JP2011039555A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus.
感光体ドラムの表面を露光して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像して感光体ドラム上に、現像ローラを介してトナー(現像剤)を供給してトナー画像を生成する電子写真方式の画像形成装置が特許文献1に開示されている。
特許文献1の画像形成装置は、印刷デュ−ティと称される画像比率が高い場合、トナーの供給不足で起こる画像の白抜け現象を回避すべく、印刷デュ−ティに応じて現像ローラにトナーを攪拌しながら搬送するための現像剤攪拌搬送部材の回転速度を上げてトナーの供給量を増大させることにより、画像白抜け現象の発生を防止している。
The surface of the photosensitive drum is exposed to form an electrostatic latent image, the electrostatic latent image is developed, and toner (developer) is supplied onto the photosensitive drum via a developing roller to generate a toner image. An electrophotographic image forming apparatus is disclosed in
In the image forming apparatus disclosed in
前記した従来の画像形成装置は、現像剤攪拌搬送部材により搬送されるトナーを現像ローラ上で層状に形成し、当該現像ローラを介してトナーを感光体ドラムに供給する。このとき、トナーが付着した現像ローラを回転させながら、トナー規制部材に圧接させることにより、所定の厚さ寸法以上のトナーが現像ローラに付着しないように規制され、前記所望の厚さ寸法のトナー層が形成される。 In the conventional image forming apparatus described above, the toner conveyed by the developer stirring and conveying member is formed in layers on the developing roller, and the toner is supplied to the photosensitive drum via the developing roller. At this time, by rotating the developing roller to which the toner has been attached, the toner is pressed against the toner regulating member, so that the toner having a predetermined thickness or more is regulated so as not to adhere to the developing roller. A layer is formed.
ところが、現像ローラにトナー規制部材を圧接してトナー量を規制する従来の画像形成装置では、現像ローラに供給されるトナー量が十分であるにも拘わらず、高い印刷デューティの画像を形成する場合、そこに対応する部分のトナー規制部材にトナーが固着するフィルミングと称される不具合が発生した。 However, in a conventional image forming apparatus that regulates the amount of toner by pressing a toner regulating member against the developing roller, an image with a high print duty is formed even though the amount of toner supplied to the developing roller is sufficient. A problem called filming in which the toner adheres to the toner restricting member in the corresponding portion has occurred.
発明者は、フィルミングの発生原因を鋭意検討し、次のように考えた。
すなわち、印刷ディーティが高い画像を形成する際、現像ローラ上のトナーが熱を持ち、熱によりトナーがトナー規制部材に溶着しフィルミングが発生する。これにより、トナー規制部材が当接する現像ローラ上において、トナーが溶着した周辺部には当該トナーの影響を受けて、所定の厚さ寸法に満たないトナー層が形成される。このようなトナー層からトナー供給されて形成するトナー画像は、トナー層から所望のトナー量が供給されないことから、印刷結果において濃度が部分的に不均一になると発明者は考えた。
The inventor diligently investigated the cause of filming and thought as follows.
That is, when an image having a high print duty is formed, the toner on the developing roller has heat, and the toner is welded to the toner regulating member by the heat, and filming occurs. As a result, on the developing roller with which the toner regulating member abuts, a toner layer having a thickness less than a predetermined thickness is formed in the peripheral portion where the toner is welded, due to the influence of the toner. The inventor has considered that a toner image formed by supplying toner from such a toner layer does not have a desired toner amount supplied from the toner layer, so that the density is partially non-uniform in the printing result.
また、発明者はトナーが熱を持つ原因を次のように考えた。
トナー層からの供給トナーは、形成する画像に応じて感光体ドラムに供給されるが、画像に応じたトナー層の供給個所において、その層厚の全てのトナーが供給される訳ではない。すなわちトナー層の供給個所において、上層部のトナーが供給されるだけで、下層部のトナーは供給されることなく残存する。これにより、結果としてトナー供給が多い個所と少ない個所では、供給後のトナー層において厚さ寸法に差が生じる。
Further, the inventor considered the cause of the heat of the toner as follows.
The toner supplied from the toner layer is supplied to the photosensitive drum according to the image to be formed. However, not all the toner of the layer thickness is supplied at the toner layer supply location corresponding to the image. That is, only the upper layer toner is supplied at the toner layer supply location, and the lower layer toner remains without being supplied. As a result, there is a difference in the thickness dimension in the toner layer after the supply at a place where the toner supply is high and a place where the toner supply is low.
ところで、印刷デューティが高い場合や連続印刷においては、感光体ドラム上にトナー画像の形成が繰返されており、そのため感光体ドラムにトナーを供給するためのトナー層の再生が繰返されている。 By the way, when the printing duty is high or continuous printing, toner image formation is repeated on the photosensitive drum, and therefore, the reproduction of the toner layer for supplying toner to the photosensitive drum is repeated.
前記したようにトナー供給を終え、不均一な厚さ寸法のトナー層を有する現像ローラに対し、トナーを供給してトナー規制部材でトナーを規制することによりトナー層の再生を図っている。このとき、トナー層において厚さ寸法が低い個所は、トナー粒子の数が少ないことから、当該個所における単位あたりの各トナー粒子は、トナー規制部材の押圧によるエネルギーを多く受ける。これにより、多くのエネルギーを受けたトナー粒子は、各トナー粒子間で振動し、その振動による摩擦で生じた摩擦熱によりトナーが熱を帯びると発明者は考えた。そして、単位あたりのトナー粒子が受けるエネルギーを分散することでトナー温度の上昇を防止できるのではないかと考えた。 As described above, the toner supply is completed, and the toner layer is regenerated by supplying the toner to the developing roller having the toner layer having a non-uniform thickness and regulating the toner by the toner regulating member. At this time, since the number of toner particles is small at a location where the thickness dimension is low in the toner layer, each toner particle per unit at the location receives a lot of energy due to the pressing of the toner regulating member. As a result, the inventor has considered that toner particles that have received a large amount of energy vibrate between the toner particles, and the toner is heated by frictional heat generated by friction caused by the vibration. Then, it was thought that an increase in the toner temperature could be prevented by dispersing the energy received by the toner particles per unit.
前記した課題に鑑みて、本発明の目的は、トナー温度の上昇を防ぎフィルミングの発生を防止し得る画像形成装置を提供することにある。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of preventing an increase in toner temperature and preventing filming.
本発明は、以上の点を解決するために、次の構成を採用する。 The present invention adopts the following configuration in order to solve the above points.
〈構成1〉
トナー規制部材の規制を受けて現像ローラ上にトナー層を形成し、該トナー層のトナーを像担持体に供給し、該像担持体上にトナー画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体上に形成されるトナー画像をドット単位で計数するカウント手段と、
計数値が所定の基準値以上であると、前記現像ローラに印加する電圧を変更する制御手段を備えることを特徴とする。
<
In an image forming apparatus that forms a toner layer on a developing roller under the restriction of a toner regulating member, supplies the toner of the toner layer to an image carrier, and forms a toner image on the image carrier.
Counting means for counting the toner image formed on the image carrier in dot units;
When the count value is equal to or greater than a predetermined reference value, the control unit includes a control unit that changes a voltage applied to the developing roller.
本発明の画像形成装置によれば、トナー画像をドット単位で計数し、印刷デューティが高いと、現像ローラに印加する電圧を調整し、現像ローラに供給するトナー量の増大を図ることにより、供給後のトナー層において厚さ寸法が低い個所にも、十分にトナーが供給される。これにより、トナー規制部材の押圧によるエネルギーを多くのトナー粒子で受けることができ、エネルギーを各トナー粒子で分散することができることから、各トナー粒子間の振動を抑え、振動による摩擦熱の発生を抑えることができる。これにより、本発明の画像形成装置によれば、トナー温度の上昇を防止することができ、フィルミングの発生を防止することができる。 According to the image forming apparatus of the present invention, the toner image is counted in units of dots, and when the printing duty is high, the voltage applied to the developing roller is adjusted, and the amount of toner supplied to the developing roller is increased to increase the supply amount. The toner is sufficiently supplied also to the portion where the thickness dimension is low in the later toner layer. As a result, the energy by pressing the toner regulating member can be received by many toner particles, and the energy can be dispersed by each toner particle. Therefore, vibration between the toner particles is suppressed, and frictional heat is generated by the vibration. Can be suppressed. As a result, according to the image forming apparatus of the present invention, it is possible to prevent an increase in toner temperature and to prevent filming.
以下、本発明の実施形態について、図を用いて詳細に説明する。以下の説明では、各実施の形態に用いる図面について同一の構成要素は同一の符号を付し、かつ重複する説明は可能な限り省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same constituent elements in the drawings used in each embodiment will be given the same reference numerals, and redundant description will be omitted as much as possible.
本発明の画像形成装置10は、図1に示すように、形成するトナー画像のドット数を計数するカウント部11と、後述する感光体ドラムの回転数を計数する回転数カウント部12と、感光体ドラムなどの機構の駆動制御を行う駆動制御部13と、形成画像に対応して感光体ドラムに露光を行う露光部3の制御を行う書込み制御部14と、カウント部11からの計数値を所定の基準値と比較し、また回転数カウント部12からの回転計数値を所定の回転計数値と比較する比較部15と、比較結果に基づいて画像形成制御を間欠的に行うべく、前記各部の制御を行う画像形成制御部16とを備える。
As shown in FIG. 1, the
ここで、前記各部の詳細な説明に先立ち、画像形成装置10における画像形成のための機構を図2を用いて説明する。
画像形成のための主要な機構は、像担持体としての感光体ドラム1と、該感光体ドラム1を任意の極性(例えばマイナス)に帯電させるための帯電ローラ2と、帯電した感光体ドラム上に露光を行い静電潜像を形成する露光部3と、感光体ドラム1上にトナーを供給して、静電潜像に対応したトナー画像を感光体ドラム1上に形成させるための現像ローラ4と、現像ローラ4上にトナーを供給するための供給ローラ5と、現像ローラ4に供給されたトナーを規制してトナー層を現像ローラ4上に形成するためのトナー規制部材6と、感光体ドラム1上に形成されたトナー画像を印刷媒体に転写して画像を形成するための転写部材7と、転写後に感光体ドラム1上に残ったトナーをクリーニングするためのクリーニング部8とで構成されており、感光体ドラム1および各ローラは、画像形成を行うために、図示せね駆動源により回転駆動される。
Here, prior to a detailed description of the respective parts, a mechanism for image formation in the
The main mechanisms for image formation are a
尚、感光体ドラム1、帯電ローラ2、現像ローラ4、供給ローラ5、トナー規制部材6およびクリーニング部8から成る構成をイメージドラムユニット9と称し(以降、ID9と略称する)、以降の説明を行う。
Note that a configuration including the
感光体ドラム1は従来から知られている有機系感光体であり、当該感光体ドラム1上が帯電ローラ2により、例えばマイナス極性に帯電される。
露光部3は、書込み制御部からの制御に従ってLED光又はレーザ光を、帯電した感光体ドラム上に照射し、感光体ドラム1上に印刷パターン(画像)に対応した静電潜像を形成する。
The
The
現像ローラ4は、感光体ドラム1上の静電潜像を現像してトナー画像を形成すべく、当該感光体ドラム1上にトナー供給を行う。供給するトナーは現像ローラ4上で薄層化されており、該トナー層から感光体ドラム1上に供給されるトナーにより、感光体ドラム1上にトナー画像が形成される。
尚、現像ローラ4には、所定の電圧が印加されており、該電圧の印加により現像ローラ4上にトナーが保持される。トナーの保持量は電圧値に対応しており、現像ローラ4に印加する電圧を高くすると、現像ローラ4上で保持するトナー量は増加する。
The developing
A predetermined voltage is applied to the developing
供給ローラ5は、トナーを現像ローラ4上に搬送すべく、現像ローラ4に当接している。
尚、供給ローラ5にも、電圧が印加されており、該電圧の印加により供給ローラ5上にもトナーが保持されている。
The
A voltage is also applied to the
ところで、現像ローラ4には、所定の圧力でトナー規制部材6が当接しており、供給ローラ5から現像ローラ4上へ供給されたトナーは、トナー規制部材6により所定の圧力を受け、所定の厚さ寸法のトナー層として薄層化される。このとき、所定の厚さ寸法以上のトナーは、トナー規制部材6により規制され除去される。
By the way, the
トナー規制部材6の形状は、例えば厚さ寸法が0.08mmの薄板であり、長手方向の長さが現像ローラ4の幅寸法に対応しており、長手方向の端は、図示しないフレームに固定されており、先端から僅かに折り曲げられた面が現像ローラ4に所定の圧力で当接するように配置されている。
The shape of the
ここで、再び図1の機能ブロックを説明する。
書込み制御部14は、露光部3を制御して帯電した感光体ドラム1上に露光を行い静電潜像を形成する。該静電潜像にトナーが付着すること、感光体ドラム1上にトナー画像が形成される。
Here, the functional blocks of FIG. 1 will be described again.
The
駆動制御部13は、ID9の各機構の駆動制御や転写部材7の駆動タイミング制御を行っている。
回転数カウント部12は、駆動制御部13でタイミング制御する感光体ドラム1の回転数を計数し、回転系数値として比較部15に通知する。
The
The rotation
カウント部11は、トナー画像の形成に先立ち、感光体ドラム1上のトナー画像のドット数を予め計数するための複数(n個)のドットカウンタを備えている。ところでトナー画像は画像データに基づいて形成されており、画像データは画素の集合で画像を形成するための情報が示されている。カウント部11は画像データに示される画素の有無をカウントしており、そのカウントは、図3の感光体ドラム1の外周を展開した模式図に示すように、例えば画像データに基づくトナー画像を感光体ドラム1上に形成した場合において、主走査方向に所定の幅間隔でn個の区画に区切り、該各区画において副走査方向(印刷媒体に対応させたときの該印刷媒体の走行方向)に対するトナー画像のドット数を、画像データ上において各ドットカウンタで計数する。
ところで、図3に示す各区画において、副走査方向における区画の長さは、回転数カウント部12で計数される回転数により規定される。
The
Incidentally, in each section shown in FIG. 3, the length of the section in the sub-scanning direction is defined by the number of rotations counted by the rotation
ここでは、感光体ドラムの外周に形成するトナー画像のドット数を計数する例で説明するが、例えば感光体ドラム1の外周をA4サイズなどの印刷媒体に換算し、該印刷媒体におけるトナー画像の画素数(ドット数)を計数するようにしてもよい。その場合、A4サイズ幅においては、区画数nは10前後が好ましい。
Here, an example in which the number of dots of the toner image formed on the outer periphery of the photosensitive drum is described will be described. For example, the outer periphery of the
比較部15は、カウント部11からの計数値と、回転数カウント部12からの回転計数値とに基づいて、該回転計数値で規定される区画面積におけるドット数(計数値)を印刷デューティとして求め、該印刷デューティと所定の基準値とを比較すると共に、回転数カウント部12からの回転計数値と所定の回転基準値との比較を行う。
また比較部15は、カウント部11の各ドットカウンタで計数した計数値毎に印刷デューティを求め、該印刷デューティと所定の基準値とを比較し、その結果を画像形成制御部16に通知している。
Based on the count value from the
Further, the
画像形成制御部16は、比較部15からn個印刷デューティと所定の基準値との比較結果と、回転計数値および所定の回転基準値との比較結果に基づいて、連続的な印刷制御または間欠的な印刷制御の何れを行うか、駆動制御部13および書込み制御部14に対し指示する。
The image
ところで本実施例における間欠印刷とは、所定の期間、感光体ドラム1、現像ローラ4および供給ローラ5等の回転駆動を止めて、印刷制御を停止することで、例えば3枚の印刷媒体の印刷制御が終了すると、所定の休止期間の後、3枚の印刷媒体の印刷制御を行うことを繰返す。尚、印刷媒体3枚分の印刷制御に限る必要はなく、印刷制御時における印刷枚数は適宜設定される。
By the way, the intermittent printing in this embodiment is, for example, printing on three printing media by stopping the rotational drive of the
ここで、画像形成制御部16における動作をタイミングチャートに沿って説明する。
画像形成制御部16は、図4に示すように、各印刷デューティと所定の基準値Dとを比較部15で比較し、各印刷デューティの何れかが所定の基準値D以上になると(L2)、タイミングL2以降の感光体ドラム1の回転計数値と所定の回転基準値mとを比較部15で比較させ、比較結果において回転計数値が所定の回転基準値以上になると(L3)、駆動制御部13および書込み制御部14に対し、連続的な印刷制御から間欠的な印刷制御に切替える指示を行う。
Here, the operation in the image
As shown in FIG. 4, the image
画像形成制御部16は、常にカウント部11からの計数値と所定の基準値とを比較する比較部15からの比較結果を確認し続けており、カウント部11からの計数値と所定の基準値とを比較する比較部15からの比較結果において、図4のタイミングチャートにおけるタイミングL3以降に計数値が所定の基準値m以下になると(L4)、間欠的な印刷制御から連続的な印刷制御に切替える指示を、駆動制御部13および書込み制御部14に対し行う。
The image
ところで、基準値Dは60パーセント以上に設定することが好ましく、回転基準値mはA4の印刷媒体に換算して40枚程度の印刷に必要な感光体ドラム1の回転数を設定することが好ましい。
Incidentally, the reference value D is preferably set to 60% or more, and the rotation reference value m is preferably set to the number of rotations of the
次に、現像ローラ4上のトナー層のトナーを感光体ドラム1に供給して、静電潜像に対し現像を行い、トナー画像を形成する動作状態を現像タイミングと称し、ID9における各機構の動作回転状態をIDタイミングと称し、該IDタイミングおよび現像タイミングの関係を図5のタイミングチャートを用いて説明する。
Next, the toner in the toner layer on the developing
IDタイミングが動作状態になった後、所定の期間aの経過後に、現像タイミングが動作状態になる。すなわち、ID回転タイミングで感光体ドラム1が回転を開始した後、期間aの経過後、トナー画像の形成が開始される。期間aの経過後にトナー画像形成を開始することにより、感光体ドラム1における静電潜像の形成および現像ローラ4におけるトナー層の形成の安定化を図ることができる。
After the ID timing becomes the operating state, the development timing becomes the operating state after the elapse of a predetermined period a. In other words, after the
更に、現像タイミングが休止状態になった後、所定の期間bの経過後に、IDタイミングが休止状態になる。すなわち、期間bは、現像タイミングが休止状態になった後に実際にID9が停止するまでの時間であり、期間bにおいてID9の各機構が空回し状態となる。 Furthermore, after the development timing is in a pause state, the ID timing is in a pause state after a predetermined period b has elapsed. That is, the period b is a period of time until the ID9 is actually stopped after the development timing is in a pause state, and each mechanism of the ID9 is idled in the period b.
ところで、期間aおよび期間bにおいて、現像ローラ4上のトナー層から感光体ドラム1へトナー供給が無く、その間に現像ローラ4上のトナー層の再生が行われる。トナー層の再生が行われた後、ID9の各機構を停止する。尚、ID9が停止することにより、現像ローラ4と、感光体ドラム1、供給ローラ5およびトナー規制部材6との間で摩擦が生じることがなく、現像ローラ4およびトナー規制部材6間のトナー層のトナー温度を低減することができる。
Incidentally, in the period a and the period b, no toner is supplied from the toner layer on the developing
前記したように、実施例1の画像形成装置10によれば、トナー画像をドット単位で計数し、画像形成制御部16は、印刷デューティが高いと駆動制御部13および書込み制御部14に対し、一連の画像形成制御を間欠的に制御する指示を行うことから、現像ローラ4上のトナー層のトナー温度を間欠制御における停止期間中に低減させることができ、トナー温度の上昇によるフィルミングの発生を防止することができる。
As described above, according to the
また、例えばA4サイズの印刷媒体において、長手方向(副走査方向)に沿って所定の幅を有する棒線を連続的に印刷する場合、A4サイズにおいて、全体的には印刷デューティが低いものの、棒線部周辺に限ってみれば、印刷ディ−ティが高く、棒線部周辺でフィルミングが生じる恐れがあるが、実施例1の画像形成装置10によれば、n個の区画における印刷デューティを求め、該各印刷デューティに基づいて、間欠的な制御を行うか否か比較判定を行うことにより、区画における高印刷ディユーティを検出することができ、部分的に印刷ディーティが高い画像形成においても、フィルミングの発生を防止することができる。
Further, for example, when continuously printing a bar line having a predetermined width along the longitudinal direction (sub-scanning direction) on an A4 size print medium, the A4 size has an overall low print duty, but the bar If it is limited to the periphery of the line portion, the printing duty is high and there is a risk that filming may occur in the vicinity of the bar line portion. However, according to the
次に温度および湿度を計測し、計測結果に基づいて基準値および回転基準値の補正を行う画像形成装置20を説明する。
実施例2の画像形成装置20は、図6に示すように、前記した実施例1と同様にカウント部11と、回転数カウント部12と、駆動制御部13と、書込み制御部14と、カウント部11からの計数値を所定の基準値と比較し、また回転数カウント部12からの回転計数値を所定の回転計数値と比較する比較部15と、比較結果に基づいて画像形成制御を間欠的に行うべく、前記各部の制御を行う画像形成制御部16とを備えており、更に温度および湿度を計測する温湿度計測部17と、比較部15での比較処理に用いる基準値および回転基準値を温湿度計測部17での測定結果に応じて補正を行う補正部18とを備える。
Next, the
As shown in FIG. 6, the
温湿度計測部17は、ID9における周辺の雰囲気の温度および湿度を計測し、その計測結果を画像形成制御部16に通知する。
計測結果を取得した画像形成制御部16は、計測結果に対応して基準値および回転基準値を補正する指示を比較部15に対し行う。
The temperature /
The image
ところで、一般的に高温多湿の雰囲気では、トナーの帯電性が低下し、現像ローラ4上のトナー層の厚さ寸法が低減する傾向にあり、トナー規制部材6による押圧で単位当りのトナー粒子が受けるエネルギーが大きくなり、トナーが熱を持ちトナー規制部材6に溶着するフィルミングが発生し易くなる。一方、低温低湿の雰囲気では、トナーの帯電性が良好であることから、フィルミングの発生が起こり難い。
By the way, generally, in a high temperature and high humidity atmosphere, the chargeability of the toner tends to be reduced, and the thickness dimension of the toner layer on the developing
前記した雰囲気の変化に応じて補正部18で基準値および回転基準値の補正を行う。
補正部18は、画像形成制御部16からの補正指示を受けると、温湿度計測部17で計測される計測結果に対応して基準値および回転基準値の補正を行う。すなわち補正部18は、高温多湿の雰囲気では、基準値Dおよび回転基準値mの値を低く補正する。
The
When the
これにより、高温多湿の雰囲気では通常の温度湿度と比較して、低い印刷デューティおよび短い時間で、連続的な印刷制御から間欠的な印刷制御への移行を指示することができ、更に、間欠的な印刷制御から連続的な印刷制御へ制御が移行する際も、通常の温度湿度における基準値と比較して低い基準値、すなわち低い印刷デューティで間欠的な印刷制御から連続的な印刷制御への移行を指示することができる。
尚、補正部18は、前記した補正処理において、基準値または回転基準値の何れか一方のみを補正してもよい。
As a result, in a high-temperature and high-humidity atmosphere, it is possible to instruct a transition from continuous printing control to intermittent printing control with a low printing duty and a short time compared to normal temperature and humidity. Even when control shifts from continuous print control to continuous print control, the reference value is lower than the reference value at normal temperature and humidity, that is, from intermittent print control to continuous print control at a low print duty. You can direct the transition.
The
前記したように、実施例2の画像形成装置20によれば、温湿度計測部17からの計測結果に基づいて、補正部18で基準値および回転基準値の補正を行うことにより、雰囲気が高温多湿でフィルミングが発生し易い場合には、基準値および回転基準値を低く設定する。これにより、実施例2の画像形成装置20によれば、低く設定された基準値および回転基準値に基づいて間欠的な印刷制御を行うタイミングを早くすることができ、かつ間欠的な印刷制御から連続的な印刷制御へ復帰するタイミングを遅くすることができることから、フィルミングが発生し易い環境下において、フィルミングの発生をより未然に防止することができる。
As described above, according to the
次に、現像ローラ4および供給ローラ5に印加する電圧を印刷デューティに応じて制御する画像形成装置を説明する。
実施例3の画像形成装置30の構成は、図7に示すように、前記した実施例2の画像形成装置の構成に、現像ローラ4および供給ローラ5に印加する電圧を制御する電圧制御部19が追加されている。
Next, an image forming apparatus that controls the voltage applied to the developing
As shown in FIG. 7, the configuration of the image forming apparatus 30 according to the third embodiment is the same as the configuration of the image forming apparatus according to the second embodiment described above. The
電圧制御部19は、現像ローラ4および供給ローラ5に印加する電圧を画像形成制御部16からの指示に従って制御している。電圧制御部19で制御する電圧が現像ローラ4および供給ローラ5に印加されることで、現像ローラ4および供給ローラ5におけるトナーの保持性が向上する。尚、印加する電圧レベルに応じてトナーの保持性が向上する。
The
ところで、電圧制御部19に電圧制御を指示する画像形成制御部16は、温湿度計測部17からの測定結果と、比較部15からの印刷デューティおよび基準値Dの比較結果とに基づいて、電圧制御部19に対し電圧制御の指示を行っている。
By the way, the image
ここで、タイミングチャートを用いて電圧制御部19が制御する電圧と現像ローラ4上のトナー量との関係を説明する。
図8のタイミングチャートには、ID9の回転タイミングと、規定温度との関係が示された温度情報と、所定の基準値Dとの関係が示された印刷デューティと、現像ローラ4に印加する電圧値と、供給ローラ5に印加する電圧値との関係が時系列的に示されている。
Here, the relationship between the voltage controlled by the
In the timing chart of FIG. 8, the temperature information indicating the relationship between the rotation timing of ID9 and the specified temperature, the printing duty indicating the relationship between the predetermined reference value D, and the voltage applied to the developing
所定の基準値Dより印刷デューティが低い場合、供給ローラ5には電圧V1が印加されており、現像ローラ4には電圧V3が印加されている。電圧V3が印加される現像ローラ4上にはa1で示される量のトナーが付着しており(薄層化されており)、該現像ローラ4から感光体ドラム1へ供給されるトナー量を現像効率に換算すると、b1パーセントの現像効率である。
When the printing duty is lower than the predetermined reference value D, the voltage V1 is applied to the
尚、現像効率は、現像ローラ4から感光体ドラム1へトナーを供給する効率であることから、例えば現像ローラ4から感光体ドラム1へ供給するトナー量が一定であり、現像ローラ4で保持するトナー量が増大すると、現像効率は必然的に低下する。
Since the developing efficiency is the efficiency of supplying toner from the developing
画像形成制御部16は、図8に示すように、ID9の雰囲気が通常の気温より高く、印刷デューティが基準値Dより高い場合、電圧制御部19に対し、供給ローラ5に印加する電圧を電圧V1から電圧V2(但し、|V1|<|V2|)へ低くする指示を行い、現像ローラ4に印加する電圧を電圧V3から電圧V4(但し、|V3|>|V4|)へ高くする指示を行う。
As shown in FIG. 8, when the atmosphere of
このとき、電圧V1より低い電圧V2が供給ローラ5に印加されて、電圧V3より高い電圧V4が印加された現像ローラ4上には、a2で示される電圧変更前より多い量のトナーが付着する。このとき、当該現像ローラ4から感光体ドラム1へ供給されるトナー量は、b2パーセントの現像効率となる(但し、a1<a2、b1>b2)。
ところで、トナー量a1および現像効率b1パーセントの積を求めた値と、トナー量a2および現像効率b2パーセントの積を求めた値とはほぼ等しく、すなわち各ローラに印加する電圧を制御することで、現像ローラ4上で保持するトナー量は増加するものの現像効率が低下することから、現像ローラ4から感光体ドラム1へ供給する実質的なトナー量は、電圧変更前と同じである。
At this time, a voltage V2 lower than the voltage V1 is applied to the
By the way, the value obtained by calculating the product of the toner amount a1 and the development efficiency b1 percent is substantially equal to the value obtained by obtaining the product of the toner amount a2 and the development efficiency b2 percent, that is, by controlling the voltage applied to each roller. Although the amount of toner held on the developing
従って、印刷デューティが基準値Dより高くなると、供給ローラ5から現像ローラ4へ多くのトナーが供給され、トナー層の厚さ寸法が低い個所にもトナー粒子が十分に補充されることから、トナー規制部材6の押圧によるエネルギーを、補充されたトナーを含む多くのトナー粒子で分散的に受けることができ、エネルギーの集中で生じるトナーの摩擦を防止することができ、摩擦熱の発生を防止することができる。更に、トナー規制部材6の押圧を受けた個所で仮にトナーが熱を帯びたとしても、該熱が多く供給されたトナーに伝導し、熱が拡散されることから、ポイント的な発熱を防止することができる。
Therefore, when the printing duty is higher than the reference value D, a large amount of toner is supplied from the
次に、ID9の雰囲気が通常の気温より低い場合の電圧制御部19が制御する電圧と現像ローラ4上のトナー量との関係を図9のタイミングチャートを用いて説明する。
ところで、発明者は、ID9の雰囲気が通常の気温より低い場合において、現像ローラ4および供給ローラ5のそれぞれに印加する電圧をID9の雰囲気が通常より高い場合と同様に変更しても、現像ローラ4上のトナー層から感光体ドラム1へ供給されるトナー量は変らず、印刷結果における見かけ上も変りないことを確認している。
Next, the relationship between the voltage controlled by the
By the way, when the atmosphere of ID9 is lower than the normal temperature, the inventor can change the voltage applied to each of the developing
従って、ID9の雰囲気が通常の気温より低く、印刷デューティが基準値Dより高い場合、画像形成制御部16は電圧の変更制御を指示することなく、供給ローラ5には電圧V1が継続して印加され、現像ローラ4には電圧V3が継続して印加される。
Therefore, when the atmosphere of ID9 is lower than the normal temperature and the printing duty is higher than the reference value D, the image forming
前記したように、実施例3の画像形成装置30によれば、ID9の雰囲気の温度を計測しており、該計測値が通常の気温より高く、印刷デューティが基準値Dより高くなると、現像ローラ4および供給ローラ5に印加する電圧を調整して、現像ローラ4上のトナー量の増加を図る。これにより、トナー層の厚さ寸法が低い個所にもトナー粒子が十分に補充されることから、トナー規制部材6の押圧によるエネルギーを、補充されたトナーを含む多くのトナー粒子で分散的に受けることができ、トナー摩擦を防止してトナーの発熱を防止することができる。従って、実施例3の画像形成装置30によれば、発熱でトナーがトナー規制部材6に溶着して起こるフィルミングを防止することができる。
As described above, according to the image forming apparatus 30 of the third embodiment, the temperature of the atmosphere of ID9 is measured, and when the measured value is higher than the normal temperature and the printing duty is higher than the reference value D, the developing
前記した説明では、温湿度計測部17からの測定結果として温度を例に説明したが、これに限る必要はなく、温度および湿度の少なくとも何れか一方の情報を測定結果として画像形成制御部16に通知し、該画像形成制御部16で測定結果に基づいて電圧制御を電圧制御部19に指示するようにしてもよい。
In the above description, the temperature has been described as an example of the measurement result from the temperature /
本発明は、プリンタ、コピー機、ファクシミリ装置および複合機など、トナー画像を印刷媒体に転写して画像形成を行う様々な画像形成装置に適用してもよい。 The present invention may be applied to various image forming apparatuses that perform image formation by transferring a toner image onto a print medium, such as a printer, a copier, a facsimile machine, and a multifunction machine.
10、20、30 画像形成装置
11 カウント部
12 回転数カウント部
13 駆動制御部
14 書込み制御部
15 比較部
16 画像形成制御部
17 温湿度計測部
18 補正部
19 電圧制御部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記像担持体上に形成されるトナー画像をドット単位で計数するカウント手段と、
計数値が所定の基準値以上であると、前記現像ローラに印加する電圧を変更する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus that forms a toner layer on a developing roller under the restriction of a toner regulating member, supplies the toner of the toner layer to an image carrier, and forms a toner image on the image carrier.
Counting means for counting the toner image formed on the image carrier in dot units;
An image forming apparatus comprising: a control unit that changes a voltage applied to the developing roller when the count value is equal to or greater than a predetermined reference value.
前記制御手段は、前記現像ローラと共に、前記供給ローラに印加する電圧も変更することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 A supply roller for supplying toner to the developing roller;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit changes a voltage applied to the supply roller together with the developing roller.
前記制御手段は、前記何れかの区域において、計数値が所定の基準値以上であるとき、前記現像ローラに印加する電圧を変更することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 The counting means counts the toner image formed in each area divided at a predetermined interval in the main scanning direction on the image carrier in dot units,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit changes a voltage applied to the developing roller when a count value is equal to or greater than a predetermined reference value in any of the areas.
前記計数値が前記所定の基準値以上になると、前記感光体ドラムの回転数を計数する回転数カウント手段を備え、
前記制御手段は、回転計数値が所定の回転基準値を超えたとき、前記電圧の変更を開始することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 The image carrier is a photosensitive drum,
A rotation number counting means for counting the number of rotations of the photosensitive drum when the count value is equal to or greater than the predetermined reference value;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit starts changing the voltage when a rotation count value exceeds a predetermined rotation reference value.
前記計測手段からの情報に基づいて、前記基準値の補正を行う補正手段を備えることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 Comprising at least one of temperature measuring means and humidity measuring means,
The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a correcting unit that corrects the reference value based on information from the measuring unit.
前記計測手段からの情報に基づいて、前記回転基準値の補正を行う補正手段を備えることを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。 Comprising at least one of temperature measuring means and humidity measuring means,
The image forming apparatus according to claim 4, further comprising a correcting unit that corrects the rotation reference value based on information from the measuring unit.
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