JP2010128401A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はクリーニングブレードを備えたクリーニング手段を有する画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus having cleaning means provided with a cleaning blade.
電子写真方式のカラーの画像形成装置では、複数の感光体ドラム上に異なる色のトナー像をそれぞれ形成し、形成したトナー像を中間転写ベルトに一次転写して重ね合わせ、更に、中間転写体から用紙にトナー像を二次転写して、画像を得る。 In an electrophotographic color image forming apparatus, toner images of different colors are respectively formed on a plurality of photosensitive drums, and the formed toner images are primarily transferred onto an intermediate transfer belt and superimposed, and further, from the intermediate transfer member. The toner image is secondarily transferred to a sheet to obtain an image.
このような画像形成装置においては、画像形成した後に感光体ドラムあるいは中間転写ベルトのような被清掃体に残留する未転写トナーを除去するためのクリーニング手段が設けられている。このようなクリーニング手段としては、例えば、弾性体よりなる平板状のクリーニングブレードを被清掃体の表面に当接させてその表面を摺擦することにより、被清掃体上の未転写トナーを機械的に除去するブレードクリーニング方式がある。 Such an image forming apparatus is provided with a cleaning unit for removing untransferred toner remaining on a member to be cleaned such as a photosensitive drum or an intermediate transfer belt after image formation. As such a cleaning means, for example, a flat cleaning blade made of an elastic body is brought into contact with the surface of the object to be cleaned and the surface thereof is rubbed to mechanically remove the untransferred toner on the object to be cleaned. There is a blade cleaning method to be removed.
クリーニングブレードは通常は、画像領域に形成したトナー像の未転写となった残留トナーの除去を行うが、それ以外に非画像領域に形成したトナーを除去させる場合がある。このような例としては(1)耐久劣化した現像装置内のトナーを入れ替えるために現像装置からトナーを排出させ、排出したトナーを除去する場合と(2)潤滑剤として機能させるためにクリーニングブレードにエッジ部にトナーを供給する場合がある。 The cleaning blade normally removes residual toner that has not been transferred to the toner image formed in the image area, but may otherwise remove toner formed in the non-image area. Examples of this are (1) the case where toner is discharged from the developing device in order to replace the toner in the developing device whose durability has deteriorated, and the case where the discharged toner is removed, and (2) the cleaning blade is used in order to function as a lubricant. In some cases, toner is supplied to the edge portion.
前者(1)について説明する。2成分現像剤を用いた画像形成装置において、ページ当たりの印字量つまり画像の印字率が小さくトナー消費量が少ない画像を連続して出力した場合には、現像装置内のトナーは消費されずに現像装置内での滞留時間が長くなる。滞留時間が長いトナーは必要以上に撹拌されることにより、当該トナーの表面に付与させていた外添剤が離脱したり、あるいはトナー表面に埋没したりする。このような場合にはトナーの物性が変化してしまうために、現像性や転写性に悪影響を及ぼす。特許文献1に開示された画像形成装置では、このような問題に対して、画像データからトナー量を推定し、所定のトナー量に比べて少ない場合には、現像装置内のトナーを強制的に消費させていた。 The former (1) will be described. In an image forming apparatus using a two-component developer, when an image with a small printing amount per page, that is, an image printing rate and a small toner consumption amount is output continuously, the toner in the developing device is not consumed. The residence time in the developing device becomes longer. When the toner having a long residence time is agitated more than necessary, the external additive applied to the surface of the toner is detached or buried in the toner surface. In such a case, the physical properties of the toner change, which adversely affects the developability and transferability. In the image forming apparatus disclosed in Patent Document 1, the toner amount is estimated from the image data for such a problem, and when the toner amount is smaller than a predetermined toner amount, the toner in the developing device is forcibly used. I was consuming it.
後者(2)について説明する。画像面積の少ないコピーを多数枚とった場合には転写ベルト上に残留トナーが無い状態となり、転写ベルトに接触しているクリーニングブレードのエッジのトナーが無くなる。このためにクリーニングブレードと転写ベルトとの摺擦抵抗が増大し、ブレードめくれ等の問題が生じる。特許文献2に開示されている画像形成装置では、このような問題に対してめくれ防止用のトナーを定期的に供給している。
The latter (2) will be described. When a large number of copies having a small image area are taken, there is no residual toner on the transfer belt, and there is no toner on the edge of the cleaning blade that is in contact with the transfer belt. For this reason, the sliding resistance between the cleaning blade and the transfer belt increases, and problems such as blade turning occur. In the image forming apparatus disclosed in
しかし、このような強制消費用のトナーや、めくれ防止用のトナーは、通常の未転写となった残留トナーに比べてトナーの量が多いのでクリーニングできない場合があり、そのような場合には転写材の裏汚れの問題となる。 However, the toner for forced consumption and the toner for preventing curling may be unable to be cleaned because the amount of toner is larger than the remaining toner that has not been transferred normally. It becomes a problem of the back dirt of the material.
このような問題に対して特許文献3に開示された画像形成装置では、1成分現像剤を使用した現像装置において、めくれ防止用のトナー像の現像条件を変更することによりトナー帯電量及び付着量を制御している。
しかし、特許文献3に開示された画像形成装置では、1成分現像剤を用いた現像装置において現像ローラの回転数を変更することによりトナー帯電量を変更させ、また現像ギャップを狭くすることにより付着量の制御を行っているものである。このようなことから2成分現像には適用し難いという問題と、また連続して画像形成を行う紙間に形成することは困難であるという問題がある。 However, in the image forming apparatus disclosed in Patent Document 3, in a developing apparatus using a one-component developer, the toner charge amount is changed by changing the number of rotations of the developing roller, and the image forming apparatus is attached by narrowing the developing gap. The amount is controlled. For this reason, there are problems that it is difficult to apply to two-component development, and that it is difficult to form between sheets on which images are continuously formed.
本願発明は上記問題に鑑み、2成分現像剤を用いた場合であっても、クリーニング不良を生じさせず非画像領域にトナー帯を形成させることが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention has an object to provide an image forming apparatus capable of forming a toner band in a non-image area without causing a cleaning defect even when a two-component developer is used. To do.
上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。
1.現像ローラを備え、トナーとキャリアからなる2成分現像剤を収容し、静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
形成されたトナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体上のトナー像を搬送された用紙に転写する転写手段と、
クリーニングブレードを備え、前記像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング手段と、
前記現像手段に収容されているトナーの帯電量を検知する帯電量検知手段と、を有する画像形成装置において、
前記帯電量検知手段の検知結果に基づいて、用紙に転写されない非画像領域にトナー帯を形成する際の現像条件を、該トナー帯の単位面積当たりのトナー付着量を変更するように設定する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2.前記現像手段は複数であり、
前記像担持体は、複数の現像手段により形成されたトナー像を順次重ね合わせる中間転写ベルトであることを特徴とする前記1に記載の画像形成装置。
3.現像ローラを備え、トナーとキャリアからなる2成分現像剤を収容し、静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
形成されたトナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体上のトナー像を搬送された用紙に転写する転写ベルトと、
クリーニングブレードを備え、前記転写ベルト上のトナーを除去するクリーニング手段と、
前記現像手段に収容されているトナーの帯電量を検知する帯電量検知手段と、を有する画像形成装置において、
前記帯電量検知手段の検知結果に基づいて、前記転写ベルトのクリーニング手段にトナーを供給するためにトナー帯を形成する際の現像条件を、該トナー帯の単位面積当たりのトナー付着量を変更するように設定する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
4.前記制御手段は、帯電量検知手段が検知したトナーの帯電量の絶対値が所定値以上であると判断したときに、単位面積当たりのトナー付着量を少なくするように現像条件の設定を行うことを特徴とする前記1〜3のいずれかに記載の画像形成装置。
5.前記制御手段は、単位面積当たりのトナー付着量を変更するように現像条件の設定を行うとともに、単位時間あたりに作成する前記トナー帯の面積を変更することを特徴とする前記1〜4のいずれかに記載の画像形成装置。
6.前記現像条件の設定は、
前記現像ローラに印加する現像バイアスのDC成分の出力値、
前記現像バイアスのAC成分の出力値、
前記現像ローラの回転速度、
前記静電潜像を形成する際の露光量、
のうち少なくとも一つの設定であることを特徴とする前記1〜5のいずれかに記載の画像形成装置。
7.前記帯電量検知手段は、
トナー像を形成する際の現像電流を検知する現像電流検知手段と、形成されたトナー像の光学濃度を検知する濃度センサとを備え、
前記濃度センサと前記現像電流検知手段との出力に基づいて前記現像手段に収容されているトナー帯電量を検知することを特徴とする前記1〜6のいずれかに記載の画像形成装置。
8.前記トナー帯は、連続して用紙に画像を形成する際における画像間の非画像領域に形成することを特徴とする前記1〜7のいずれかに記載の画像形成装置。
The above object is achieved by the invention described below.
1. A developing unit including a developing roller, containing a two-component developer composed of toner and carrier, and developing an electrostatic latent image to form a toner image;
An image carrier that carries the formed toner image;
Transfer means for transferring the toner image on the image carrier onto the conveyed paper;
A cleaning means comprising a cleaning blade and removing residual toner on the image carrier;
An image forming apparatus comprising: a charge amount detection unit that detects a charge amount of toner contained in the developing unit;
Control for setting a developing condition when forming a toner band in a non-image area that is not transferred to a sheet so as to change the toner adhesion amount per unit area of the toner band based on the detection result of the charge amount detection means An image forming apparatus comprising: means.
2. There are a plurality of the developing means,
2. The image forming apparatus according to item 1, wherein the image carrier is an intermediate transfer belt that sequentially superimposes toner images formed by a plurality of developing units.
3. A developing unit including a developing roller, containing a two-component developer composed of toner and carrier, and developing an electrostatic latent image to form a toner image;
An image carrier that carries the formed toner image;
A transfer belt for transferring the toner image on the image carrier onto the conveyed paper;
A cleaning means comprising a cleaning blade, and removing toner on the transfer belt;
An image forming apparatus comprising: a charge amount detection unit that detects a charge amount of toner contained in the developing unit;
Based on the detection result of the charge amount detection means, the developing condition when forming the toner band for supplying toner to the cleaning means of the transfer belt is changed, and the toner adhesion amount per unit area of the toner band is changed. An image forming apparatus having control means for setting as described above.
4). The control unit sets development conditions so as to reduce the toner adhesion amount per unit area when it is determined that the absolute value of the toner charge amount detected by the charge amount detection unit is equal to or greater than a predetermined value. 4. The image forming apparatus as described in any one of 1 to 3 above.
5). The control means sets development conditions so as to change the toner adhesion amount per unit area, and changes the area of the toner band created per unit time. An image forming apparatus according to claim 1.
6). The development conditions are set as follows:
The output value of the DC component of the developing bias applied to the developing roller;
An output value of the AC component of the developing bias;
Rotational speed of the developing roller,
Exposure amount when forming the electrostatic latent image,
The image forming apparatus according to any one of 1 to 5, wherein at least one of the settings is set.
7). The charge amount detecting means includes
A developing current detecting means for detecting a developing current when forming a toner image, and a density sensor for detecting an optical density of the formed toner image,
7. The image forming apparatus according to any one of 1 to 6, wherein a toner charge amount stored in the developing unit is detected based on outputs from the density sensor and the developing current detecting unit.
8). The image forming apparatus according to any one of 1 to 7, wherein the toner band is formed in a non-image area between images when images are continuously formed on a sheet.
本願発明によれば、トナー帯を形成する際の現像条件を帯電量検知手段の検知結果に基づいて該トナー帯の単位面積当たりのトナー付着量を変更するように設定することにより、2成分現像剤を用いた場合であっても、クリーニング不良を生じさせずトナー帯を形成させることが可能な画像形成装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, the two-component development is performed by setting the developing condition for forming the toner band so as to change the toner adhesion amount per unit area of the toner band based on the detection result of the charge amount detecting means. Even when an agent is used, it is possible to provide an image forming apparatus capable of forming a toner band without causing a cleaning failure.
本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。 Although the present invention will be described based on an embodiment, the present invention is not limited to the embodiment.
[画像形成装置]
図1及び図2に基づいて本実施形態に係る画像形成装置について説明する。図1は、画像形成装置100の要部を示す図であり、図2は、画像形成手段10Kの周辺を示す図である。
[Image forming apparatus]
The image forming apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram illustrating a main part of the
画像形成装置100は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成手段10Y、10M、10C、10Kと、ベルト状の中間転写ベルト6と給紙装置20及び定着装置30等から構成されている。
The
画像形成装置100の上部には、スキャナー110が設置されている。原稿台上に載置された原稿はスキャナー110の原稿画像走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれる。ラインイメージセンサにより光電変換されたアナログ信号は、制御手段において、アナログ処理、A/D変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光部3Y、3M、3C、3Kに入力される。
A
なお本願明細書においては構成要素を総称する場合にはアルファベットの添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成要素を指す場合にはY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の添え字を付した参照符号で示す。 In the specification of the present application, the constituent elements are collectively indicated by reference numerals with alphabetic suffixes omitted, and the individual constituent elements are indicated by Y (yellow), M (magenta), C (cyan), This is indicated by a reference symbol with a K (black) suffix.
イエロー(Y)色の画像を形成する画像形成手段10Y、マゼンタ(M)色の画像を形成する画像形成手段10M、シアン(C)色の画像を形成する画像形成手段10C、及びブラック(K)色の画像を形成する画像形成手段10Kは、それぞれ像担持体としてのドラム状の感光体1の周囲に配置された帯電極2、露光部3Y、現像装置4及びクリーニング部5を有する(M、C、Kについては参照符号を省略)。
Image forming means 10Y for forming a yellow (Y) image,
感光体1は、例えば、有機光導電体を含有させた樹脂よりなる感光層がドラム状の金属基体の外周面に形成されてなる有機感光体よりなり、搬送される用紙Sの幅方向(図1において、紙面に対して垂直な方向)に伸びる状態で配設されている。感光層を構成する樹脂としては、例えばポリカーボネイト等を例示することができる。なお図1、図2に示した実施形態においては、ドラム状感光体1を用いた構成例について説明したがこれに限られず、ベルト状感光体を用いてもよい。 The photoreceptor 1 is composed of an organic photoreceptor in which a photosensitive layer made of a resin containing an organic photoconductor is formed on the outer peripheral surface of a drum-shaped metal substrate, and the width direction of the sheet S to be conveyed (see FIG. 1 in a state extending in a direction perpendicular to the paper surface. Examples of the resin constituting the photosensitive layer include polycarbonate. In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the configuration example using the drum-shaped photoconductor 1 has been described. However, the present invention is not limited to this, and a belt-shaped photoconductor may be used.
現像装置4は現像手段として機能し、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及び黒(K)の異なる色の小粒径のトナーとキャリアからなる2成分現像剤を収容する。 The developing device 4 functions as a developing unit, and contains a two-component developer composed of a toner having a small particle diameter of different colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) and a carrier. .
ベルト状の中間転写ベルト6は、複数のローラにより、回転可能に支持されている。中間転写ベルト6は、体積抵抗率106〜1012Ω・cmの無端ベルトであり、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した、厚さ0.04〜0.10mmの半導電性シームレスベルトである。
The belt-shaped
画像形成手段10Y、10M、10C、10Kにより感光体1上に形成された各色のトナー画像は、回転する中間転写ベルト6上に一次転写ローラ7により逐次転写されて(1次転写)、合成されたカラー画像が形成される。一方、画像転写後の感光体1Y、1M、1C、1Kは各色のクリーニング部5のクリーニングブレードにより残留トナーが除去される。
The toner images of the respective colors formed on the photoreceptor 1 by the
給紙装置20の用紙収納部(トレイ)21内に収容された用紙Sは、第1給紙部22により給紙され、給紙ローラ23、24、25A、25B、レジストローラ(第2給紙部)26等を経て、二次転写ベルト9に搬送され、用紙S上にカラー画像が転写される(2次転写)。
The paper S stored in the paper storage unit (tray) 21 of the
なお、画像形成装置100の下部に鉛直方向に縦列配置された3段の用紙収納部21は、ほぼ同一の構成をなすから、同符号を付した。また、3段の給紙部22も、ほぼ同一の構成をなすから、同符号を付してある。用紙収納部21、給紙部22を含めて給紙装置20と称す。
Note that the three-stage
定着装置30において挟持し、熱と圧力とを加えることにより用紙S上のカラートナー画像(あるいはトナー画像)が定着されて用紙S上に固定される。用紙Sは搬送ローラ対37に挟持されて搬送され、排紙搬送路に設けられた排紙ローラ27から排出され、機外の排紙トレイ90上に載置される。
The color toner image (or toner image) on the paper S is fixed and fixed on the paper S by being nipped in the fixing
一方、二次転写ベルト9により用紙Sにカラー画像を転写した後、用紙Sを曲率分離した中間転写ベルト6は、クリーニング部66のクリーニングブレード66Aにより残留トナーが除去される。また二次転写ベルト9のクリーニング部96のクリーニングブレード96Aにより表面に付着した残留トナー等が除去される。
On the other hand, after the color image is transferred onto the paper S by the secondary transfer belt 9, the residual toner is removed by the
用紙Sの両面に複写する場合には、用紙Sの第1面に形成した画像を定着処理した後、用紙Sを分岐板29により排紙搬送路から分岐させ、両面搬送路28に導入して表裏反転して再び給紙ローラ25Bから搬送される。用紙Sは画像形成手段10Y、10M、10C、10Kによって第2面に各色の画像が両面に形成され、定着装置30により加熱定着処理され、排紙ローラ27によって装置外に排出される。
When copying on both sides of the sheet S, after fixing the image formed on the first side of the sheet S, the sheet S is branched from the discharge conveyance path by the
図2は、画像形成手段10Kの周辺を示す図である。画像形成手段10Y、10M、10Cも同様の構成であり画像形成手段10Kを代表として説明する。同図に示すように、感光体1Kの周囲には、感光体を帯電する帯電極2K、露光部3K、現像装置4Kと、中間転写ベルト6と、一次転写ローラ7Kとを配置させている。一次転写ローラ7Kは中間転写ベルト6を裏面から感光体1Kに向けて付勢する。また転写高圧電源H2により一次転写ローラ7Kには所定の定電圧、あるいは定電流が印加される。また感光体1Kは、帯電高圧電源H3により帯電極2Kにより帯電され、画像データに基づいて露光部3から露光がなされて潜像が形成される。
FIG. 2 is a view showing the periphery of the
50は制御部でありCPUとメモリを備えており、メモリに記憶しているプログラムをCPUが実行することにより各種制御を実行する。制御部50により現像バイアス電源H1、転写高圧電源H2、帯電高圧電源H3、露光部3、濃度センサ11、等の制御及び後述のトナー帯の作成制御を行う。記憶部501の内部には制御テーブル、換算テーブルが記憶されており、制御テーブルには通常の画像形成時における現像条件及びトナー帯形成時の現像条件の出力値等が設定されており、換算テーブルには後述する濃度センサの検出値とトナー付着量との対応関係が記録されている。
A
図2において、11は濃度センサであり反射型のフォトセンサにより構成され、中間転写ベルト6上で最も下流側の現像装置4Kよりも更に下流側に配置されている。このような配置とすることにより中間転写ベルト6上に形成したY、M、C、Kの各色のトナーのパッチ画像の光学反射濃度も検知することができる。また換算テーブルには、光学反射濃度とトナー付着量との対応関係を記述したテーブルが記憶されており、当該テーブルを参照することにより、検知した光学反射濃度に基づいてトナー付着量(g/m2)を算出することができる。
In FIG. 2, reference numeral 11 denotes a density sensor, which is constituted by a reflection type photosensor, and is arranged on the
[現像装置4]
現像装置4Kには、2成分現像剤が収容されている。2成分現像剤は、フェライトをコアとしてその周りに絶縁性樹脂をコーティングしたキャリアと、ポリエステルを主材料として顔料あるいはカーボンブラック等の着色剤、荷電制御剤、シリカ、酸化チタン等を加えたトナーとからなる。キャリアは粒径10〜50μm、飽和磁化10〜80emu/g、トナーは粒径4〜10μm、トナーの帯電特性は負帯電特性であり平均電荷量としては−20〜−60μC/gである。2成分現像剤としてはこれらのキャリアとトナーとを、トナー濃度4〜10質量%になるよう混合したものを用いている。
[Developing device 4]
The developing
現像ローラ40Kは回転可能な現像スリーブと固定された磁界を発生するマグネットローラとから構成されている。現像スリーブには、現像バイアス電源H1からAC電圧にDC電圧を重畳して電圧が印加される。実際の動作条件としては例えば、現像バイアス電源H1からの現像ローラ40Kに対する出力電圧(以下、単に現像バイアスともいう)はAC成分としては0.5〜2.0kVp−p、周波数2〜7kHz、矩形波のDuty50%である。DC成分としては−200〜−700Vである。
The developing
駆動モータM1により、現像ローラ40Kを駆動回転させる。駆動モータM1の回転速度は変更可能であり、制御部50により現像ローラ40Kの回転速度としては外周面の線速度として200〜1000mm/secである。感光体1Kの速度は一定としているので、回転速度を変更することにより現像ローラ40Kとの線速比(現像θともいう)を変更することができる。
The developing
現像電流検知手段H11は、現像時における現像ローラ40Kと感光体1Kとの間を流れる現像電流を測定する。現像電流は、現像時のトナーの現像ローラ40Kの表面から感光体1Kへの移動の際に生じる。現像電流は移動したトナーの単位時間当たりの総電荷量に比例するので、現像電流を測定することにより現像したトナーの総電荷量を測定することができる。そして制御部50では、前述の濃度センサ11によって算出したトナー付着量の値と、総電荷量との関係から単位質量あたりのトナーの帯電量(以下、単にトナー帯電量という)を算出している。
The developing current detection unit H11 measures the developing current flowing between the developing
なお、本実施形態においては、(1)現像電流と(2)光学濃度からのトナー付着量とに基づいてトナー帯電量を測定しているが、これに限られず、非接触の表面電位計により、トナーを現像する前後の感光体1上の電位を測定することによりトナー層電位を求め、当該トナー層電位と前述のトナー付着量とに基づいてトナー帯電量を求めるようにしてもよい。 In this embodiment, the toner charge amount is measured based on (1) the development current and (2) the toner adhesion amount from the optical density. However, the present invention is not limited to this, and a non-contact surface potential meter is used. The toner layer potential may be obtained by measuring the potential on the photoreceptor 1 before and after developing the toner, and the toner charge amount may be obtained based on the toner layer potential and the above-described toner adhesion amount.
[クリーニング部66]
図3は、本実施形態に係るクリーニング部66の構成図である。クリーニングブレード66A(以下、単に「ブレード66A」という)の材質としてはゴム弾性体が用いられ、その材料としてはウレタンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、クロロピレンゴム、ブタジエンゴム等が知られているが、これらの内、ウレタンゴムは他のゴムに比して摩耗特性が優れている点で特に好ましい。なお、二次転写ベルト9のクリーニング部96のクリーニングブレード96A及びクリーニング部5のクリーニングブレードの材料及び当接条件は当該ブレード66Aと同様であるので説明は省略する。
[Cleaning unit 66]
FIG. 3 is a configuration diagram of the
一方、支持部材66Bは板状の金属部材やプラスチック部材で構成される。金属部材としてはステンレス鋼板、アルミ板、あるいは制震鋼板等が好ましい。
On the other hand, the
本実施形態において、中間転写ベルト6の表面に圧接するブレード66Aの先端部は、感光体の回転方向と反対方向(カウンター方向)に向けて負荷をかけた状態で圧接することが好ましい。図3に示すようにブレード66Aの先端部は中間転写ベルト6と圧接するときに、圧接面を形成することが好ましい。
In the present embodiment, it is preferable that the tip of the
ブレード66Aの中間転写ベルト6への当接荷重P、当接角θの好ましい値としては、当接荷重P=5〜40N/m、当接角θ=5〜35°である。当接荷重Pはブレード66Aを転写ベルト6(及びその支持ローラ)に当接させたときの圧接力P′の法線方向ベクトル値である。
Preferred values of the contact load P and contact angle θ of the
当接角θは中間転写ベルト6の当接点Aにおける接線Xと変形前のブレード(図面では点線で示した)とのなす角を表す。66Eは支持部材を回転可能にする回転軸であり、66Gは荷重バネを示す。
The contact angle θ represents an angle formed between the tangent line X at the contact point A of the
ブレード66Aの自由長Lは図3に示すように支持部材66Bの端部Bの位置から変形前のブレードの先端点の長さを表す。該自由長の好ましい値としてはL=6〜15mm、である。ブレード66Aの厚さtは0.5〜10mmが好ましく、より好ましくは1.8〜2.5mmである。ここで、ブレード66Aの厚さとは図3に示すように支持部材66Bの接着面に対して垂直な方向を示す。
The free length L of the
図3のクリーニング手段には潤滑剤付与手段を兼ねたブラシロール66Cが用いられている。該ブラシロールは中間転写ベルト6に付着したトナーの除去、ブレード66Aで除去されたトナーの回収機能と共に、潤滑剤を中間転写ベルト6に供給する剤付与手段としての機能を有する。即ち該ブラシロールは中間転写ベルト6と接触し、その接触部においては中間転写ベルト6と進行方向が同方向に回転し、中間転写ベルト6上のトナーや紙粉を除去するとともに、ブレード66Aで除去されたトナーを搬送し、搬送スクリュー66Jに回収する。この間の経路はブラシロール66Cに除去手段としてのフリッカ66Iを当接させることにより、中間転写ベルト6からブラシロール66Cに転移したトナー等の除去物を除去することが好ましい。更にこのフリッカに付着したトナーをスクレーパ66Dで除去し、トナーを搬送スクリュー66Jに回収する。回収されたトナーは廃棄物として外部に取り出される。フリッカ66Iの材料としてはステンレス、アルミニウム等の金属管が好ましく用いられる。一方、スクレーパ66Dとしては、リン青銅板、ポリエチレンテレフタレート板、ポリカーボネイト板等の弾性板が用いられ、先端がフリッカの回転方向に対し鋭角を形成するカウンター方式で当接させるのが好ましい。
A
また潤滑剤(ステアリン酸亜鉛等の固形素材)66Kはブラシロールにバネ荷重66Sで押圧されて取り付けられており、ブラシは回転しながら、該潤滑剤を擦過して、中間転写ベルト6の表面に潤滑剤を供給する。ブラシロール66Cとしては導電性又は半導電性体のブラシロールが用いられる。
A lubricant (solid material such as zinc stearate) 66K is attached to a brush roll by being pressed by a
本実施形態においてはブレード66A(あるいはブレード96A)にトナーを供給するために、後述する制御により定期的にトナー帯を形成している。トナーを供給するのは、クリーニングブレード66Aのエッジ部に潤滑剤として機能するトナーを付着させるためである。
In the present embodiment, in order to supply toner to the
[制御フロー]
図4は、本実施形態に係る画像形成装置100が行う制御フローの説明図である。当該制御フローは制御部50により実行される。
[Control flow]
FIG. 4 is an explanatory diagram of a control flow performed by the
まずステップS11では、トナー帯電量Qtを検知する。トナー帯電量の検知は前述のように記憶部501に記憶されている所定のトナーパターンを現像する際の現像電流と、光学濃度から求めたトナー付着量に基づいてトナー帯電量Qtを算出している。なお当該トナーパターンは、後述のトナー帯を用いても良い。
First, in step S11, the toner charge amount Qt is detected. As described above, the toner charge amount is detected by calculating the toner charge amount Qt based on the developing current when developing the predetermined toner pattern stored in the
続くステップS12では、ステップS11で求めたトナー帯電量Qt(の絶対値)が所定値Q0以上か否かを判断する。ここで所定値Q0の決定手順について図5に基づいて説明する。 In the subsequent step S12, it is determined whether or not the toner charge amount Qt (absolute value) obtained in step S11 is equal to or greater than a predetermined value Q0. Here, the procedure for determining the predetermined value Q0 will be described with reference to FIG.
図5は、トナー帯電量とトナー付着量に対する、クリーニング不良(以下、「CL不良」ともいう)との関係を示したグラフである。横軸はトナー帯電量(−μc/g)、縦軸はトナー付着量(g/m2)である。境界線aよりも上方ではCL不良が発生し、下方ではCL不良は発生しない。同図に示すようにトナー帯電量(の絶対値)が高い程、少ないトナー付着量でもCL不良が発生することが分かる。 FIG. 5 is a graph showing the relationship between the toner charge amount and the toner adhesion amount and the cleaning failure (hereinafter also referred to as “CL failure”). The horizontal axis represents the toner charge amount (−μc / g), and the vertical axis represents the toner adhesion amount (g / m 2 ). A CL defect occurs above the boundary line a, and no CL defect occurs below. As shown in the figure, it can be seen that as the toner charge amount (absolute value) is higher, the CL defect occurs even with a smaller toner adhesion amount.
表1は、実施例におけるトナー帯電量とトナー付着量におけるCL不良発生の有無を示したものである。 Table 1 shows the presence / absence of CL failure in the toner charge amount and the toner adhesion amount in Examples.
表の見方:○はCL不良未発生、×はCL不良発生を示す。 How to read the table: ◯ indicates that a CL failure has not occurred, and x indicates that a CL failure has occurred.
[表1の条件]
トナー:平均粒径6.5μmの重合トナー
当接荷重P:22.5N/m
当接角θ:22°
そして、図5におけるm0は基準付着量(例えば0.8g/m2)であり画像形成時において品質を満足する画像を確保できる付着量である。そして所定値Q0は当該基準付着量m0においてトナー帯を形成した際にCL不良が発生し始める境界のトナー帯電量である。なお、本実施形態においてはCL不良が発生し始めるトナー帯電量をQ0としているが、当該トナー帯電量に対して所定のマージンを考慮してQ0を設定するようにしてもよい。
[Conditions in Table 1]
Toner: Polymerized toner contact load with an average particle size of 6.5 μm P: 22.5 N / m
Contact angle θ: 22 °
Further, m0 in FIG. 5 is a reference adhesion amount (for example, 0.8 g / m 2 ), which is an adhesion amount that can ensure an image satisfying quality during image formation. The predetermined value Q0 is the toner charge amount at the boundary where the CL defect starts to occur when the toner band is formed at the reference adhesion amount m0. In this embodiment, the toner charge amount at which the CL defect starts to occur is Q0. However, Q0 may be set in consideration of a predetermined margin for the toner charge amount.
ステップS12で、Qt≧Q0であると判断した場合(ステップS12:Yes)には、このままのトナー付着量でトナー帯を形成した場合にはCL不良が発生することになるので、トナー帯作成時における目標トナー付着量mxを少なくする。 If it is determined in step S12 that Qt ≧ Q0 (step S12: Yes), a CL defect will occur if the toner band is formed with the toner adhesion amount as it is. The target toner adhesion amount mx is reduced.
図6に基づいて、トナー帯電量から目標トナー付着量mxを決定する手順について説明する。図6は、図5のグラフに対してトナー帯電量とトナー付着量との相関直線bを追加したグラフである。同図に示す例において基準の目標トナー付着量m0よりも付着量の少ない2水準の目標トナー付着量m1、m2を設けている。そして各目標トナー付着量m1、m2と境界線aとの関係から、トナー帯を形成した際にCL不良が発生し始める境界のトナー帯電量Q1、Q2を決定することができる。 A procedure for determining the target toner adhesion amount mx from the toner charge amount will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a graph in which a correlation line b between the toner charge amount and the toner adhesion amount is added to the graph of FIG. In the example shown in the figure, two levels of target toner adhesion amounts m1 and m2 having an adhesion amount smaller than the reference target toner adhesion amount m0 are provided. From the relationship between the target toner adhesion amounts m1 and m2 and the boundary line a, the toner charge amounts Q1 and Q2 at the boundary where the CL defect starts to occur when the toner band is formed can be determined.
図6のような関係から、CL不良が発生しないように、算出したトナー帯電量Qt(の絶対値)が(1)Q0未満の場合は目標トナー付着量mx=m0、(2)Q0以上でQ1未満の場合は目標トナー付着量mx=m1、(3)Q1以上でQ2未満の場合は、目標トナー付着量mx=m2に決定する。 From the relationship shown in FIG. 6, in order to prevent the occurrence of CL failure, when the calculated toner charge amount Qt (the absolute value thereof) is less than (1) Q0, the target toner adhesion amount mx = m0, and (2) at least Q0. If it is less than Q1, the target toner adhesion amount mx = m1, and (3) if Q1 or more and less than Q2, the target toner adhesion amount mx = m2.
表2は、トナー帯電量Qtと目標トナー付着量mxとの対応関係の例を示したものである。表2に示す例においては、基準トナー付着量m0の他に3水準の目標トナー付着量をm1〜m3の設定を行っている。 Table 2 shows an example of the correspondence relationship between the toner charge amount Qt and the target toner adhesion amount mx. In the example shown in Table 2, in addition to the reference toner adhesion amount m0, three levels of target toner adhesion amounts m1 to m3 are set.
ステップS13では、記憶部501に予め記憶されている表2のような対応関係に基づいて、ステップS11で検知したトナー帯電量Qtから目標トナー付着量mxを決定する。例えば表2において、トナー帯電量Qtが−50μc/gであれば、目標トナー付着量はm2(4.0g/m2)となる。
In step S13, the target toner adhesion amount mx is determined from the toner charge amount Qt detected in step S11 based on the correspondence relationship shown in Table 2 stored in advance in the
ステップS14では、ステップS13で決定した目標トナー付着量mxとなるようにトナー帯の現像条件の設定を行う。図6に示した例においてトナー帯電量QtがQ0とQ1の間であれば、目標トナー付着量m1となるように図の矢印h分だけトナー付着量が減少するように現像条件の設定を行う。 In step S14, the toner band development conditions are set so that the target toner adhesion amount mx determined in step S13 is obtained. In the example shown in FIG. 6, if the toner charge amount Qt is between Q0 and Q1, the development condition is set so that the toner adhesion amount is decreased by the amount of the arrow h in the figure so as to become the target toner adhesion amount m1. .
表3は、各現像条件の因子とトナー付着量との対応関係を示したものである。トナー付着量を減少させるためには、以下の現像条件の少なくとも一つを変更すればよい。
(1)現像ローラ40に印加する現像バイアスのDC成分の出力値(絶対値)を下げて、現像DCギャップを小さくする。
(2)現像バイアスのAC成分の出力値としてピーク値を下げる、あるいは波形のDutyを小さくする。
(3)露光部3の露光量を小さくする。
(4)現像ローラ40の回転速度を小さくする。
Table 3 shows the correspondence between the factors of each development condition and the toner adhesion amount. In order to reduce the toner adhesion amount, at least one of the following development conditions may be changed.
(1) Decrease the output value (absolute value) of the DC component of the developing bias applied to the developing roller 40 to reduce the developing DC gap.
(2) Decrease the peak value or decrease the waveform duty as the output value of the AC component of the developing bias.
(3) The exposure amount of the exposure unit 3 is reduced.
(4) Decrease the rotation speed of the developing roller 40.
ここで、上記「波形のDuty」とはAC成分の波形のうち、トナーを現像ローラ40側から感光体1側へ移行させる方向の極性(例えば負極性)の電界成分の印加時間aと感光体1側から現像ローラ40側に引き戻す方向の極性(例えば正極性)の電界成分の印加時間bとの比(a/b)のことである。 Here, the “waveform duty” refers to the application time a of the electric field component having a polarity (for example, negative polarity) in the direction in which the toner is transferred from the developing roller 40 side to the photosensitive member 1 side in the AC component waveform and the photosensitive member. It is the ratio (a / b) of the application time b of the electric field component of the polarity (for example, positive polarity) in the direction of pulling back from the first side to the developing roller 40 side.
なお、トナー付着量と上記現像条件との対応関係については記憶部501に記憶されており、当該対応関係に基づいてトナー付着量が目標値となるように、現像条件の設定を行う。
The correspondence relationship between the toner adhesion amount and the development condition is stored in the
ステップS15では、総トナー供給量が所定値になるように「単位時間あたりに作成するトナー帯の面積」を変更する。ここでいう総トナー供給量とは、所定時間においてトナー帯としてクリーニングブレード66Aに供給するトナー量のことである。
In step S15, the “area of the toner band created per unit time” is changed so that the total toner supply amount becomes a predetermined value. The total toner supply amount here is the amount of toner supplied to the
前述のように、目標トナー付着量mxが基準トナー付着量m0よりも少なくし、その付着量となるように現像条件の設定を行っている。このようなことからトナー帯の総トナー供給量は、基準の総トナー供給量に比べてmx/m0倍と、少なくなっている。この減少分を補うために、単位時間あたりに作成するトナー帯の面積を増加させる。例えば、目標トナー付着量mxがm0の半分であれば、トナー帯の面積を基準面積s0に対して2倍にすれば、総トナー供給量は所定値を維持することができる。なおトナー帯の面積の変更は、1回に作成するトナー帯の幅を変更してもよく、所定の面積を作成するのであれば当該トナー帯の作成頻度を増減させてもよい。 As described above, the development condition is set so that the target toner adhesion amount mx is smaller than the reference toner adhesion amount m0 and becomes the adhesion amount. For this reason, the total toner supply amount of the toner band is mx / m0 times smaller than the reference total toner supply amount. In order to compensate for this decrease, the area of the toner band created per unit time is increased. For example, if the target toner adhesion amount mx is half of m0, the total toner supply amount can be maintained at a predetermined value if the area of the toner band is doubled with respect to the reference area s0. The area of the toner band may be changed by changing the width of the toner band to be created at one time, or if the predetermined area is created, the frequency of creating the toner band may be increased or decreased.
一方で、ステップS12で検出したトナー帯電量QtがQ0よりも小さいと判断した場合(ステップS12:No)には、トナー帯のトナー付着量が基準値m0のままでもCL不良は発生しないので、目標トナー付着量mxを基準値m0に設定し(ステップS23)、その目標トナー付着量になるようにトナー帯の現像条件の設定を微調整する(ステップS24)。 On the other hand, when it is determined that the toner charge amount Qt detected in step S12 is smaller than Q0 (step S12: No), the CL defect does not occur even if the toner adhesion amount of the toner band remains the reference value m0. The target toner adhesion amount mx is set to the reference value m0 (step S23), and the setting of the developing condition of the toner band is finely adjusted so as to become the target toner adhesion amount (step S24).
ステップS25では、(1)ステップS14で設定した現像条件の設定及び、ステップS15で決定したトナー帯の面積、又は(2)ステップS24で設定した現像条件、に基づいてトナー帯を作成して終了する。 In step S25, a toner band is created based on (1) the setting of the developing condition set in step S14 and the area of the toner band determined in step S15, or (2) the developing condition set in step S24. To do.
なお、本実施形態では、ブレードに供給するためにトナー帯を作成する例を示したが、現像装置内の耐久劣化したトナーを入れ替えるために現像装置からトナーを排出させ、排出したトナーを除去する目的でトナー帯を作成してもよい。その場合には、ステップS15の制御は不要となる。 In this embodiment, an example of creating a toner band for supplying to the blade has been shown. However, in order to replace the deteriorated toner in the developing device, the toner is discharged from the developing device, and the discharged toner is removed. A toner band may be created for the purpose. In that case, the control in step S15 is not necessary.
本実施形態によれば、トナー帯を形成する際の現像条件を帯電量検知手段の検知結果に基づいて該トナー帯の単位面積当たりのトナー付着量を変更するように設定することにより、2成分現像剤を用いた場合であっても、クリーニング不良を生じさせずトナー帯を形成させることが可能な画像形成装置を提供することが可能となる。 According to this embodiment, by setting the developing condition when forming the toner band to change the toner adhesion amount per unit area of the toner band based on the detection result of the charge amount detection unit, the two-component Even when a developer is used, it is possible to provide an image forming apparatus capable of forming a toner band without causing a cleaning failure.
1 感光体
3 露光部
4 現像装置
6 中間転写ベルト
9 二次転写ベルト
10Y、10M、10C、10K 画像形成手段
11 濃度センサ
30 定着装置
40K 現像ローラ
50 制御部
501 記憶部
66、96 クリーニング部
66A、96A クリーニングブレード
M1 駆動モータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photoconductor 3 Exposure part 4
Claims (8)
形成されたトナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体上のトナー像を搬送された用紙に転写する転写手段と、
クリーニングブレードを備え、前記像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング手段と、
前記現像手段に収容されているトナーの帯電量を検知する帯電量検知手段と、を有する画像形成装置において、
前記帯電量検知手段の検知結果に基づいて、用紙に転写されない非画像領域にトナー帯を形成する際の現像条件を、該トナー帯の単位面積当たりのトナー付着量を変更するように設定する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。 A developing unit including a developing roller, containing a two-component developer composed of toner and carrier, and developing an electrostatic latent image to form a toner image;
An image carrier that carries the formed toner image;
Transfer means for transferring the toner image on the image carrier onto the conveyed paper;
A cleaning means comprising a cleaning blade and removing residual toner on the image carrier;
An image forming apparatus comprising: a charge amount detection unit that detects a charge amount of toner contained in the developing unit;
Control for setting a developing condition when forming a toner band in a non-image area that is not transferred to a sheet so as to change the toner adhesion amount per unit area of the toner band based on the detection result of the charge amount detection means An image forming apparatus comprising: means.
前記像担持体は、複数の現像手段により形成されたトナー像を順次重ね合わせる中間転写ベルトであることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 There are a plurality of the developing means,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image carrier is an intermediate transfer belt that sequentially superimposes toner images formed by a plurality of developing units.
形成されたトナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体上のトナー像を搬送された用紙に転写する転写ベルトと、
クリーニングブレードを備え、前記転写ベルト上のトナーを除去するクリーニング手段と、
前記現像手段に収容されているトナーの帯電量を検知する帯電量検知手段と、を有する画像形成装置において、
前記帯電量検知手段の検知結果に基づいて、前記転写ベルトのクリーニング手段にトナーを供給するためにトナー帯を形成する際の現像条件を、該トナー帯の単位面積当たりのトナー付着量を変更するように設定する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。 A developing unit including a developing roller, containing a two-component developer composed of toner and carrier, and developing an electrostatic latent image to form a toner image;
An image carrier that carries the formed toner image;
A transfer belt for transferring the toner image on the image carrier onto the conveyed paper;
A cleaning means comprising a cleaning blade, and removing toner on the transfer belt;
An image forming apparatus comprising: a charge amount detection unit that detects a charge amount of toner contained in the developing unit;
Based on the detection result of the charge amount detection means, the developing condition when forming the toner band for supplying toner to the cleaning means of the transfer belt is changed, and the toner adhesion amount per unit area of the toner band is changed. An image forming apparatus having control means for setting as described above.
前記現像ローラに印加する現像バイアスのDC成分の出力値、
前記現像バイアスのAC成分の出力値、
前記現像ローラの回転速度、
前記静電潜像を形成する際の露光量、
のうち少なくとも一つの設定であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の画像形成装置。 The development conditions are set as follows:
The output value of the DC component of the developing bias applied to the developing roller;
An output value of the AC component of the developing bias;
Rotational speed of the developing roller,
Exposure amount when forming the electrostatic latent image,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein at least one setting is set.
トナー像を形成する際の現像電流を検知する現像電流検知手段と、形成されたトナー像の光学濃度を検知する濃度センサとを備え、
前記濃度センサと前記現像電流検知手段との出力に基づいて前記現像手段に収容されているトナー帯電量を検知することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の画像形成装置。 The charge amount detecting means includes
A developing current detecting means for detecting a developing current when forming a toner image, and a density sensor for detecting an optical density of the formed toner image,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein a toner charge amount stored in the developing unit is detected based on outputs from the density sensor and the developing current detecting unit.
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