JP5605074B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンター等の電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、像担持体上に形成された静電潜像を、2成分現像剤を用いた現像装置で現像して可視化する画像形成装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, or a laser beam printer, and in particular, develops an electrostatic latent image formed on an image carrier with a developing device using a two-component developer. The present invention relates to an image forming apparatus that is visualized.
複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンター等に応用されている電子写真方式の画像形成装置では、像担持体である感光体を帯電した後、原稿画像の露光あるいは画像信号に応じた光書き込みにより静電潜像を形成し、感光体上に形成された静電潜像を、2成分現像剤を用いた現像装置で現像して可視化した後、感光体上の可視像(トナー像)を転写手段で転写用紙等の転写材に転写し、定着装置で定着して画像を得ている。 In an electrophotographic image forming apparatus applied to a copying machine, a facsimile machine, a laser beam printer, etc., after charging a photosensitive member as an image carrier, electrostatic discharge is performed by exposing a document image or writing light according to an image signal. A latent image is formed, and the electrostatic latent image formed on the photoreceptor is developed and visualized by a developing device using a two-component developer, and then the visible image (toner image) on the photoreceptor is transferred. Then, the image is transferred to a transfer material such as transfer paper and fixed by a fixing device to obtain an image.
2成分現像剤(以下、現像剤と呼ぶ)は、トナーとキャリアが摩擦帯電して現像剤を構成しているが、一般に、環境条件や放置時間等に影響されて帯電量に変化が生じる。すなわち、同じ初期剤を用いたとしても、その設置環境、使用環境等によって、現像剤の帯電量が変化し、変化したままの状態で現像すると、画像濃度上昇および過多、その逆の低下および不足といった濃度変化や、場合によっては地肌部汚れ、画像抜け、キャリア付着等の異常画像を生じることがある。 A two-component developer (hereinafter referred to as a developer) constitutes a developer by frictionally charging a toner and a carrier, but in general, the charge amount varies depending on environmental conditions, standing time, and the like. That is, even when the same initial agent is used, the developer charge amount changes depending on the installation environment, use environment, etc., and when developing in the state of being changed, the image density increases and becomes excessive, and vice versa. Such a change in density, and in some cases, abnormal images such as background stains, missing images, and carrier adhesion may occur.
このような問題に対し、現像装置を所定時間駆動することによって現像剤を撹拌することにより現像装置内の現像剤を適正なレベルに調整する技術が知られている。例えば、特許文献1には、低画像密度の画像形成を連続して行う場合における現像装置中の現像剤が長時間滞留し画像への吸着性が悪くなり画像劣化を起こす現象を防止するために、強制的に現像を行うようにした画像形成装置が開示されている。また、特許文献2には、現像剤投入後にトナー消費用画像パターン形成を行い、強制的にトナー消費させることにより、画像に生じる地汚れやトナー飛散などの異常画像を防止する画像形成装置が開示されている。 To solve such a problem, a technique is known in which the developer in the developing device is adjusted to an appropriate level by stirring the developer by driving the developing device for a predetermined time. For example, in Patent Document 1, in order to prevent a phenomenon in which a developer in a developing device stays for a long time when image formation with a low image density is continuously performed and the adsorptivity to an image is deteriorated to cause image deterioration. An image forming apparatus in which development is forcibly performed is disclosed. Further, Patent Document 2 discloses an image forming apparatus that forms an image pattern for toner consumption after supplying a developer and forcibly consumes the toner to prevent abnormal images such as scumming or toner scattering generated in the image. Has been.
ここで、現像剤の帯電量の変化は、通常、環境変化や長期間の放置により、低下する方向の変化がほとんどである。帯電量が低下した現像剤は、現像装置の攪拌によって幾分か元の適正な状態へ復帰することはあるが、多くはその攪拌動作中にトナー飛散を発生させるという問題がある。また、長時間攪拌することにより、トナー表面性やトナー表面に付着させている添加剤の状態が変化して現像剤が劣化してしまうという問題がある。 Here, the change in the charge amount of the developer is usually mostly in the direction of decreasing due to environmental changes or prolonged standing. Although the developer having a reduced charge amount may be restored to the original proper state by stirring of the developing device, there is a problem that toner scattering occurs during the stirring operation. Further, there is a problem that the developer is deteriorated by stirring for a long time to change the toner surface property and the state of the additive adhered to the toner surface.
また、現像特性を推定、検知して現像装置の駆動と併せてトナー消費、補給を行ったりすることにより、現像装置内の現像剤を適正なレベルに調整する技術が知られている。例えば、特許文献3には、地汚れが発生しやすくなる条件を事前に検知し、トナー濃度を下げることにより、地汚れを防ぐ画像形成装置が開示されている。また、特許文献4には、現像特性に関する状態量を検知して、現像装置の現像剤の撹拌、トナー補給およびトナー消費を実行し、所望の現像特性にする画像形成装置が開示されている。
In addition, a technique for adjusting the developer in the developing device to an appropriate level by estimating and detecting the developing characteristics and performing toner consumption and replenishment together with driving of the developing device is known. For example,
ここで、上記のようなトナー消費動作(トナー消費の実行)は、ある時点での現像剤の状態を推定、検知して、その結果に基づいて、消費すべきトナー消費量を算出し、現像量がその消費量になるように任意の感光体電位、現像電位、潜像電位(トナー消費パターン)を形成させて、感光体上に画像を形成し、それをクリーニング装置で回収することにより実施される。 Here, the toner consumption operation as described above (execution of toner consumption) estimates and detects the state of the developer at a certain point in time, calculates the toner consumption to be consumed based on the result, and develops the toner. The image is formed on the photosensitive member by forming an arbitrary photosensitive member potential, developing potential, and latent image potential (toner consumption pattern) so that the amount becomes the consumed amount, and this is collected by a cleaning device. Is done.
このようなトナー消費動作では、通常の画像形成動作とは異なり、転写手段へトナー像を転写させた後にクリーニング装置が回収している残留トナーと比べ、非常に多い量のトナーを回収することになる。 In such a toner consumption operation, unlike a normal image forming operation, a much larger amount of toner is collected than the residual toner collected by the cleaning device after the toner image is transferred to the transfer unit. Become.
ここで、トナー消費量が多くなると、クリーニング装置での回収能力を超えてしまうという問題が生じる。すなわち、クリーニング装置内から外部へのトナー排出が間に合わなくなり、クリーニング装置内にトナーが充満し、クリーニング装置からの回収トナー(廃トナー)の漏れ、およびクリーニング機能の低下を引き起こすこととなる。 Here, when the amount of toner consumption increases, there arises a problem that the collection capacity of the cleaning device is exceeded. That is, the toner cannot be discharged from the cleaning device to the outside, and the cleaning device fills up with toner, causing leakage of collected toner (waste toner) from the cleaning device and lowering of the cleaning function.
また、近年の高画質化に対応して採用されている球形トナーのクリーニング性を向上させるために、感光体上に滑剤を塗布する滑剤塗布機構をクリーニング装置内やクリーニング装置の感光体の回転方向における下流側に設置する構成も知られているが、上記クリーニング装置内のトナー充満は、滑剤塗布機構にも侵入し、滑剤塗布効率を下げてしまうという問題がある。滑剤塗布機能の低下は、クリーニング能力の低下、すなわち、クリーニング不良を引き起こすこととなりうる。 Also, in order to improve the cleaning performance of the spherical toner that has been adopted in response to the recent increase in image quality, a lubricant application mechanism for applying a lubricant on the photosensitive member is provided in the cleaning device and the rotation direction of the photosensitive member of the cleaning device. However, there is a problem in that the toner filling in the cleaning device also enters the lubricant application mechanism and lowers the lubricant application efficiency. A decrease in the lubricant application function can cause a decrease in cleaning ability, that is, poor cleaning.
上記特許文献1に記載の技術には、クリーニングブレードへの入力量を規制することが示されているが、ブレードでクリーニングした後の廃トナーの搬送については何ら開示されておらず、上記課題を解決することはできない。なお、特許文献1には、クリーニング部の容量オーバーに対し、廃トナー排出手段の稼働時間をトナー消費している時間より2倍近く長くすることが開示されているが、クリーニング部の容量オーバーはトナー消費動作でトナーがクリーニング部に入力されているときに生じるものであるので、入力が終わった後に排出動作をする構成では、上記問題を解決することはできない。 The technique described in Patent Document 1 discloses that the amount of input to the cleaning blade is regulated. However, there is no disclosure about the conveyance of waste toner after cleaning with the blade, and the above problem is not disclosed. It cannot be solved. Patent Document 1 discloses that the operation time of the waste toner discharging unit is made almost twice as long as the time during which the toner is consumed with respect to the capacity of the cleaning unit being exceeded. Since this occurs when toner is input to the cleaning unit in the toner consumption operation, the above-described problem cannot be solved by a configuration in which the discharge operation is performed after the input is completed.
また、上記特許文献2には、トナー消費用画像パターンを間欠的に複数形成させてクリーニングブレードへの負荷を軽減する手段が開示されているが、クリーニングブレードでクリーニングした後の回収トナーの搬送については、何ら開示されていない。また、特許文献3および特許文献4でも、上記のトナー消費の実行時のクリーニングの課題については開示されていない。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-228561 discloses means for reducing the load on the cleaning blade by intermittently forming a plurality of toner consumption image patterns. Concerning transport of the collected toner after cleaning with the cleaning blade. Is not disclosed at all. Also,
そこで本発明は、トナー消費の実行時におけるクリーニング装置におけるトナー排出搬送能力を向上させ、クリーニング不良およびクリーニングトナー詰まりを防ぐことができる画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of improving the toner discharge / conveying capability of a cleaning device during toner consumption and preventing cleaning failure and cleaning toner clogging.
かかる目的を達成するため、請求項1に記載の画像形成装置は、像担持体と、像担持体上を一様に帯電させる帯電装置と、一様に帯電された像担持体上に静電潜像を形成させる露光装置と、像担持体上に形成された静電潜像をトナーとキャリアとを含む二成分現像剤により現像する現像装置と、像担持体上のトナー像を転写部材に転写する転写装置と、転写後に像担持体に残留したトナー像を像担持体から除去し、所定の容器に搬送排出するクリーニング装置と、を有する画像形成装置において、現像装置の現像剤の状態を推定もしくは検知し、当該情報に基づいて所定のトナー量を像担持体上に形成させてトナー消費を実行し、現像剤の帯電量を安定化させる画質調整手段を有し、画質調整手段は、像担持体の線速をVpとし、クリーニング装置におけるトナーを排出搬送させる回転部材の線速をVcとした場合、通常の作像時より像担持体の線速Vpを下げることにより、トナー消費の実行時のVc/Vpを、通常の作像時のVc/Vpより大きくするものである。
In order to achieve such an object, an image forming apparatus according to claim 1 includes an image carrier, a charging device for uniformly charging the image carrier, and an electrostatic image on the uniformly charged image carrier. An exposure device that forms a latent image, a developing device that develops the electrostatic latent image formed on the image carrier with a two-component developer containing toner and a carrier, and a toner image on the image carrier as a transfer member In an image forming apparatus having a transfer device for transferring, and a cleaning device for removing a toner image remaining on the image carrier after transfer from the image carrier, and transporting and discharging the toner image to a predetermined container, the developer state of the developing device is changed. An image quality adjusting unit that estimates or detects, forms a predetermined toner amount on the image carrier based on the information, performs toner consumption, and stabilizes the charge amount of the developer. The linear velocity of the image carrier is Vp, and the cleaning If the linear velocity of the rotating member to the discharge conveying the toner in the apparatus was Vc, by lowering the linear velocity Vp of the normal image forming time than the image bearing member, a Vc / Vp when the toner consumption running, normal work It is larger than Vc / Vp at the time of image.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、温度条件および/または湿度条件を検知する温湿度検出手段をさらに有し、画質調整手段は、温湿度検出手段により検知されたトナー消費の実行時における温度条件および/または湿度条件に応じて、通常の作像時よりも像担持体の線速Vpを下げることによりVc/Vpを大きくするものである。
Further, an invention according to claim 2, in the image forming apparatus according to claim 1, further comprising a temperature and humidity detecting means for detecting the temperature and / or humidity conditions, the image quality adjusting means, temperature and humidity detecting means those depending on the temperature conditions and / or humidity conditions to increase the Vc / Vp by the Turkey lowering the linear velocity Vp of the image carrier than when image formation of normal during running of toner consumption detected by is there.
本発明によれば、トナー消費の実行時におけるクリーニング装置におけるトナー排出搬送能力を向上させ、クリーニング不良およびクリーニングトナー詰まりを防ぐことができる。 According to the present invention, it is possible to improve the toner discharging / conveying capability of the cleaning device during execution of toner consumption, and to prevent defective cleaning and clogging of cleaning toner.
以下、本発明に係る構成を図1から図6に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。本発明に係る画像形成装置(200)は、像担持体(感光体205)と、像担持体上を一様に帯電させる帯電装置(202)と、一様に帯電された像担持体上に静電潜像を形成させる露光装置(201)と、像担持体上に形成された潜像をトナーとキャリアとを含む二成分現像剤により現像する現像装置(203)と、像担持体上のトナー像を転写部材に転写する転写装置(1次転写装置204)と、転写後に像担持体に残留したトナー像を像担持体から除去し、所定の容器に搬送排出するクリーニング装置(206)と、を有する画像形成装置において、現像装置の現像剤の状態を推定もしくは検知してその情報に基づき必要に応じて所定のトナー量を像担持体上に形成させてトナー消費を実行させて現像剤の帯電量を安定化させる画質調整手段を有し、画質調整手段は、像担持体の線速をVpとし、クリーニング装置におけるトナーを排出搬送させる回転部材(クリーニングスクリュー209)の線速をVcとした場合、トナー消費の実行時のVc/Vpを、通常の作像時のVc/Vpより大きくするものである。 Hereinafter, a configuration according to the present invention will be described in detail based on the embodiment shown in FIGS. An image forming apparatus (200) according to the present invention includes an image carrier (photosensitive member 205), a charging device (202) for uniformly charging the image carrier, and a uniformly charged image carrier. An exposure device (201) for forming an electrostatic latent image, a developing device (203) for developing the latent image formed on the image carrier with a two-component developer containing toner and carrier, and an image carrier A transfer device (primary transfer device 204) for transferring the toner image to the transfer member, a cleaning device (206) for removing the toner image remaining on the image carrier after the transfer from the image carrier, and conveying and discharging the toner image to a predetermined container; In the image forming apparatus, the developer state of the developer of the developing device is estimated or detected, and a predetermined amount of toner is formed on the image carrier as needed based on the information, and the toner consumption is executed, thereby developing the developer. Image quality that stabilizes the amount of charge And the image quality adjusting means has a linear velocity of the image carrier Vp and a linear velocity of the rotating member (cleaning screw 209) for discharging and conveying the toner in the cleaning device is Vc. Vc / Vp is set larger than Vc / Vp during normal image formation.
(画像形成装置の構成)
本発明に係る画像形成装置の一実施形態である画像形成装置の構成を図1に示す。カラー複写機200は、装置本体中央部に位置する画像形成部200Aと、画像形成部200Aの下方に位置する給紙部200Bと、画像形成部200Aの上方に位置する図示しない画像読取部を有している。
(Configuration of image forming apparatus)
FIG. 1 shows the configuration of an image forming apparatus which is an embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. The
画像形成部200Aには、水平方向に延びる転写面を有する転写ベルト210が配置されており、該転写ベルト210の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、補色関係にある色のトナー(イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk))による像を担持可能な像担持体としての感光体205Y、205M、205C、205Kが転写ベルト210の転写面に沿って並置されている。
The
各感光体205Y、205M、205C、205Kはそれぞれ同じ方向(反時計回り方向)に回転可能なドラムで構成されており、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する露光装置201、帯電装置202Y,202M,202C,202K、現像装置203Y,203M,203C,203K、1次転写装置204Y,204M,204C,204K及びクリーニング装置206Y,206M,206C,206Kが配置されている。また、各現像装置203Y,203M,203C,203Kには、それぞれのカラートナーが収容されている。
Each of the photoconductors 205Y, 205M, 205C, and 205K is configured by a drum that can rotate in the same direction (counterclockwise direction), and around the
以下、帯電装置202Y,202M,202C,202K、現像装置203Y,203M,203C,203K、感光体205Y、205M、205C、205K、およびクリーニング装置206Y,206M,206C,206Kを、それぞれ作像部100Y,100M,100C,100Kと呼ぶ。図2は、画像形成装置のある1色(ここではイエロー)の作像部100Yの概略構成図を示している。各作像部の構成は同様であるので、以下の説明では、作像部100Yを例とする。
Hereinafter, the
転写ベルト210は、駆動ローラと従動ローラに掛け回されて感光体205Y、205M、205C、205Kとの対峙位置において同方向に移動可能な構成を有している。また、従動ローラの1つである従動ローラ211に対向する位置に転写ローラ212が設けられている。また、転写ローラ212から定着装置100までのシートPの搬送経路は横パスとなっている。
The
給紙部200Bは、記録媒体としてのシートPを積載収容する給紙トレイ214と、該給紙トレイ214内のシートPを最上のものから順に1枚ずつ分離して、転写ローラ212の位置まで搬送する搬送機構を有している。
The
画像形成装置200における画像形成に当たっては、感光体205Yの表面が帯電装置202Yにより一様に帯電され、画像読取部からの画像情報に基づいて感光体205Y上に静電潜像が形成される。
In forming an image in the
該静電潜像はイエローのトナーを収容した現像装置203Yによりトナー像として可視像化され、該トナー像は所定のバイアスが印加される1次転写装置204Yにより転写ベルト210上に1次転写される。他の感光体205M、205C、205Kでもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が転写ベルト210上に静電気力で順に転写されて重ね合わせられる。
The electrostatic latent image is visualized as a toner image by a developing
次に、感光体205Y、205M、205C、205Kから転写ベルト210上に1次転写されたトナー像Tは、従動ローラ211、転写ローラ212により搬送されてきたシートPに転写される。トナー像Tが転写されたシートPは、さらに定着装置213まで搬送され、定着ニップ部にて定着が行なわれる。また、定着ニップ部Nから排出されたシートPは排出経路に沿ってスタッカ215へ送り出される。
Next, the toner image T primarily transferred from the
[クリーニング装置]
クリーニング装置206Yは、除電装置207Y、クリーニングブレード(以下、ブレードともいう)208Yおよびクリーニングスクリュー(以下、廃トナー搬送スクリューともいう)209Yを有している。
[Cleaning device]
The
転写ベルト210への転写後の作像部100Yの感光体205Yは、除電装置207Yより表面電位を除電され、残留トナーはクリーニングブレード208Yにより除去され、クリーニングスクリュー209Yでクリーニング装置外の廃トナータンク(図示せず)へ搬送排出される。また、クリーニング後の感光体205Yは、再び帯電装置202Yで帯電される、という一連の画像形成動作を繰り返すものである。
The
より詳しくは、クリーニングブレード208Yは、ブレードホルダに保持固定されて、感光体205Yの回転方向に対向するカウンター方向で所定の圧力をかけられて感光体205Yにそのエッジが圧接されている。また、感光体表面から転写されずに残った残留トナーは除電装置207Yにより一様に帯電がキャンセルされるようエネルギーが与えられている。また、残留トナーは先の除電と掻き乱しで付着力を弱められた状態でブレード208Yによって掻き落とされる。
More specifically, the
感光体205Yへのブレード208Yの当接形態はカウンター方式で、クリーニングブレード208Yはポリウレタン製ブレードゴムで亜鉛処理鋼鈑のブレードホルダにホットメルト接着材により接着している。また、ブレード208Yによって掻き落とされた廃トナーはクリーニング装置206Yの底面に設置されたクリーニングスクリュー209Yによってクリーニング装置206Yから排出される。また、各クリーニング装置206Y,206M,206C,206Kから排出された廃トナーは、1つの廃トナー搬送経路に纏められて搬送され、廃トナータンクに搬送される。
The contact form of the
クリーニング装置は、「トナー排出搬送能力>トナー入力量」となるように構成されている。ここで、「トナー入力量」とは、通常時にクリーニング部に入力される転写残トナー量と、装置の異常動作(例えば、転写紙詰まり)等で印刷中に停止してしまった際のリカバリー時に入力されるトナー量としている(感光体上の現像位置から転写位置までの間に残った未転写トナー)。したがって、トナー消費動作時のようなより多量な入力に対しては「トナー排出搬送能力<トナー入力量」の状態となり、廃トナーあふれ・落ち、飛散、クリーニング不良等の不具合を引き起こす原因となる。 The cleaning device is configured such that “toner discharge conveyance capability> toner input amount”. Here, the “toner input amount” means the amount of residual toner that is normally input to the cleaning unit and the time when recovery occurs when printing stops due to abnormal operation of the device (for example, jammed transfer paper). The amount of toner to be input is used (untransferred toner remaining between the development position and the transfer position on the photoreceptor). Therefore, a larger amount of input such as during toner consumption operation results in a state of “toner discharging / conveying capacity <toner input amount”, which causes problems such as waste toner overflow / dropping, scattering, and poor cleaning.
[現像装置]
それぞれの現像装置203Yは、現像ローラ216Y、第1搬送スクリュー(現像攪拌搬送スクリュー)217Y、第2搬送スクリュー(現像攪拌搬送スクリュー)218Yを有している。
[Development equipment]
Each developing
具体的には、感光体205Yに対向する現像ローラ216Y、現像ローラ216Yに対向する第1搬送スクリュー217Y、仕切部材219Yを介して第1搬送スクリュー217Yに対向する第2搬送スクリュー218Y、現像ローラ216Yに対向するドクターブレード220Y等で構成される。
Specifically, the developing
現像装置203Yには、キャリアとトナーとからなる2成分現像剤が収容されている。現像装置203Yの現像剤は、2本の搬送スクリュー217Y,218Yの回転によって、現像剤供給装置221Yから補給口を介して補給されたトナーとともに撹拌混合されながら現像装置内を循環する。摩擦帯電してキャリアに付着したトナーは、キャリアとともに現像ローラ216Y上に担持され、ドクターブレード220Yの位置で現像剤量は適量に規制調整された後に、感光体ドラム215Yとの対向位置である現像領域に搬送される。現像領域において、現像剤中のトナーが、感光体ドラム表面に形成された静電潜像に付着する。
The developing
より詳しくは、レーザ露光照射で形成された静電潜像電位と、現像ローラ216Yに印加された現像バイアス電位との電位差(現像ポテンシャルという)によって形成される電界によってトナーが静電潜像に移動してトナー顕像となる。
More specifically, the toner moves to the electrostatic latent image by an electric field formed by a potential difference (referred to as developing potential) between the electrostatic latent image potential formed by laser exposure irradiation and the developing bias potential applied to the developing
また、現像剤供給装置221Yの現像剤は、現像装置203Y内のトナーの消費(トナー濃度の変動)にともない、現像剤供給装置221Yから現像装置203Yへ適宜補給される。
Further, the developer in the
現像装置203Y内のトナーの消費は、現像装置203Yに設置されたトナー濃度検知手段としての透磁センサ222Y(図示せず)で直接的に検知され、感光体ドラム205Yに対向するトナー濃度検知手段としての反射型フォトセンサ(以下、光学センサ)223Yによって間接的に検知される。より詳しくは、トナー濃度検知手段によって現像装置内に収容された現像剤のトナー濃度(現像剤中のトナーの割合)が検知されると、その検知結果に基づいてトナー濃度が所定の範囲内になるように、トナー供給手段としての搬送スクリュー217Y,218Yを所定時間だけ稼動して、現像装置203Y内にトナーを供給する。
The toner consumption in the developing
[トナー]
次に、トナーについて説明する。本実施形態では、600dpi(dot per inch)以上の微少ドットを再現するためトナーの体積平均粒径は、3〜8μmであることが好ましい。また、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)は、1.00〜1.40の範囲にあることが好ましい。なお、(Dv/Dn)は1.00に近いほど、粒径分布がシャープであることを示すものである。また、トナー粒子の粒度分布は、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(コールター社製)の測定装置(コールターカウンター法)を用いて測定できる。このように小粒径で粒径分布の狭いトナーを用いると、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
[toner]
Next, the toner will be described. In the present embodiment, the volume average particle diameter of the toner is preferably 3 to 8 μm in order to reproduce minute dots of 600 dpi (dot per inch) or more. The ratio (Dv / Dn) of the volume average particle diameter (Dv) to the number average particle diameter (Dn) is preferably in the range of 1.00 to 1.40. (Dv / Dn) is closer to 1.00, indicating that the particle size distribution is sharper. The particle size distribution of the toner particles can be measured using a measuring device (Coulter counter method) of Coulter Counter TA-II or Coulter Multisizer II (manufactured by Coulter Inc.). Using toner with such a small particle size and a narrow particle size distribution makes the toner charge amount distribution uniform and provides a high-quality image with little background fogging. Can be high.
なお、近年では、定着装置213の定着方式の内、加熱・加圧による熱圧定着方式がもっとも一般的である。この熱圧定着方式に使用されるトナーについては、エコロージーへの配慮から低エネルギー設計を進めるため、低温定着性でありかつ定着強度が強いことが要求されている。このため、低融点ワックスのような定着助剤をトナー中に含有させる手段が広く用いられている。しかしながら、この手段により低融点ワックスを多く含有させて低融点化させるほど、トナーの耐熱および耐圧保存性が低下しトナー粒子間の凝集によるブロッキングを起し、機械機能および画像品質への影響をもたらす。また、高画質化のためにトナーの小粒径化および円形化もトナー凝集に対して不利条件となる。このような保存性の問題に対し、トナー粒子のブロッキングを防止するため、トナー粒子表面に流動性向上のために疎水性シリカや酸化チタンといった無機微粒子を付着させることが知られている。しかしながら、疎水性シリカは、トナー添加増量は帯電特性に影響を与えるという問題があり、酸化チタンの添加増量は地汚れに繋がるといった問題があるため、近年では、従来装置以上に装置内温度抑制やトナーへの低ハザード化に対して考慮することが必要となっている。
In recent years, among the fixing methods of the fixing
[画質調整手段]
現像装置203Yは、上述のように、感光体205Y上の現像されるトナー量を検知する濃度検知手段としての光学センサ223Yを、感光体205Yの回転方向における現像領域下流側で感光体205Yに対向する位置に設け、感光体205Y上のトナー付着状況を検知している。この検出信号が、画像形成装置の制御部に送信され、当該検出信号に基づいて、トナー補給条件、帯電電位、現像バイアス電位、潜像電位(露光量で調整)等の作像バイアス条件等を制御する。
[Image quality adjustment means]
As described above, the developing
ここで、画像形成装置の起動直後のマシンエージング動作時では、現像剤は、トナー濃度及び帯電性が不均一な状態になっているため、現像攪拌搬送スクリュー217Y,218Yの回転による現像剤の撹拌が開始される。
Here, during the machine aging operation immediately after the start of the image forming apparatus, the developer is in a non-uniform state of toner density and chargeability. Therefore, the developer is agitated by the rotation of the development agitating and conveying
帯電装置202Yおよび露光装置201Yを用いて、現像剤撹拌手段を駆動させることと並行して、検知感度の十分あるトナーが付着する電位部としてのベタパターンと画像の無い白部電位をそれぞれ形成し、感光体205Y上に顕像化した後、このパターン部と白電位部のトナー付着量を光学センサ223Yで読み取っている反射光で検知計測する。
Using the
この時の光学センサ223Yのベタパターンの検出値に基づいて、転写紙上で所望の最大画像濃度となるベタ部のトナー付着量が所定量(例えば、感光体上で0.005mg/mm2)になるように、上述のように作像バイアス条件等を制御し、所望の画像濃度を維持する。
Based on the detection value of the solid pattern of the
また、光学センサ223Yによる白部電位部の検出値より地肌部の汚れ具合を検知して、現像装置203Y内の現像剤の帯電異常を検出している。この地肌部の汚れが所定の閾値を越えた場合、装置および画像品質に異常を与えると判断し、現像剤の攪拌もしくはトナー消費を実行して適正な帯電状態に調整することで地汚れを無くしている。
Further, the degree of contamination of the background portion is detected from the detection value of the white portion potential portion by the
また、ベタパターンと白部電位部を交互に形成させて光学センサ223Yで読み取っている。現像装置203Y内の現像剤の帯電量が不均一な状態では、付着量状態にもばらつきが生じるため、複数の検出値を読んでその値が所定の範囲に収まるまで現像装置内を攪拌させるか、もしくは所定の時間での検出値の平均値を用いるかした値で現像剤の状態を測る。
Further, the solid pattern and the white portion potential portion are alternately formed and read by the
図3(A)は、光学センサ223Yによるパターン部と白部電位部の検出結果の一例を示すグラフであり、横軸に撹拌時間(稼働時間(sec))、縦軸に光学センサの検出値(ドラム付着量(mg/cm2))を示している。なお、図3(B)は、図3(A)中の点線部分の拡大図を示している。
FIG. 3A is a graph showing an example of the detection result of the pattern portion and the white portion potential portion by the
図3に示すように、現像剤の帯電量が全体に低下していると、所定の現像ポテンシャルでのベタパターンの付着量が目標値より多く(現像能力が所望の制御値より高い)なる。また、同時に白部電位部のトナー付着量が所望の値より多くなると、上述のとおりトナー飛散による機内汚染が発生することが推測され、また、画像の地肌部汚れになることも推測できる。 As shown in FIG. 3, when the charge amount of the developer is reduced as a whole, the solid pattern adhesion amount at a predetermined development potential is larger than the target value (the development ability is higher than the desired control value). At the same time, when the toner adhesion amount at the white potential portion exceeds a desired value, it is presumed that internal contamination due to toner scattering occurs as described above, and it can be presumed that the background portion of the image becomes dirty.
そこで、画像形成装置の画質調整手段(制御部の一部として構成される)は、所定の量のトナー像を形成させて現像装置内の現像剤のトナー濃度下げる「トナー消費動作」を実施するものである。すなわち、トナー消費動作とは、初期剤投入時の放置低下トナーの除去のためのトナー消費時の動作である。また、画質調整手段は、トナー消費動作後に、再度ベタパターンと白部電位部のトナー付着状態を検知し、白部電位部の地汚れがなくなるまで、トナー消費動作を繰り返し実行し、その後、ベタパターンが所定の濃度になるように現像ポテンシャルの調整を行うものである。 Therefore, the image quality adjusting means (configured as a part of the control unit) of the image forming apparatus performs a “toner consumption operation” that forms a predetermined amount of toner image and lowers the toner density of the developer in the developing device. Is. In other words, the toner consumption operation is an operation at the time of toner consumption for removing the neglected toner when the initial agent is charged. Further, after the toner consumption operation, the image quality adjusting unit detects the toner adhesion state of the solid pattern and the white portion potential portion again, and repeatedly executes the toner consumption operation until the white portion potential portion is free from contamination, and thereafter, the solid portion consumption operation is repeated. The development potential is adjusted so that the pattern has a predetermined density.
本実施形態では、測定用の電位部上のトナー濃度を検知するのに、光学センサ223Yで直接、感光体205Y上でのトナー濃度を検出しているが、これに替えて測定用の電位部上のトナーを、1次転写装置204Yの搬送ベルト210などに転写した後に、その転写ベルト210上を光学センサ223Yで検出して制御するようにしてもよい。なお、感光体上、転写ベルト上のいずれの検知方法においても、それぞれの検出値を地汚れ、転写紙上の画像濃度との関係性に応じた光学センサ出力レベルを設定しておけばよい。
In this embodiment, in order to detect the toner density on the measurement potential portion, the
[画質調整手段の制御例(1)]
クリーニング装置206Yにおける「トナー排出搬送能力」は、クリーニングスクリュー209Yの線速Vcによって決まり、また、「トナー入力量」は感光体線速Vpによって決まる。そこで、画質調整手段は、トナー消費動作時において、上述のように「トナー排出搬送能力>トナー入力量」の条件を満たすためには、クリーニングスクリュー209Yの線速(以下、スクリュー線速)Vc(≒トナー排出搬送能力)と感光体線速Vp(=入力量)との比(以下、Vc/Vp線速比)を、通常時よりも高くするものである。これにより、クリーニング装置における廃トナー搬送能力を向上させることができる。
[Control example of image quality adjustment means (1)]
The “toner discharging / conveying capability” in the
このVc/Vp線速比を高くする手段としては、
(A):(通常時よりも)スクリュー線速Vcを上げる
(B):(通常時よりも)感光体線速Vpを下げる
の2通りが考えられる。本制御例では、(A)を行うことによりVc/Vp線速比を高くする例を説明する。
As means for increasing the Vc / Vp linear velocity ratio,
(A): Increase screw linear velocity Vc (than normal time) (B): Decrease photoreceptor linear velocity Vp (than normal time). In this control example, an example will be described in which the Vc / Vp linear velocity ratio is increased by performing (A).
なお、スクリュー線速Vcを上げることは、スクリューの高速回転化によりクリーニング装置を振動させて画像の乱れを発生させるおそれがあり、耐久性も低下する。この振動や耐久性低下を防ぐためにはスクリュー剛性を上げる必要となるが、そのためには装置部品のコストアップや部品(装置)の大型化等の装置設計上の制約が生じることとなる。しかしながら、本実施形態では、通常印刷時には規定のスクリュー線速とし、トナー消費動作時のみスクリュー線速を上げるものであるので、上記振動および耐久性の問題は生じない。 Increasing the screw linear speed Vc may cause the cleaning device to vibrate due to the high-speed rotation of the screw, thereby causing image distortion and lowering the durability. In order to prevent this vibration and a decrease in durability, it is necessary to increase the rigidity of the screw. For this purpose, however, there are restrictions on the device design such as an increase in the cost of device parts and an increase in the size of the parts (devices). However, in the present embodiment, the screw linear velocity is set to a predetermined value during normal printing and the screw linear velocity is increased only during the toner consumption operation, so the above-described vibration and durability problems do not occur.
以上説明した画質調整手段が実行する画質調整処理の一例を図4のフローチャートに示す。装置の電源がオンとなると(S101)、前回の電源オフからの経過時間を判断する(S102)。所定の時間以上経過している場合は(S102:Yes)、画質調整処理が開始される(S103)。先ず、光学センサキャリブレーションを実行し(S104)、階調パターンの作成/検知を実行し、現像γの算出、作像電位設定を行う(S105)。次に、白部作成/検知を実行し(S106)、トナー消費/剤攪拌要否判定を行う(S107)。 An example of the image quality adjustment process executed by the image quality adjusting means described above is shown in the flowchart of FIG. When the apparatus is turned on (S101), the elapsed time from the previous power-off is determined (S102). If the predetermined time or more has elapsed (S102: Yes), the image quality adjustment process is started (S103). First, optical sensor calibration is executed (S104), gradation pattern creation / detection is executed, development γ is calculated, and image formation potential is set (S105). Next, white portion creation / detection is executed (S106), and toner consumption / agent stirring necessity determination is performed (S107).
トナー消費/剤攪拌要否判定(S107)は、「終了」、「トナー消費実施」、「現像剤攪拌実施」のいずれかを判断するものである(図3参照)。「終了」の場合は、画質調整処理は終了する(S115)。 In the toner consumption / agent stirring necessity determination (S107), one of “end”, “toner consumption execution”, and “developer stirring execution” is determined (see FIG. 3). In the case of “end”, the image quality adjustment process ends (S115).
一方、「トナー消費実施」の場合は、スクリュー線速Vcを上げて(S108)、トナー消費動作を実行する(S109)。合わせて、感光体線速Vpを下げるようにしてもよい。その後、変更した線速を元に戻す(S110)。また、トナー消費動作を所定回数実行したかどうかを判断し(S111)、所定回数以上実行した場合(S111:Yes)は、画像形成装置の表示手段に「現像剤交換要求」等のメッセージを表示させて(S114)、現像剤交換の交換を促した後、画質調整処理は終了する(S115)。所定回数実行していない場合は(S111:No)は、S104へ戻るものである。 On the other hand, in the case of “execution of toner consumption”, the screw linear velocity Vc is increased (S108), and the toner consumption operation is executed (S109). In addition, the photosensitive member linear velocity Vp may be lowered. Thereafter, the changed linear velocity is restored (S110). Further, it is determined whether the toner consumption operation has been executed a predetermined number of times (S111). If the toner consumption operation has been executed a predetermined number of times (S111: Yes), a message such as “Developer replacement request” is displayed on the display unit of the image forming apparatus. In step S114, after prompting for replacement of the developer, the image quality adjustment processing ends (S115). If it has not been executed a predetermined number of times (S111: No), the process returns to S104.
他方、「現像剤攪拌実施」の場合は、現像剤攪拌を実行し(S112)トナー消費動作を所定回数実行したかどうかを判断し(S113)、所定回数以上実行した場合(S113:Yes)は、画質調整処理は終了する(S115)。所定回数実行していない場合は(S113:No)は、S104へ戻るものである。 On the other hand, in the case of “developer agitation”, the developer agitation is executed (S112), it is determined whether the toner consumption operation is executed a predetermined number of times (S113), and when the predetermined number of times is executed (S113: Yes). Then, the image quality adjustment process ends (S115). If it has not been executed a predetermined number of times (S113: No), the process returns to S104.
[画質調整手段の制御例(2)]
ここで、クリーニングスクリュー209Yを高速で廻すとスクリューのスパイラル径の外側方向へ廃トナーを弾き出す作用が増え、またその力が長くかかるとスクリューの周りと搬送経路のケーシングとの間で廃トナーの凝集が起こり、スクリューの周りにトナーがブリッジする原因となる(トナーブリッジ、廃トナーブリッジ)。
[Control example of image quality adjustment means (2)]
Here, when the
特に、クリーニングブレードやブラシ等でハザードを受けて表面性が変化していたり、紙粉やクリーニング助剤なども含まれると廃トナーはさらに凝集しやすくブリッジになりやすくなることが知られている。また、近年画像の高精度再現性が求められていることから、トナーが小粒径化しているが、これもトナー流動性が低下してブリッジしやすくなる要因となる。 In particular, it is known that when the surface property is changed by receiving a hazard with a cleaning blade, a brush, or the like, or when paper dust or a cleaning aid is included, the waste toner is more likely to aggregate and form a bridge. In recent years, high-precision reproducibility of images has been demanded, so that the toner has a smaller particle size. However, this also causes a decrease in toner fluidity and facilitates bridging.
すなわち、通常、スクリューの回転条件はスクリューのスパイラル面でスクリュー軸に沿って搬送排出方向へ正しく搬送させる条件に設計されているが、排出効率を上げるがために搬送スクリューの回転を上げることはスクリュー周りに廃トナーの部ブリッジを起こして、トナー排出不良で、クリーニング部からのトナー漏れ、クリーニング不良、廃トナー詰まりが発生しやすくなる恐れがある。 In other words, the screw rotation conditions are normally designed so that the spiral surface of the screw is correctly conveyed along the screw axis in the conveyance / discharge direction, but increasing the rotation of the conveyance screw is necessary to increase the discharge efficiency. There is a possibility that a waste toner partial bridge is caused around the toner, and toner leakage is poor, and toner leakage from the cleaning unit, poor cleaning, and waste toner clogging are likely to occur.
そこで、画質調整手段は、上記Vc/Vp線速比を高くする手段として(B)の感光体線速Vpを下げることがより好ましい。このようにすることで、さらにトナーブリッジを発生させることなく、トナー消費時におけるクリーニング装置におけるトナー排出搬送能力を向上させることができる。 Therefore, it is more preferable that the image quality adjusting means lowers the photosensitive member linear velocity Vp in (B) as means for increasing the Vc / Vp linear velocity ratio. In this way, it is possible to improve the toner discharge / conveyance capability of the cleaning device when the toner is consumed without generating a toner bridge.
以上説明した画質調整手段が実行する画質調整処理の一例を図5のフローチャートに示す。図4と同様の処理についての説明は省略するが、S208において、感光体線速Vpを下げる処理を行い、S210で感光体線速Vpを元に戻す処理を行っている。 An example of the image quality adjustment process executed by the image quality adjustment means described above is shown in the flowchart of FIG. Although a description of the same process as in FIG. 4 is omitted, a process of lowering the photosensitive member linear velocity Vp is performed in S208, and a process of returning the photosensitive member linear velocity Vp to the original is performed in S210.
[画質調整手段の制御例(3)]
また、廃トナーの凝集しやすさは温湿度環境に大きく依存し、トナーブリッジは、高温および高湿環境下で発生しやすくなる。近年、熱圧定着方式に使用されるトナーにおいては、低エネルギー化を目的として低温定着性であることが要求されている。このため低融点ワックスのような定着助剤をトナー中に含有させることが広く行われている。
[Control example of image quality adjustment means (3)]
Further, the ease of aggregation of waste toner greatly depends on the temperature and humidity environment, and the toner bridge is likely to occur in a high temperature and high humidity environment. In recent years, toners used in the hot-pressure fixing system have been required to have low-temperature fixability for the purpose of reducing energy. For this reason, a fixing aid such as a low melting point wax is widely contained in the toner.
しかしながら、低融点ワックスを多く含むと、トナーの保存性が低下しトナー粒子がブロッキングを起し、画像品質の低下をもたらす。画像形成装置の設置環境や動作条件によっては高温高湿な条件になって廃トナーブリッジが発生しやすくなるリスクがある。 However, if a low-melting-point wax is contained in a large amount, the storage stability of the toner is lowered, the toner particles are blocked, and the image quality is lowered. Depending on the installation environment and operating conditions of the image forming apparatus, there is a risk that waste toner bridge is likely to occur due to high temperature and high humidity conditions.
このように、耐熱保存性に余裕の低いトナーにおいては、高温で凝集に対する余裕度が低くなっている。また、吸湿するとどのトナーも凝集に対する余裕度が低くなることは周知である。そのため使用される装置の設置環境に制約を与えたり、装置内の温湿度を下げる機構を設けたりしてトナーの凝集の回避を図った技術が開示されているが、設置環境の制約はユーザへの負担となることと、装置の省エネルギー化設計への対応による温湿度調整手段の最小化や電源が切られている状態では装置温湿度は制御できないことを考慮すると、高温、高湿環境下になってしまった場合の凝集の回避手段を予め用意することが好ましい。 As described above, in a toner having a low margin for heat-resistant storage stability, the margin for aggregation at a high temperature is low. It is well known that any toner has a low margin for aggregation when it absorbs moisture. For this reason, there is disclosed a technique for avoiding toner aggregation by restricting the installation environment of the apparatus to be used or providing a mechanism for lowering the temperature and humidity in the apparatus. In the environment of high temperature and high humidity. It is preferable to prepare in advance a means for avoiding aggregation in the case of becoming.
そこで、画像形成装置は、温度条件および湿度条件を検出する温湿度検出センサ(温湿度検出手段)をさらに有し、画質調整手段は、トナー消費実行時における温湿度条件に応じて、(A)のスクリュー線速Vcを上げるか、(B)の感光体線速を下げることによりVc/Vpを大きくすることが好ましい。すなわち、高温もしくは高湿環境下以外ではクリーニング装置でのトナー間凝集に余裕のある高耐久トナーもしくは低ハザード画像形成装置においても、トナー消費をするときの装置内環境が所定の温度以上、もしくは湿度以上と判断される場合においては、トナー消費時に感光体線速を下げて、クリーニングスクリュー線速との線速比を変えるようにするものである。 Therefore, the image forming apparatus further includes a temperature / humidity detection sensor (temperature / humidity detection means) for detecting the temperature condition and the humidity condition, and the image quality adjustment means is configured to perform (A) according to the temperature / humidity condition at the time of toner consumption execution. It is preferable to increase Vc / Vp by increasing the screw linear velocity Vc or decreasing the photosensitive member linear velocity (B). That is, even in a highly durable toner or low hazard image forming apparatus that has sufficient margin for aggregation between toners in a cleaning device except in a high temperature or high humidity environment, the internal environment when the toner is consumed is higher than a predetermined temperature or humidity. In the case where it is determined as described above, the photosensitive member linear velocity is lowered when the toner is consumed, and the linear velocity ratio with the cleaning screw linear velocity is changed.
以上説明した画質調整手段が実行する画質調整処理の一例を図6のフローチャートに示す。図4と同様の処理についての説明は省略するが、S308−1〜S308−3において、温湿度検出手段の検知結果(即ち、温度条件および湿度条件)を判断し(S308−1)、高温または高湿条件の場合(S308−1:Yes)は、(B)の感光体線速を下げ(S308−2)、そうでない場合(S308−1:No)は、(A)のスクリュー線速Vcを上げる(S308−3)ことで、Vc/Vp線速比を高くしている。 An example of the image quality adjustment process executed by the image quality adjustment means described above is shown in the flowchart of FIG. Although the description of the same processing as in FIG. 4 is omitted, in S308-1 to S308-3, the detection result (that is, temperature condition and humidity condition) of the temperature / humidity detection means is determined (S308-1), and the high temperature or In the case of high humidity conditions (S308-1: Yes), the photosensitive member linear velocity of (B) is decreased (S308-2), otherwise (S308-1: No), screw linear velocity Vc of (A). (S308-3) increases the Vc / Vp linear velocity ratio.
このように環境条件に基づいて(A)、(B)の方法を選択的に実行することにより、トナーブリッジを回避し、かつ、最大限短時間でトナー消費動作を行うことが可能となる。 As described above, by selectively executing the methods (A) and (B) based on the environmental conditions, it is possible to avoid the toner bridge and perform the toner consuming operation in the shortest possible time.
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。 The above-described embodiment is a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
<実施例1>
上述したトナー消費動作において、現像装置内の現像剤の総量は400gであり、通常、狙いのトナー濃度は7wt%をひとつの目標値として制御している。しかしながら、環境、経時の現像剤帯電量変動より、トナー濃度は4〜8wt%の範囲で制御されている。トナー消費動作によって極端にトナー濃度が下がりすぎることを回避するために、現像剤総量から推定してトナー濃度が約0.5wt%減る量のトナー消費動作を1セットとして、消費動作→上記光学センサによる地汚れ検知→消費判定(消費終了または消費動作実施)のサイクルを回した。
<Example 1>
In the toner consumption operation described above, the total amount of the developer in the developing device is 400 g, and the target toner concentration is normally controlled with 7 wt% as one target value. However, the toner concentration is controlled in the range of 4 to 8 wt% based on the environment and the developer charge amount variation with time. In order to avoid the toner concentration being excessively lowered by the toner consumption operation, the toner consumption operation in which the toner concentration is reduced by about 0.5 wt% estimated from the total amount of developer is set as one set, and the consumption operation → the optical sensor The cycle of detection of soiling due to → consumption judgment (consumption end or consumption operation execution) was turned.
通常印刷時の線速条件は以下の通りである。
・感光体線速=350mm/sec
・画像間隔(転写紙搬送間隔)余白=40mm、A4横(210mm)送りで84cpmの出力パフォーマンス
・現像ローラ線速=560mm/sec
・クリーニングスクリュー回転数=60rpm(但し、スクリュー外径=10mm、外径線速=10mm/sec)
なお、厚紙、OHP紙印刷時においては、上記速度条件に対して半速設定を持つ。
・感光体線速=175mm/sec
・現像ローラ線速=280mm/sec
・クリーニングスクリュー回転数=30rpm(但し、スクリュー外径=10mm、外径線速=5mm/sec)
The linear speed conditions during normal printing are as follows.
・ Photoconductor linear velocity = 350 mm / sec
-Image interval (transfer paper transfer interval) margin = 40 mm, A4 horizontal (210 mm) feed, 84 cpm output performance-Developing roller linear velocity = 560 mm / sec
・ Rotation speed of cleaning screw = 60 rpm (however, screw outer diameter = 10 mm, outer diameter linear velocity = 10 mm / sec)
When printing on thick paper and OHP paper, the speed condition is set to half speed.
・ Photoconductor linear velocity = 175 mm / sec
・ Developing roller linear velocity = 280 mm / sec
・ Cleaning screw rotation speed = 30 rpm (however, screw outer diameter = 10 mm, outer diameter linear velocity = 5 mm / sec)
これに対し、トナー消費モードは、1回の消費動作で現像剤400g中のトナー濃度を約0.5wt%減らすことを目的とし、感光体付着量=0.005mg/mm2となる現像ポテンシャル(現像バイアス電位−潜像電位)の設定で、
・感光体線速=350mm/sec
・現像ローラ線速=560mm/sec
・クリーニングスクリュー回転数=90rpm(但し、スクリュー外径=10mm、外径線速=15mm/sec)
以上の条件で、A4横通紙相当のベタ画像を6ページ分作像した(画像間隔余白は、40mm)。
On the other hand, the toner consumption mode aims at reducing the toner concentration in 400 g of developer by about 0.5 wt% in one consumption operation, and the development potential (photosensitive material adhesion amount = 0.005 mg / mm 2 ). (Development bias potential-latent image potential)
・ Photoconductor linear velocity = 350 mm / sec
・ Developing roller linear velocity = 560 mm / sec
・ Rotation speed of cleaning screw = 90 rpm (however, screw outer diameter = 10 mm, outer diameter linear velocity = 15 mm / sec)
Under the above conditions, 6 pages of solid images corresponding to A4 landscape paper were formed (image spacing margin was 40 mm).
また、中間転写ベルトへの転写バイアスをゼロに設定し、画像をクリーニング装置へ送る。6ページ分作成したら、上述のように、再度光学センサによる地肌部とベタ部の付着量検知を実施して、再度地汚れの状態からトナー消費再実施の要否を判断した。 Further, the transfer bias to the intermediate transfer belt is set to zero, and the image is sent to the cleaning device. After the creation of 6 pages, the amount of adhesion between the background portion and the solid portion was again detected by the optical sensor as described above, and it was determined again whether or not the toner consumption should be re-executed from the background state.
ここで、感光体線速=Vp、クリーニングスクリュー線速=Vcとすると、通常印刷時のVc/Vp=10/350に対し、トナー消費時はVc/Vp=15/350となる。このように、クリーニングスクリュー回転数を上げることで、スクリュー:感光体線速比(Vc/Vp)を上げて動作させることで、通常印刷時にクリーニング部に入力されるより多いトナーがクリーンング部に入力されても溜まり無く排出させることができた。なお、感光体付着量=0.005mg/mm2とは転写紙上で最大画像濃度となる付着量であり、画質調整手段によりその時の現像剤のトナー濃度および帯電量状態に合わせて調整すれば良い。 Here, when the photosensitive member linear velocity = Vp and the cleaning screw linear velocity = Vc, Vc / Vp = 15/350 when toner is consumed, whereas Vc / Vp = 10/350 during normal printing. In this way, by increasing the rotational speed of the cleaning screw and increasing the screw: photoreceptor linear velocity ratio (Vc / Vp), more toner is input to the cleaning unit during normal printing. Even if it was input, it could be discharged without accumulation. Note that the photoreceptor adhesion amount = 0.005 mg / mm 2 is the adhesion amount that gives the maximum image density on the transfer paper, and may be adjusted by the image quality adjusting means according to the toner density and charge amount state of the developer at that time. .
<実施例2>
実施例1と同じ線速条件において、トナー消費モードは1回の消費動作で現像剤400g中のトナー濃度を約0.5wt%減らす目的とし、感光体付着量=0.005mg/mm2となる現像ポテンシャルの設定で、
・感光体線速=175mm/sec
・現像ローラ線速=280mm/sec(よって、感光体線速:現像ローラ線速の比は固定)
・クリーニングスクリュー回転数=60rpm(但し、スクリュー外径=10mm、外径線速=10mm/sec)
とした。
<Example 2>
Under the same linear velocity conditions as in Example 1, the toner consumption mode aims to reduce the toner concentration in the developer 400 g by about 0.5 wt% by one consumption operation, and the photosensitive member adhesion amount = 0.005 mg / mm 2. By setting the development potential,
・ Photoconductor linear velocity = 175 mm / sec
・ Developing roller linear velocity = 280 mm / sec (therefore, the ratio of photosensitive member linear velocity: developing roller linear velocity is fixed)
・ Rotation speed of cleaning screw = 60 rpm (however, screw outer diameter = 10 mm, outer diameter linear velocity = 10 mm / sec)
It was.
ここで、感光体線速=Vp、クリーニングスクリュー線速=Vcとすると、通常印刷時のVc/Vp=10/350に対し、トナー消費時はVc/Vp=10/175となる。このように、感光体線速を厚紙、OHP印刷時と同じく半速に下げて(スクリュー:感光体線速比を上げて)動作させることで、通常印刷時にクリーニング部に入力されるより多いトナーがクリーンング部に入力されても溜まり無く、また、流動性が悪化して凝集しやすくなった廃トナーに対してもクリーニング部におけるトナーブリッジを防いで排出させることができた。 Here, if the photosensitive member linear velocity = Vp and the cleaning screw linear velocity = Vc, Vc / Vp = 10/175 when toner is consumed while Vc / Vp = 10/350 during normal printing. As described above, the photosensitive member linear speed is lowered to half the same speed as when printing on thick paper and OHP (by increasing the screw: photosensitive linear speed ratio), so that more toner is input to the cleaning unit during normal printing. Even when the toner is input to the cleaning portion, the toner does not accumulate, and waste toner that has become easy to aggregate due to poor fluidity can be discharged while preventing the toner bridge in the cleaning portion.
<実施例3>
トナー消費モード実施時の機内温度が35℃以上、または機械湿度が80%RHを超えた場合に、感光体付着量=0.005mg/mm2となる現像ポテンシャルの設定で、
・感光体線速=175mm/sec
・現像ローラ線速=280mm/sec
・クリーニングスクリュー回転数=60rpm(但し、スクリュー外径=10mm、外径線速=10mm/sec)
とした。また、その他の上記環境条件を満たさない場合は、感光体付着量=0.005mg/mm2となる現像ポテンシャルの設定で、
・感光体線速=350mm/sec
・現像ローラ線速=560mm/sec
・クリーニングスクリュー回転数=90rpm(但し、スクリュー外径=10mm、外径線速=15mm/sec)
として、環境状態に応じてトナー消費を実施した。その結果、トナーブリッジを回避し、かつ、最大限短時間でトナー消費動作を行うことができた。
<Example 3>
When the in-machine temperature at the time of toner consumption mode is 35 ° C. or higher, or when the mechanical humidity exceeds 80% RH, the development potential is set such that the photoreceptor adhesion amount is 0.005 mg / mm 2 .
・ Photoconductor linear velocity = 175 mm / sec
・ Developing roller linear velocity = 280 mm / sec
・ Rotation speed of cleaning screw = 60 rpm (however, screw outer diameter = 10 mm, outer diameter linear velocity = 10 mm / sec)
It was. Further, when the other environmental conditions are not satisfied, the development potential is set such that the adhesion amount of the photoreceptor is 0.005 mg / mm 2 .
・ Photoconductor linear velocity = 350 mm / sec
・ Developing roller linear velocity = 560 mm / sec
・ Rotation speed of cleaning screw = 90 rpm (however, screw outer diameter = 10 mm, outer diameter linear velocity = 15 mm / sec)
As a result, toner consumption was performed according to environmental conditions. As a result, it was possible to avoid the toner bridge and perform the toner consuming operation in the shortest possible time.
200 画像形成装置
200A 画像形成部
200B 給紙部
201 露光装置
202Y,202C,202M,202K 帯電装置
203Y,202C,202M,202K 現像装置
204Y,204M,204C,204K 1次転写装置
205Y,205C,205M,205K 感光体
206Y,206M,206C,206K クリーニング装置
207Y 除電装置
208Y クリーニングブレード
209Y クリーニングスクリュー
210 転写ベルト
211 従動ローラ
212 転写ローラ
213 定着装置
214 給紙トレイ
215 スタッカ
216Y 現像ローラ
217Y 第1搬送スクリュー
218Y 第2搬送スクリュー
219Y 仕切部材
220Y ドクターブレード
221Y 現像剤供給装置
222Y 透磁センサ
223Y 光学センサ
200
Claims (2)
前記像担持体上を一様に帯電させる帯電装置と、
一様に帯電された前記像担持体上に静電潜像を形成させる露光装置と、
前記像担持体上に形成された静電潜像をトナーとキャリアとを含む二成分現像剤により現像する現像装置と、
前記像担持体上のトナー像を転写部材に転写する転写装置と、
転写後に前記像担持体に残留したトナー像を前記像担持体から除去し、所定の容器に搬送排出するクリーニング装置と、を有する画像形成装置において、
前記現像装置の現像剤の状態を推定もしくは検知し、当該情報に基づいて所定のトナー量を前記像担持体上に形成させてトナー消費を実行し、現像剤の帯電量を安定化させる画質調整手段を有し、
前記画質調整手段は、前記像担持体の線速をVpとし、前記クリーニング装置におけるトナーを排出搬送させる回転部材の線速をVcとした場合、
通常の作像時より前記像担持体の線速Vpを下げることにより、トナー消費の実行時のVc/Vpを、通常の作像時のVc/Vpより大きくすることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier;
A charging device for uniformly charging the image carrier;
An exposure apparatus for forming an electrostatic latent image on the uniformly charged image carrier;
A developing device for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier with a two-component developer containing toner and carrier;
A transfer device for transferring a toner image on the image carrier to a transfer member;
A cleaning device that removes a toner image remaining on the image carrier after the transfer from the image carrier, and transports and discharges the toner image to a predetermined container;
Image quality adjustment that estimates or detects the developer state of the developing device, forms a predetermined toner amount on the image carrier based on the information, consumes the toner, and stabilizes the charge amount of the developer Having means,
When the linear velocity of the image carrier is Vp and the linear velocity of the rotating member that discharges and conveys the toner in the cleaning device is Vc,
An image forming apparatus characterized in that Vc / Vp at the time of toner consumption is made larger than Vc / Vp at the time of normal image formation by lowering the linear velocity Vp of the image carrier from that at the time of normal image formation. .
前記画質調整手段は、前記温湿度検出手段により検知されたトナー消費の実行時における前記温度条件および/または湿度条件に応じて、
通常の作像時よりも前記像担持体の線速Vpを下げることによりVc/Vpを大きくすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
It further has temperature / humidity detection means for detecting temperature conditions and / or humidity conditions,
The image quality adjustment unit is configured to perform the toner consumption detected by the temperature / humidity detection unit according to the temperature condition and / or the humidity condition at the time of execution .
The image forming apparatus according to claim 1, characterized in that to increase the Vc / Vp by the Turkey lowering the linear velocity Vp of the image bearing member than when the image formation of normal.
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