JP5335384B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、レーザプリンター、複写機、ファクシミリ等の電子写真記録方式を利用するカラー画像形成装置に関するものである。特に、複数の像担持体を備え、各像担持体上に形成された画像を同一の中間転写体又は転写材上に順次重ね合わせることにより、複数色の画像を形成する画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a color image forming apparatus that uses an electrophotographic recording system such as a laser printer, a copying machine, or a facsimile. In particular, the present invention relates to an image forming apparatus that includes a plurality of image carriers and forms images of a plurality of colors by sequentially superimposing images formed on the image carriers on the same intermediate transfer member or transfer material. is there.
電子写真記録方式を利用して転写材にカラー画像を形成する、種々のカラー画像形成装置が考案され、その幾つかが実用化されている。 Various color image forming apparatuses for forming a color image on a transfer material using an electrophotographic recording system have been devised, and some of them have been put into practical use.
その代表的な例として、1つの像担持体であるドラム状の電子写真感光体(以下、「感光ドラム」という。)に対して、複数色の現像剤をそれぞれ内包した各現像装置を用いて、感光ドラム上の静電潜像を順次現像するようにした方式のカラー画像形成装置がある。 As a typical example, for each drum-shaped electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as “photosensitive drum”) which is one image carrier, each developing device including a plurality of color developers is used. There is a color image forming apparatus of a type in which electrostatic latent images on a photosensitive drum are sequentially developed.
具体的には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色の現像装置を一体に備える回転現像装置が1つの感光ドラムの近辺に備えられる。共通の感光ドラム上に形成された各色の静電潜像を各々の現像装置が回転して到達した現像位置においてトナー像として可視化する。このトナー像が得られる毎に用紙等のシート状の記録媒体である転写材上に転写し、感光ドラム上の残留トナーは、クリーニング装置により除去する。これらの工程を繰り返すことにより多色画像を形成する。また、感光ドラム面上に順次各色のトナー像を選択的に重ね合わせ、感光ドラム面上に多色トナー画像を形成し、その後転写材に一括転写する方式の装置も考案されている。所謂、ロータリー方式画像形成装置と言われるものである。 Specifically, a rotary developing device that is integrally provided with developing devices of four colors of yellow, magenta, cyan, and black is provided in the vicinity of one photosensitive drum. The electrostatic latent image of each color formed on the common photosensitive drum is visualized as a toner image at the development position reached by the rotation of each developing device. Each time this toner image is obtained, it is transferred onto a transfer material, which is a sheet-like recording medium such as paper, and the residual toner on the photosensitive drum is removed by a cleaning device. A multicolor image is formed by repeating these steps. Also, an apparatus has been devised that selectively superimposes each color toner image on the surface of the photosensitive drum, forms a multicolor toner image on the surface of the photosensitive drum, and then collectively transfers the image onto a transfer material. This is a so-called rotary type image forming apparatus.
これらとは別の方式として、インライン方式の画像形成装置が提案されている。この方式の画像形成装置では、像担持体として複数の感光ドラムを用いて、各感光ドラムに対向して備えられた各色の現像装置により各色のトナー像を別々に形成する。トナー像は、各感光ドラムから転写材上に順次転写しつつ、転写材を搬送させて多色画像を形成し、各感光ドラム上の残留トナーはクリーニング装置により除去する。それぞれの各感光ドラムや現像装置、帯電器、クリーニング装置等の画像形成手段がそれぞれの色毎に画像形成ステーション(以下、「プロセスステーション」という。)を構成して、転写材を搬送する転写材担持体の移動方向に従って順次配設される。 As an alternative method, an in-line image forming apparatus has been proposed. In this type of image forming apparatus, a plurality of photosensitive drums are used as an image carrier, and each color toner image is separately formed by each color developing device provided facing each photosensitive drum. The toner image is sequentially transferred from each photosensitive drum onto the transfer material, and the transfer material is conveyed to form a multicolor image. Residual toner on each photosensitive drum is removed by a cleaning device. Each photosensitive drum, developing device, charger, cleaning device, and other image forming means constitutes an image forming station (hereinafter referred to as a “process station”) for each color, and a transfer material that conveys the transfer material. They are sequentially arranged according to the moving direction of the carrier.
こうした画像形成装置の別の転写方式を取るものとして、直接転写材にではなく、中間転写体上に順次各色のトナー画像を重ね合わせることにより多色トナー画像を形成し、その後転写材に一括転写するタイプのものがある。この場合、中間転写体上に残留したトナーは、中間転写体クリーニング部材により除去する。或いは、帯電器により残留トナーの電気特性を元とは逆特性に帯電し、1色目のプロセスステーションの感光ドラム上に逆転写させることによって感光ドラムのクリーニング装置により除去する。また、各プロセスステーションは、プロセスカートリッジとして画像形成装置から着脱自在とされることが多い。 In order to adopt another transfer method for such an image forming apparatus, a multicolor toner image is formed by superimposing toner images of respective colors sequentially on an intermediate transfer member, not directly on a transfer material, and then collectively transferred to the transfer material. There is a type to do. In this case, the toner remaining on the intermediate transfer member is removed by the intermediate transfer member cleaning member. Alternatively, the electrical characteristics of the residual toner are charged to the reverse of the original characteristics by a charger, and are transferred onto the photosensitive drum of the process station for the first color to be removed by the photosensitive drum cleaning device. In addition, each process station is often detachable from the image forming apparatus as a process cartridge.
また、クリーニング装置には、感光ドラムに当接して、感光ドラム上の転写残トナーを掻き落とすことにより感光ドラム上をクリーニングするクリーニングブレードが用いられる。 The cleaning device uses a cleaning blade that contacts the photosensitive drum and scrapes off the transfer residual toner on the photosensitive drum to clean the photosensitive drum.
このクリーニングブレードは、一般的にウレタンゴム等の柔軟性のあるものが用いられる。通常、クリーニングブレードは、ゴム硬度、厚さ、弾性率、突き出し量等の条件を最適化する必要がある。しかし、画像形成時には感光ドラムとクリーニングブレードとの間の摩擦抵抗が増大する。そのため、低印字の印刷が続く時、小さいサイズの紙での印刷が続く時、高温多湿での印刷が続く時等、次のような問題が発生することがある。 As this cleaning blade, a flexible one such as urethane rubber is generally used. Usually, the cleaning blade needs to optimize conditions such as rubber hardness, thickness, elastic modulus, protrusion amount, and the like. However, the frictional resistance between the photosensitive drum and the cleaning blade increases during image formation. For this reason, the following problems may occur when low-printing printing continues, when printing on small-size paper continues, or when printing at high temperature and high humidity continues.
即ち、クリーニングブレードのめくれ、クリーニングブレードエッジ部の欠け、クリーニングブレードの感光ドラムに対するびびり(スティックスリップ)である。めくれた場合はクリーニング不能に、欠けやびびりが発生した場合はトナーの擦り抜けが発生する。 That is, turning over of the cleaning blade, chipping of the cleaning blade edge, and chatter (stick slip) of the cleaning blade with respect to the photosensitive drum. When turning over, cleaning becomes impossible, and when chipping or chattering occurs, toner rubs out.
この現象に対して、特許文献1には、画像形成後から感光ドラムの停止途中に、現像手段により感光ドラム上にトナーを供給させて、前記トナーを潤滑剤として用いることによってクリーニングブレードのめくれ、エッジ部欠け、びびりを防止する構成が記載されている。
In response to this phenomenon,
また、現像手段により感光ドラム上にトナーを供給し、このトナーを潤滑剤とする構成を用いる際に、過剰なトナーを使用しないことを目的として、各プロセスステーション毎でトナーの供給量を変える構成が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 Further, when toner is supplied onto the photosensitive drum by the developing means and this toner is used as a lubricant, the toner supply amount is changed for each process station for the purpose of not using excessive toner. Has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
また、各プロセスステーション毎で、異なるタイミングでトナー供給を行なうと印刷停止回数が増えることがあり、ユーザビリティの低下を招くことがある。これを低減するために、特許文献3ではトナー供給の閾値を複数段階設け、できるだけ多くのプロセスステーションに対して同時に供給を行なうようにしている。
特許文献3に記載するように、インライン方式のカラー画像形成装置にて、複数ステーションでなるべく同時にトナー供給を行うようにすることで印刷停止回数を低減することができる。しかし、それでも尚、必要以上に短い間隔でトナー供給のための印刷停止が行われることがあった。
As described in
また、できるだけ多くのプロセスステーションで同時に一定量の供給を行なうようにすると、次の問題が発生することがあった。 Further, if a certain amount of supply is performed simultaneously in as many process stations as possible, the following problem may occur.
つまり、この場合には、吐き出し前のクリーニングブレードニップのトナー溜まり量の多少に依らず、一度の吐出し量が一定であるため、吐き出し後のクリーニングブレードニップのトナー溜まり量に差が出ることがあった。即ち、クリーニングブレードニップにトナーが最大量保持されていないステーションが存在することがあった。クリーニングブレードニップに最大量のトナーが保持されていないステーションは最大量保持されているステーションに比べて、次の吐き出しタイミングを早く迎えることになる。 That is, in this case, the amount of toner accumulated in the cleaning blade nip before ejection is constant regardless of the amount of toner accumulated in the cleaning blade nip before ejection, so there is a difference in the amount of toner accumulated in the cleaning blade nip after ejection. there were. That is, there may be a station where the maximum amount of toner is not held in the cleaning blade nip. The station where the maximum amount of toner is not held in the cleaning blade nip will reach the next discharge timing earlier than the station where the maximum amount is held.
本発明の目的は、クリーニングブレードのびびり、めくれ、欠け対策のための非画像形成時のトナー供給の際、停止頻度を少なくすることのできる画像形成装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of reducing the frequency of stoppage when supplying toner during non-image formation to prevent chatter, turning and chipping of a cleaning blade.
本発明の他の目的は、クリーニングブレードが保持しうる最大量のトナーを供給し、次の吐き出しタイミングまでの期間を長くすることのできる画像形成装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of supplying a maximum amount of toner that can be held by a cleaning blade and extending the period until the next discharge timing.
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
画像形成時に画像情報に応じた静電潜像が形成される像担持体と、
現像剤を担持搬送して前記像担持体上の静電潜像を現像して現像剤像とする現像剤担持体を備えた現像装置と、
前記像担持体に圧接して前記像担持体上の残留物及び残留トナーを除去するためのクリーニングブレードを備えたクリーニング手段と、
を有した画像形成ステーションを複数備え、複数の色の画像形成が可能であって、
非画像形成時に前記像担持体上へ現像剤を供給し、この現像剤を前記クリーニング手段へと供給する現像剤供給動作を実行可能な現像剤供給モードを備えた画像形成装置において、
装置内部または装置周辺の温湿度と、前回の前記現像剤供給動作による前記クリーニング手段への現像剤供給時から次回の前記クリーニング手段への現像剤供給時までの画像形成時の平均印字率と、に応じて次回の前記クリーニング手段への現像剤の供給を制御する制御手段を具備し、
前記制御手段は、前記現像剤の前記クリーニング手段への現像剤供給タイミングを前記複数の画像形成ステーションで同時に供給することが可能で、且つ、現像剤の供給量を前記複数の画像形成ステーション毎に独立して設定することが可能であって、
前記制御手段は、前記各画像形成ステーション毎の平均印字率と温湿度とに応じて、現像剤供給量を調整する、
ことを特徴とする画像形成装置である。
The above object is achieved by the image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention
An image carrier on which an electrostatic latent image corresponding to image information is formed during image formation;
A developing device including a developer carrying member that carries and conveys the developer to develop the electrostatic latent image on the image carrier to form a developer image;
A cleaning means comprising a cleaning blade for pressing the image carrier and removing residues and residual toner on the image carrier;
A plurality of image forming stations having a plurality of colors can be formed,
In an image forming apparatus provided with a developer supply mode capable of executing a developer supply operation of supplying a developer onto the image carrier during non-image formation and supplying the developer to the cleaning unit.
The temperature and humidity inside or around the apparatus, the average printing rate during image formation from the time of supplying the developer to the cleaning means by the previous developer supplying operation until the next time of supplying the developer to the cleaning means, And a control means for controlling the supply of the developer to the cleaning means next time,
The control unit can simultaneously supply the developer supply timing of the developer to the cleaning unit at the plurality of image forming stations, and the developer supply amount for each of the plurality of image forming stations. Can be set independently,
The control means adjusts the developer supply amount according to the average printing rate and temperature / humidity for each of the image forming stations.
An image forming apparatus characterized by the above.
本発明によれば、クリーニングブレードニップの現像剤溜まり量(トナー溜まり量)と平均印字率の相関が強いことから、前回の現像剤供給(吐き出し)時から次回の吐き出し時迄の平均印字率を算出する。次いで、クリーニングブレードニップのトナー溜まり量を算出し、その結果に基づいて吐出し量を変更する。 According to the present invention, since there is a strong correlation between the developer accumulation amount (toner accumulation amount) of the cleaning blade nip and the average print rate, the average print rate from the previous developer supply (discharge) to the next discharge time is calculated. calculate. Next, the toner accumulation amount in the cleaning blade nip is calculated, and the ejection amount is changed based on the result.
これにより、吐き出し後のクリーニングブレードニップのトナー溜まり量を、最大量に保つことができる。その結果、前回から次回までの吐き出し時間を長くすることができ、吐き出し頻度を削減できる。 Thereby, the toner accumulation amount of the cleaning blade nip after discharging can be kept at the maximum amount. As a result, the discharge time from the previous time to the next time can be extended, and the discharge frequency can be reduced.
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。 The image forming apparatus according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings.
実施例1
図1に、本発明に係る画像形成装置の一実施例であるカラー画像形成装置の概略構成を示す。
Example 1
FIG. 1 shows a schematic configuration of a color image forming apparatus which is an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
本実施例にて、画像形成装置100は、複数の、本実施例では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)のそれぞれ独立の4個の第1、第2、第3、第4の画像形成ステーションであるプロセスステーションY、M、C、Bkを有している。画像形成装置100は、プロセスステーションY、M、C、Bkが転写材Pを搬送する転写材担持体としての転写ベルト10の移動方向の上流から下流側にかけて横一列に配設されている、所謂、インライン方式の画像形成装置である。本実施例の画像形成装置100にて、第1〜第4の各プロセスステーションY、M、C、Bkで形成した異なる色の現像剤像(トナー像)は、矢印R方向に移動する転写ベルト10の表面に吸着させた転写材Pに順次に転写して4色フルカラー画像が形成される。
In this embodiment, the
各プロセスステーションY、M、C、Bkは、像担持体であるドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム1a〜1dを備えている。各感光ドラムは、本実施例においては、直径24mmの負帯電特性のOPC(有機光半導体)感光ドラムが使用されており、それぞれの画像形成時には、矢印R1方向に240mm/secの周速度(プロセススピード)を持って回転駆動される。
Each of the process stations Y, M, C, and Bk includes a drum-shaped electrophotographic photosensitive member that is an image carrier, that is,
各感光ドラム1a〜1dの周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、帯電手段としての一次帯電器2a、2b、2c、2d、露光手段としての露光装置3a、3b、3c、3d、及び現像手段としての現像装置4a、4b、4c、4dが配置されている。更に、各感光ドラム1a〜1dの周囲には、1次転写手段である転写部材8a、8b、8c、8d、及び、像担持体クリーニング手段であるクリーニングブレード6a、6b、6c、6d、が配設されている。
Around each of the
感光ドラム1a〜1dは、回転過程で、一次帯電器である一次帯電ローラ2a、2b、2c、2d、により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。次いで、露光装置3a、3b、3c、3dによる画像露光を受けることによりそれぞれ目的のカラー画像の第1〜第4の色成分像(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック成分像)に対応した静電潜像が形成される。一次帯電ローラ2a〜2dは、−1.0kVのDC電圧が印加された実抵抗1×105Ωのローラであり、感光ドラム1a〜1dに総圧9.8N(ニュートン)で当接させていて感光ドラム1a〜1dの回転に伴って従動回転する。この電圧の印加により、感光ドラム1a〜1d表面は、−400Vに帯電される。
The
また、本実施例で用いた露光装置3a〜3dは、レーザダイオードを用いたポリゴンスキャナであり、画像情報に応じて変調されたレーザビームを感光ドラム1a〜1d上に結像し、静電潜像を形成する。露光部の感光ドラム表面は−200V(明部電位)になる。レーザ露光の書き出しは、主走査方向(転写材の進行方向と直角な方向)では走査ライン毎にポリゴンスキャナ内の位置信号(BD信号)から、副走査方向(転写材の進行方向)では転写材搬送路内のスイッチを起点とするTОP信号から、所定の時間だけ遅延させて行われる。これによって、第1〜第4のプロセスステーションY、M、C、Bkにおいて、常に感光ドラム1a〜1d上の同じ位置に露光を行える構成となっている。
Further, the
次いで、静電潜像は、第1〜第4のプロセスステーションY、M、C、Bkの現像装置4a、4b、4c、4dにより現像される。
Next, the electrostatic latent image is developed by the developing
現像装置4a〜4dにおいては、現像容器43の開口部分に、感光ドラム1a〜1dに対向配置された、現像剤を担持搬送する現像剤担持体としての弾性ローラである現像スリーブ41を有している。この現像スリーブ41を介して感光ドラム1a〜1d上の静電潜像にそれぞれの色のトナーを付着させてトナー像として現像する。各現像装置4a〜4d内の現像剤は、負帯電の非磁性一成分トナーであり、静電潜像の現像は、非磁性一成分接触現像方式によって行われる。本実施例では、現像装置4a〜4dの現像スリーブ41上に付着する現像剤の層厚規制手段としては、現像スリーブ41の現像位置より回転方向上流で、現像容器43の開口部分に取り付けられた層厚規制ブレード42を使用している。
In the developing
この時、各現像スリーブ41は、感光ドラム1a〜1dに対して順方向に、一定値、本実施例では120%のプロセススピードで回転し、コントローラの信号によって変更可能な現像バイアス(本実施例では−350V)が印加され、これにより現像を行う。
At this time, each developing
転写材担持体である転写ベルト10は、駆動ローラ7と従動ローラ9に掛け渡されており、駆動ローラ7の反時計回りの回転により、本実施例では矢印R方向に感光ドラム1a〜1dの現像時と同じプロセススピードをもって回転駆動されている。転写部材としては、転写ローラ8a、8b、8c、8dを用いており、転写ベルト10をその背面から押圧して感光ドラム1a〜1d表面に押し付けるようにしている。これら転写ローラ8a〜8dに転写バイアス電源(不図示)によってプラスの転写バイアスを印加することで、各感光ドラム1a〜1d上のトナー像を転写材P表面に順次に転写していく。
A
感光ドラム1a〜1dのクリーニング手段である感光ドラムクリーニングブレード6a、6b、6c、6dは、感光ドラムに圧接し、転写材Pに転写されないで感光ドラム1a〜1d表面に残った残留トナー、及び、その他の感光ドラム上の残留物を除去する。更に、クリーニングブレード6a以外のクリーニングブレード6b〜6dは、転写材P上に転写された画像が逆転写されることにより発生する再転写トナーも除去する。なお、これらをすべて含めて、「不要なトナー」というものとする。
The photosensitive
上述構成の画像形成装置において、転写材Pは、給紙カセット(不図示)から給紙されて、レジストローラ(不図示)を通過した後、転写入口ガイド(不図示)を通過して転写ベルト10と接触するようになっている。 In the image forming apparatus having the above-described configuration, the transfer material P is fed from a paper feed cassette (not shown), passes through a registration roller (not shown), and then passes through a transfer inlet guide (not shown). 10 to come into contact.
上述構成の画像形成装置においては、転写材Pが転写ベルト10に十分に吸着されていることが必要である。
In the image forming apparatus configured as described above, the transfer material P needs to be sufficiently adsorbed to the
転写材Pは、転写入口ガイドを通過して転写ベルト10に接触することになるが、この時接触点近傍には、吸着部材としての吸着ローラ11が配設されている。この吸着ローラ11は、転写ベルト10が掛け渡されるローラのうちの1個である従動ローラ9との間に転写ベルト10を挟持するようにして配設されており、画像形成動作中には+1kVの電圧が印加されていて、転写材Pに電荷を与えることにより吸着力を発生させている。この吸着ローラ11の吸着力により、転写材Pは、転写ベルト10表面に吸着される。
The transfer material P passes through the transfer entrance guide and comes into contact with the
転写ベルト10との間の吸着力を付与された転写材Pは、第1のプロセスステーションYに入る。この転写材Pは、転写部においては、転写ベルト10の背面に設けた転写ローラ8aによって第1色目のイエローのトナー像が感光ドラム1aから転写される。本実施例で用いた転写ローラ8aは、+2kVのDCバイアスが高圧電源から印加されている。
The transfer material P to which the suction force with the
以下、転写ベルト10の矢印方向の回転に伴って各プロセスステーションM、C、Bkを通過するごとに、感光ドラム1b、1c、1dから異なる色のトナー像が転写されて、転写ベルト10上で4色のトナー像が重ねられる。
Thereafter, a toner image of a different color is transferred from each of the
転写材Pに対する4色のトナー像の転写が終了し、転写ベルト10の最下流側(後端)から曲率によって分離された転写材Pは、その後、不図示の定着器によって表面の4色のトナー像が加熱、加圧されて定着される。これにより、4色フルカラー画像の形成が終了し、転写材Pは、画像形成装置本体外部に排出される。
After the transfer of the four color toner images to the transfer material P is completed, the transfer material P separated by the curvature from the most downstream side (rear end) of the
このような転写ベルト10を有する画像形成装置100では、ベルト10両面にトナーが残留付着した場合、転写材Pの裏汚れや画像汚れの原因になる。残留トナーとしては、具体的には、紙詰まりや非画像部へのかぶりトナーの付着、或いは、色ずれ制御やトナー像の濃度制御のための色ずれ検知用に感光ドラム1a〜1dから転写された色ずれ検出用トナー像等がある。
In the
これらの転写ベルト10に残留、付着したトナーは、転写ベルトクリーニング手段(クリーニングブレード)12により除去される。
The toner remaining and attached to the
また、本実施例の画像形成装置には、装置内部又は装置周辺の温度及び/又は湿度(温湿度)を検知することが可能な環境検知手段45を有する。更に、本実施例では記憶媒体46a〜46dにそれぞれ環境検知手段45で検知した温湿度により供給するトナー量を変える判断をするための閾値が格納されている。
The image forming apparatus according to the present exemplary embodiment includes an
次に、感光ドラムクリーニング手段であるクリーニングブレード6a〜6dのびびり等防止のための、クリーニングブレード6a〜6dへと現像剤供給を行う現像剤供給動作、即ち、供給トナー像作成方法について説明する。
Next, a developer supplying operation for supplying a developer to the
非画像形成時に、感光ドラム1a〜1dへと現像剤を供給し、この現像剤をクリーニングブレード6a〜6dと感光ドラム1a〜1dとの当接部(クリーニングブレードニップ)に供給するために、トナー像作成(現像剤供給モード)を行う。図2は、この現像剤供給モード時の、帯電バイアス、書き込み(露光)、現像バイアスを動作させるタイミングを示す現像剤供給動作タイミングチャートである。
At the time of non-image formation, a toner is supplied to the
ここで、図2の横軸は時間で、縦軸は各バイアスがON又はOFFである状態を示している。このように、現像剤供給モードにおいては、画像形成が終了して、後回転動作をしているときに、即ち、非画像形成時に、帯電・露光を行い、静電潜像を形成し、この静電潜像を現像手段により顕像化させることで感光ドラム1a〜1dへの現像剤供給を行う。即ち、現像剤供給動作は、帯電された感光ドラム上に再び、幅方向は全域で感光ドラムの回転方向(周方向)に短い横帯状の画像の露光を行い、現像手段により顕像化させることで、トナー像を作成する。
Here, the horizontal axis in FIG. 2 represents time, and the vertical axis represents a state in which each bias is ON or OFF. As described above, in the developer supply mode, when image formation is completed and post-rotation operation is performed, that is, during non-image formation, charging and exposure are performed to form an electrostatic latent image. The developer is supplied to the
また、感光ドラムの回転方向(周方向)の長さは、後回転動作をしているときの露光をONにする時間を増減させることで、変えることができる。そして、本実施例においては、この方法でのトナー供給量を35mm又は63mmとなるように設定した。 In addition, the length of the photosensitive drum in the rotation direction (circumferential direction) can be changed by increasing or decreasing the time during which the exposure is turned on during the post-rotation operation. In this embodiment, the toner supply amount in this method is set to 35 mm or 63 mm.
感光体ドラム1a〜1dの明部電位と現像バイアス(直流電圧)との現像コントラストが最大となるように、現像バイアスを設定するのが好ましい。このときの画像はベタ画像(最大画像濃度の画像)が形成される。本実施例では転写ローラ8a〜8dへの印加バイアスを0Vとしている。転写バイアスを正極又は負極にかけて、即ち、感光ドラムと転写ローラとの間のバイアスを制御して、必要に応じて感光ドラム1a〜1dと転写ベルト10へのトナーの分配配分、即ち、感光ドラムへのトナー供給量を変えることができる。本実施例の構成では0Vというのは最大にドラム側にトナーを付与したバイアスである。本実施例のトナーは、転写バイアスを−側にしてよりドラム側にトナーを分配したかったが、高圧の性能の問題で−側にできないため0Vにした。
The development bias is preferably set so that the development contrast between the light portion potentials of the
本実施例でのトナー供給タイミングについて、図3〜図5を用いて説明する。 The toner supply timing in this embodiment will be described with reference to FIGS.
本実施例では、画像形成装置本体に設けた制御手段200は、ドラムの回転数をカウントして一定回転数を越える、現像剤供給動作を実行可能な吐き出しモード(現像剤供給モード)に入る。ドラムの回転数で規定する理由としては、回転数が増えるほど、クリーニングブレードニップのトナー保持量が減少し、且つ、クリーニングブレードニップのトナーの劣化が進むため、新たに供給する必要が出てくるためである。
In this embodiment, the
本実施例にて制御手段200は、感光ドラムの回転数の閾値を吐出条件1、吐出条件2の二段階設け、いずれかのステーションが吐出条件1か吐出条件2のいずれかに到達した時にクリーニング手段へ現像剤供給、即ち、吐き出しモードを行なうかどうかを判断する。
In this embodiment, the control means 200 provides two stages of threshold values for the rotational speed of the photosensitive drum, that is,
本実施例では簡略化のためにY、M、Cの感光ドラムは同回転数になるように駆動部分を共通化しているため、Y、M、Cの色ステーションとBkステーションの二つのステーションの吐出条件をモニタすることになる。もちろん、駆動部分が四ステーション独立している場合は、四ステーションの吐出条件をモニタするべきである。 In this embodiment, for the sake of simplicity, the Y, M, and C photosensitive drums have a common driving portion so as to have the same rotational speed. Therefore, the Y, M, and C color stations and the Bk station have two stations. The discharge conditions will be monitored. Of course, when the driving part is independent of four stations, the discharge conditions of the four stations should be monitored.
あるステーションが吐出条件1に到達した時(s1−1)、他の全てのステーションが吐出条件1に到達しているか、していないかを判断する(s1−2)。 When a certain station reaches the discharge condition 1 (s1-1), it is determined whether all the other stations have reached the discharge condition 1 (s1-2).
もし他の全てのステーションが吐出条件1に到達していれば一斉に全ステーション吐き出し動作を行なう(s1−4)。もし他のステーションが一つでも吐出条件1に到達していなければ他のステーションのドラム回転数が吐出条件1又は吐出条件2に到達するまで吐き出しを保留する(s1−3)。
If all the other stations have reached the
吐出条件1は、びびり、欠けに悪影響があるものの、限度内で収まる範囲である。このアルゴリズムを用いることで、できるだけ多くのステーションを一度に(同時に)吐き出せるようになる。但し、ここで、図3、図4を見ると分かるように、従来の方式であると、吐き出し量は全ステーション一定である。そのため、低印字で印刷していたステーションは、高印字で印字していたステーションに比べ、吐き出しを受けた後クリーニングブレードニップのトナー溜まり量が少なくなるため、次回の吐き出しを早く迎えることになる。
The
あるステーションが吐出条件2に到達した時(s2−1)、吐出条件1に到達しているステーション全てで吐き出し動作が起こる(s2−2)。 When a certain station reaches the discharge condition 2 (s2-1), the discharge operation occurs in all the stations that have reached the discharge condition 1 (s2-2).
吐出条件2は、びびり、欠け、めくれが限度外で発生しうるドラム回転数である。吐出条件1から吐出条件2の中にできるだけ多くのステーションが入るのを待ってから吐き出すことで、できるだけ多くのステーションを一度に吐き出せるため頻度を減らせるようになる。但し、ここで、従来の方式であると吐き出し量は全ステーション一定である。そのため、低印字で印刷していたステーションは、高印字で印字していたステーションに比べ、吐き出しを受けた後クリーニングブレードニップのトナー溜まり量が少なくなるため、次回の吐き出しを早く迎えることになる。
The discharge condition 2 is the number of drum rotations at which chatter, chipping and turning can occur outside the limit. By waiting for as many stations as possible to enter the discharge condition 2 from the
次回の吐き出しを早く迎える現象については、図3にて、低印字ステーションの従来のステーションと、高印字ステーションの吐き出し量が共に吐出量Aであることを意味する。 The phenomenon that the next discharge is reached early means that the discharge amount A is the discharge amount A in both the conventional station of the low printing station and the high printing station in FIG.
このようにして作成された横帯状のトナー像は、感光ドラム1a〜1dの回転に伴って感光ドラム1a〜1dとクリーニングブレード6a〜6dの間のクリーニング位置に移動する。これによって、感光ドラム1a〜1dとクリーニングブレード6a〜6dとの間の摩擦係数が下げられ、クリーニングブレード6a〜6dの感光ドラム1a〜1dに対するびびり(スティックスリップ)、欠け、めくれが抑制される。
The horizontal belt-like toner image thus created moves to a cleaning position between the
次に、びびり、欠け、めくれに効果があるトナー量を見積もる。 Next, an amount of toner that is effective for chatter, chipping and turning is estimated.
本実施例では温度、トナーの色を固定して見積もった。温度は従来からゴムブレードの硬度と強い相関があり、びびりに影響の強いパラメータである。また、トナーの色材もドラムとクリーニングブレードを左右し、びびりに影響の強いパラメータである。今回は温度を吐き出し量決定の関数にしたが、湿度によって規定したり、温度と湿度から絶対水分量を求めて規定したりすることも可能である。温度、湿度、絶対水分量のどのパラメータが支配的に影響するかは、系の構成、感光ドラム、クリーニングブレードの素材によって異なり、本実施例では温度の相関が強いことが認められている。 In this example, the temperature and the color of the toner were fixed and estimated. Conventionally, the temperature has a strong correlation with the hardness of the rubber blade, and has a strong influence on chatter. In addition, the color material of the toner influences the drum and the cleaning blade, and is a parameter that strongly affects chatter. This time, the temperature is used as a function of determining the discharge amount, but it is also possible to define it by humidity or by obtaining the absolute moisture amount from the temperature and humidity. Which parameter such as temperature, humidity, and absolute moisture has a dominant influence depends on the configuration of the system, the material of the photosensitive drum and the cleaning blade, and in this embodiment, it is recognized that the temperature has a strong correlation.
温度は30℃、23℃、15℃の三段階、色はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの四種類それぞれについて印字率を1%時、3%時の二段階、吐き出し長さを35mm、63mm、98mmの三段階振って評価した。これらの段階分けは、検討手間を考慮したものであり、段階分けを細かくすればするほど検討精度は増す。 There are three levels of temperatures: 30 ° C, 23 ° C, and 15 ° C. Colors are yellow, magenta, cyan, and black. Each has a printing rate of 1%, two levels at 3%, and discharge lengths of 35mm and 63mm. The evaluation was performed by shaking in three stages of 98 mm. These stage divisions take into consideration the examination effort, and the finer the stage division, the higher the examination accuracy.
また、びびりの程度として、トナーすり抜け量による画像不良が出現するかどうかで判断した。めくれと欠けに関しては、びびりによるトナーすり抜けより発現しにくい現象であるため評価を割愛した。 Further, the degree of chatter was judged by whether or not an image defect due to the amount of toner slipping out appeared. Turning and chipping were omitted because they are less likely to occur than toner slipping due to chatter.
トナーすり抜けのランクは、
○:発生無し
○△:限度内発生
×:限度外発生
としてランク付けを行なった。トナーすり抜けが生じていても○△以上のレベルは許容範囲内であるとする。
The toner slipping rank is
○: No occurrence ○ △: Within-limit occurrence ×: Out-of-limit occurrence was ranked. It is assumed that a level of ΔΔ or higher is within an allowable range even if toner slip occurs.
検討結果が表1である。×の部分で許容できないレベルのすり抜けが発生した。この表1に従い、保持して効果のある吐き出しトナー量の上限値を見積もることができた。しかし、平均印字率の記憶媒体のメモリ容量の都合で、表2のように簡略化して実施した。より細かく場合分けをすることで効果は上がることが確かめられている。 The examination results are shown in Table 1. An unacceptable level of slip-through occurred in the portion marked with ×. According to Table 1, it was possible to estimate the upper limit value of the discharged toner amount that is effective when held. However, on account of the memory capacity of the average print rate of the storage medium it was performed simplified as shown in Table 2. It has been confirmed that the effect is improved by dividing the case more finely.
つまり、表1は、吐き出し量上限を決める検討結果であり、表2は、表1の検討結果を受け実施例1に投入された仕様である。 That is, Table 1 shows the examination results for determining the upper limit of the discharge amount, and Table 2 shows the specifications put into Example 1 in response to the examination results of Table 1.
平均印字率は、前回の現像剤供給時(吐き出し時)から、次回の吐き出し時までのものを算出する。 The average printing rate is calculated from the previous developer supply (discharge) to the next discharge.
つまり、1枚当たりの印字率(=ピクセルカウント数/枚数)を一枚印刷する毎に求め、「平均印字率」を、
平均印字率=1枚当たりの印字率を、前回吐き出し時から積算した値/前回吐き出し時からの積算枚数
として、定義する。
In other words, the printing rate per sheet (= pixel count / number of sheets) is obtained every time one sheet is printed, and the “average printing rate”
Average printing rate = printing rate per sheet is defined as a value accumulated from the previous ejection / an accumulated number from the previous ejection.
ピクセルカウントの積算値を1ステーション当たり2byteの計8byteの装置本体の制御手段200に設けられたNVRAMに記憶する。ピクセルカウントは0.1%単位で制御し、1枚毎に少数第二位を四捨五入する。 The integrated value of the pixel count is stored in NVRAM provided in the control means 200 of the apparatus main body of 8 bytes in total of 2 bytes per station. The pixel count is controlled in units of 0.1%, and the second decimal place is rounded off for each sheet.
吐き出しタイミング毎にこのマトリックスで、どの吐き出し量にするか判断し、最適な吐き出し量にする。こうすることで、図3の低印字時と高印字時の吐出し量を、吐出量B>吐出量A、とすることで、十分なトナー(現像剤)をクリーニングブレードニップに保持させることができる。 For each discharge timing, the matrix determines which discharge amount is to be used, and sets the optimal discharge amount. In this way, by setting the discharge amount at the time of low printing and high printing in FIG. 3 as discharge amount B> discharge amount A, sufficient toner (developer) can be held in the cleaning blade nip. it can.
以上の構成を取ることで、従来よりも次回の吐き出しタイミングを遅らせることができた。 By adopting the above configuration, it was possible to delay the next discharge timing than before.
以上説明したように、クリーニングブレードニップのトナー溜まり量と平均印字率の相関が強い。そのため、本実施例によれば、前回の現像剤供給(吐き出し)時点から次回の吐き出し時点迄の平均印字率を算出し、クリーニングブレードニップの現像剤溜まり量(トナー溜まり量)を推測(算出)し、その結果に基づいて吐出し量を変更した。 As described above, there is a strong correlation between the toner accumulation amount in the cleaning blade nip and the average printing rate. Therefore, according to this embodiment, the average printing rate from the previous developer supply (discharge) time to the next discharge time is calculated, and the developer accumulation amount (toner accumulation amount) of the cleaning blade nip is estimated (calculated). The discharge amount was changed based on the result.
つまり、本実施例によると、制御手段200は、現像剤のクリーニング手段への現像剤供給タイミングを複数の画像形成ステーションで同時に供給することが可能で、且つ、現像剤の供給量を複数の画像形成ステーション毎に独立して設定することが可能である。そして、制御手段200は、各画像形成ステーション毎の平均印字率に応じて、現像剤供給量を調整することができる。
That is, according to the present embodiment, the
これにより、吐き出し後のクリーニングブレードニップのトナー溜まり量を、最大量に保つことができる。その結果、前回から次回までの吐き出し時間を長くすることができ、吐き出し頻度を削減できる。 Thereby, the toner accumulation amount of the cleaning blade nip after discharging can be kept at the maximum amount. As a result, the discharge time from the previous time to the next time can be extended, and the discharge frequency can be reduced.
実施例2
次に、本発明に係る画像形成装置の他の実施例を説明する。本実施例の画像形成装置は、複数の画像形成ステーションを複数備え、実施例1の画像形成装置と同様とされる。ただ、本実施例では、第1〜第4のプロセスステーションY、M、C、Bkを構成する各色の画像形成手段が一体にカートリッジ化されてプロセスカートリッジとされる点において異なるだけである。
Example 2
Next, another embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described. The image forming apparatus according to the present exemplary embodiment includes a plurality of image forming stations and is similar to the image forming apparatus according to the first exemplary embodiment. However, the present embodiment is different only in that the image forming units of the respective colors constituting the first to fourth process stations Y, M, C, and Bk are integrally formed into a process cartridge.
従って、画像形成装置の全体構成の説明は実施例1の説明を援用し、ここでは、図7を参照してプロセスカートリッジについて説明する。 Therefore, the description of the first embodiment is used for the description of the overall configuration of the image forming apparatus. Here, the process cartridge will be described with reference to FIG.
本実施例にて、第1〜第4のプロセスステーションY、M、C、Bkは、プロセスカートリッジ20a、20b、20c、20dとされ、画像形成装置から着脱可能とされる。
In this embodiment, the first to fourth process stations Y, M, C, and Bk are
つまり、プロセスカートリッジ20a〜20dは、像担持体である感光ドラム1a〜1d、一次帯電手段としての帯電ローラ2a〜2d、現像手段4a〜4d、感光ドラムクリーニング手段6a〜6d、更に、記憶媒体46a〜46dが一体化される。
That is, the
本実施例では、画像形成装置本体に対して上記各プロセスカートリッジの着脱が行われたときや印字作業終了時に、各プロセスカートリッジの情報を、装置に具備された不図示の読み書き手段を介し記憶媒体46a〜46dよりの読み出し・書き込みを行う。 In this embodiment, when each process cartridge is attached to or detached from the image forming apparatus main body or at the end of the printing operation, information about each process cartridge is stored via a read / write unit (not shown) provided in the apparatus. Reading / writing from 46a to 46d is performed.
尚、本実施例では記憶媒体46a〜46dとして、2kバイトの記憶容量を持つNV−RAM(Non Volatile−RAM)を用いたが、これは例えば磁性記憶媒体や光記憶媒体等の記憶媒体であっても良い。
In this embodiment, an NV-RAM (Non Volatile-RAM) having a storage capacity of 2 kbytes is used as the
その場合、平均印字率の記憶媒体をカートリッジ側に設けることができる。カートリッジ側に記憶媒体を設けることで、カートリッジ交換に対応して、平均印字率を算出することができ、より精度高く、従来よりも次回の吐き出しタイミングを遅らせることができた。 In that case, a storage medium having an average printing rate can be provided on the cartridge side. By providing a storage medium on the cartridge side, the average printing rate can be calculated in response to cartridge replacement, and the next discharge timing can be delayed more accurately than before.
実施例3
図8に、本発明に係る画像形成装置の他の実施例である中間転写方式のカラー画像形成装置の概略構成を示す。
Example 3
FIG. 8 shows a schematic configuration of an intermediate transfer type color image forming apparatus which is another embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.
本実施例にて、画像形成装置100は、実施例1、2で説明したインライン方式の4色フルカラーの電子写真画像形成装置と同様の構成とされる。ただ、本実施例の画像形成装置100は、以下の構成にて実施例1、2の画像形成装置100と異なっている。
In this embodiment, the
つまり、実施例1、2の画像形成装置では、各画像形成ステーションY、M、C、Bkへと転写ベルト10にて搬送される転写材Pに対して、各感光ドラム1a〜1dの表面に形成されたトナー像が順次直接転写されてカラー画像が記録される構成とされている。これに対して、本実施例では、転写ベルト7に代えて、ベルト状の中間転写体、即ち、中間転写ベルト10Aが配置された点で相違する。中間転写ベルトは、ローラ7、9、及び、二次転写対向ローラ13に懸架されて矢印R方向に回動する。
That is, in the image forming apparatuses according to the first and second embodiments, the surface of each of the
従って、実施例1、2の画像形成装置と同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、実施例1、2の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。 Accordingly, members having the same configuration and function as those of the image forming apparatuses of the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description of the first and second embodiments is used, and the description thereof is omitted here.
上述のように、実施例1、2と異なり本実施例では、先ず、中間転写ベルト10Aに対して、それぞれ感光ドラム1a〜1dの表面に形成されたトナー画像が順次転写されてカラー画像が形成される。次いで、この中間転写ベルト10A上のカラー画像が、転写材Pに、二次転写手段としての転写ローラ14に電圧印加することによって転写される。
As described above, unlike the first and second embodiments, in this embodiment, first, toner images formed on the surfaces of the
次いで、転写材Pは定着装置(図示せず)へと搬送され、転写材Pに熱及び圧力を印加して、転写トナー像を定着する。 Next, the transfer material P is conveyed to a fixing device (not shown), and heat and pressure are applied to the transfer material P to fix the transferred toner image.
本実施例のような中間転写方式のカラー画像形成装置においても、実施例1と同様に、本発明の原理を適用する。即ち、クリーニングブレードニップのトナー溜まり量と平均印字率の相関が強いことから、前回の現像剤供給(吐き出し)時点から次回の吐き出し時点迄の平均印字率を算出し、クリーニングブレードニップのトナー溜まり量を推測(算出)し、その結果に基づいて吐出し量を変更する。 In the intermediate transfer type color image forming apparatus as in this embodiment, the principle of the present invention is applied as in the first embodiment. That is, since there is a strong correlation between the toner accumulation amount in the cleaning blade nip and the average printing rate, the average printing rate from the previous developer supply (discharge) time to the next discharge time is calculated, and the toner accumulation amount in the cleaning blade nip is calculated. Is estimated (calculated), and the discharge amount is changed based on the result.
斯かる構成とすることにより、吐き出し後のクリーニングブレードニップのトナー溜まり量を、最大量に保つことができる。その結果、前回から次回までの吐き出し時間を長くすることができ、吐き出し頻度を削減できる。 With such a configuration, the amount of toner accumulated in the cleaning blade nip after discharging can be kept at the maximum amount. As a result, the discharge time from the previous time to the next time can be extended, and the discharge frequency can be reduced.
勿論、実施例1と同様に、中間転写ベルト10Aに転写する転写ローラ8a〜8dと感光ドラム1a〜1dとの間のバイアスを制御することによって、クリーニングブレードニップへの現像剤の供給量を調整することができる。
Of course, as in the first embodiment, the amount of developer supplied to the cleaning blade nip is adjusted by controlling the bias between the
また、実施例2で説明したように、各画像形成ステーションY、M、C、Bkを構成する、少なくとも、感光ドラム、現像装置、及び、平均印字率を記憶する記憶媒体とは、一体化し、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジとすることができる。 In addition, as described in the second embodiment, at least the photosensitive drum, the developing device, and the storage medium that stores the average printing rate that constitute each of the image forming stations Y, M, C, and Bk are integrated, The process cartridge can be attached to and detached from the image forming apparatus main body.
1a〜1d 感光ドラム(像担持体)
2a〜2d 帯電器(帯電手段)
3a〜3d 露光装置(露光手段)
4a〜4d 現像装置(現像手段)
6a〜6d 感光ドラムクリーニングブレード(像担持体クリーニング手段)
8a〜8d 転写ローラ(1次転写手段)
10 転写ベルト(転写材担持体)
10A 中間転写ベルト(中間転写体)
12 転写ベルトクリーニングブレード(中間転写体クリーニング手段)
20a〜20d プロセスカートリッジ
45 環境検知手段
46a〜46d 記憶媒体
100 画像形成装置
P 転写材
Y、M、C、Bk プロセスステーション(画像形成ステーション)
1a to 1d Photosensitive drum (image carrier)
2a to 2d charger (charging means)
3a to 3d exposure apparatus (exposure means)
4a to 4d Developing device (developing means)
6a to 6d Photosensitive drum cleaning blade (image carrier cleaning means)
8a to 8d Transfer roller (primary transfer means)
10 Transfer belt (transfer material carrier)
10A Intermediate transfer belt (intermediate transfer member)
12 Transfer belt cleaning blade (intermediate transfer member cleaning means)
20a to
Claims (4)
現像剤を担持搬送して前記像担持体上の静電潜像を現像して現像剤像とする現像剤担持体を備えた現像装置と、
前記像担持体に圧接して前記像担持体上の残留物及び残留トナーを除去するためのクリーニングブレードを備えたクリーニング手段と、
を有した画像形成ステーションを複数備え、複数の色の画像形成が可能であって、
非画像形成時に前記像担持体上へ現像剤を供給し、この現像剤を前記クリーニング手段へと供給する現像剤供給動作を実行可能な現像剤供給モードを備えた画像形成装置において、
装置内部または装置周辺の温湿度と、前回の前記現像剤供給動作による前記クリーニング手段への現像剤供給時から次回の前記クリーニング手段への現像剤供給時までの画像形成時の平均印字率と、に応じて次回の前記クリーニング手段への現像剤の供給を制御する制御手段を具備し、
前記制御手段は、前記現像剤の前記クリーニング手段への現像剤供給タイミングを前記複数の画像形成ステーションで同時に供給することが可能で、且つ、現像剤の供給量を前記複数の画像形成ステーション毎に独立して設定することが可能であって、
前記制御手段は、前記各画像形成ステーション毎の平均印字率と温湿度とに応じて、現像剤供給量を調整する、
ことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier on which an electrostatic latent image corresponding to image information is formed during image formation;
A developing device including a developer carrying member that carries and conveys the developer to develop the electrostatic latent image on the image carrier to form a developer image;
A cleaning means comprising a cleaning blade for pressing the image carrier and removing residues and residual toner on the image carrier;
A plurality of image forming stations having a plurality of colors can be formed,
In an image forming apparatus provided with a developer supply mode capable of executing a developer supply operation of supplying a developer onto the image carrier during non-image formation and supplying the developer to the cleaning unit.
The temperature and humidity inside or around the apparatus, the average printing rate during image formation from the time of supplying the developer to the cleaning means by the previous developer supplying operation until the next time of supplying the developer to the cleaning means, And a control means for controlling the supply of the developer to the cleaning means next time,
The control unit can simultaneously supply the developer supply timing of the developer to the cleaning unit at the plurality of image forming stations, and the developer supply amount for each of the plurality of image forming stations. Can be set independently,
The control means adjusts the developer supply amount according to the average printing rate and temperature / humidity for each of the image forming stations.
An image forming apparatus.
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