JP6798458B2

JP6798458B2 - Image forming device

Info

Publication number: JP6798458B2
Application number: JP2017179016A
Authority: JP
Inventors: 貴志井上
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2017-09-19
Filing date: 2017-09-19
Publication date: 2020-12-09
Anticipated expiration: 2037-09-19
Also published as: JP2019053259A

Description

本発明は、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像剤で現像する現像装置を備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus including a developing apparatus for developing an electrostatic latent image formed on a photoconductor drum with a developing agent.

現像装置は、感光体ドラムに形成された静電潜像を現像剤で現像して、感光体ドラム上にトナー像を形成する。現像剤としては、トナーを含む一成分現像剤や、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤が、一般的に使用される。トナーは、現像装置において所定の帯電量に帯電させられている。しかし、トナーの撹拌状況やトナー濃度等によっては、トナーが適切に帯電しない場合がある。このようなトナーは静電潜像に現像されず、現像装置から飛散してしまう場合がある。 The developing apparatus develops the electrostatic latent image formed on the photoconductor drum with a developer to form a toner image on the photoconductor drum. As the developer, a one-component developer containing toner and a two-component developer containing toner and a carrier are generally used. The toner is charged to a predetermined charge amount in the developing apparatus. However, the toner may not be charged properly depending on the stirring condition of the toner, the toner concentration, and the like. Such toner may not be developed into an electrostatic latent image and may be scattered from the developing apparatus.

特許文献１には、飛散したトナーの量を計測するパーティクルカウンターを備えた画像形成装置が記載されている。計測されたトナーの量に基づいて、現像装置におけるトナーの撹拌動作が制御される。 Patent Document 1 describes an image forming apparatus including a particle counter for measuring the amount of scattered toner. The toner stirring operation in the developing device is controlled based on the measured amount of toner.

特開平８−３２８４３５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-328435

しかしながら上記特許文献１に記載された画像形成装置を含む一般的な画像形成装置では、トナー飛散の要因は、トナーの帯電量が低いことと推測して、トナー飛散が生じた場合に、帯電量を増加させる対策を施している。これは、飛散した後のトナーを回収して帯電量を計測した結果に基づいている。しかし、飛散したトナーの帯電状態によっては、帯電量を増加させる対策が、飛散量低減についながる最適な手法とは限らない。 However, in a general image forming apparatus including the image forming apparatus described in Patent Document 1, it is presumed that the cause of the toner scattering is a low toner charge amount, and when the toner scattering occurs, the charge amount is charged. Measures are taken to increase. This is based on the result of collecting the scattered toner and measuring the charge amount. However, depending on the state of charge of the scattered toner, measures to increase the amount of charge are not always the optimum method for reducing the amount of scattering.

本発明は上記事情を考慮し、飛散したトナーの帯電量をリアルタイムで計測することで、トナー飛散に対して適切な対策を施すことのできる画像形成装置を提供することを目的とする。 In consideration of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of taking appropriate measures against toner scattering by measuring the amount of charge of the scattered toner in real time.

上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、像担持体に形成された静電潜像を現像剤で現像する現像装置と、前記現像装置の周囲に飛散する現像剤を吸引して捕集するファラデーゲージと、前記ファラデーゲージに捕集された現像剤の電荷量を計測する電流計と、前記現像装置と前記ファラデーゲージとの間に配置されて、吸引される空気中の現像剤の粒子の個数を計測するパーティクルカウンターと、前記電流計によって計測された電荷量と、前記パーティクルカウンターによって計測された現像剤の粒子の個数と、現像剤の粒子の重量と、を用いて、飛散した現像剤の帯電量を算出し、算出された帯電量に基づいて現像剤の飛散を防止する飛散防止部と、を備えていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the image forming apparatus of the present invention sucks a developing apparatus for developing an electrostatic latent image formed on an image carrier with a developing agent and a developing agent scattered around the developing apparatus. A developing agent in the air that is arranged between the developing device and the processing gauge, a collecting Faraday gauge, a current meter that measures the amount of charge of the developing agent collected in the Faraday gauge, and the developing device. Scatter using a particle counter that measures the number of particles, the amount of charge measured by the current meter, the number of developer particles measured by the particle counter, and the weight of the developer particles. It is characterized in that it includes a scattering prevention unit that calculates the charge amount of the developed developer and prevents the developer from scattering based on the calculated charge amount.

本発明の画像形成装置において、前記帯電量は、画像形成動作の間、単位時間毎に継続して計測されることを特徴としても良い。 The image forming apparatus of the present invention may be characterized in that the charge amount is continuously measured every unit time during the image forming operation.

本発明の画像形成装置において、前記飛散防止部は、算出された帯電量が基準の帯電量よりも高い場合、該帯電量が算出された時刻以前に、画像形成動作に関するいずれかの条件が変更されたかどうかを判定し、変更された条件が存在する場合には該条件を変更前に戻すことを特徴としても良い。 In the image forming apparatus of the present invention, when the calculated charge amount is higher than the reference charge amount, any condition regarding the image forming operation is changed before the time when the charge amount is calculated. It may be characterized in that it is determined whether or not the condition has been changed, and if the changed condition exists, the condition is returned before the change.

本発明の画像形成装置において、前記飛散防止部は、前記現像装置の周囲に飛散する現像剤を含む空気を吸引して排気する排気ファンを有し、算出された帯電量が基準の帯電量よりも高い場合、前記排気ファンの吸引流量を増加させることを特徴としても良い。 In the image forming apparatus of the present invention, the anti-scattering unit has an exhaust fan that sucks and exhausts air containing a developer scattered around the developing apparatus, and the calculated charge amount is based on the reference charge amount. If the value is high, the suction flow rate of the exhaust fan may be increased.

本発明の画像形成装置において、前記飛散防止部は、異常を報知する表示部を有し、算出された帯電量が基準の帯電量よりも高い場合、前記表示部に異常を表示することを特徴としても良い。 In the image forming apparatus of the present invention, the scattering prevention unit has a display unit for notifying an abnormality, and when the calculated charge amount is higher than the reference charge amount, the display unit displays the abnormality. May be.

本発明によれば、飛散したトナーの帯電量が標準範囲よりも高い場合と低い場合とに合わせたトナー飛散対策を施すので、トナーの飛散を確実に抑制することができる。 According to the present invention, since the toner scattering countermeasures are taken according to the case where the charge amount of the scattered toner is higher than the standard range and the case where the charge amount is lower than the standard range, the scattering of the toner can be surely suppressed.

本発明の一実施形態に係るカラープリンターの内部構成を模式的に示す正面図である。It is a front view which shows typically the internal structure of the color printer which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るカラープリンターの現像装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the developing apparatus of the color printer which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るカラープリンターの帯電量計測装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the charge amount measuring apparatus of the color printer which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、画像形成動作に伴うトナーの粒子数と電荷量との変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the number of particles of toner and the amount of charge with the image formation operation in the color printer which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、トナー飛散対策の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the toner scattering measures in the color printer which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、図面を参照しつつ本発明の画像形成装置について説明する。 Hereinafter, the image forming apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、図１を用いて、画像形成装置としてのカラープリンターの全体の構成について説明する。図１はカラープリンター１の内部構成を模式的に示す正面図である。以下、図１における紙面手前側をカラープリンター１の正面側（前側）とし、左右の向きはカラープリンター１を正面から見た方向を基準として説明する。各図のＦｒ、Ｒｒ、Ｌ及びＲは、それぞれカラープリンター１の前側、後側、左側及び右側を示す。 First, the overall configuration of the color printer as an image forming apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a front view schematically showing the internal configuration of the color printer 1. Hereinafter, the front side of the paper surface in FIG. 1 will be the front side (front side) of the color printer 1, and the left-right orientation will be described with reference to the direction in which the color printer 1 is viewed from the front. Fr, Rr, L and R in each figure indicate the front side, the rear side, the left side and the right side of the color printer 1, respectively.

カラープリンター１の装置本体２には、用紙Ｓが収容される給紙カセット３と、給紙カセット３から用紙Ｓを送り出す給紙装置５と、用紙Ｓにトナー像を形成する画像形成部７と、トナー像を用紙Ｓに定着する定着装置９と、用紙Ｓを排紙する排紙装置１１と、排紙された用紙Ｓが受け止められる排紙トレイ１３と、装置本体２の内部の空気を吸引して排気する排気ファン１５と、画像形成動作に伴うメッセージが表示される表示部１７と、が備えられている。さらに、装置本体２には、給紙装置５から、画像形成部７と定着装置９とを通って排紙装置１１に向かう用紙Ｓの搬送経路１９が形成されている。さらに、装置本体２は、給紙カセット３、給紙装置５、画像形成部７、定着装置９、排紙装置１１、排気ファン１５、表示部１７等を制御して画像形成動作を実行する制御部２１を備えている。 The apparatus main body 2 of the color printer 1 includes a paper feed cassette 3 in which the paper S is housed, a paper feed device 5 that feeds the paper S from the paper feed cassette 3, and an image forming unit 7 that forms a toner image on the paper S. , The fixing device 9 for fixing the toner image to the paper S, the paper ejection device 11 for ejecting the paper S, the paper ejection tray 13 for receiving the ejected paper S, and the air inside the apparatus main body 2 are sucked. An exhaust fan 15 for exhausting the paper and a display unit 17 for displaying a message accompanying the image forming operation are provided. Further, the apparatus main body 2 is formed with a paper S transport path 19 from the paper feeding device 5 to the paper discharging device 11 through the image forming unit 7 and the fixing device 9. Further, the apparatus main body 2 controls the paper feed cassette 3, the paper feed device 5, the image forming unit 7, the fixing device 9, the paper ejection device 11, the exhaust fan 15, the display unit 17, and the like to execute the image forming operation. The unit 21 is provided.

画像形成部７について説明する。画像形成部７は、循環走行してトナー像を担持する中間転写ベルト２５と、４色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー（現像剤）を用いてトナー像を形成する４つの画像形成ユニット２７と、形成されたトナー像を中間転写ベルト２５に転写する一次転写ローラー２９と、中間転写ベルト２５に転写されたトナー像を用紙に転写する二次転写ローラー３１と、各画像形成ユニット２７に対して画像データに基づいた露光を行う露光装置３３と、各色のトナーＴが収容されるトナーコンテナ３５と、を備えている。 The image forming unit 7 will be described. The image forming unit 7 forms four images by using an intermediate transfer belt 25 that circulates and carries a toner image and toners (developer) of four colors (yellow, magenta, cyan, and black) to form a toner image. The unit 27, the primary transfer roller 29 that transfers the formed toner image to the intermediate transfer belt 25, the secondary transfer roller 31 that transfers the toner image transferred to the intermediate transfer belt 25 to the paper, and each image forming unit 27. An exposure device 33 that performs exposure based on image data and a toner container 35 that houses toner T of each color are provided.

次に、画像形成ユニット２７について説明する。画像形成ユニット２７は、像担持体としての回転可能な感光体ドラム３７と、感光体ドラム３７の周囲に、感光体ドラム３７の回転方向に沿って順に配置された帯電装置３９と、現像装置４１と、クリーニング装置４３と、を備えている。この画像形成ユニット２７においては、感光体ドラム３７が帯電装置３９で帯電された後、露光装置３３によって画像データに基づいた露光が行われ、感光体ドラム３７に静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置４１によってトナー像に現像される。トナー像は、一次転写ローラー２９によって中間転写ベルト２５に転写される。４つの画像形成ユニット２７でトナー像が転写されることで、中間転写ベルト２５にフルカラーのトナー像が担持される。フルカラーのトナー像は、二次転写ローラー３１によって用紙Ｓに転写される。トナー像が中間転写ベルト２５に転写された後に感光体ドラム３７に残留したトナーは、クリーニング装置４３で除去される。 Next, the image forming unit 27 will be described. The image forming unit 27 includes a rotatable photoconductor drum 37 as an image carrier, a charging device 39 arranged around the photoconductor drum 37 in order along the rotation direction of the photoconductor drum 37, and a developing device 41. And a cleaning device 43. In the image forming unit 27, after the photoconductor drum 37 is charged by the charging device 39, the exposure device 33 performs exposure based on the image data, and an electrostatic latent image is formed on the photoconductor drum 37. The electrostatic latent image is developed into a toner image by the developing device 41. The toner image is transferred to the intermediate transfer belt 25 by the primary transfer roller 29. By transferring the toner image by the four image forming units 27, the full-color toner image is supported on the intermediate transfer belt 25. The full-color toner image is transferred to the paper S by the secondary transfer roller 31. The toner remaining on the photoconductor drum 37 after the toner image is transferred to the intermediate transfer belt 25 is removed by the cleaning device 43.

次に、図２を参照して現像装置４１について説明する。図２は現像装置の断面図である。 Next, the developing device 41 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the developing apparatus.

現像装置４１は、現像容器５１と、現像容器５１内に配置される撹拌搬送スクリュー５３と撹拌供給スクリュー５５と磁気ローラー５７と現像ローラー５９とを備えている。現像装置４１の上方には、飛散トナーの帯電量計測装置６１が設けられている。 The developing device 41 includes a developing container 51, a stirring transfer screw 53 arranged in the developing container 51, a stirring supply screw 55, a magnetic roller 57, and a developing roller 59. A charge amount measuring device 61 for scattered toner is provided above the developing device 41.

現像容器５１は、二成分現像剤（磁性キャリアとトナーと）が収容される中空の部材である。現像容器５１の下部には、互いに連通する撹拌搬送室５１ａと供給搬送室５１ｂとが設けられている。撹拌搬送室５１ａには、対応するトナーコンテナ３５からトナーＴが補給される。現像容器５１の上部には、感光体ドラム３７に対向する開口部５１ｃが形成されている。 The developing container 51 is a hollow member in which a two-component developer (magnetic carrier and toner) is housed. At the lower part of the developing container 51, a stirring transfer chamber 51a and a supply transfer chamber 51b that communicate with each other are provided. Toner T is replenished from the corresponding toner container 35 to the stirring transfer chamber 51a. An opening 51c facing the photoconductor drum 37 is formed in the upper part of the developing container 51.

撹拌搬送スクリュー５３は、撹拌搬送室５１ａに回転可能に支持されている。撹拌供給スクリュー５５は、供給搬送室５１ｂに回転可能に支持されている。両スクリュー５３、５５は、一体に回転するように連結されている。また、撹拌搬送スクリュー５３は現像モーター６５と接続している。現像モーター６５によって撹拌搬送スクリュー５３が回転することで、撹拌供給スクリュー５５も回転する。トナーコンテナ３５から撹拌搬送室５１ａに補給されたトナーＴは、撹拌搬送スクリュー５３と撹拌供給スクリュー５５とで撹拌されて撹拌搬送室５１ａと供給搬送室５１ｂとの間を循環しながら、所定の帯電量に帯電させられる。 The stirring transfer screw 53 is rotatably supported by the stirring transfer chamber 51a. The stirring supply screw 55 is rotatably supported by the supply transport chamber 51b. Both screws 53 and 55 are connected so as to rotate integrally. Further, the stirring transfer screw 53 is connected to the developing motor 65. As the stirring transfer screw 53 is rotated by the developing motor 65, the stirring supply screw 55 is also rotated. The toner T supplied from the toner container 35 to the stirring and transporting chamber 51a is stirred by the stirring and transporting screw 53 and the stirring and feeding screw 55, and is circulated between the stirring and transporting chamber 51a and the feeding and transporting chamber 51b to be charged into a predetermined state. It is charged in quantity.

磁気ローラー５７は、撹拌供給スクリュー５５に上方から対向するように配置されて、回転可能に支持されている。現像ローラー５９は、磁気ローラー５７に上方から対向するように配置されて、回転可能に支持されている。また、現像ローラー５９は、現像容器５１の開口部５１ｃから露出して感光体ドラム３７に対向している。 The magnetic roller 57 is arranged so as to face the stirring supply screw 55 from above and is rotatably supported. The developing roller 59 is arranged so as to face the magnetic roller 57 from above and is rotatably supported. Further, the developing roller 59 is exposed from the opening 51c of the developing container 51 and faces the photoconductor drum 37.

現像ローラー５９と磁気ローラーと５７の対向領域よりも磁気ローラー５７の回転方向上流側には、穂切りブレード６７が設けられている。 A spike cutting blade 67 is provided on the upstream side in the rotation direction of the magnetic roller 57 with respect to the region where the developing roller 59 and the magnetic roller 57 face each other.

撹拌搬送スクリュー５３及び撹拌供給スクリュー５５によって、撹拌搬送室５１ａ及び供給搬送室５１ｂを現像剤が循環しながら撹拌されることでトナーＴが帯電する。帯電したトナーＴを含む現像剤は、撹拌供給スクリュー５５によって磁気ローラー５７に搬送され、磁気ローラー５７上に磁気ブラシが形成される。磁気ブラシは、穂切りブレード６７によって層厚規制された後、磁気ローラー５７と現像ローラー５９との対向領域に搬送される。対向領域では、磁気ローラー５７に印加される直流電圧と現像ローラー５９に印加される直流電圧との電位差、及び、磁気ローラー５７が発生させる磁界によって現像ローラー５９上にトナー薄層を形成する。 The toner T is charged by the stirring transfer screw 53 and the stirring supply screw 55 stirring the stirring transfer chamber 51a and the supply transfer chamber 51b while the developer circulates. The developer containing the charged toner T is conveyed to the magnetic roller 57 by the stirring supply screw 55, and a magnetic brush is formed on the magnetic roller 57. After the layer thickness is regulated by the spike cutting blade 67, the magnetic brush is conveyed to the region where the magnetic roller 57 and the developing roller 59 face each other. In the facing region, a toner thin layer is formed on the developing roller 59 by the potential difference between the DC voltage applied to the magnetic roller 57 and the DC voltage applied to the developing roller 59 and the magnetic field generated by the magnetic roller 57.

現像ローラー５９上に形成されたトナー薄層中のトナーは、現像ローラー５９に印加されるバイアス電位と感光体ドラム３７の電位との間の電位差によって、現像ローラー５９から感光体ドラム３７に飛翔し、感光体ドラム３７の静電潜像がトナー像に現像される。 The toner in the toner thin layer formed on the developing roller 59 flies from the developing roller 59 to the photoconductor drum 37 due to the potential difference between the bias potential applied to the developing roller 59 and the potential of the photoconductor drum 37. , The electrostatic latent image of the photoconductor drum 37 is developed into a toner image.

次に、帯電量計測装置６１について、図２と図３を参照して説明する。図３は、帯電量計測装置を模式的に示す図である。 Next, the charge amount measuring device 61 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 3 is a diagram schematically showing a charge amount measuring device.

図２に示されるように、帯電量計測装置６１は、ファラデーゲージ７１と、ファラデーゲージ７１に接続する電流計７３と、パーティクルカウンター７５と、を備えている。帯電量計測装置６１は、現像容器５１の開口部５１ｃの上縁と感光体ドラム３７との隙間の上方に配置されている。 As shown in FIG. 2, the charge amount measuring device 61 includes a Faraday gauge 71, an ammeter 73 connected to the Faraday gauge 71, and a particle counter 75. The charge amount measuring device 61 is arranged above the gap between the upper edge of the opening 51c of the developing container 51 and the photoconductor drum 37.

図３に示されるように、ファラデーゲージ７１は、金属製の外筒７１ａと、外筒７１ａ内に絶縁物を介して配置される金属製の内筒７１ｂと、を備えている。外筒７１ａは接地されている。内筒７１ｂの一端には吸引口７１ｃが設けられ、他端には排気口７１ｄが設けられている。内筒７１ｂ内には、金属製のメッシュ８１が設けられている。メッシュ８１の目開きは、トナーＴの粒径よりも小さい。内筒７１ｂの排気口７１ｄには吸引ポンプ８３が接続している。 As shown in FIG. 3, the Faraday gauge 71 includes a metal outer cylinder 71a and a metal inner cylinder 71b arranged in the outer cylinder 71a via an insulator. The outer cylinder 71a is grounded. A suction port 71c is provided at one end of the inner cylinder 71b, and an exhaust port 71d is provided at the other end. A metal mesh 81 is provided in the inner cylinder 71b. The opening of the mesh 81 is smaller than the particle size of the toner T. A suction pump 83 is connected to the exhaust port 71d of the inner cylinder 71b.

図２に示されるように、ファラデーゲージ７１は、吸引口７１ｃが、現像容器５１の開口部５１ｃの上縁と感光体ドラム３７との隙間に上側から対向するように配置される。吸引ポンプ８３が作動すると、開口部５１ｃの周辺に飛散したトナーＴを含む空気が吸引口７１ｃから内筒７１ｂに吸引される。吸引された空気中のトナーＴはメッシュ８１に捕集される。トナーＴは所定の帯電量に帯電しているので、内筒７１ｂにはトナーＴと同極性の電位が発生し、接地されている外筒７１ａとの間に電位差が生じる。 As shown in FIG. 2, the Faraday gauge 71 is arranged so that the suction port 71c faces the gap between the upper edge of the opening 51c of the developing container 51 and the photoconductor drum 37 from above. When the suction pump 83 operates, air containing toner T scattered around the opening 51c is sucked from the suction port 71c into the inner cylinder 71b. The toner T in the sucked air is collected by the mesh 81. Since the toner T is charged to a predetermined charge amount, a potential having the same polarity as the toner T is generated in the inner cylinder 71b, and a potential difference is generated between the toner T and the outer cylinder 71a which is grounded.

電流計７３は、内筒７１ｂに接続されている。内筒７１ｂと外筒７１ａとの電位差を測定することで、メッシュ８１に捕集されたトナーＴの電荷量（μＣ）が測定される。測定結果は制御部２１に送信される。 The ammeter 73 is connected to the inner cylinder 71b. By measuring the potential difference between the inner cylinder 71b and the outer cylinder 71a, the charge amount (μC) of the toner T collected on the mesh 81 is measured. The measurement result is transmitted to the control unit 21.

パーティクルカウンター７５は、ダクト部８５と、ダクト部８５を挟んで配置される発光部８７と受光部８９と、を有している。発光部８７は、例えば、発光ダイオードやレンズ等を含んでおり、ダクト部８５を吸引される粒子にレーザー光を照射する（図３の破線矢印参照）。受光部８９は、例えば、フォトトランジスタや集光レンズ等を含んでおり、レーザー光が飛散した粒子に当たって散乱した光（図３の二点鎖線矢印参照）を受光して電気信号に変換する。電気信号は制御部２１に送信される。制御部２１は、送信された電気信号に基づいて、所定時間内にダクト部８５を通過した粒子の数（個）を判定する。 The particle counter 75 has a duct portion 85, a light emitting portion 87 arranged with the duct portion 85 interposed therebetween, and a light receiving portion 89. The light emitting unit 87 includes, for example, a light emitting diode, a lens, and the like, and irradiates the particles attracted by the duct unit 85 with laser light (see the broken line arrow in FIG. 3). The light receiving unit 89 includes, for example, a phototransistor, a condenser lens, or the like, and receives the scattered light (see the double-point chain arrow in FIG. 3) that hits the scattered particles of the laser light and converts it into an electric signal. The electric signal is transmitted to the control unit 21. The control unit 21 determines the number (pieces) of particles that have passed through the duct unit 85 within a predetermined time based on the transmitted electric signal.

ダクト部８５は、現像容器５１の開口部５１ｃの上縁と感光体ドラム３７との隙間と、ファラデーゲージ７１の吸引口７１ｃとの間に配置されて、ファラデーゲージ７１に吸引される空気が通過する。この際に、空気中に含まれるトナーＴの個数が判定される。 The duct portion 85 is arranged between the upper edge of the opening 51c of the developing container 51 and the gap between the photoconductor drum 37 and the suction port 71c of the Faraday gauge 71, and the air sucked by the Faraday gauge 71 passes through the duct portion 85. To do. At this time, the number of toners T contained in the air is determined.

制御部２１は、電流計７３で測定された電荷量（μＣ）と、パーティクルカウンターで７５計測されたトナーＴ（粒子）の個数（個）と、予め入力されているトナーＴの密度（ｇ／μｍ^３）及びトナーＴの半径（μｍ）を用いて、下記の式を用いて所定時間（例えば、１秒）内にファラデーゲージ７１のメッシュ８１に捕集されたトナーＴの帯電量（μＣ／ｇ）を算出する。
トナーの帯電量（μＣ／ｇ）＝電荷量（μＣ）／｛（４／３×π×ｒ^３）（μｍ^３）×トナーの密度（ｇ／μｍ^３）×個数（個）｝ The control unit 21 includes the amount of charge (μC) measured by the current meter 73, the number (pieces) of toner T (particles) measured 75 by the particle counter, and the pre-input toner T density (g / g /). Using the μm ³ ) and the radius of the toner T (μm), the charge amount (μC /) of the toner T collected on the mesh 81 of the faraday gauge 71 within a predetermined time (for example, 1 second) using the following formula. g) is calculated.
Toner charge amount (μC / g) = charge amount (μC) / {(4/3 × π × r ³ ) (μm ³ ) × toner density (g / μm ³ ) × number (pieces)}

ここで、パーティクルカウンター７５は、所定時間内にダクト部８５を通過したトナーの個数を計測する。しかし、ファラデーゲージ７１においては、時間の経過に伴ってメッシュ８１にトナーが蓄積されていくので、電流計７３は、蓄積されたトナーＴの電荷量を所定時間毎に計測することになる。したがって、上記式に入力される電荷量は、今回計測された電荷量から前回計測された電荷量を差し引いた値となる。 Here, the particle counter 75 measures the number of toners that have passed through the duct portion 85 within a predetermined time. However, in the Faraday gauge 71, toner is accumulated in the mesh 81 with the passage of time, so that the ammeter 73 measures the amount of charge of the accumulated toner T at predetermined time intervals. Therefore, the amount of charge input to the above equation is a value obtained by subtracting the amount of charge measured last time from the amount of charge measured this time.

このように帯電量が計測されると、制御部２１は、飛散防止部として、計測された帯電量に基づいて画像形成部７、排気ファン１５、表示部１７を制御して、トナーの飛散を防止する。 When the charge amount is measured in this way, the control unit 21 controls the image forming unit 7, the exhaust fan 15, and the display unit 17 based on the measured charge amount as a scattering prevention unit to prevent toner from scattering. To prevent.

上記構成を有するカラープリンター１において、画像形成動作に伴うパーティクルカウンターで計測されたトナーの個数及び電荷量の変位の一例について、図４を参照して説明する。図４は、画像形成動作に伴うトナーの個数及び電荷量の変位を模式的に示すグラフである。図４の横軸は時間、縦軸は、下から順に現像装置の現像モーターの駆動状態（オンあるいはオフ）、個数、電荷量を示す。 In the color printer 1 having the above configuration, an example of the displacement of the number of toners and the amount of electric charge measured by the particle counter accompanying the image forming operation will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a graph schematically showing the displacement of the number of toners and the amount of electric charge due to the image forming operation. The horizontal axis of FIG. 4 shows time, and the vertical axis shows the driving state (on or off), the number, and the amount of electric charge of the developing motor of the developing device in order from the bottom.

時刻ｔ１で現像モーター６５が駆動されて現像動作が開始された時点では、飛散トナーの個数はほぼゼロであり、電荷量もほぼゼロである。所定時間経過した時刻ｔ２では、現像動作に伴ってトナーＴが飛散し始めて、飛散トナーＴの個数が増加し、個数の増加と共に電荷量も増加する。言い換えると、トナーが飛散する原因が、現像装置４１の作動であると言える。さらに所定時間経過した時刻ｔ３では、飛散するトナーＴの個数がさらに増加し、個数の増加と共に電荷量も増加する。さらに所定時間経過した時刻ｔ４では、飛散するトナーＴの個数は減少し、個数の減少に伴って電荷量も減少している。 When the developing motor 65 is driven at time t1 and the developing operation is started, the number of scattered toners is almost zero and the amount of electric charge is also almost zero. At the time t2 when the predetermined time has elapsed, the toner T starts to scatter along with the developing operation, the number of the scattered toner T increases, and the amount of electric charge increases as the number increases. In other words, it can be said that the cause of the toner scattering is the operation of the developing device 41. Further, at the time t3 when the predetermined time elapses, the number of scattered toners T further increases, and the amount of electric charge increases as the number increases. Further, at the time t4 when the predetermined time elapses, the number of scattered toners T decreases, and the amount of electric charge decreases as the number decreases.

このように、画像形成動作（現像動作）の間、所定時間毎に継続して飛散トナーの個数と電荷量とを計測して、前述の式によって飛散トナーの帯電量を把握することができる。 In this way, during the image forming operation (development operation), the number of scattered toners and the amount of electric charge can be continuously measured at predetermined time intervals, and the amount of electric charge of the scattered toner can be grasped by the above formula.

上記構成を有する帯電量計測装置６１を備えるカラープリンター１において、制御部２１による飛散トナーの帯電量に基づいたトナー飛散防止対策の一例について、図５のフローチャートを参照して説明する。 In the color printer 1 provided with the charge amount measuring device 61 having the above configuration, an example of the toner scattering prevention measures based on the charge amount of the scattered toner by the control unit 21 will be described with reference to the flowchart of FIG.

ステップＳ１において、現像装置４１が現像動作を開始すると、帯電量計測装置６１が、飛散したトナーＴの帯電量の計測を開始する。その後、ステップＳ２において、制御部２１が、所定時間毎に、計測された帯電量が標準範囲（例えば、＋３０〜４０μＣ／ｇ）内かどうかを判定する。標準範囲は、例えば、標準環境下で、基準のトナーを所定のトナー濃度でキャリアと混合及び撹拌したときの帯電量である。なお、実際には、帯電量の絶対値を比較する。 In step S1, when the developing device 41 starts the developing operation, the charging amount measuring device 61 starts measuring the charging amount of the scattered toner T. After that, in step S2, the control unit 21 determines whether or not the measured charge amount is within the standard range (for example, +30 to 40 μC / g) at predetermined time intervals. The standard range is, for example, the amount of charge when the reference toner is mixed and stirred with the carrier at a predetermined toner concentration under a standard environment. Actually, the absolute values of the charged amounts are compared.

ステップＳ２で、制御部２１が、計測された帯電量が標準範囲よりも高いあるいは低いと判定すると、ステップＳ３に進む。 If the control unit 21 determines in step S2 that the measured charge amount is higher or lower than the standard range, the process proceeds to step S3.

ステップＳ３では、制御部２１が、計測された帯電量が標準範囲よりも高いかどうかを判定する。その結果、計測された帯電量が標準範囲よりも高いと判定されると、ステップＳ４に進む。 In step S3, the control unit 21 determines whether the measured charge amount is higher than the standard range. As a result, if it is determined that the measured charge amount is higher than the standard range, the process proceeds to step S4.

ステップＳ４では、制御部２１が、ステップＳ２において、計測された帯電量が標準範囲よりも高いあるいは低いと判定した時刻以前に、画像形成動作に関するいずれかの条件が変更されたかどうかを判定する。その結果、制御部２１が、変更された条件が存在すると判定すると、ステップＳ５に進み、その条件を変更前の条件に戻す。つまり、帯電量が高い原因が、その条件の変更によるものと推察できる。そこで、変更された条件を変更前に戻すことにより、帯電量を標準範囲に戻すことができると予測される。条件は、一例として、現像ローラー５９のバイアス電位である。例えば、画像不良が生じてバイアス電位を変更したような場合に、バイアス電位を変更前の電位に戻す。他の例として、現像装置４１の各スクリュー５３、５５の回転速度を速くした場合にトナーの撹拌が加速されて、トナーの帯電量が高くなってしまう場合もあり得る。この場合は、各スクリュー５３、５５の回転速度を変更前の速度に戻す。 In step S4, the control unit 21 determines whether or not any of the conditions related to the image forming operation has been changed before the time when the measured charge amount is determined to be higher or lower than the standard range in step S2. As a result, when the control unit 21 determines that the changed condition exists, the process proceeds to step S5, and the condition is returned to the condition before the change. That is, it can be inferred that the cause of the high charge amount is the change in the conditions. Therefore, it is predicted that the charge amount can be returned to the standard range by returning the changed conditions to those before the change. The condition is, for example, the bias potential of the developing roller 59. For example, when an image defect occurs and the bias potential is changed, the bias potential is returned to the potential before the change. As another example, when the rotation speeds of the screws 53 and 55 of the developing device 41 are increased, the stirring of the toner may be accelerated and the amount of charge of the toner may be increased. In this case, the rotation speeds of the screws 53 and 55 are returned to the speeds before the change.

ステップＳ５で、条件を変更前に戻した後、ステップＳ６で、制御部２１が、計測された帯電量が標準範囲内かどうかを判定する。その結果、帯電量が標準範囲内と判定されると、帯電量が高いトナーが飛散する原因が、変更された条件によるものと推測できる。そこで、変更された条件を変更前に戻すことで、帯電量の高いトナーの飛散を防止できる。一方、条件を変更前に戻したにもかかわらず帯電量が高いと判定されると、帯電量が高いトナーが飛散する原因が、変更された条件によるものではないと推測し、ステップＳ７に進む。また、ステップＳ４で、制御部２１が、変更された条件が存在しないと判定した場合も、帯電量が高いトナーが飛散する原因が、条件の変更によるものではないと推測できるので、ステップＳ７に進む。 In step S5, after returning the conditions to before the change, in step S6, the control unit 21 determines whether or not the measured charge amount is within the standard range. As a result, when it is determined that the charge amount is within the standard range, it can be inferred that the cause of the scattering of the toner having a high charge amount is due to the changed condition. Therefore, by returning the changed conditions to those before the change, it is possible to prevent the toner having a high charge amount from scattering. On the other hand, if it is determined that the charge amount is high even though the condition is returned before the change, it is presumed that the cause of the scattering of the toner having a high charge amount is not due to the changed condition, and the process proceeds to step S7. .. Further, even if the control unit 21 determines in step S4 that the changed condition does not exist, it can be inferred that the cause of the scattering of the toner having a high charge amount is not due to the change of the condition. move on.

ステップＳ７では、制御部２１が、排気ファン１５（図１参照）の吸引風量を上げる、あるいは、排気ファン１５の作動時間を標準時間よりも長くする。帯電量が高いトナーが飛散すると、現像装置４１や装置本体２の壁面に付着する傾向があるので、排気ファン１５の風量を上げたり作動時間を標準時間よりも長くしたりすることで、飛散しているトナーＴを壁面に付着する前に吸引して回収する。 In step S7, the control unit 21 increases the suction air volume of the exhaust fan 15 (see FIG. 1), or makes the operating time of the exhaust fan 15 longer than the standard time. When toner with a high charge amount is scattered, it tends to adhere to the wall surface of the developing device 41 or the device main body 2. Therefore, it is scattered by increasing the air volume of the exhaust fan 15 or making the operating time longer than the standard time. The toner T is sucked and collected before adhering to the wall surface.

帯電量が高いトナーが飛散する原因が、画像形成動作に関する条件の変更によるものではない場合は、一例として、現像装置４１等の異常やトナー濃度センサー等の故障が考えられるので、ステップＳ８に進み、制御部２１が、表示部１７にエラーメッセージを表示する。あるいは、通信によってサービスマンにエラーを報知する。 If the cause of the scattering of the toner having a high charge amount is not due to a change in the conditions related to the image forming operation, as an example, an abnormality of the developing device 41 or the like or a failure of the toner concentration sensor or the like is considered, so the process proceeds to step S8. , The control unit 21 displays an error message on the display unit 17. Alternatively, the serviceman is notified of the error by communication.

なお、ステップＳ３で、制御部２１が、計測された帯電量が標準範囲よりも低いと判定すると、ステップＳ９に進む。 If the control unit 21 determines in step S3 that the measured charge amount is lower than the standard range, the process proceeds to step S9.

ステップＳ９では、制御部２１は、帯電量を高くするように現像装置４１等を制御する。例えば、現像装置４１の各スクリュー５３、５５の回転速度を上げたり、これらのスクリュー５３、５５の回転時間を標準時間よりも長くしたりして、現像剤の撹拌によるトナーの帯電を促進させる。あるいは、トナーの過補給が考慮される場合には、トナーコンテナ３５からのトナーの補給量を少なくする。 In step S9, the control unit 21 controls the developing device 41 and the like so as to increase the charge amount. For example, the rotation speed of the screws 53 and 55 of the developing device 41 is increased, and the rotation time of these screws 53 and 55 is made longer than the standard time to promote the charging of the toner by stirring the developer. Alternatively, when over-replenishment of toner is considered, the amount of toner replenished from the toner container 35 is reduced.

上記説明したように、本発明のカラープリンター１によれば、飛散したトナーの帯電量が標準範囲よりも高い場合と低い場合とに合わせたトナー飛散対策を施すことができるので、トナーの飛散を抑制することができる。 As described above, according to the color printer 1 of the present invention, it is possible to take measures against toner scattering depending on whether the amount of charge of the scattered toner is higher or lower than the standard range. It can be suppressed.

また、帯電量を、画像形成動作の間、単位時間毎（リアルタイムで）に計測するので、進行中の画像形成動作のどの時点で、帯電量が高いトナーが飛散したかを把握できる。すると、その時点付近で画像形成動作に関する条件の変更があった場合には、帯電量が高いトナーが飛散した原因が、その条件の変更によるものと推測できる。そこで、その条件を変更前に戻すことで、帯電量を適切な値に戻すことができると予測される。 Further, since the charge amount is measured every unit time (in real time) during the image forming operation, it is possible to grasp at what point in the image forming operation in progress the toner having a high charge amount is scattered. Then, if there is a change in the conditions related to the image forming operation near that time, it can be inferred that the cause of the scattering of the toner having a high charge amount is due to the change in the conditions. Therefore, it is predicted that the charge amount can be returned to an appropriate value by returning the condition to the value before the change.

また、条件を変更前に戻しても帯電量が高い場合は、排気ファン１５による飛散トナーの回収を促進したり表示部１７に異常を表示したりすることで、飛散トナーの量を可能な限り減らすことができると共に、速やかに適切な対策を施すことができる。 If the amount of charge is high even if the conditions are returned before the change, the amount of scattered toner can be reduced as much as possible by promoting the collection of the scattered toner by the exhaust fan 15 or displaying an abnormality on the display unit 17. It can be reduced and appropriate measures can be taken promptly.

上記実施形態では、帯電量計測装置６１を、現像容器５１の開口部５１ｃの上縁と感光体ドラム３７の隙間の上方に配置したが、他の位置に配置しても良い。例えば、現像容器５１の開口部５１ｃの近傍に排気ダクトを設けて、排気ダクトの出口に帯電量計測装置６１を配置しても良い。 In the above embodiment, the charge amount measuring device 61 is arranged above the gap between the upper edge of the opening 51c of the developing container 51 and the photoconductor drum 37, but it may be arranged at another position. For example, an exhaust duct may be provided in the vicinity of the opening 51c of the developing container 51, and the charge amount measuring device 61 may be arranged at the outlet of the exhaust duct.

また、帯電量計測装置６１に、ファラデーゲージ７１のメッシュ８１に蓄積されたトナーを定期的に回収する回収機構を設けても良い。 Further, the charge amount measuring device 61 may be provided with a recovery mechanism for periodically collecting the toner accumulated in the mesh 81 of the Faraday gauge 71.

上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係る画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。 Since the above description of the embodiment of the present invention describes a preferred embodiment of the image forming apparatus according to the present invention, there may be various technically preferable limitations, but the present invention The technical scope of the present invention is not limited to these aspects unless otherwise specified to limit the present invention. That is, the constituent elements in the above-described embodiment of the present invention can be appropriately replaced with existing constituent elements and the like, and various variations including combinations with other existing constituent elements are possible. The description of the embodiment of the present invention described above does not limit the content of the invention described in the claims.

１カラープリンター（画像形成装置）
１５排気ファン
１７表示部
２１制御部（飛散防止部）
３７感光体ドラム（像担持体）
４１現像装置
７１ファラデーゲージ
７３電流計
７５パーティクルカウンター 1 Color printer (image forming device)
15 Exhaust fan 17 Display unit 21 Control unit (scattering prevention unit)
37 Photoreceptor drum (image carrier)
41 Developer 71 Faraday Gauge 73 Ammeter 75 Particle Counter

Claims

A developing device that develops an electrostatic latent image formed on an image carrier with a developing agent,
A Faraday gauge that sucks and collects the developer scattered around the developing device,
An ammeter that measures the amount of charge of the developer collected on the Faraday gauge, and
A particle counter, which is arranged between the developing device and the Faraday gauge and measures the number of particles of the developing agent in the sucked air,
Using the amount of charge measured by the ammeter, the number of particles of the developer measured by the particle counter, and the weight of the particles of the developer, the amount of charge of the scattered developer is calculated and calculated. It is provided with a scattering prevention unit that prevents the developing agent from scattering based on the charged amount .
When the calculated charge amount is higher than the reference charge amount, the shatterproof unit determines whether any of the conditions related to the image forming operation has been changed before the time when the charge amount is calculated, and changes the charge amount. An image forming apparatus characterized in that , when a specified condition exists, the condition is returned before the change .

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the charge amount is continuously measured every unit time during the image forming operation.

The shatterproof unit has an exhaust fan that sucks and exhausts air containing a developer that scatters around the developing apparatus, and when the calculated charge amount is higher than the reference charge amount, the exhaust fan The image forming apparatus according to claim 1 or 2 , wherein the suction flow rate is increased.

The scattering prevention portion includes a display unit for notifying an abnormality when the calculated amount of charge is higher than the charge amount of the reference, according to claim 1 to 3, characterized in that displaying the abnormality on the display section The image forming apparatus according to any one item.