JP3846476B2

JP3846476B2 - Image forming apparatus

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Inventors: 勝也島津
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆる電子写真技術を用いて用紙等のシート状の記録媒体に所望の定着画像を形成させる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般的な画像形成装置は、例えば図１に示すように感光体ドラム１の周部には、帯電器２、潜像形成用の光源（例えばＬＥＤ）３、現像剤ホッパ４を備えた現像装置５、転写器６が感光体ドラムの回転方向Ｘにおいて上流から順に配設され、用紙ＰＡに所望の画像が転写される。そして、転写器６の下流にはクリーニングブレード７がさらに配設されている。このクリーニングブレード７は、用紙ＰＡに現像剤が転写された後に感光体ドラム１上に残ってしまう現像剤（残トナーと称す）を除去するために設けられている。
【０００３】
上記のようなクリーニングブレード７は、感光体ドラム１上の残トナーを除去するために部材構成が単純で、低価格であることから広くに用いられている。しかし、印刷速度の高速化、各種記録媒体（例えばプレプリント用紙等）による感光体表面の汚染等により、感光体ドラム１とクリーニングブレード７との間の摩擦力が大きくなり、クリーニングブレード７のエッジ部（クリーニングブレードが感光体ドラムに接触する部分）に破損（欠け）が生じる事態が発生しはじめた。その結果、感光体ドラム１上の残トナーがクリーニングブレード７の破損部を擦り抜けてしまい、残トナーが下流に存在する上記帯電器２、光源３等を汚染するという事態が発生した。また、一度、クリーニングブレード７を擦り抜けた残トナーは用紙ＰＡに転写され難くなるので、印字欠陥が発生する原因にもなっていた。
【０００４】
そこで、クリーニングブレード７の破損を防止するために、クリーニングブレード７と感光体１の摩擦力を一定量以下に抑えるように感光体ドラム１の表面に潤滑剤を供給する手法が提案されている。
【０００５】
上記潤滑剤としては一般にステアリン酸亜鉛が採用されている。感光体ドラム１とクリーニングブレード７との接触部へステアリン酸亜鉛を供給する一般的な手法は、図１に示すようにステアリン酸亜鉛９に接触するように潤滑剤供給ローラ８を設け、この供給ローラ８を介して感光体ドラム１へステアリン酸亜鉛を供給する。また、このような供給ローラを用いてステアリン酸亜鉛を供給する技術に関しては、例えば特開平８−２６２９５２号、特開平９−９０８４７等がある。これらは、感光体ドラムへのステアリン酸亜鉛の供給量を一定にするために、スプリング等を用いて固形化したステアリン酸亜鉛を供給ローラ側に一定圧力で圧接させている技術について開示している。
【０００６】
上記のように感光体ドラム上に供給されるステアリン酸亜鉛は、クリーニングブレードと感光体ドラム表面との摩擦を低減（一定値以下に）させるように潤滑剤として有効に機能するものであるが、その供給量が多い場合、或いはその供給量が一定であってもクリーニングブレード部へ向う残トナー量が少ない場合などは、クリーニングブレードの下を擦り抜けて現像装置が配設された位置にまで到達することがある。
【０００７】
現像装置ではキャリアや現像剤ローラ等を介して、トナーが感光体ドラムに供給されるのであるが、その際に感光体ドラム上のステアリン酸亜鉛が現像装置側に侵入し、現像剤に混入してしまう場合がある。
【０００８】
ところで、現像剤がキャリアとトナーから２成分である場合には、キャリアが形成する穂立ちが感光体ドラムの表面を擦ることにより、また現像剤がトナーのみの１成分からなる場合は感光体ドラムの表面と接する現像剤ローラにより、ステアリン酸亜鉛が現像装置側に侵入して現像剤に混入する。特に、ステアリン酸亜鉛の混入はキャリアを用いる２成分現像剤において顕著である。
【０００９】
なお、１成分現像剤及び２成分現像剤の場合を包括し、「現像剤」の語を用いて以下本発明を説明する。
【００１０】
上記のようにステアリン酸亜鉛が現像剤に混入してしまうと、現像剤の帯電量低下を誘引する。このように現像剤の帯電量が低下すると、現像剤飛散、現像剤付着量過多となる。その結果、画像形成装置内の汚染や転写した画像の定着不良等の障害が発生する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は現像剤に混入するステアリン酸亜鉛の影響を抑制し、好ましい画像形成を実現できる画像形成装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的は、潜像担持体上の残トナーを除去するクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードと前記潜像担持体との潤滑性を向上させるステアリン酸亜鉛を供給する手段とを備えた画像形成装置であって、前記潜像担持体へのステアリン酸亜鉛供給量と現像剤の消費量とに基づいて、現像剤中への前記ステアリン酸亜鉛の混入量を推測し、該混入量が許容値を超える場合には、現像剤の少なくとも一部を新しい現像剤と入れ替える現像剤入れ替えモードを起動させる現像剤維持手段を備えた画像形成装置により達成される。
【００１３】
上記発明によれば、潜像担持体へのステアリン酸亜鉛供給量と現像剤の消費量とに基づいて、現像剤中への前記ステアリン酸亜鉛の混入量を推測し、ステアリン酸亜鉛の混入量が許容値を超えると判断された場合には新規な現像剤との入れ替えにより、ステアリン酸亜鉛の混入量を許容値以下に抑制できる。よって、前述した従来の問題が無い画像形成装置として提供できる。
【００１４】
ここで潜像担持体としては、前述した感光体ドラムが一般的であるが、無端の感光性のベルトをローラ間に掛け渡して形成した感光体ベルトも本発明には含む。
また、上記ステアリン酸亜鉛に現像剤の帯電量を上昇させる帯電制御剤を含有させた潤滑剤を用いることによって上記目的を達成できる。このような潤滑剤は現像装置に侵入し、現像剤に混入しても帯電量の低下を確実に抑制できる。
【００１５】
上記のように本願は、現像剤中に混入したステアリン酸亜鉛の蓄積量に着目し、この蓄積量を現像剤の帯電状態に悪影響を及ぼさないように制御する画像形成装置に関するものである。本発明は、クリーニングブレードを擦り抜け現像剤に混入したステアリン酸亜鉛と、現像剤が画像形成で消費される際に一緒に排出されるステアリン酸亜鉛との出入り状態に着目している。排出されるステアリン酸亜鉛より混入するものが多くなると、現像剤中の蓄積量が増加してしまい帯電低下が顕著となるので、この場合の対処を可能としたのが本画像形成装置である。
【００１６】
図２は、印字率を変更して現像剤の消費状態を変えたときに、ステアリン酸亜鉛による影響で低減する帯電量ｑ／ｍの変化の様子を示した図である。
【００１７】
図２では前半が印字率０．２％で印字した場合、後半が印字率２％で印字した場合である。なお、印字率の詳細な定義は後述するが用紙の面積を１００％としてその面積にどのくらい現像剤が載っているかを示す割合と見ることができる。よって、印字率が高いほど現像剤の消費量が大きくなる。印字率０％は用紙に全く印字を行わない状態であり、印字率１００％は用紙全体を黒く塗りつぶした状態（いわゆるベタ黒）となる。
【００１８】
この図２で印字率０．２％の場合は現像を行っても現像剤の消費が少ないので、ステアリン酸亜鉛の侵入量が排出量を上回り、現像剤へステアリン酸亜鉛の蓄積量が増加して帯電量ｑ／ｍが低下している。一方、印字率を２％まで上げた場合には現像剤の消費が増し、ステアリン酸亜鉛の排出量が侵入量を上回るため現像剤中の蓄積量が低減されて帯電量ｑ／ｍが改善することが確認できる。
【００１９】
すなわち、この図２から、ステアリン酸亜鉛の現像剤中への蓄積量によって影響度が変化し、現像剤中のステアリン酸亜鉛の影響は現像剤が消費されることにより減少していくことが確認できる。
【００２０】
すなわち、本願の第１の発明は、ステアリン酸亜鉛の混入量が許容値を超えたとき（或いは超えたと推測されるとき）に、ステアリン酸亜鉛が混入した状態の現像剤の少なくとも一部を排出する入替えモードを有する画像形成装置である。このように、排出された混入現像剤に替えて新しい現像剤を補給することで、現像剤中のステアリン酸亜鉛の混入量を許容範囲に収まるように調整できる。
【００２１】
現像剤中のステアリン酸量は、現像剤の消費が少ない場合に蓄積していくので、本発明の画像形成装置は消費量が一定量以下の場合には排出を促進し、新規な現像剤供給する入替えモードを備えるものである。これにより、ステアリン酸亜鉛の混入量が許容値を超えることがないので、常に好ましい画像形成を実現できるようになる。
【００２２】
さらに、本願発明者はステアリン酸亜鉛が現像剤の帯電量を低下させることから、混入しても帯電量を低下させない形態に加工することによっても前述の問題を解決できることを見出した。すなわち、ステアリン酸亜鉛に現像剤の帯電量を上昇させる帯電制御剤を混入しておくという簡易な手法を用いて前述した問題を解消する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置、及び帯電制御剤を添加したステアリン酸亜鉛ベース潤滑剤を順に説明する。
【００２４】
図３は、本発明に係る実施例の画像形成装置１０の概要構成を示した図である。この画像形成装置１０は、図１に示した従来の画像形成装置と基本構成は同様である。すなわち、帯電器１２、光源１３、現像剤ホッパ１４を備えた現像装置１５、転写器１６が潜像担持体としての感光体ドラム１１の回転方向Ｘにおいて上流から順に配設され、用紙ＰＡに所望の画像が転写されるようになっている。
【００２５】
そして、転写器１６の下流にはクリーニングブレード１７が配設されている。また、本実施例の画像形成装置１０はクリーニングブレード１７の上流にクリーニングブラシ１８が配設される。このようにクリーニングブレード１７の前にクリーニングブラシ１８を設ける構成は、従来にも提案がある。但し、かかるクリーニングブラシは残トナーを確実にクリーニングブレード１７で掻き取るための前処理用に設けられたクリーニング補助部材である。
【００２６】
本実施例の画像形成装置１０のクリーニングブラシ１８は、この残トナー除去とステアリン酸亜鉛の感光体ドラム１１上への塗布とを兼ね備えた機能を有する。図４は本画像形成装置１０のクリーニングブレード１７の周辺を拡大して示した図である。クリーニングブラシ１８は、定位置に固定されている固形状のステアリン酸亜鉛１９に接触すると共に、感光体ドラム１１の表面とも接触している。
【００２７】
すなわち、本実施例のクリーニングブラシ１８はクリーニングブレード１７の前で残トナーを叩いて掻き落としし易くすると共に、感光体ドラム１１の表面にステアリン酸亜鉛を供給する供給部材としても機能する。クリーニングブラシは機構が簡単で低コストであるため従来から採用されているものであるが、本実施例ではこれをさらに供給手段としても兼用する。例えばステアリン酸亜鉛の供給は、クリーニングブラシ１８の長手方向に平行に設置された金属棒にステアリン酸亜鉛１９を固定し、クリーニングブラシ１８がステアリン酸亜鉛１９に食い込むように取り付けて行う。クリーニングブラシ１８が回転したときには、ステアリン酸亜鉛１９が削り取られるようになり、この削り取り量がほぼ感光体ドラム１１への供給量となる。この機構では、ステアリン酸亜鉛の供給量はクリーニングブラシ１８のステアリン酸亜鉛１９への食い込み量によって変化する。
【００２８】
前述したようにステアリン酸亜鉛の侵入量とトナー消費量とによって現像剤への影響度が変化するので、本画像形成装置１０では、ステアリン酸亜鉛の供給量とトナー消費量との関係からステアリン酸亜鉛の蓄積量を推定し、この蓄積量が許容値を超えるときに現像剤入れ替えモードを起動させる。
【００２９】
ここで、再度、図３を参照して画像形成装置１０におけるステアリン酸亜鉛の蓄積量の制御について説明する。本画像形成装置１０は、現像装置１５側へ混入するステアリン酸亜鉛の現像剤中の蓄積量が許容範囲を超えないように制御するための構成を備えている。
本画像形成装置１０は、ステアリン酸亜鉛による影響を抑制するためにその蓄積量を許容値以下に押さえるように制御する現像剤維持手段としてのコントローラ２０を備えている。このコントローラ２０はＣＰＵ等により実現される。コントローラ２０には感光体ドラム１１の回転数を係数するカウンタ２２からカウント信号が供給されると共に、現像装置１５内の現像剤濃度を検出する濃度センサ２１から濃度信号が供給されるようになっている。
図５は、本画像形成装置１０の感光体ドラム１１の回転数（ｋＤｃ）と、感光体ドラム１１に供給されるステアリン酸亜鉛の供給量との関係を示した図である。なお、図４に示したように、本実施例ではステアリン酸亜鉛１９はクリーニングブラシ１８で削り取られて、感光体ドラム１１上に供給される。よって、図５に示すように新規のステアリン酸亜鉛の使用を開始した直後は多めの削り量となり、感光体ドラム１１側に比較的多量のステアリン酸亜鉛が供給される。その後、ドラム回転数６００ｋ回の当たりから一定化して来る。この図５に示すようなステアリン酸亜鉛の供給量の変化に関するデータは予めＲＯＭ等に格納されてコントローラ２０が参照できるようになっている。よって、コントローラ２０はカウンタ２２のドラム回転数を確認することでステアリン酸亜鉛の感光体ドラム１１表面への供給量を推定できるようになっている。
【００３０】
また、図６は濃度センサ２１による出力値の概略が示されている。濃度センサ２１からの出力値が補給スライス値ＴＨ（閾値）を下回るとコントローラ２０はホッパ１４から現像剤を補給する。図６で山となっている部分が現像剤の補給がされたときである。
【００３１】
コントローラ２０は、感光体ドラム１１の回転数及び現像剤補給回数から、そのときにどのような印字率の現像が実行されているかを知ることができる。また、前述したようにコントローラ２０は感光体ドラム１１の回転数履歴からステアリン酸亜鉛の供給量を確認できる。よって、コントローラ２０は、ステアリン酸亜鉛の現像剤への混入状態を推測できる。
【００３２】
そして、本画像形成装置１０では現像剤中のステアリン酸亜鉛の蓄積量が所定の許容値を超えたときに、コントローラ２０が現像剤入れ替えモードを起動させてステアリン酸亜鉛の蓄積量を許容値以下に抑制する。この現像剤入れ替えモードではステアリン酸亜鉛の蓄積量が多い現像剤の一部を排出する。そして、この排出した分、新規な現像剤を補給することでステアリン酸亜鉛の相対量を低減させる。この現像剤入れ替えモードは通常の現像工程の前又は後、或いは前後に実施することができる。
【００３３】
例えば、コントローラ２０は、ドラム回転数２００ｋカウントにおいて現像剤補給回数が４回以下ならば、印字率の低い画像形成を行っておりステアリン酸亜鉛が蓄積してしますので、このような場合に現像剤入れ替えモードを起動する。この現像剤入れ替えモードでは、現像のスタート／ストップ時に感光体ドラムへ付着させる現像剤の付着量を増加（表面電位と現像バイアス等を変更して）させ空回転することで現像剤を消費させる。これによりステアリン酸亜鉛による影響で帯電量が低下するという問題を抑制する。
以下さらに、図７から図９を参照して、コントローラ２０が実行するステアリン酸亜鉛量を制御する処理例を説明する。図７は感光体ドラムユニットの交換及び現像剤を交換した以後にコントローラ２０が実行する制御内容を示したブロック図である。前述したように、コントローラ２０はステアリン酸亜鉛の感光体ドラムへの供給量と、印字率（現像剤消費量）とから現像剤中のステアリン酸亜鉛蓄積量を推定し、許容値を超えたときに上記現像剤入れ替えモードを起動させる。そのために、感光体ドラムの交換時からステアリン酸亜鉛の供給量を特定すると共に、現像剤の交換時から現像剤の使用状態を見て印字率を特定して後述する必要な現像剤入れ替えモードを起動させる。
【００３４】
図７の上段に示すように、コントローラ２０は感光体ドラムユニット交換時から感光体ドラムの回転数からステアリン酸亜鉛の供給量を決定する。その際、コントローラ２０は図５に示したドラム回転数とステアリン酸亜鉛供給量とのデータを格納しているＲＯＭ等からこれを読み出し、ステアリン酸亜鉛の供給量を決定する。
【００３５】
また、ステアリン酸亜鉛の供給量の基準値として、例えば予め所定の上限値Ａ、下限値Ｂが設定されており、コントローラ２０は算出された供給量がこの上限値Ａより大きいか、上限値Ａから下限値Ｂの間か、下限値Ｂより小さいか、のいずれであるかを確認する。
上記のようにステアリン酸亜鉛量についての監視と共に、コントローラ２０は現像剤を交換したときから現像剤の使用状態を監視して印字率を決定する。そのために、コントローラ２０は現像剤交換後、現像剤の使用量を監視する。例えば長さ１１インチ、幅１８インチの用紙１００カウント（枚）を１ブロックとする。現像剤を補給したときはこれをカウントして、１００カウント（枚）すなわち１ブロックでの補給回数を確認する。すなわち、１ブロック毎に現像剤の補給回数を確認しながら、各ブロックでの現像剤の補給回数を取得する。そして、直前１０ブロックについての補給回数を平均した移動平均から１ブロックの補給平均回数を算出する。
【００３６】
上記補給平均回数からそのとき実行している現像での印字率を推定する。印字率を推定する手順を具体的に説明する。感光体ドラムの単位面積当たりに付着する現像剤の付着量ＡＤＨは略一定であり、予め知ることができる。また、現像剤ホッパから補給される現像剤の量も略一定であるのでこれを現像剤補給量ＰＲＯとする。用紙として、上記１１インチ（長）×１８（幅）インチを用いた場合の印字率（％）は下記式により求めることができる。なお、用紙の寸法をインチからｃｍに換算し、１００カウント（枚）から求めている。
【００３７】
印字率（％）＝１００×（補給回数×補給量PRO／付着量ADH）／（１８×１１×１００×２．５４^２）
【００３８】
また、印字率についても予め所定の上限価Ｄ、下限値Ｅが設定されており、コントローラ２０は算出された印字率がこの上限値Ｄより大きいか、上限値Ｄから下限値Ｅの間か、下限値Ｅより小さいか、のいずれであるかを確認する。
【００３９】
そして、コントローラ２０は、上記ステアリン酸亜鉛の供給量と印字率とから図７の下段に示すようなシーケンス１〜３のいずれかを選択して画像形成時での制御を実行する。
図８は、コントローラ２０が選択する上記シーケンス１〜３の各々について示したタイムチャートである。
【００４０】
シーケンス１は、ステアリン酸亜鉛の供給量が比較的少ない場合、或いは印字率が高く現像工程でステアリン酸亜鉛を十分に消費（排出）できる場合に用いるシーケンスである。このシーケンス１では感光体ドラムを前帯電してから現像を実行するタイミングで現像バイアスを印加して画像形成が行われる。図８で、参照符号ＰＲＴで示す部分で通常現像用の電位制御に変更される
【００４１】
シーケンス２は、シーケンス１の場合よりステアリン酸亜鉛の供給量が多く、また、印字率もシーケンス１の場合より低くステアリン酸亜鉛を現像で十分に排出できない場合に用いるシーケンスである。このシーケンス２では現像バイアスを早めに印刷用の電位に上げ、前帯電を止めた後も現像バイアスを維持している。本シーケンス２では実際の現像を行う前後で、用紙への転写を行わず感光体ドラムを空回転させて現像剤を消費させる現像剤入れ替えモードを実行している。このように制御することで、ステアリン酸亜鉛の蓄積量が多くなった現像剤の一部を廃棄し、これに替えて新規な現像剤を補給することでステアリン酸亜鉛の相対的な量を低減する。
【００４２】
さらに、シーケンス３は上記シーケンス２よりさらにステアリン酸亜鉛の蓄積が問題となった場合に実行されるものである。すなわち、シーケンス３はステアリン酸亜鉛の供給量が比較的多く、印字率が中程度以下で、現像工程で排出されるステアリン酸亜鉛が少ない場合に用いるシーケンスである。感光体ドラムを前帯電してから直ぐ現像バイアスを印加して現像剤入れ替えモードを実行し、画像形成が完了した後も比較的長く現像剤入れ替えモードを実行してステアリン酸亜鉛の蓄積量を早期に低減するようにしている。
【００４３】
図９は本実施例の画像形成装置１０と従来の画像形成装置とでのステアリン酸亜鉛による帯電量ｑ／ｍの影響を示した図である。本実施例による画像形成装置１０では全般的に帯電量ｑ／ｍの低下が抑制されることが確認できる。特に、ステアリン酸亜鉛の使用を開始した直後は、感光体ドラムに多量のステアリン酸亜鉛が供給される傾向が強いため従来の画像形成装置では帯電量ｑ／ｍの低下が顕著であるが、本実施例の画像形成装置１０の場合にはこれを効果的に抑制できる。
【００４４】
以上詳細に説明した第１の発明に係る画像形成装置によれば、ステアリン酸亜鉛の供給量と現像剤の消費量との関係から現像剤中のステアリン酸亜鉛量を推測し、これに基づいて現像剤中のステアリン酸亜鉛混入量が許容値を超えるときには現像剤入れ替えモードを実行する。よって、本実施例の画像形成装置ではステアリン酸亜鉛の蓄積量が常に許容値以下に制御できる。よって、ステアリン酸亜鉛の混入により現像剤の帯電量低下に起因する種々の問題の発生を抑制することができる。
【００４５】
前述したようにクリーニングブレードの潤滑剤として用いるステアリン酸亜鉛が現像剤の帯電量を低下させてしまうので、現像剤中へステアリン酸亜鉛が侵入した場合でも帯電量低下の影響を緩和する帯電制御剤をステアリン酸亜鉛に添加している。
【００４６】
ステアリン酸亜鉛は現像剤の帯電量を低下させるので、これとは逆に帯電量を向上させる帯電制御剤をステアリン酸亜鉛に添加することにより、現像剤への影響を最小限に抑制する。このような帯電制御剤としては、従来から現像剤の帯電制御のため外添剤として採用されている粉状物質を用いることができる。
【００４７】
帯電制御剤としては、例えばシリカ、酸化チタン、アルミナ、ＰＭＭＡなどの樹脂粒子等で、ＢＥＴ２０〜２５０ｍ２／ｇ、単体帯電量−１０〜−４００μＣ／ｇ、疎水化度３０％以上の特性を持つものを用いることが好ましい。
【００４８】
ステアリン酸亜鉛及び帯電制御剤は共に原料段階では粉体である。ステアリン酸亜鉛は加熱することで固形化する。よって、予め粉状のステアリン酸亜鉛に適宜帯電制御剤を添加して混合し、これを加熱処理することで電制御剤を分散した状態にして含む固形のステアリン酸亜鉛を容易に得ることができる。このような帯電制御剤含有のステアリン酸亜鉛は現像装置内に侵入しても、帯電制御剤がステアリン酸亜鉛による帯電量低下を抑制するので好適な画像形成を実現できる。
【００４９】
以下、帯電制御剤としてシリカを用いた場合を例に取り説明する。図１０は、ステアリン酸亜鉛に対するシリカの添加量を変更したときの帯電量の変化を示した図である。シリカの添加量が３ｗｔ％、７ｗｔ％、１０ｗｔ％であるステアリン酸亜鉛及び添加量が０ｗｔ％（無し）のステアリン酸亜鉛を準備した。各ステアリン酸亜鉛を感光体ドラムヘ供給し、現像剤を供給しない状態、すなわち印字率０％で帯電量変化を測定した。
【００５０】
図１０で、シリカの添加量１０ｗｔ％のときは帯電量を略一定に維持できることが確認できる。そして、シリカを含有していないステアリン酸亜鉛は、ドラムカウント数３０ｋで帯電量が１９μｃ／ｇから８μｃ／ｇに低下した。これは約５８％もの帯電量低下である。
【００５１】
一方、シリカを７ｗｔ％外添した場合は約１５％の低下（１９から１６μｃ／ｇ）に抑制された。また、シリカを３ｗｔ％外添した場合には約４２％の低下（１９から１１μｃ／ｇ）であった。
【００５２】
この図からステアリン酸亜鉛にシリカを添加することで帯電量の低下を抑制することができることが分かる。さらに、その添加量（ｗｔ％）を調整することにより帯電量低下の抑制効果をさらに向上できることも確認できる。
【００５３】
以下ではステアリン酸亜鉛への帯電制御剤の好ましい添加量（ｗｔ％）について説明する。図１１は帯電制御剤の添加量と画像形成装置での定着率との関係を示した図である。図１１から明らかなように定着率は帯電制御剤の添加量に影響を受けており、帯電制御剤の添加量が増加すると定着率が低下する傾向がある。特に帯電制御剤の添加量が１２％を超えると定着率は急激に低下してしまう。帯電制御剤の添加量が１２％では定着率９０％であるが添加量が１５％となると定着率が８０％まで急に低下する。以上から定着率９０％以上を確保する為には帯電制御剤の添加量は１２％以下とすることが好ましい。
【００５４】
図１２は、感光体ドラムへの帯電制御剤の付着量と定着率の関係を示した図である。帯電制御剤の付着量が０．８ｍｇ／ｃｍ２を超えると急激に定着率が低下する。付着量０．８ｍｇ／ｃｍ２では定着率９１％であるが、付着量０．８９ｍｇ／ｃｍ２では７２％まで急激に低下する。定着率が９０％以下になると、印字面が擦れたときに印字が剥がれてしまう等の不良が発生する。このことから帯電制御剤の付着量は０．８ｍｇ／ｃｍ２以下とすることが好ましい。
【００５５】
図１３は、上記帯電制御剤の付着量と現像剤の帯電量との関係を示した図である。図１３に示すように帯電量が低下すると付着量は増加する傾向にある。例えば初期帯電量が２０μｃ／ｇであり付着量が約０．７ｍｇ／ｃｍ２であったものが、帯電量が低下して１５．８μｃ／ｇとなると付着量が０．８ｍｇ／ｃｍ２になる。これ以上帯電量が低下すると付着量が０．８ｍｇ／ｃｍ２以上となってしまい定着不良となる。よって、帯電量の低下率は２０％以下に抑えることが望ましい。
【００５６】
図１４は、帯電制御剤の添加量と帯電低下の割合について示した図である。帯電量の低下を２０％以下に抑える帯電制御剤の添加量は５％以上必要である。
以上からか明らかなように、良好な画像（定着率９０％以上）を得るための帯電制御剤の添加量は５％〜１２％となる。
【００５７】
以上説明した実施例によると、帯電制御剤の添加量が５％〜１２％であるステアリン酸亜鉛をクリーニングブレードの潤滑剤として用いれば、現像装置に侵入しても帯電量の低下を抑制して好ましい画像形成を実行できる。さらに、このような潤滑剤を前記画像形成装置に適用してもよいことは言うまでない。
【００５８】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置は、現像剤に混入するステアリン酸亜鉛の影響を抑制し、好ましい画像形成を実現できる画像形成装置を提供することができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来一般的な画像形成装置の概要構成を示した図である。
【図２】印字率を変更して現像剤の消費状態を変えたときに、ステアリン酸亜鉛による影響で低減する帯電量ｑ／ｍの変化の様子を示した図である。
【図３】本発明に係る実施例の画像形成装置の概要構成を示した図である。
【図４】図３に示した画像形成装置のクリーニングブレードの周辺を拡大して示した図である。
【図５】感光体ドラムの回転数と、感光体ドラムに供給されるステアリン酸亜鉛の供給量との関係を示した図である。
【図６】濃度センサによる出力値の概略を示した図である。
【図７】感光体ドラムユニットの交換及び現像剤を交換した以後にコントローラが実行する制御内容を示したブロック図である。
【図８】コントローラが選択するシーケンス１〜３の各々について示したタイムチャートである。
【図９】本実施例の画像形成装置と従来の画像形成装置とでのステアリン酸亜鉛による帯電量ｑ／ｍの影響を示した図である。
【図１０】ステアリン酸亜鉛に対するシリカの添加量を変更したときの帯電量の変化を示した図である。
【図１１】帯電制御剤の添加量と画像形成装置での定着率との関係を示した図である。
【図１２】感光体ドラムへの帯電制御剤の付着量と定着率の関係を示した図である。
【図１３】帯電制御剤の付着量と現像剤の帯電量との関係を示した図である。
【図１４】は、帯電制御剤の添加量と帯電低下の割合について示した図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an image forming apparatus that forms a desired fixed image on a sheet-like recording medium such as paper using so-called electrophotographic technology.
[0002]
[Prior art]
  For example, as shown in FIG. 1, a conventional general image forming apparatus has a developing unit provided with a charger 2, a light source (for example, LED) 3 for forming a latent image, and a developer hopper 4 around the photosensitive drum 1. The apparatus 5 and the transfer device 6 are sequentially arranged from the upstream in the rotation direction X of the photosensitive drum, and a desired image is transferred onto the paper PA. A cleaning blade 7 is further disposed downstream of the transfer device 6. The cleaning blade 7 is provided to remove the developer (referred to as residual toner) remaining on the photosensitive drum 1 after the developer is transferred to the paper PA.
[0003]
  The cleaning blade 7 as described above is widely used because it has a simple member configuration and is inexpensive in order to remove residual toner on the photosensitive drum 1. However, the frictional force between the photosensitive drum 1 and the cleaning blade 7 increases due to an increase in printing speed, contamination of the surface of the photosensitive member due to various recording media (for example, preprinted paper), and the edge of the cleaning blade 7. Situations in which damage (chips) occurred in the part (the part where the cleaning blade contacts the photosensitive drum) began to occur. As a result, the remaining toner on the photosensitive drum 1 rubs through the damaged portion of the cleaning blade 7, and the remaining toner contaminates the charger 2, the light source 3 and the like existing downstream. Further, since the residual toner that has passed through the cleaning blade 7 once becomes difficult to be transferred to the paper PA, it also causes a printing defect.
[0004]
  Therefore, in order to prevent the cleaning blade 7 from being damaged, there has been proposed a method of supplying a lubricant to the surface of the photosensitive drum 1 so that the frictional force between the cleaning blade 7 and the photosensitive member 1 is suppressed to a predetermined amount or less.
[0005]
  As the lubricant, zinc stearate is generally employed. As a general method of supplying zinc stearate to the contact portion between the photosensitive drum 1 and the cleaning blade 7, a lubricant supply roller 8 is provided so as to contact the zinc stearate 9 as shown in FIG. Zinc stearate is supplied to the photosensitive drum 1 through the roller 8. Further, regarding techniques for supplying zinc stearate using such a supply roller, there are, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 8-2622952 and 9-90847. These disclose a technique in which zinc stearate solidified using a spring or the like is pressed against the supply roller side at a constant pressure in order to make the supply amount of zinc stearate to the photosensitive drum constant. .
[0006]
  As described above, the zinc stearate supplied onto the photosensitive drum functions effectively as a lubricant so as to reduce the friction between the cleaning blade and the surface of the photosensitive drum (below a certain value). If the supply amount is large, or if the remaining toner amount toward the cleaning blade is small even if the supply amount is constant, it will rub through the cleaning blade and reach the position where the developing device is installed. There are things to do.
[0007]
  In the developing device, toner is supplied to the photosensitive drum via a carrier, a developer roller, etc., but at that time, zinc stearate on the photosensitive drum enters the developing device and enters the developer. May end up.
[0008]
  By the way, when the developer is composed of two components from the carrier and the toner, the spikes formed by the carrier rub against the surface of the photosensitive drum, and when the developer is composed of only one component of the toner, the photosensitive drum. By the developer roller in contact with the surface of the toner, zinc stearate enters the developing device and enters the developer. In particular, mixing of zinc stearate is significant in a two-component developer using a carrier.
[0009]
  The present invention will be described below using the term “developer”, including the cases of a one-component developer and a two-component developer.
[0010]
  If zinc stearate is mixed in the developer as described above, it induces a decrease in the charge amount of the developer. When the charge amount of the developer is thus reduced, the developer scatters and the developer adhesion amount becomes excessive. As a result, troubles such as contamination in the image forming apparatus and poor fixing of the transferred image occur.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
  Therefore, the present inventionofAn object is to provide an image forming apparatus capable of suppressing the influence of zinc stearate mixed in a developer and realizing preferable image formation..
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  The object is an image forming apparatus comprising a cleaning blade for removing residual toner on a latent image carrier, and means for supplying zinc stearate for improving lubricity between the cleaning blade and the latent image carrier. There,Based on the amount of zinc stearate supplied to the latent image carrier and the amount of developer consumed, the amount of zinc stearate mixed in the developer is estimated and mixed When the amount exceeds the allowable value, a developer replacement mode is started in which at least a part of the developer is replaced with a new developer.This is achieved by an image forming apparatus provided with developer maintaining means.
[0013]
  According to the above invention,Based on the amount of zinc stearate supplied to the latent image carrier and the amount of developer consumed, the amount of zinc stearate mixed in the developer is estimated,When it is determined that the amount of zinc stearate mixed exceeds the allowable value, the amount of zinc stearate mixed can be suppressed below the allowable value by replacing with a new developer. Therefore, the image forming apparatus can be provided without the above-described conventional problems.
[0014]
  Here, as the latent image carrier, the above-described photosensitive drum is generally used, but the present invention includes a photosensitive belt formed by rolling an endless photosensitive belt between rollers.
Also,the aboveLubricant containing a charge control agent that increases the charge amount of the developer in zinc stearateBy usingThe above object can be achieved. Even if such a lubricant enters the developing device and is mixed into the developer, the decrease in the charge amount can be reliably suppressed.
[0015]
  Book as aboveWishRelates to an image forming apparatus that pays attention to the accumulated amount of zinc stearate mixed in the developer and controls the accumulated amount so as not to adversely affect the charged state of the developer.BookThe invention pays attention to the state in which zinc stearate mixed in the developer passes through the cleaning blade and zinc stearate discharged together when the developer is consumed for image formation. If more of the zinc stearate discharged is mixed, the amount of accumulation in the developer increases and the charge reduction becomes significant. Therefore, this image forming apparatus can cope with this case.
[0016]
  FIG. 2 is a diagram illustrating a change in the charge amount q / m that is reduced by the influence of zinc stearate when the printing rate is changed and the developer consumption state is changed.
[0017]
  In FIG. 2, the first half is printed with a printing rate of 0.2%, and the second half is printed with a printing rate of 2%. Although the detailed definition of the printing rate will be described later, it can be regarded as a ratio indicating how much developer is placed on the area of the sheet as 100%. Therefore, the higher the printing rate, the greater the consumption of developer. A printing rate of 0% is a state where no printing is performed on the paper, and a printing rate of 100% is a state where the entire paper is painted black (so-called solid black).
[0018]
  In FIG. 2, when the printing rate is 0.2%, the consumption of the developer is small even if the development is performed. Therefore, the amount of zinc stearate invading exceeds the discharge amount, and the amount of zinc stearate accumulated in the developer increases. The charge amount q / m is reduced. On the other hand, when the printing rate is increased to 2%, the consumption of the developer increases, and since the discharge amount of zinc stearate exceeds the penetration amount, the accumulation amount in the developer is reduced and the charge amount q / m is improved. I can confirm that.
[0019]
  That is, it can be seen from FIG. 2 that the degree of influence varies depending on the amount of zinc stearate accumulated in the developer, and the influence of zinc stearate in the developer decreases as the developer is consumed. it can.
[0020]
  That is, the first invention of the present application discharges at least a part of the developer in a state where zinc stearate is mixed when the amount of zinc stearate mixed exceeds the allowable value (or when it is estimated that it exceeds). An image forming apparatus having a replacement mode. In this way, by replacing the discharged mixed developer with a new developer, the amount of zinc stearate in the developer can be adjusted to be within an allowable range.
[0021]
  Since the amount of stearic acid in the developer accumulates when the consumption of the developer is small, the image forming apparatus of the present invention promotes the discharge when the consumption is below a certain amount, and supplies a new developer. A replacement mode is provided. Accordingly, since the amount of zinc stearate mixed does not exceed the allowable value, it is possible to always realize preferable image formation.
[0022]
  Furthermore, the present inventor has found that since the zinc stearate lowers the charge amount of the developer, the above-mentioned problem can be solved by processing in a form that does not reduce the charge amount even if mixed. Ie,The above-described problem is solved by using a simple method of mixing a charge control agent for increasing the charge amount of the developer into zinc stearate.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Less than,BookImage forming apparatus according to invention, andAndThe zinc stearate-based lubricant added with the charge control agent will be described in order.
[0024]
  FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the image forming apparatus 10 according to the embodiment of the present invention. The basic configuration of the image forming apparatus 10 is the same as that of the conventional image forming apparatus shown in FIG. That is, a charging device 12, a light source 13, a developing device 15 having a developer hopper 14, and a transfer device 16 are arranged in order from the upstream in the rotation direction X of the photosensitive drum 11 as a latent image carrier, and are desired on the paper PA. Images are transferred.
[0025]
  A cleaning blade 17 is disposed downstream of the transfer device 16. In the image forming apparatus 10 of this embodiment, a cleaning brush 18 is disposed upstream of the cleaning blade 17. Such a configuration in which the cleaning brush 18 is provided in front of the cleaning blade 17 has been proposed in the past. However, such a cleaning brush is a cleaning auxiliary member provided for pretreatment for reliably scraping off residual toner with the cleaning blade 17.
[0026]
  The cleaning brush 18 of the image forming apparatus 10 of the present embodiment has a function that combines the removal of residual toner and the application of zinc stearate onto the photosensitive drum 11. FIG. 4 is an enlarged view of the periphery of the cleaning blade 17 of the image forming apparatus 10. The cleaning brush 18 is in contact with the solid zinc stearate 19 fixed at a fixed position, and is also in contact with the surface of the photosensitive drum 11.
[0027]
  That is, the cleaning brush 18 of the present embodiment facilitates scraping off residual toner in front of the cleaning blade 17 and also functions as a supply member for supplying zinc stearate to the surface of the photosensitive drum 11. The cleaning brush has been conventionally used because of its simple mechanism and low cost, but this embodiment also serves as a supply means in this embodiment. For example, the supply of zinc stearate is performed by fixing zinc stearate 19 to a metal rod installed in parallel with the longitudinal direction of the cleaning brush 18 and attaching the cleaning brush 18 so as to bite into the zinc stearate 19. When the cleaning brush 18 rotates, the zinc stearate 19 is scraped off, and this scraping amount is substantially the supply amount to the photosensitive drum 11. In this mechanism, the amount of zinc stearate supplied varies depending on the amount of biting into the zinc stearate 19 of the cleaning brush 18.
[0028]
  As described above, since the degree of influence on the developer varies depending on the penetration amount of zinc stearate and the toner consumption amount, the present image forming apparatus 10 uses stearic acid from the relationship between the supply amount of zinc stearate and the toner consumption amount. The accumulated amount of zinc is estimated, and the developer replacement mode is activated when the accumulated amount exceeds an allowable value.
[0029]
  Here, referring again to FIG. 3, control of the amount of zinc stearate accumulated in the image forming apparatus 10 will be described. The image forming apparatus 10 has a configuration for controlling the accumulated amount of zinc stearate mixed in the developing device 15 in the developer so as not to exceed an allowable range.
The image forming apparatus 10 includes a controller 20 as a developer maintaining unit that controls the accumulated amount to be below an allowable value in order to suppress the influence of zinc stearate. The controller 20 is realized by a CPU or the like. The controller 20 is supplied with a count signal from a counter 22 that counts the number of rotations of the photosensitive drum 11 and a density signal from a density sensor 21 that detects the developer density in the developing device 15. Yes.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the rotational speed (kDc) of the photosensitive drum 11 of the image forming apparatus 10 and the supply amount of zinc stearate supplied to the photosensitive drum 11. As shown in FIG. 4, in this embodiment, the zinc stearate 19 is scraped off by the cleaning brush 18 and supplied onto the photosensitive drum 11. Therefore, as shown in FIG. 5, immediately after the start of the use of the new zinc stearate, the amount of scraping becomes a large amount, and a relatively large amount of zinc stearate is supplied to the photosensitive drum 11 side. After that, the drum speed becomes constant from around 600k. Data relating to the change in supply amount of zinc stearate as shown in FIG. 5 is stored in advance in a ROM or the like so that the controller 20 can refer to it. Therefore, the controller 20 can estimate the supply amount of zinc stearate to the surface of the photosensitive drum 11 by checking the drum rotation speed of the counter 22.
[0030]
  FIG. 6 shows an outline of the output value from the density sensor 21. When the output value from the density sensor 21 falls below the replenishment slice value TH (threshold value), the controller 20 replenishes the developer from the hopper 14. In FIG. 6, the crested portion is when the developer is replenished.
[0031]
  The controller 20 can know from the number of rotations of the photosensitive drum 11 and the number of times of developer replenishment what kind of printing rate is being developed at that time. Further, as described above, the controller 20 can confirm the supply amount of zinc stearate from the rotation speed history of the photosensitive drum 11. Therefore, the controller 20 can estimate the state of mixing of zinc stearate into the developer.
[0032]
  In the image forming apparatus 10, when the amount of zinc stearate in the developer exceeds a predetermined allowable value, the controller 20 activates the developer replacement mode to make the amount of zinc stearate less than the allowable value. To suppress. In this developer replacement mode, a part of the developer having a large amount of zinc stearate accumulated is discharged. Then, the relative amount of zinc stearate is reduced by replenishing a new developer by the amount discharged. This developer replacement mode can be performed before, after, or before or after the normal development process.
[0033]
  For example, if the number of developer replenishment times is 4 or less at a drum rotation speed of 200 k counts, the controller 20 is performing image formation with a low printing rate, and zinc stearate accumulates. Activate the agent replacement mode. In this developer replacement mode, the amount of developer attached to the photosensitive drum at the start / stop of development is increased (by changing the surface potential and the development bias), and the developer is consumed by idling. This suppresses the problem that the charge amount is reduced due to the influence of zinc stearate.
Hereinafter, with reference to FIGS. 7 to 9, an example of processing for controlling the amount of zinc stearate executed by the controller 20 will be described. FIG. 7 is a block diagram showing the control contents executed by the controller 20 after the replacement of the photosensitive drum unit and the developer. As described above, the controller 20 estimates the zinc stearate accumulation amount in the developer from the supply amount of zinc stearate to the photosensitive drum and the printing rate (developer consumption amount), and when the allowable value is exceeded. Then, the developer replacement mode is activated. For this purpose, the supply amount of zinc stearate is specified from the time of replacement of the photosensitive drum, and the required developer replacement mode, which will be described later, is specified by specifying the printing rate by checking the usage state of the developer from the time of replacement of the developer. Start.
[0034]
  As shown in the upper part of FIG. 7, the controller 20 determines the supply amount of zinc stearate from the number of rotations of the photosensitive drum from the time of replacement of the photosensitive drum unit. At that time, the controller 20 reads this from a ROM or the like storing the data of the drum rotation speed and the zinc stearate supply amount shown in FIG. 5, and determines the supply amount of zinc stearate.
[0035]
  Further, as a reference value for the supply amount of zinc stearate, for example, a predetermined upper limit value A and a lower limit value B are set in advance, and the controller 20 determines whether the calculated supply amount is larger than the upper limit value A or an upper limit value A. To the lower limit value B or smaller than the lower limit value B.
As described above, along with the monitoring of the amount of zinc stearate, the controller 20 determines the printing rate by monitoring the usage state of the developer from when the developer is replaced. Therefore, the controller 20 monitors the usage amount of the developer after the developer replacement. For example, 100 blocks (sheets) of 11 inches long and 18 inches wide are defined as one block. When the developer is replenished, this is counted, and 100 counts (sheets), that is, the number of replenishment in one block is confirmed. That is, the number of developer replenishments in each block is acquired while checking the number of developer replenishments for each block. Then, the average number of times of supply for one block is calculated from the moving average obtained by averaging the number of times of supply for the immediately preceding 10 blocks.
[0036]
  From the average number of replenishment times, the printing rate at the time of developing is estimated. A procedure for estimating the printing rate will be specifically described. The developer adhesion amount ADH deposited per unit area of the photosensitive drum is substantially constant and can be known in advance. Further, since the amount of developer replenished from the developer hopper is also substantially constant, this is set as a developer replenishment amount PRO. The printing rate (%) when 11 inches (long) × 18 (width) inches are used as the paper can be obtained by the following equation. The size of the paper is converted from inches to cm and obtained from 100 counts (sheets).
[0037]
  Printing rate (%) = 100 × (number of times of replenishment × replenishment amount PRO / attachment amount ADH) / (18 × 11 × 100 × 2.54²)
[0038]
  In addition, a predetermined upper limit value D and a lower limit value E are set in advance for the printing rate, and the controller 20 determines whether the calculated printing rate is larger than the upper limit value D or between the upper limit value D and the lower limit value E. It is confirmed whether it is smaller than the lower limit E.
[0039]
  Then, the controller 20 selects any one of sequences 1 to 3 as shown in the lower part of FIG. 7 based on the supply amount of zinc stearate and the printing rate, and executes control at the time of image formation.
FIG. 8 is a time chart showing each of the sequences 1 to 3 selected by the controller 20.
[0040]
  Sequence 1 is a sequence used when the supply amount of zinc stearate is relatively small, or when the printing rate is high and zinc stearate can be sufficiently consumed (discharged) in the development process. In Sequence 1, image formation is performed by applying a developing bias at the timing of executing development after pre-charging the photosensitive drum. In FIG. 8, the portion indicated by the reference symbol PRT is changed to potential control for normal development.
[0041]
  Sequence 2 is a sequence used when the supply amount of zinc stearate is larger than that in sequence 1 and the printing rate is lower than in sequence 1 and zinc stearate cannot be sufficiently discharged by development. In this sequence 2, the developing bias is raised to the printing potential as soon as possible, and the developing bias is maintained even after the pre-charging is stopped. In this sequence 2, before and after the actual development, a developer replacement mode is executed in which the photosensitive drum is idled and the developer is consumed without performing transfer to the paper. By controlling in this way, a part of the developer with a large amount of zinc stearate accumulated is discarded and replaced with a new developer to reduce the relative amount of zinc stearate. To do.
[0042]
  Further, the sequence 3 is executed when the accumulation of zinc stearate becomes more problematic than the sequence 2 described above. That is, the sequence 3 is a sequence used when the supply amount of zinc stearate is relatively large, the printing rate is medium or lower, and the zinc stearate discharged in the development process is small. Immediately after pre-charging the photosensitive drum, a developer bias is applied to execute the developer replacement mode, and after the image formation is completed, the developer replacement mode is executed for a relatively long time to increase the amount of zinc stearate accumulated. To reduce it.
[0043]
  FIG. 9 is a diagram showing the influence of the charge amount q / m by zinc stearate in the image forming apparatus 10 of this embodiment and the conventional image forming apparatus. In the image forming apparatus 10 according to the present embodiment, it can be confirmed that the decrease in the charge amount q / m is generally suppressed. In particular, immediately after the start of the use of zinc stearate, there is a strong tendency to supply a large amount of zinc stearate to the photosensitive drum. In the case of the image forming apparatus 10 of the embodiment, this can be effectively suppressed.
[0044]
  According to the image forming apparatus relating to the first invention described in detail above, the amount of zinc stearate in the developer is estimated from the relationship between the amount of zinc stearate supplied and the amount of developer consumed, and based on this. When the amount of zinc stearate in the developer exceeds the allowable value, the developer replacement mode is executed. Therefore, in the image forming apparatus of this embodiment, the amount of zinc stearate accumulated can always be controlled below the allowable value. Therefore, the occurrence of various problems due to the decrease in the charge amount of the developer due to the mixing of zinc stearate can be suppressed.
[0045]
As mentioned above, zinc stearate used as a lubricant for the cleaning blade reduces the charge amount of the developer.,Even when zinc stearate penetrates into the developer, a charge control agent is added to zinc stearate to alleviate the effect of lowering the charge amount.
[0046]
  Since zinc stearate lowers the charge amount of the developer, on the contrary, by adding a charge control agent that improves the charge amount to zinc stearate, the influence on the developer is minimized. As such a charge control agent, a powdery substance conventionally used as an external additive for charge control of a developer can be used.
[0047]
  As the charge control agent, for example, resin particles such as silica, titanium oxide, alumina, PMMA, etc., having a BET of 20 to 250 m2 / g, a single charge amount of −10 to −400 μC / g, and a degree of hydrophobicity of 30% or more. Is preferably used.
[0048]
  Both the zinc stearate and the charge control agent are powders at the raw material stage. Zinc stearate is solidified by heating. Therefore, it is possible to easily obtain solid zinc stearate containing the electric control agent in a dispersed state by adding a charge control agent to powdery zinc stearate in advance and mixing it, and then heat-treating it. . Even when such a charge control agent-containing zinc stearate enters the developing device, the charge control agent suppresses a decrease in the charge amount due to the zinc stearate, so that suitable image formation can be realized.
[0049]
  Hereinafter, the case where silica is used as the charge control agent will be described as an example. FIG. 10 is a diagram showing a change in charge amount when the amount of silica added to zinc stearate is changed. Zinc stearate having an addition amount of silica of 3 wt%, 7 wt%, and 10 wt% and zinc stearate having an addition amount of 0 wt% (none) were prepared. Each zinc stearate was supplied to the photosensitive drum, and the change in charge amount was measured in a state where the developer was not supplied, that is, with a printing rate of 0%.
[0050]
  In FIG. 10, it can be confirmed that the charge amount can be maintained substantially constant when the addition amount of silica is 10 wt%. The zinc stearate containing no silica had a drum count of 30 k and the charge amount decreased from 19 μc / g to 8 μc / g. This is a charge reduction of about 58%.
[0051]
  On the other hand, when 7 wt% of silica was added externally, the decrease was about 15% (19 to 16 μc / g). Further, when silica was added by 3 wt%, the reduction was about 42% (19 to 11 μc / g).
[0052]
  From this figure, it can be seen that addition of silica to zinc stearate can suppress a decrease in charge amount. Furthermore, it can also be confirmed that the effect of suppressing the decrease in charge amount can be further improved by adjusting the addition amount (wt%).
[0053]
  Below, the preferable addition amount (wt%) of the charge control agent to zinc stearate will be described. FIG. 11 is a graph showing the relationship between the addition amount of the charge control agent and the fixing rate in the image forming apparatus. As is apparent from FIG. 11, the fixing rate is affected by the amount of charge control agent added, and as the amount of charge control agent added increases, the fixing rate tends to decrease. In particular, when the addition amount of the charge control agent exceeds 12%, the fixing rate rapidly decreases. When the addition amount of the charge control agent is 12%, the fixing rate is 90%. However, when the addition amount is 15%, the fixing rate suddenly decreases to 80%. From the above, in order to ensure a fixing rate of 90% or more, the addition amount of the charge control agent is preferably 12% or less.
[0054]
  FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the adhesion amount of the charge control agent to the photosensitive drum and the fixing rate. When the adhesion amount of the charge control agent exceeds 0.8 mg / cm 2, the fixing rate rapidly decreases. When the adhesion amount is 0.8 mg / cm 2, the fixing rate is 91%, but when the adhesion amount is 0.89 mg / cm 2, it rapidly decreases to 72%. When the fixing rate is 90% or less, defects such as the print being peeled off when the print surface is rubbed occur. For this reason, the adhesion amount of the charge control agent is preferably 0.8 mg / cm 2 or less.
[0055]
  FIG. 13 is a graph showing the relationship between the charge control agent adhesion amount and the developer charge amount. As shown in FIG. 13, as the charge amount decreases, the adhesion amount tends to increase. For example, when the initial charge amount is 20 μc / g and the adhesion amount is about 0.7 mg / cm 2, when the charge amount decreases to 15.8 μc / g, the adhesion amount becomes 0.8 mg / cm 2. If the charge amount is further reduced, the adhesion amount becomes 0.8 mg / cm 2 or more, resulting in poor fixing. Therefore, it is desirable to suppress the rate of decrease of the charge amount to 20% or less.
[0056]
  FIG. 14 is a diagram showing the amount of charge control agent added and the rate of charge reduction. The addition amount of the charge control agent that suppresses the decrease in the charge amount to 20% or less is required to be 5% or more.
As is apparent from the above, the amount of charge control agent added to obtain a good image (fixing rate of 90% or more) is 5% to 12%.
[0057]
  Explained aboveTheAccording to the embodiment, if zinc stearate having an addition amount of the charge control agent of 5% to 12% is used as a lubricant for the cleaning blade, a preferable image formation can be achieved by suppressing a decrease in the charge amount even when entering the developing device. Can be executed. In addition, such lubricantsSaidNeedless to say, the present invention may be applied to an image forming apparatus.
[0058]
  Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Is possible.
[0059]
【The invention's effect】
  The image forming apparatus of the present invention has an effect that an influence of zinc stearate mixed in the developer can be suppressed and an image forming apparatus capable of realizing preferable image formation can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a conventional general image forming apparatus.
FIG. 2 is a diagram showing a change in charge amount q / m that is reduced by the influence of zinc stearate when the printing rate is changed and the developer consumption state is changed.
FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is an enlarged view of the periphery of a cleaning blade of the image forming apparatus shown in FIG.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the rotational speed of the photosensitive drum and the supply amount of zinc stearate supplied to the photosensitive drum.
FIG. 6 is a diagram showing an outline of an output value obtained by a density sensor.
FIG. 7 is a block diagram illustrating control contents executed by a controller after replacement of a photosensitive drum unit and replacement of a developer.
FIG. 8 is a time chart showing each of sequences 1 to 3 selected by the controller.
FIG. 9 is a diagram showing the influence of the charge amount q / m by zinc stearate in the image forming apparatus of the present embodiment and the conventional image forming apparatus.
FIG. 10 is a graph showing changes in charge amount when the amount of silica added to zinc stearate is changed.
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the amount of charge control agent added and the fixing rate in the image forming apparatus.
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the adhesion amount of the charge control agent to the photosensitive drum and the fixing rate.
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the charge amount of the charge control agent and the charge amount of the developer.
FIG. 14 is a diagram showing the amount of charge control agent added and the rate of charge reduction.

Claims

潜像担持体上の残トナーを除去するクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードと前記潜像担持体との潤滑性を向上させるステアリン酸亜鉛を供給する手段とを備えた画像形成装置であって、
前記潜像担持体へのステアリン酸亜鉛供給量と現像剤の消費量とに基づいて、現像剤中への前記ステアリン酸亜鉛の混入量を推測し、該混入量が許容値を超える場合には、現像剤の少なくとも一部を新しい現像剤と入れ替える現像剤入れ替えモードを起動させる現像剤維持手段を備えた画像形成装置。An image forming apparatus comprising: a cleaning blade for removing residual toner on a latent image carrier; and means for supplying zinc stearate for improving lubricity between the cleaning blade and the latent image carrier,
Based on the amount of zinc stearate supplied to the latent image carrier and the amount of developer consumed, the amount of zinc stearate mixed in the developer is estimated, and if the amount exceeds the allowable value An image forming apparatus comprising developer maintaining means for activating a developer replacement mode for replacing at least a part of the developer with a new developer .

前記ステアリン酸亜鉛を供給する手段は、前記クリーニングブレードの前で残トナーを叩く前処理用のクリーニングブラシ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。 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the means for supplying the zinc stearate is a cleaning brush for pretreatment that strikes residual toner in front of the cleaning blade .

前記ステアリン酸亜鉛供給量は、予め測定した潜像担持体の回転数とステアリン酸亜鉛の供給量に関するデータとを用い、前記潜像担持体の回転数から特定されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。 The zinc stearate supply amount is specified from the rotation number of the latent image carrier using data on the rotation amount of the latent image carrier and the zinc stearate supply amount measured in advance. The image forming apparatus according to claim 1.

前記現像剤消費量は、現像剤補給回数及び潜像担持体の回転数に基づいて特定されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developer consumption amount is specified based on a developer replenishment count and a latent image carrier rotation speed.

前記現像剤入れ替えモードは、装置起動時及び／又は停止時に廃棄する現像剤を潜像担持体上へ付着させることにより実行されることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置。 5. The developer replacement mode according to claim 1, wherein the developer replacement mode is executed by attaching a developer to be discarded when the apparatus is started and / or stopped to the latent image carrier. The image forming apparatus described in 1.

前記ステアリン酸亜鉛は、前記現像剤の帯電量を上昇させる帯電制御剤を含有することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the zinc stearate contains a charge control agent that increases a charge amount of the developer.

前記帯電制御剤のステアリン酸亜鉛に対する添加量は５〜１２ｗｔ％である、ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 6, wherein an addition amount of the charge control agent to zinc stearate is 5 to 12 wt%.

前記前記帯電制御剤はシリカ、酸化チタン、アルミナ、ＰＭＭＡから成る群から選択された少なくとも１つである、ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 6, wherein the charge control agent is at least one selected from the group consisting of silica, titanium oxide, alumina, and PMMA.