip 210 of the cleaning blade 21 is distorted because the direction of the curve is opposite between the front surface and the back surface of the cleaning blade. It is shown that it rises more than if not.

この様に、歪みゲージ22の抵抗値は、クリーニングブレード21の表面211であれ裏面であれ、クリーニングブレード21の歪みを反映したものとなることから、歪みゲージ22の配置位置は、クリーニングブレード21の裏面のみであってもよく、さらには、表裏面の双方に配置されてもよい。   As described above, the resistance value of the strain gauge 22 reflects the distortion of the cleaning blade 21 regardless of whether it is the front surface 211 or the back surface of the cleaning blade 21. It may be only the back surface, and may be arranged on both the front and back surfaces.

また、以上の実施形態では、歪みゲージとしての金属膜をクリーニングブレードに蒸着した例を挙げたが、本発明では、歪みゲージとしての金属膜をクリーニングブレードに接着剤で貼り付けてもよい。以下、金属膜を接着剤で貼りつけた場合について説明する。   In the above embodiment, an example in which a metal film as a strain gauge is vapor-deposited on a cleaning blade has been described. However, in the present invention, a metal film as a strain gauge may be attached to the cleaning blade with an adhesive. Hereinafter, a case where a metal film is attached with an adhesive will be described.

この場合、金属薄膜の長さ(ゲージ長)Lと幅(ゲージ幅)W、および材料は、図2に示す歪みゲージ22のものと同じである。また、膜厚は、特に限定されるものではないが、生産性を高めるためには数μmの厚さのものを用いるのがよい。また、クリーニングブレードの歪みを高精度に検出するためには、0.1μm〜2.0μmの厚さのものを用いるのがよい。さらに、接着剤としては、熱硬化性のものと液型のものとがある。熱硬化性の接着剤としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂などが用いられる。また、液型の接着剤としては、シアノアクリレート系の接着剤、エポキシ系、フェノールエポキシなどが用いられる。   In this case, the length (gauge length) L and width (gauge width) W and the material of the metal thin film are the same as those of the strain gauge 22 shown in FIG. The film thickness is not particularly limited, but a film having a thickness of several μm is preferably used in order to increase productivity. In order to detect the distortion of the cleaning blade with high accuracy, it is preferable to use a cleaning blade having a thickness of 0.1 μm to 2.0 μm. Further, the adhesive includes a thermosetting type and a liquid type. As the thermosetting adhesive, epoxy resin, phenol resin, polyurethane resin, silicon resin, polyimide resin, or the like is used. As the liquid adhesive, a cyanoacrylate adhesive, an epoxy, a phenol epoxy, or the like is used.

この様に金属膜を接着剤で接着した場合、金属膜を蒸着した場合と較べて、接着剤の分だけ応答性が劣るため、接着剤は可能な限り薄く用いる必要がある。   When the metal film is bonded with an adhesive as described above, the response is inferior to the amount of the adhesive as compared with the case where the metal film is deposited. Therefore, it is necessary to use the adhesive as thin as possible.

尚、以上では、本発明にいう画像形成装置としてプリンタを例に挙げて説明したが、本発明にいう画像形成装置は、像保持体表面にトナー像を形成するものであれば複写機はもとよりファクシミリ等でもよい。さらに、本発明にいう画像形成装置として、中間転写ベルトを介して現像像を記録用紙に転写する間接転写方式のプリンタを例に挙げて説明したが、本発明の画像形成装置が、感光体ロール上の現像像を、搬送されてきた記録用紙に転写ロールを用いて直接転写する直接転写方式のプリンタであってもよい。   In the above description, the printer is described as an example of the image forming apparatus according to the present invention. However, the image forming apparatus according to the present invention is not limited to a copying machine as long as it forms a toner image on the surface of the image carrier. A facsimile or the like may be used. Furthermore, as an image forming apparatus according to the present invention, an indirect transfer type printer that transfers a developed image onto a recording sheet via an intermediate transfer belt has been described as an example. However, the image forming apparatus of the present invention is a photoconductor roll. It may be a direct transfer type printer that directly transfers the developed image onto the conveyed recording paper using a transfer roll.

また、本発明にいう無機粒子としてシリカを例に挙げて説明したが、本発明にいう無機粒子は、離型機能を有するものであればアルミナや酸化チタンであってもよい。   Further, although silica has been described as an example of the inorganic particles in the present invention, the inorganic particles in the present invention may be alumina or titanium oxide as long as they have a releasing function.

1 プリンタ
10 感光体ロール
100 制御部
101 ホイートストンブリッジ回路
102 検出部
103 判定部
104 データ処理部
11 帯電ロール
12 レーザー露光器
13 現像器
130 トナー供給部
131 現像ロール
132 現像剤収容槽
133 撹拌搬送部材
134 トナー濃度センサ
135 濃度制御部
14 一次転写ロール
15 定着器
16 ベルトクリーナ
17 中間転写ベルト
18 懸架ロール
19 二次転写ロール
20 クリーニング装置
200 外添剤
21 クリーニングブレード
210 先端
211 表面
22 歪みゲージ
221 ゲージパターン部
222 ゲージタブ部
223 ゲージリード
23 付着物収容箱
300 トナー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Printer 10 Photoconductor roll 100 Control part 101 Wheatstone bridge circuit 102 Detection part 103 Judgment part 104 Data processing part 11 Charging roll 12 Laser exposure device 13 Developing device 130 Toner supply part 131 Developing roll 132 Developer storage tank 133 Stirring conveyance member 134 Toner density sensor 135 Density control unit 14 Primary transfer roll 15 Fixing device 16 Belt cleaner 17 Intermediate transfer belt 18 Suspension roll 19 Secondary transfer roll 20 Cleaning device 200 External additive 21 Cleaning blade 210 Tip 211 Surface 22 Strain gauge 221 Gauge pattern part 222 Gauge tab portion 223 Gauge lead 23 Deposited material storage box 300 Toner

Claims (8)

表面に像が形成されて該像を保持する像保持体;
トナーを保持した、該トナーを用いて前記像保持体の表面にトナー像を形成する像形成部;
前記像保持体表面に形成されたトナー像を被転写体上に転写する転写部;
前記像保持体表面に接触して該表面から付着物を除去する清掃部材;
前記清掃部材の歪みを測る測定部;および
前記測定部による測定結果が、所定の基準を外れる測定結果であった場合に、前記像形成部が保有しているトナーの少なくとも一部を新たなトナーと入れ替えるトナー入替部;
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
An image carrier that forms an image on the surface and holds the image;
An image forming unit that holds toner and forms a toner image on the surface of the image carrier using the toner;
A transfer portion for transferring the toner image formed on the surface of the image carrier onto the transfer target;
A cleaning member that contacts the surface of the image carrier and removes deposits from the surface;
A measuring unit that measures distortion of the cleaning member; and when the measurement result by the measuring unit is a measurement result that deviates from a predetermined reference , at least a part of the toner that the image forming unit holds is replaced with new toner. Toner replacement part to replace with;
An image forming apparatus comprising:
前記像形成部が前記トナー像の形成で保有トナーを消費した場合に該像形成部にトナーを供給するトナー供給部を備え、
前記トナー入替部は、前記測定部による測定結果に応じて前記像形成部にトナー像を形成させて保有トナーを消費させるものであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
A toner supply unit that supplies toner to the image forming unit when the image forming unit consumes retained toner in forming the toner image;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner replacement unit is configured to cause the image forming unit to form a toner image in accordance with a measurement result by the measurement unit and to consume the retained toner.
前記像形成部が、前記像保持体の表面に静電的な潜像を形成し、該潜像に帯電トナーを付着させることにより該像保持体の表面にトナー像を形成するものであることを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。   The image forming unit forms an electrostatic latent image on the surface of the image holding member, and forms a toner image on the surface of the image holding member by attaching charged toner to the latent image. The image forming apparatus according to claim 1, wherein: 前記像形成部が、前記像保持体の表面に静電的な潜像を形成し、トナーと、該トナーよりも小体積平均粒径の粒子とを含む現像剤中のトナーを該潜像に付着させることにより該像保持体の表面にトナー像を形成するものであることを特徴とする請求項1から3のうちのいずれか1項記載の画像形成装置。   The image forming unit forms an electrostatic latent image on the surface of the image carrier, and the toner in the developer containing toner and particles having a smaller volume average particle diameter than the toner is used as the latent image. 4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a toner image is formed on the surface of the image holding member by adhering. 前記粒子の体積平均粒径100〜800nmであることを特徴とする請求項1から4のうちのいずれか1項記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the particles have a volume average particle diameter of 100 to 800 nm. 前記清掃部材が、前記像保持体表面に接触して該表面から付着物を除去する部材本体と、該部材本体に接触して該部材本体の歪みに応じた信号を出力するセンサ部とを備えたものであり、
前記測定部が、前記センサ部の出力信号を用いて前記清掃部材の歪みを測るものであることを特徴とする請求項1から5のうちのいずれか1項記載の画像形成装置。
The cleaning member includes a member main body that comes into contact with the surface of the image carrier and removes deposits from the surface, and a sensor unit that contacts the member main body and outputs a signal corresponding to distortion of the member main body. And
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the measurement unit measures distortion of the cleaning member using an output signal of the sensor unit.
前記清掃部材が、前記部材本体と、該部材本体が前記像保持体表面に接触する箇所を避けた箇所に付けられた金属膜からなるセンサ部とを有するものであり、
前記測定部が、前記金属膜の抵抗を表した前記センサ部の出力信号を用いて前記清掃部材の歪みを測るものであることを特徴とする請求項1から6のうちのいずれか1項記載の画像形成装置。
The cleaning member includes the member main body and a sensor unit made of a metal film attached to a location that avoids a location where the member main body contacts the surface of the image carrier.
The said measurement part measures the distortion of the said cleaning member using the output signal of the said sensor part showing resistance of the said metal film, The any one of Claim 1 to 6 characterized by the above-mentioned. Image forming apparatus.
前記清掃部材が、前記部材本体と、該部材本体が前記像保持体表面に接触する箇所を避けた箇所に蒸着された金属膜からなるセンサ部とを有するものであり、
前記測定部が、前記金属膜の抵抗を表した前記センサ部の出力信号を用いて前記清掃部材の歪みを測るものであることを特徴とする請求項1から7のうちのいずれか1項記載の画像形成装置。
The cleaning member includes the member main body and a sensor unit made of a metal film deposited in a place avoiding a place where the member main body contacts the surface of the image carrier.
8. The device according to claim 1, wherein the measurement unit measures distortion of the cleaning member using an output signal of the sensor unit representing the resistance of the metal film. Image forming apparatus.
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