JP4632811B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に、像担持体上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段を備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a composite machine thereof, and in particular, an image provided with a lubricant supply means for supplying a lubricant onto an image carrier. The present invention relates to a forming apparatus.
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置では、感光体ドラム等の像担持体上に残留する未転写トナーをクリーニング部で確実に清掃するために、像担持体上に潤滑剤を供給する技術が知られている（例えば、特許文献１等参照。）。 Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a lubricant is supplied onto an image carrier so that untransferred toner remaining on the image carrier such as a photosensitive drum is reliably cleaned by a cleaning unit. A technique is known (see, for example, Patent Document 1).
詳しくは、転写工程後の像担持体上に残留する未転写トナーは、像担持体に当接するクリーニングブレード（クリーニング部）によってすべて除去されるべきものである。しかし、クリーニングブレードが像担持体との当接によって経時劣化（磨耗）した場合には、未転写トナーが磨耗したクリーニングブレードと像担持体との隙間をすり抜けてクリーニング不良が生じることがあった。また、クリーニングブレードに劣化が生じていなくても、小粒径トナーや球形トナーを用いた場合には、そのトナーがクリーニングブレードと像担持体との僅かな隙間に入り込んでやがてその隙間をすり抜けてクリーニング不良が生じることがあった。さらに、トナーやトナー中に含まれる離型剤や流動化剤等の外添剤がクリーニングブレードと像担持体との隙間をすり抜けると、それが像担持体上に膜状に固着してフィルミングが生じることもあった。 Specifically, the untransferred toner remaining on the image carrier after the transfer process should be completely removed by a cleaning blade (cleaning unit) that contacts the image carrier. However, when the cleaning blade deteriorates with time due to contact with the image carrier (abrasion), cleaning failure may occur due to slipping through the gap between the cleaning blade where the untransferred toner is worn and the image carrier. Even when the cleaning blade is not deteriorated, when small toner or spherical toner is used, the toner enters a slight gap between the cleaning blade and the image carrier and eventually passes through the gap. A cleaning failure sometimes occurred. Furthermore, when the toner or an external additive such as a release agent or a fluidizing agent contained in the toner passes through the gap between the cleaning blade and the image carrier, it adheres to the film on the image carrier and forms a film. Sometimes occurred.
このような問題に対して、像担持体上に脂肪酸金属塩等からなる潤滑剤を塗布することで、像担持体上の摩擦係数が低下してクリーニングブレードの劣化が低減されるとともに、像担持体上に付着する未転写トナーや外添剤の離脱性が向上されるために、経時におけるクリーニング不良やフィルミングの発生を抑止することができる。 In response to such a problem, by applying a lubricant composed of a fatty acid metal salt or the like on the image carrier, the friction coefficient on the image carrier is reduced, and the deterioration of the cleaning blade is reduced. Since the removability of untransferred toner and external additives adhering to the body is improved, it is possible to suppress the occurrence of poor cleaning and filming over time.
一方、特許文献２等には、画像形成装置本体に設置されていた既設の像担持体が新品のものに交換された場合に、新品の像担持体上に塗布される潤滑剤の量が初期的に不足するのを防止するために、新品の像担持体への交換直後であって画像形成動作が開始されるまでに像担持体上に潤滑剤を供給する技術が開示されている。
On the other hand, in
上述した従来の技術は、画像形成装置本体に設置されていた既設の像担持体が新品のものに交換された場合に、フィルミングの発生を充分に抑止することができなかった。 The conventional technology described above cannot sufficiently prevent the occurrence of filming when the existing image carrier installed in the image forming apparatus main body is replaced with a new one.
すなわち、画像形成装置本体に設置されていた既設の像担持体が新品のものに交換された場合に、新品の像担持体上に塗布される潤滑剤の量が初期的に不足してしまうために、像担持体に対するトナーや外添剤の付着力を充分に低下させることができなかった。そのため、クリーニング部によるトナーや外添剤の除去が不充分になって、像担持体上にフィルミングが発生していた。像担持体上に一度生じたフィルミングは、クリーニングブレード等で除去することが難しかった。なお、像担持体上にフィルミングが生じると、画像のベタ部に白点が生じて異常画像が出力されてしまうという２次的な不具合が生じることになる。 That is, when the existing image carrier installed in the main body of the image forming apparatus is replaced with a new one, the amount of lubricant applied on the new image carrier is initially insufficient. In addition, the adhesion of toner and external additives to the image carrier could not be sufficiently reduced. Therefore, the toner and external additives are not sufficiently removed by the cleaning unit, and filming has occurred on the image carrier. Filming once generated on the image carrier is difficult to remove with a cleaning blade or the like. In addition, when filming occurs on the image carrier, a secondary defect that a white spot occurs in the solid portion of the image and an abnormal image is output occurs.
これに対して、上述の特許文献２等の技術は、新品の像担持体への交換直後であって画像形成動作が開始されるまでに像担持体上に潤滑剤を供給しているために、潤滑剤の供給量不足によるフィルミングの発生を抑止する効果がある程度期待できる。
On the other hand, in the technique disclosed in
しかし、特許文献２等の技術は、像担持体が現像部とともにプロセスカートリッジとして一体化されているために、像担持体の交換と同時に現像部内に収納されたトナーも新品のものになっていた。ところが、現像部である程度使用された既設のトナーであって劣化したトナーは、新品のトナーに比べてフィルミングに対して不利に作用するために、現像部内に劣化したトナーがある場合には、交換直後に像担持体上に潤滑剤を供給しても、フィルミングの発生を充分に抑止できない可能性が高い。
However, since the image carrier is integrated as a process cartridge together with the developing unit in the technique of
すなわち、像担持体と現像部との交換サイクルが異なる場合には、新品の像担持体に交換直後に潤滑剤を供給しても、フィルミングの発生を充分に抑止することができない可能性が高かった。
近年、出力画像の高画質化を達成するために、小粒径・球形トナーが多く用いられているために、上述の問題は特に無視できないものになっている。
That is, when the replacement cycle of the image carrier and the developing unit is different, there is a possibility that the occurrence of filming cannot be sufficiently suppressed even if the lubricant is supplied to the new image carrier immediately after the replacement. it was high.
In recent years, in order to achieve high image quality of an output image, a small particle size / spherical toner is often used, and thus the above-mentioned problem cannot be particularly ignored.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、像担持体と現像部との交換サイクルが異なる場合であっても、画像形成装置本体に設置されていた既設の像担持体が新品のものに交換されたときに、フィルミングの発生を充分に抑止することができる画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems. Even when the exchange cycle between the image carrier and the developing unit is different, the existing image carrier installed in the image forming apparatus main body is provided. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of sufficiently suppressing the occurrence of filming when the body is replaced with a new one.
この発明の請求項１記載の発明にかかる画像形成装置は、像担持体が交換自在に設置される画像形成装置であって、キャリアとトナーとからなる現像剤を収容するとともに、前記像担持体上に形成される潜像を現像してトナー像を形成する現像部と、前記像担持体上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段と、を具備し、前記像担持体が既設のものから新品のものに交換されるときに、前記既設の像担持体が設置された状態で、前記現像部に収容された既設の前記トナーの一部又は全部を当該現像部から排出してその後に新品のトナーを当該現像部に補給する制御モードを備えたものである。 An image forming apparatus according to a first aspect of the present invention is an image forming apparatus in which an image carrier is installed in a replaceable manner, and contains a developer composed of a carrier and a toner, and the image carrier. A developing unit that develops a latent image formed thereon to form a toner image; and a lubricant supply unit that supplies a lubricant onto the image carrier, wherein the image carrier is an existing one. When replacing with a new one, with the existing image carrier installed, a part or all of the existing toner stored in the developing unit is discharged from the developing unit and then new A control mode for supplying the toner to the developing section.
また、請求項２記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記像担持体が既設のものから新品のものに交換されるときに、前記新品の像担持体が設置された状態で、前記現像部による当該新品の像担持体に対する現像をおこなわずに前記潤滑剤供給手段による該新品の像担持体への潤滑剤の供給を所定時間おこなう第２制御モードを備えたものである。 An image forming apparatus according to a second aspect of the present invention is the image forming apparatus according to the first aspect, wherein the new image bearing member is replaced when the image bearing member is replaced with a new one. In a state in which the new image carrier is not developed by the developing unit, the lubricant supply means supplies the lubricant to the new image carrier for a predetermined time. It is provided.
また、請求項３記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項２に記載の発明において、前記新品の像担持体が設置されたことを検知する新品検知手段を備え、前記第２制御モードは、前記新品検知手段の検知信号をトリガーとして開始されるものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus according to the second aspect, further comprising: a new article detecting unit that detects that the new image carrier is installed, and the second control mode. Starts with a detection signal from the new article detection means as a trigger.
また、請求項４記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記制御モードは、前記既設の像担持体上に前記既設のトナーのみからなるトナー像を形成して当該既設のトナーを排出するものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to third aspects of the present invention, the control mode is performed only on the existing toner on the existing image carrier. The toner image is formed and the existing toner is discharged.
また、請求項５記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記像担持体の装置本体における使用度を検知する使用度検知手段を備え、前記制御モードは、前記使用度検知手段による検知結果が所定値に達したときに開始されるものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, the usage detecting means for detecting the usage of the image carrier in the apparatus main body is provided. The control mode is started when a detection result by the usage detection means reaches a predetermined value.
また、請求項６記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項５に記載の発明において、前記使用度検知手段を、前記像担持体を装置本体に設置した状態での稼働時間又は画像形成回数を検知する手段としたものである。 An image forming apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the image forming apparatus according to the fifth aspect of the present invention, wherein the usage detection means is configured to operate time or image formation in a state where the image carrier is installed in the apparatus main body. This is a means for detecting the number of times.
また、請求項７記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項５又は請求項６に記載の発明において、前記使用度検知手段による検知結果が所定値に達したときに、前記既設の像担持体が寿命である旨を装置本体の表示部に表示するものである。 An image forming apparatus according to a seventh aspect of the present invention is the image forming apparatus according to the fifth or sixth aspect, wherein the existing image is detected when a detection result by the usage detection means reaches a predetermined value. The fact that the carrier is at the end of its life is displayed on the display unit of the apparatus main body.
また、請求項８記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１〜請求項７のいずれかに記載の発明において、前記制御モードは、当該制御モードを開始したときの前記現像剤のトナー濃度を交換時トナー濃度として検知して、前記現像剤のトナー濃度が所定値に低下するまで前記既設のトナーの排出をおこない、その後に前記現像剤のトナー濃度が前記交換時トナー濃度に増加するまで前記新品のトナーの補給をおこなうものである。 The image forming apparatus according to an eighth aspect of the present invention is the image forming apparatus according to any one of the first to seventh aspects, wherein the control mode is a toner of the developer when the control mode is started. The density is detected as the toner density at the time of replacement, and the existing toner is discharged until the toner density of the developer decreases to a predetermined value, and then the toner density of the developer increases to the toner density at the time of replacement. The new toner is replenished.
また、請求項９記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１〜請求項８のいずれかに記載の発明において、前記潤滑剤供給手段は、潤滑剤が固形化された潤滑剤成型体と、該潤滑剤成型体と前記像担持体とに当接するブラシ状ローラと、を備えたものである。 An image forming apparatus according to a ninth aspect of the present invention is the image forming apparatus according to any one of the first to eighth aspects, wherein the lubricant supply means is a lubricant molded body in which the lubricant is solidified. And a brush-like roller in contact with the lubricant molded body and the image carrier.
また、請求項１０記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項９に記載の発明において、前記潤滑剤供給手段は、前記ブラシ状ローラに対して前記潤滑剤成型体を２００ｍＮ以上の圧力で付勢する付勢部材をさらに備えたものである。 According to a tenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the ninth aspect, the lubricant supply means applies the lubricant molded body to the brush roller at a pressure of 200 mN or more. A biasing member for biasing is further provided.
また、請求項１１記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項９又は請求項１０に記載の発明において、前記ブラシ状ローラと前記像担持体との当接位置における、前記ブラシ状ローラに対する前記像担持体の線速比が０．８〜１．２の範囲になるように構成したものである。 An image forming apparatus according to an eleventh aspect of the present invention is the image forming apparatus according to the ninth or tenth aspect, wherein the brush-shaped roller is in contact with the brush-shaped roller and the image carrier. The linear velocity ratio of the image carrier is configured to be in the range of 0.8 to 1.2.
また、請求項１２記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項９〜請求項１１のいずれかに記載の発明において、ブラシ状ローラを、前記像担持体上に残留する未転写トナーを清掃するクリーニングローラとしたものである。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the ninth to eleventh aspects, the brush-like roller cleans untransferred toner remaining on the image carrier. This is a cleaning roller.
また、請求項１３記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の発明において、前記潤滑剤供給手段による前記像担持体への潤滑剤の供給は、前記像担持体の駆動に連動しておこなわれるものである。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to twelfth aspects, the lubricant is supplied to the image carrier by the lubricant supply means. This is performed in conjunction with the driving of the image carrier.
また、請求項１４記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の発明において、前記トナーは、平均円形度が０．９３〜１．００の範囲になるように形成されたものである。 An image forming apparatus according to a fourteenth aspect of the present invention is the image forming apparatus according to any one of the first to thirteenth aspects, wherein the toner has an average circularity in a range of 0.93 to 1.00. It is formed as follows.
また、請求項１５記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１〜請求項１４のいずれかに記載の発明において、前記トナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲になって、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲になるように形成されたものである。 The image forming apparatus according to a fifteenth aspect of the present invention is the image forming apparatus according to any one of the first to fourteenth aspects, wherein the toner has a shape factor SF-1 in the range of 100 to 180. The shape factor SF-2 is formed in the range of 100 to 180.
また、請求項１６記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１〜請求項１５のいずれかに記載の発明において、前記トナーを、球形状になるように形成された球形トナーとしたものである。 An image forming apparatus according to a sixteenth aspect of the present invention is the image forming apparatus according to any one of the first to fifteenth aspects, wherein the toner is a spherical toner formed in a spherical shape. It is.
また、請求項１７記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１６に記載の発明において、前記球形トナーは、長軸方向の長さをｒ１とし、短軸方向の長さをｒ２とし、厚さをｒ３としたときに、
０．５≦ｒ２／ｒ１≦１．０
０．７≦ｒ３／ｒ２≦１．０
なる関係が成立するように形成されたものである。
The image forming apparatus according to claim 17 is the image forming apparatus according to claim 16, wherein the spherical toner has a length in the major axis direction as r1 and a length in the minor axis direction as r2. When the thickness is r3,
0.5 ≦ r2 / r1 ≦ 1.0
0.7 ≦ r3 / r2 ≦ 1.0
It is formed so that the following relationship is established.
また、請求項１８記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１〜請求項１７のいずれかに記載の発明において、前記トナーは、平均１次粒径が５０〜３００ｎｍの範囲であって嵩密度が０．３ｇ／ｃｍ3以上のシリカ微粒子をトナー母体粒子表面に外添加したものである。 An image forming apparatus according to an eighteenth aspect of the present invention is the image forming apparatus according to any one of the first to seventeenth aspects, wherein the toner has an average primary particle size in the range of 50 to 300 nm. Silica fine particles having a bulk density of 0.3 g / cm 3 or more are externally added to the surface of the toner base particles.
また、請求項１９記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１〜請求項１８のいずれかに記載の発明において、前記トナーは、少なくとも窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて形成されたものである。
The image forming apparatus according to claim 19 is the polyester prepolymer or polyester according to any one of
また、請求項２０記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１〜請求項１９のいずれかに記載の発明において、前記像担持体は、前記像担持体を帯電する帯電部と、前記像担持体上を清掃するクリーニング部と、前記潤滑剤供給手段と、のうち少なくとも１つと一体化されてプロセスカートリッジを構成して、前記プロセスカートリッジは、装置本体に対して交換自在に設置されるものである。 An image forming apparatus according to a twentieth aspect of the present invention is the image forming apparatus according to any one of the first to nineteenth aspects, wherein the image carrier includes a charging unit that charges the image carrier; The process cartridge is integrated with at least one of a cleaning unit for cleaning the image carrier and the lubricant supply unit, and the process cartridge is installed in a replaceable manner with respect to the apparatus main body. Is.
本発明は、像担持体が寿命に達した場合等で、像担持体が既設のものから新品のものに交換されるときに、既設の像担持体を設置したまま、現像部内の既設のトナーを排出して新品のトナーに入れ替えている。これによって、像担持体と現像部との交換サイクルが異なる場合であっても、画像形成装置本体に設置されていた既設の像担持体が新品のものに交換されたときに、フィルミングの発生が充分に抑止される画像形成装置を提供することができる。 In the present invention, when the image carrier has reached the end of its life, etc., when the image carrier is exchanged from an existing one to a new one, the existing toner in the developing unit remains installed. The toner is discharged and replaced with new toner. As a result, even when the exchange cycle between the image carrier and the developing unit is different, filming occurs when the existing image carrier installed in the image forming apparatus main body is replaced with a new one. Can be provided.
実施の形態．
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
Embodiment.
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのカラー複写機の装置本体、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部（露光部）、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応したプロセスカートリッジ、２１は各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫにそれぞれ収容された像担持体としての感光体ドラム、２２は感光体ドラム２１上を帯電する帯電部、２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫは感光体ドラム２１上に形成される静電潜像を現像する現像装置（現像部）、２４は感光体ドラム２１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２７に転写する転写バイアスローラ、２５は感光体ドラム２１上の未転写トナーを回収するクリーニング部を示す。
First, the configuration and operation of the entire image forming apparatus will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, 1 is an apparatus main body of a color copying machine as an image forming apparatus, 2 is a writing section (exposure section) that emits laser light based on input image information, and 20Y, 20M, 20C, and 20BK are colors (yellow, magenta). , Cyan, and black), 21 is a photosensitive drum as an image carrier accommodated in each of the
また、２７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、２８は中間転写ベルト２７上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する第２転写バイアスローラ、２９は中間転写ベルト２７上の未転写トナーを回収する中間転写ベルトクリーニング部、３０は４色カラーのトナー像が転写された記録媒体Ｐを搬送する搬送ベルト、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２ＢＫは各現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫに各色のトナーを補給するトナー補給部、５１は原稿Ｄを原稿読込部５５に搬送する原稿搬送部、５５は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、６１は転写紙等の記録媒体Ｐが収納される給紙部、６６は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着部を示す。
In addition, 27 is an intermediate transfer belt on which toner images of a plurality of colors are transferred in an overlapping manner, 28 is a second transfer bias roller for transferring the toner image formed on the
ここで、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、それぞれ、感光体ドラム２１、帯電部２２、クリーニング部２５（潤滑剤成型体４５等が内設されている。）が、一体化されたものである。そして、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、感光体ドラム２１の寿命に基いて、装置本体１に対して所定の交換サイクルにて交換される。同様に、各現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫも、現像剤の寿命等に基いて、装置本体１に対して所定の交換サイクルにて交換される。なお、プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫや現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫの交換は、所定の交換サイクル以外に、構成部品の破損等が生じた場合にも当然におこなわれるものである。
各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫにおける感光体ドラム２１上では、それぞれ、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像形成がおこなわれる。
Here, each of the
Image formation of each color (yellow, magenta, cyan, black) is performed on the
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部５１の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部５５のコンタクトガラス５３上に載置される。そして、原稿読込部５５で、コンタクトガラス５３上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。
Hereinafter, an operation during normal color image formation in the image forming apparatus will be described.
First, the document D is transported from the document table in the direction of the arrow in the drawing by the transport roller of the
詳しくは、原稿読込部５５は、コンタクトガラス５３上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部（不図示である。）で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
Specifically, the
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの感光体ドラム２１上に向けて発せられる。
Then, the image information of each color of yellow, magenta, cyan, and black is transmitted to the
一方、４つの感光体ドラム２１は、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム２１の表面は、帯電部２２との対向位置で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム２１上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム２１表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部２において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。レーザ光は、ポリゴンミラー３に入射して反射した後に、レンズ４、５を透過する。レンズ４、５を透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。
On the other hand, the four
In the
イエロー成分に対応したレーザ光は、ミラー６〜８で反射された後に、紙面左側から１番目のプロセスカートリッジ２０Ｙの感光体ドラム２１表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラー３により、感光体ドラム２１の回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部２２にて帯電された後の感光体ドラム２１上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
The laser beam corresponding to the yellow component is reflected by the
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、ミラー９〜１１で反射された後に、紙面左から２番目のプロセスカートリッジ２０Ｍの感光体ドラム２１表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、ミラー１２〜１４で反射された後に、紙面左から３番目のプロセスカートリッジ２０Ｃの感光体ドラム１２表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、ミラー１５で反射された後に、紙面左から４番目のプロセスカートリッジ２０ＢＫの感光体ドラム２１表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
Similarly, the laser beam corresponding to the magenta component is reflected by the
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム２１表面は、それぞれ、現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫとの対向位置に達する。そして、各現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫから感光体ドラム２１上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム２１上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム２１表面は、それぞれ、フォトセンサ４１（図２を参照できる。）との対向位置を通過した後に、中間転写ベルト２７との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト２７の内周面に当接するように転写バイアスローラ２４が設置されている。そして、転写バイアスローラ２４の位置で、中間転写ベルト２７上に、感光体ドラム２１上に形成された各色の画像が、順次重ねて転写される（第１転写工程である。）。
Thereafter, the surface of the
Thereafter, the surface of the
そして、第１転写工程後の感光体ドラム２１表面は、それぞれ、クリーニング部２５との対向位置に達する。そして、クリーニング部２５で、感光体ドラム２１上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム２１表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム２１における一連の作像プロセスが終了する。
Then, the surface of the
Thereafter, the surface of the
他方、感光体ドラム２１上の各色の画像が重ねて転写された中間転写ベルト２７表面は、図中の矢印方向に走行して、第２転写バイアスローラ２８の位置に達する。そして、第２転写バイアスローラ２８の位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト２７上のフルカラーの画像が２次転写される（第２転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト２７表面は、中間転写ベルトクリーニング部２９の位置に達する。そして、中間転写ベルト２７上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部２９に回収されて、中間転写ベルト２７上の一連の転写プロセスが完了する。
On the other hand, the surface of the
Thereafter, the surface of the
ここで、第２転写バイアスローラ２８位置の記録媒体Ｐは、給紙部６１から搬送ガイド６３、レジストローラ６４等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部６１から、給紙ローラ６２により給送された転写紙Ｐが、搬送ガイド６３を通過した後に、レジストローラ６４に導かれる。レジストローラ６４に達した記録媒体Ｐは、中間転写ベルト２７上のトナー像とタイミングを合わせて、第２転写バイアスローラ２８の位置に向けて搬送される。
Here, the recording medium P at the position of the second transfer bias roller 28 is transported from the
Specifically, the transfer paper P fed by the
その後、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、搬送ベルト３０により、定着部６６に導かれる。定着部６６では、加熱ローラ６７と加圧ローラ６８とのニップにて、カラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、排紙ローラ６９によって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
Thereafter, the recording medium P on which the full-color image is transferred is guided to the fixing
Then, the recording medium P after the fixing process is discharged as an output image by the
次に、図２及び図３にて、画像形成装置の作像部について詳述する。図２は作像部を示す断面図であり、図３はその現像装置を示す長手方向（図２の紙面垂直方向である。）の断面図である。
なお、装置本体１に設置される４つの作像部は、作像プロセスに用いられるトナーＴの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、プロセスカートリッジ及び現像装置及びトナー補給部における符号のアルファベット（Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫ）を省略して図示する。
Next, the image forming unit of the image forming apparatus will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the image forming section, and FIG. 3 is a cross-sectional view in the longitudinal direction (the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 2) showing the developing device.
The four image forming units installed in the apparatus
図２に示すように、プロセスカートリッジ２０には、主として、像担持体としての感光体ドラム２１と、帯電部２２と、クリーニング部２５とが、ケース２６に一体的に収納されている。
ここで、感光体ドラム２１は、アルミニウムからなる素管をベース層として、その上にＣＧＬ層（電荷発生層）、ＣＴＬ層（電荷輸送層）等が形成されている。
As shown in FIG. 2, the
Here, the
クリーニング部２５は、感光体ドラム２１に当接するクリーニングブレード２５ａ、ブラシ状ローラとしてのクリーニングローラ２５ｂ、クリーニングローラ２５ｂに当接する潤滑剤成形体４５、潤滑剤成型体４５を付勢する付勢部材としての圧縮スプリング４６、クリーニングローラ２５ｂに当接するスクレーパ４７、等で構成される。
The
クリーニングブレード２５ａは、ウレタンゴム等のゴム材料からなり、感光体ドラム２１表面に所定角度かつ所定圧力で当接している。これにより、感光体ドラム２１上に残留する未転写トナーが機械的に掻き取られてクリーニング部２５内に回収されることになる。
The
クリーニングローラ２５ｂ（ブラシ状ローラ）は、芯金の外周にブラシ繊維を巻装したものであって、そのブラシが感光体ドラム２１表面に当接している。これにより、感光体ドラム２１上に残留する未転写トナーがブラシで掻き取られてクリーニング部２５内に回収されることになる。
なお、クリーニングローラ２５ｂのブラシを導電性ブラシとして、クリーニングローラ２５ｂに所定の電圧を印加してもよい。この場合、電圧が印加されたクリーニングローラ２５ｂによって、感光体ドラム２１上のトナーが静電的に除去されることになる。
The cleaning
Note that a predetermined voltage may be applied to the
スクレーパ４７は、クリーニングローラ２５ｂのブラシに当接して、クリーニングローラ２５ｂによって回収されたトナーをクリーニング部２５内に掻き落とす。掻き落されたトナーは、不図示の搬送オーガによって排出口まで搬送されて、その後に、作像部の外部に設置された廃トナーボトル（不図示である。）まで搬送される。
The
潤滑剤成型体４５は、ステアリン酸亜鉛等の潤滑剤をブロック状に固形化（成形加工）したものであって、圧縮スプリング４６のバネ力によってクリーニングローラ２５ｂに所定圧力で当接している。これにより、潤滑剤成型体４５はブラシローラ２５ｂによって適宜に削り取られて、削り取られた潤滑剤がクリーニングローラ２５ｂによって感光体ドラム２１上に供給（塗布）されることになる。すなわち、感光体ドラム２１上への潤滑剤の供給は、感光体ドラム２１及びクリーニングローラ２５ｂの回転駆動に連動しておこなわれる。
なお、圧縮スプリング４６は、クリーニングローラ２５ｂに対して潤滑剤成型体４５が２００ｍＮ以上の圧力で当接するように設定されている。これにより、感光体ドラム２１上への潤滑剤の供給が過不足なくおこなわれることになる。
The lubricant molded
The
このように、潤滑剤成型体４５、クリーニングローラ２５ｂ、圧縮スプリング４６が、感光体ドラム２１上に潤滑剤を供給する潤滑供給手段として機能することになる。したがって、クリーニングローラ２５ｂは、感光体ドラム２１上の未転写トナーを清掃するクリーニング手段としての機能に加えて、潤滑剤供給手段としての機能を果たすことになる。ここで、クリーニングローラ２５ｂと感光体ドラム２１との当接位置における、クリーニングローラ２５ｂに対する感光体ドラム２１の線速比は、０．８〜１．２の範囲になるように設定されている。これにより、好適なクリーニング性と潤滑剤供給性とが担保される。
As described above, the lubricant molded
なお、潤滑剤供給手段の構成は、本実施の形態のものに限定されることなく、例えば、潤滑剤成型体４５を直接的に感光体ドラム２１表面に当接させる構成や、粉体状潤滑剤を感光体ドラム２１表面に供給する構成にすることもできる。
The configuration of the lubricant supply means is not limited to that of the present embodiment. For example, a configuration in which the lubricant molded
また、潤滑剤成型体４６を形成する潤滑剤としては、ステアリン酸亜鉛の他に、オレイン酸鉛、オレイン酸亜鉛、オレイン酸銅、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸鉄、ステアリン酸銅、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸銅、リノレン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩類や、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロクロルエチレン、ジクロロジフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−オキサフルオロポロピレン共重合体等のフッ素系樹脂を用いることができる。なお、ステアリン酸金属塩は感光体ドラム２１上の摩擦係数を低下させる潤滑剤として特に好適な材料であり、ステアリン酸亜鉛はさらに好適な材料である。
In addition to zinc stearate, the lubricant forming the
帯電部２２は、導電性芯金の外周に中抵抗の弾性層を被覆してなる帯電ローラである。帯電ローラ２２には不図示の電源部から所定の電圧が印加されて、これにより対向する感光体ドラム２１の表面を一様に帯電する。
The charging
現像装置（現像部）２３は、主として、感光体ドラム２１に対向する現像ローラ２３ａと、現像ローラ２３ａに対向する第１搬送スクリュ２３ｂと、仕切部材２３ｅを介して第１搬送スクリュ２３ｂに対向する第２搬送スクリュ２３ｃと、現像ローラ２３ａに対向するドクターブレード２３ｄと、で構成される。図３を参照して、現像ローラ２３ａは、内部に固設されてローラ周面に磁極を形成するマグネット２３ａ１と、マグネット２３ａ１の周囲を回転するスリーブ２３ａ２と、で構成される。マグネット２３ａ１によって現像ローラ２３ａ（スリーブ２３ａ２）上に複数の磁極が形成されて、現像ローラ２３ａ上に現像剤Ｇが担持されることになる。
The developing device (developing unit) 23 mainly faces the first conveying
現像装置２３内には、キャリアＣとトナーＴとからなる２成分現像剤Ｇが収容されている。
現像剤Ｇ中のキャリアＣは、芯材表面に樹脂被覆層を有したものである。キャリアＣの芯材の材料としては、平均粒径が５０μｍの球形フェライト粒子を用いることができる。キャリアＣの樹脂被覆層の材料としては、アミノシラン系カップリング剤を分散したシリコーン樹脂を用いることができる。
具体的に、キャリアＣは、次のように製造される。
まず、アミノシラン系カップリング剤とシリコーン樹脂とをトルエンに分散させる。そして、その分散液を調整したものを加温状態にて芯材にスプレーコートして、焼成、冷却することで、樹脂被覆層の平均膜厚が０．２μｍのキャリアＣを作製する。
In the developing
The carrier C in the developer G has a resin coating layer on the surface of the core material. As the core material of the carrier C, spherical ferrite particles having an average particle diameter of 50 μm can be used. As a material for the resin coating layer of the carrier C, a silicone resin in which an aminosilane coupling agent is dispersed can be used.
Specifically, the carrier C is manufactured as follows.
First, an aminosilane coupling agent and a silicone resin are dispersed in toluene. Then, the dispersion liquid prepared is spray-coated on the core material in a heated state, baked and cooled to prepare a carrier C having an average film thickness of the resin coating layer of 0.2 μm.
また、本実施の形態では、出力画像の高画質化、高精細化を達成するために、球形化・小粒径化されたトナーＴ（球形・小粒径トナー）が用いられている。
具体的には、トナーＴは、平均円形度が０．９３〜１．００の範囲になるように形成されている。
ここで、トナーＴの平均円形度は、光学的にトナー粒子を検知して、投影面積の等しい相当円の周囲長で除した値である。詳しくは、フロー式粒子像分析装置「ＦＰＩＡ−２０００」（シスメックス社製）を用いて測定をおこなう。所定の容器に、予め不純固形物を除去した水（１００〜１５０ｍＬ）を入れ、分散剤として界面活性剤（０．１〜０．５ｍＬ）を加える。さらに、測定試料（０．１〜９．５ｇ程度）を加える。試料を分散した懸濁液を超音波分散器で約１〜３分間分散処理をおこない、分散液濃度を３，０００〜１０，０００個／μＬにしてトナーの形状及び分布を測定する。
In the present embodiment, in order to achieve high image quality and high definition of the output image, toner T (spherical / small particle size toner) having a spherical shape and a small particle size is used.
Specifically, the toner T is formed so that the average circularity is in the range of 0.93 to 1.00.
Here, the average circularity of the toner T is a value obtained by optically detecting toner particles and dividing by the circumference of an equivalent circle having the same projected area. Specifically, the measurement is performed using a flow type particle image analyzer “FPIA-2000” (manufactured by Sysmex Corporation). Water (100 to 150 mL) from which impure solids have been removed in advance is placed in a predetermined container, and a surfactant (0.1 to 0.5 mL) is added as a dispersant. Furthermore, a measurement sample (about 0.1 to 9.5 g) is added. The suspension in which the sample is dispersed is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the shape and distribution of the toner are measured at a dispersion concentration of 3,000 to 10,000 / μL.
また、本実施の形態のトナーＴは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲になって、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲になるように形成されている。これにより、高い転写効率を維持しつつ、クリーニング性能の低下を抑止することができる。
ここで、形状係数ＳＦ−１は、トナー粒子の球形度を示すものであり、次式で求まる。
ＳＦ−１＝（Ｍ2／Ｓ）×（１００π／４）
上式において、Ｍはトナー粒子の投影面における最大粒径（まばらな粒径の中で最も大きな粒径である。）であり、Ｓはトナー粒子の投影面の面積である。したがって、形状係数ＳＦ−１が１００であるトナー粒子は真球であって、１００から大きくなるほど球形度が低くなる。
The toner T of the present embodiment is formed such that the shape factor SF-1 is in the range of 100 to 180 and the shape factor SF-2 is in the range of 100 to 180. As a result, it is possible to suppress a decrease in cleaning performance while maintaining high transfer efficiency.
Here, the shape factor SF-1 indicates the sphericity of the toner particles, and is obtained by the following equation.
SF-1 = (M 2 / S) × (100π / 4)
In the above formula, M is the maximum particle size (the largest particle size among the sparse particle sizes) on the toner particle projection surface, and S is the area of the toner particle projection surface. Therefore, toner particles having a shape factor SF-1 of 100 are true spheres, and the sphericity decreases as the value increases from 100.
また、形状係数ＳＦ−２は、トナー粒子の凹凸度を示すものであり、次式で求まる。
ＳＦ−２＝（Ｎ2／Ｓ）×（１００／４π）
上式において、Ｎはトナー粒子の投影面における周長であり、Ｓはトナー粒子の投影面の面積である。したがって、形状係数ＳＦ−２が１００であるトナー粒子は凹凸がなくて、１００から大きくなるほど凹凸が大きくなる。
なお、形状係数ＳＦ−１及び形状係数ＳＦ−２は、走査型電子顕微鏡「Ｓ−８００」（日立製作所社製）にて撮影したトナー粒子の写真を、画像解析装置「ＬＵＳＥＸ３」（ニレコ社製）にて解析して求める。
The shape factor SF-2 indicates the degree of unevenness of the toner particles, and is obtained by the following equation.
SF-2 = (N 2 / S) × (100 / 4π)
In the above formula, N is the circumference of the projection surface of the toner particles, and S is the area of the projection surface of the toner particles. Therefore, the toner particles having the shape factor SF-2 of 100 have no irregularities, and the irregularities increase as the value increases from 100.
The shape factor SF-1 and the shape factor SF-2 are obtained by analyzing a toner particle photograph taken with a scanning electron microscope “S-800” (manufactured by Hitachi, Ltd.) and an image analyzer “LUSEX3” (manufactured by Nireco). )
また、本実施の形態のトナーＴは、長軸方向の長さをｒ１とし、短軸方向の長さをｒ２とし、厚さをｒ３としたとき（ｒ１≧ｒ２≧ｒ３である。）に、
０．５≦ｒ２／ｒ１≦１．０
０．７≦ｒ３／ｒ２≦１．０
なる関係が成立するように形成されている。
Further, in the toner T of the present embodiment, when the length in the major axis direction is r1, the length in the minor axis direction is r2, and the thickness is r3 (r1 ≧ r2 ≧ r3).
0.5 ≦ r2 / r1 ≦ 1.0
0.7 ≦ r3 / r2 ≦ 1.0
The relationship is established.
ここで、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５未満になる場合には、トナーが真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が低下して、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７未満になる場合には、トナーが扁平形状に近くなって高転写率が得られなくなる。特に、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が１．０の場合には、トナーが長軸を回転軸とする回転体となって、トナーの流動性を向上させることができる。
なお、ｒ１、ｒ２、ｒ３は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、視野の角度を可変して写真を撮って、それを観察、測定することで求められる。
Here, when the ratio of the major axis to the minor axis (r2 / r1) is less than 0.5, since the toner is separated from the true spherical shape, dot reproducibility and transfer efficiency are lowered, and high quality is achieved. The image quality cannot be obtained. Further, when the ratio of the thickness to the short axis (r3 / r2) is less than 0.7, the toner becomes nearly flat and a high transfer rate cannot be obtained. In particular, when the ratio of the thickness to the short axis (r3 / r2) is 1.0, the toner becomes a rotating body having the long axis as the rotation axis, and the fluidity of the toner can be improved.
In addition, r1, r2, and r3 are calculated | required by taking a photograph by changing the angle of a visual field with a scanning electron microscope (SEM), and observing and measuring it.
また、本実施の形態のトナーＴは、体積平均粒径が３〜８μｍの小粒径トナーである。さらに、体積平均粒径をＤｖμｍとして、個数平均粒径をＤｎμｍとしたときに、
１．００≦Ｄｖ／Ｄｎ≦１．４０
なる関係が成立するように形成されたものを用いている。小粒径トナーを用いることで、潜像に対して緻密にトナーを付着させることができる。また、粒径分布を狭くすることで、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができるとともに、転写率を高くすることができる。
なお、トナーの体積平均粒径及び個数平均粒径の測定は、代表的には、コールカウンター式粒度分布測定器「コールターカウンターＴＡ−２」（コールター社製）又は「コールターマルチサイザー２」（コールター社製）を用いて測定することができる。
In addition, the toner T of the present embodiment is a small particle size toner having a volume average particle size of 3 to 8 μm. Furthermore, when the volume average particle diameter is Dv μm and the number average particle diameter is Dn μm,
1.00 ≦ Dv / Dn ≦ 1.40
The one formed so that the relationship is established is used. By using a small particle size toner, the toner can be densely attached to the latent image. Further, by narrowing the particle size distribution, the toner charge amount distribution becomes uniform, a high-quality image with little background fogging can be obtained, and the transfer rate can be increased.
The volume average particle diameter and number average particle diameter of the toner are typically measured by a coal counter type particle size distribution measuring device “Coulter Counter TA-2” (manufactured by Coulter Co.) or “
また、本実施の形態におけるトナーＴは、変性ポリエステル等を含有する結着樹脂（トナー母体粒子）、カルナバワックス等の離型剤、カーボンブラック等の着色剤、等で構成される。さらに、トナーＴには、シリカ等の外添剤が外添加される。特に、平均１次粒径が５０〜３００ｎｍの範囲であって嵩密度が０．３ｇ／ｃｍ3以上のシリカ微粒子をトナー母体粒子表面に外添加したトナーＴを用いることで、トナー粒子の流動性や、現像性、帯電性を向上させることができる。 In addition, the toner T in the present embodiment includes a binder resin (toner base particles) containing a modified polyester, a release agent such as carnauba wax, a colorant such as carbon black, and the like. Further, an external additive such as silica is externally added to the toner T. In particular, the fluidity of the toner particles is obtained by using toner T in which silica fine particles having an average primary particle size in the range of 50 to 300 nm and a bulk density of 0.3 g / cm 3 or more are externally added to the surface of the toner base particles. In addition, developability and chargeability can be improved.
ここで、上述した球形・小粒径トナーＴは、次のように製造される。
まず、少なくとも窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を作製する。そして、そのトナー材料液を水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて、トナー粒子を作製する。
このように形成された球形・小粒径トナーは、出力画像の高画質化、高精細化を達成するものであるが、クリーニング部２５に対するクリーニング性の余裕度を低下させるものである。したがって、本実施の形態における潤滑剤供給手段２５ｂ、４５、４６が大きな役割を果たすことになる。
Here, the spherical / small particle size toner T described above is manufactured as follows.
First, a toner material liquid in which a polyester prepolymer having a functional group containing at least a nitrogen atom, polyester, a colorant, and a release agent is dispersed in an organic solvent is prepared. Then, the toner material liquid is crosslinked and / or elongated in an aqueous medium to produce toner particles.
The spherical and small particle size toner formed in this way achieves high image quality and high definition of the output image, but reduces the margin of cleaning performance with respect to the
先に述べた作像プロセスを、現像工程を中心にしてさらに詳しく説明する。
現像ローラ２３ａは、図２中の矢印方向に回転している。現像装置２３内の現像剤Ｇは、図３に示すように、間に仕切部材２３ｅを介在するように配設された第１搬送スクリュ２３ｂ及び第２搬送スクリュ２３ｃの矢印方向の回転によって、トナー補給部３２からトナー補給口２３ｆを介して補給されたトナーＴとともに撹拌混合されながら長手方向に循環する（図３中の破線矢印方向の循環である。）。
The above-described image forming process will be described in more detail with a focus on the developing process.
The developing
そして、摩擦帯電してキャリアＣに吸着したトナーＴは、キャリアＣとともに現像ローラ２３ａ上に担持される。現像ローラ２３ａ上に担持された現像剤Ｇは、その後にドクターブレード２３ｄの位置に達する。そして、現像ローラ２３ａ上の現像剤Ｇは、ドクターブレード２３ｄの位置で適量に調整された後に、感光体ドラム２１との対向位置（現像領域である。）に達する。
Then, the toner T that is frictionally charged and adsorbed on the carrier C is carried on the developing
その後、現像領域において、現像剤Ｇ中のトナーＴが、感光体ドラム２１表面に形成された静電潜像に付着する。詳しくは、レーザ光Ｌが照射された画像部の潜像電位（露光電位）と、現像ローラ２３ａに印加された現像バイアスとの、電位差（現像ポテンシャル）によって形成される電界によって、トナーＴが潜像に付着する。
Thereafter, in the development area, the toner T in the developer G adheres to the electrostatic latent image formed on the surface of the
その後、現像工程にて感光体ドラム２１に付着したトナーＴは、そのほとんどが中間転写ベルト２７上に転写される。そして、感光体ドラム２１上に残存した未転写のトナーＴが、クリーニングブレード２５ａ及びクリーニングローラ２５ｂによってクリーニング部２５内に回収される。
Thereafter, most of the toner T adhering to the
ここで、装置本体１に設けられたトナー補給部３２は、交換自在に構成されたトナーボトル３３と、トナーボトル３３を保持・回転駆動するとともに現像装置２３に新品トナーＴを補給するトナーホッパ部３４と、で構成されている。また、トナーボトル３３内には、新品のトナーＴ（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれかである。）が収容されている。また、トナーボトル３３の内周面には、螺旋状の突起が形成されている。
Here, a
なお、トナーボトル３３内の新品トナーＴは、現像装置２３内のトナーＴ（既設のトナーである。）の消費にともない、トナー補給口２３ｆから現像装置２３内に適宜に補給されるものである。現像装置２３内のトナーＴの消費は、感光体ドラム２１に対向する反射型フォトセンサ４１と、現像装置２３の第２搬送スクリュ２３ｃの下方に設置された磁気センサ４０と、によって間接的又は直接的に検知される。また、トナー補給口２３ｆは、第２搬送スクリュ２３ｃの長手方向（図３の左右方向である。）の一端であって、第２搬送スクリュ２３ｃの上方に設けられている。
The new toner T in the
ここで、本実施の形態では、トナー濃度（ＴＣ）が所定の範囲内になるように制御されている。具体的には、磁気センサ４０や反射型フォトセンサ４１の検知結果が上述したトナー濃度（現像剤Ｇ中のトナーＴの割合である。）の範囲に対応する出力値になるように、トナー補給部３２からトナー補給口２３ｆを介して現像装置２３にトナーが補給される。
Here, in the present embodiment, the toner density (TC) is controlled to be within a predetermined range. Specifically, toner replenishment is performed so that the detection results of the
以下、本実施の形態で特徴的な、感光体ドラム２１の交換時におこなわれる制御について詳述する。
本実施の形態では、感光体ドラム２１（プロセスカートリッジ２０）が寿命に達して既設のものから新品のものに交換する場合に、交換直前の既設の感光体ドラム２１を設置した状態で、現像装置２３に収容された既設トナーを現像装置２３から排出して、その後にトナーボトル３３内の新品トナーを現像装置２３に補給する（以下、このようなトナーの入れ替えを適宜に「制御モード」と呼ぶ。）。
Hereinafter, the control performed when the
In the present embodiment, when the photosensitive drum 21 (process cartridge 20) has reached the end of its life and is to be replaced with a new one, the developing device is installed with the existing
さらに、制御モードが完了して既設の感光体ドラム２１（プロセスカートリッジ２０）を取り出して、新品の感光体ドラム２１（プロセスカートリッジ２０）を装置本体１に設置した状態で、現像装置２３による現像工程をおこなわずに、潤滑剤供給手段２５ｂ、４５、４６による新品感光体ドラム２１への潤滑剤の供給を所定時間おこなう（以下、このように画像形成前に強制的におこなわれる初期的な潤滑剤供給を「第２制御モード」と呼ぶ。）。
Further, after the control mode is completed, the existing photosensitive drum 21 (process cartridge 20) is taken out, and a new photosensitive drum 21 (process cartridge 20) is installed in the apparatus
具体的には、図４のフローチャートを参照して、まず、画像形成（プリント）が開始されると（ステップＳ１〜ステップＳ２）、感光体ドラム２１が寿命に達しているかが判断される（ステップＳ３）。詳しくは、装置本体１では、使用度検知手段として機能する制御部によって、既設の感光体ドラム２１に対する累積の稼働時間や画像形成回数（通紙枚数）がカウントされている。そして、カウントされた稼働時間（又は画像形成回数）が所定値に達した場合に、既設の感光体ドラム２１が寿命に達したものと判断する。
Specifically, referring to the flowchart of FIG. 4, first, when image formation (printing) is started (step S1 to step S2), it is determined whether the
その結果、感光体ドラム２１が寿命に達していないものと判断された場合には、ステップＳ２以降のフローが繰り返される。
これに対して、感光体ドラム２１が寿命に達しているものと判断された場合には、そのときの現像装置２３におけるトナー濃度（交換時トナー濃度）が磁気センサ４０によって検知されて、その磁気センサ４０の出力値（Ｖ１）が記憶される（ステップＳ４）。同時に、装置本体１の表示部に、感光体ドラム２１が寿命に達した旨と、制御モードが実行される旨と、が表示される。
As a result, when it is determined that the
On the other hand, when it is determined that the
その後、帯電部２２による感光体ドラム２１上の帯電電位と、現像装置２３に印加される現像バイアスと、が同電位になるように電源部が制御される（ステップＳ５）。そして、トナー補給部３２からの新品トナーの補給をおこなうことなく、現像装置２３内の既設トナーを感光体ドラム２１上に付着させて、現像装置２３から既設トナーを排出する（ステップＳ６）。
Thereafter, the power supply unit is controlled so that the charging potential on the
なお、現像装置２３内の既設トナーを感光体ドラム２１上に付着させる方法は、上述のように帯電電位と現像バイアスとを同電位として感光体ドラム上に既設トナーによる地肌汚れを積極的に生じさせる方法の他、通常の画像形成時の動作と同様に感光体ドラム２１上に画像比率の高いトナー像（例えば、ベタ画像である。）を形成して既設トナーを積極的に消費させる方法を用いることができる。
ここで、上述の制御モードは、現像装置２３内に収容されたキャリアＣが感光体ドラム２１上に付着しないようなプロセス条件でおこなうことが好ましい。
Note that the method of attaching the existing toner in the developing
Here, the above-described control mode is preferably performed under process conditions such that the carrier C accommodated in the developing
そして、既設トナー排出中は、現像装置２３におけるトナー濃度が磁気センサ４０によって検知されて、その磁気センサ４０の出力値（Ｖ）が所定値（Ｖ２）まで低下したかが判断される（ステップＳ７）。なお、本実施の形態では、上述の所定値（Ｖ２）が、トナー濃度１重量％程度に対応する値に設定されている。
その結果、磁気センサ４０の出力値（Ｖ）が所定値（Ｖ２）まで低下していないものと判断された場合には、ステップＳ６以降のフローが繰り返される（既設トナー排出が続けられる。）。
While the existing toner is being discharged, the toner density in the developing
As a result, when it is determined that the output value (V) of the
これに対して、磁気センサ４０の出力値（Ｖ）が所定値（Ｖ２）まで低下したものと判断された場合には、既設トナー排出が停止されて、トナー補給部３２から現像装置２３内への新品トナーの補給が開始される（ステップＳ８）。
そして、新品トナー補給中は、現像装置２３におけるトナー濃度が磁気センサ４０によって検知されて、その磁気センサ４０の出力値（Ｖ）が上述の初期値（Ｖ１）まで増加（復帰）したかが判断される（ステップＳ９）。
その結果、磁気センサ４０の出力値（Ｖ）が所定値（Ｖ１）まで増加していないものと判断された場合には、ステップＳ８以降のフローが繰り返される（新品トナー補給が続けられる。）。
On the other hand, when it is determined that the output value (V) of the
During supply of new toner, the toner density in the developing
As a result, if it is determined that the output value (V) of the
これに対して、磁気センサ４０の出力値（Ｖ）が所定値（Ｖ１）まで増加したものと判断された場合には、新品トナー補給が停止されて制御モードが終了する。このとき、現像装置２３内の現像剤ＧのトナーＴは、既設のものから新品のものにほとんど入れ替わった状態になっている。
その後、装置本体１の表示部に感光体ドラム２１の交換を促す表示がされて、感光体ドラム２１の交換がおこなわれる（ステップＳ１０）。
On the other hand, when it is determined that the output value (V) of the
Thereafter, a display prompting the replacement of the
その後、装置本体１の新品検知手段によって、交換された感光体ドラム２１が新品のものであるかが判断される（ステップＳ１１）。その結果、交換された感光体ドラム２１が新品のものではないと判断された場合には、表示部に新品感光体ドラム２１への交換を促す表示がおこなわれる（ステップＳ１２）。
Thereafter, it is determined by the new article detecting means of the apparatus
これに対して、交換された感光体ドラム２１が新品のものであると判断された場合には、新品検知手段の検知信号をトリガーとして、新品処理として第２制御モードが開始される（ステップＳ１３）。詳しくは、感光体ドラム２１上にトナーが付着しないように帯電電位及び現像バイアスを制御して、潤滑剤供給手段２５ｂ、４５、４６による新品感光体ドラム２１への潤滑剤の供給を所定時間おこなう。新品感光体ドラム２１への潤滑剤の供給は、感光体ドラム２１を３０回以上回転させておこなうことが好ましい。これにより、新品感光体ドラム２１の表面の摩擦係数が０．４以下になって、フィルミングやクリーニング不良の発生を未然に防ぐことができる。なお、本実施の形態では、上述の制御モードによって、フィルミングに対して不利に作用する既設トナーが排出されて、現像装置２３内のトナーが新品のものに入れ替えられているために、感光体ドラム交換直後のフィルミングの発生を確実に抑止することができる。
On the other hand, when it is determined that the replaced
なお、新品検知手段は、装置本体１への感光体ドラム２１の装着にともない変形する爪部材を感光体ドラム２１のフランジに設けて、その爪部材の変形の有無を光学的に検知するセンサを装置本体１に設置することによって達成できる。
The new article detecting means is a sensor that optically detects whether or not the claw member is deformed by providing a claw member on the flange of the
そして、第２制御モードが終了した後、新品感光体ドラム２１に対するその他の初期的な処理がおこなわれる（ステップＳ１４）。詳しくは、画像濃度の調整や、複数の感光体ドラム間の位置ズレ調整等がおこなわれる。
こうして、新品感光体ドラム２１に対する初期的な処理が完了して、通常の画像形成がおこなわれることになる。そして、新品感光体ドラム２１を既設感光体ドラムとして、ステップＳ２以降のフローが再び繰り返される。
Then, after the end of the second control mode, other initial processing is performed on the new photosensitive drum 21 (step S14). Specifically, image density adjustment, positional deviation adjustment between a plurality of photosensitive drums, and the like are performed.
Thus, the initial processing for the
以上説明したように、本実施の形態によれば、感光体ドラム２１が寿命に達した場合等で、感光体ドラム２１が既設のものから新品のものに交換されるときに、既設の感光体ドラム２１を設置したまま、現像装置２３内の既設トナーを排出して新品トナーに入れ替えている。さらに、新品の感光体ドラム２１対して初期的に潤滑剤の供給を充分におこなった後に、画像形成を開始している。これによって、感光体ドラム２１と現像装置２３（現像剤Ｇ）との交換サイクルが異なる場合であっても、装置本体１に設置されていた既設の感光体ドラム２１が新品のものに交換されたときに、フィルミングの発生を充分に抑止することができる。
As described above, according to the present embodiment, when the
図５は、上述した本実施の形態における効果を確認するためにおこなった、実施例及び比較例の条件及び結果を示す図表である。
実施例１は、本実施の形態における画像形成装置を用いて、制御モード（既設トナーと新品トナーとの入れ替え）と、第２制御モード（新品感光体ドラムに対する初期的な潤滑剤供給）と、をおこなったものである。
比較例１は、制御モードと第２制御モードとのいずれもおこなわなかったものである。比較例２は、制御モードはおこなわずに、第２制御モードのみをおこなったものである。比較例３は、第２制御モードはおこなわずに、制御モードのみをおこなったものである。
FIG. 5 is a chart showing the conditions and results of Examples and Comparative Examples performed to confirm the effects of the present embodiment described above.
Example 1 uses the image forming apparatus according to the present embodiment to perform a control mode (replacement of existing toner and new toner), a second control mode (initial lubricant supply to a new photosensitive drum), It has been done.
In Comparative Example 1, neither the control mode nor the second control mode was performed. In the comparative example 2, only the second control mode is performed without performing the control mode. In Comparative Example 3, only the control mode is performed without performing the second control mode.
そして、実施例１及び比較例１〜３において、新品感光体ドラムに交換後に、ベタ部（画像面積率１００％部）と白部（画像面積率０％部）とが通紙方向に存在する縦帯チャートを５００枚プリントして、その後に新品感光体ドラム上のフィルミングの状態を観察するとともに、新品感光体ドラム表面の摩擦係数をオイラーベルト法にて測定した。
なお、制御モードについては、感光体ドラム２１上にベタ部を形成して既設トナーの排出をおこなった。また、潤滑剤成型体４５は、ステアリン酸亜鉛を用いて、クリーニングローラ２５ｂに対する押圧力は１０００ｍＮとした。また、クリーニングローラ２５ｂに対する感光体ドラム２１の線速比は１．０とした。
In Example 1 and Comparative Examples 1 to 3, after replacement with a new photosensitive drum, a solid part (
In the control mode, a solid portion was formed on the
図５の結果に示すように、比較例１や比較例３では、新品感光体ドラム２１の１００％部（ベタ部）に対応する位置に、フィルミングが発生しているのが確認された。また、比較例２においても、新品感光体ドラム２１の１００％部（ベタ部）に対応する位置に、フィルミングが少し発生しているのが確認された。これに対して、実施例１では、フィルミングの発生は確認できなかった。このように、制御モードと第２制御モードとのいずれか一方のみの実施ではフィルミングの発生を充分に抑止することができないことがわかり、本実施の形態の効果が確認された。
As shown in the results of FIG. 5, in Comparative Example 1 and Comparative Example 3, it was confirmed that filming occurred at a position corresponding to 100% part (solid part) of the new
なお、１００％部（ベタ部）では、０％部（白部）に比べて、感光体ドラム２１表面の摩擦係数が高くなる。これは、１００％部では、０％部に比べて、感光体ドラム２１上に残留する未転写トナーが多くなるためである。すなわち、未転写トナーがクリーニング部２５に大量に入力されると、これがクリーニングローラ２５ｂに付着して、潤滑剤供給手段２５ｂ、４５、４６における潤滑剤の供給効率が低下してしまう。したがって、感光体ドラム２１上の摩擦係数が高くなってしまう。
Note that the coefficient of friction on the surface of the
なお、本実施の形態では、稼働時間や画像形成回数に基いて感光体ドラム２１の寿命を検知して、感光体ドラム２１の交換前後に制御モード及び第２制御モードをおこなった。これに対して、感光体ドラム２１（プロセスカートリッジ２０）に異常が発生した場合等にも、その異常を検知して感光体ドラム２１の交換前後に制御モード及び第２制御モードをおこなうことができる。この場合も、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the life of the
また、本実施の形態では、感光体ドラム２１を、帯電部２２及びクリーニング部２５と一体化してプロセスカートリッジ２０を構成した。これに対して、感光体ドラム２１を、帯電部２２及びクリーニング部２５のいずれか一方とのみ一体化してプロセスカートリッジ２０を構成することもできる。さらに、感光体ドラム２１を、プロセスカートリッジの構成部材とせずに、単体で装置本体１に交換自在に設置されるように構成することもできる。このような場合にも、上述の制御モード及び第２制御モードをおこなうことで、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the
なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。 It should be noted that the present invention is not limited to the present embodiment, and it is obvious that the present embodiment can be modified as appropriate within the scope of the technical idea of the present invention, other than suggested in the present embodiment. is there. In addition, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the present embodiment, and the number, position, shape, and the like suitable for implementing the present invention can be achieved.
１ 画像形成装置本体（装置本体）、
２０、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ プロセスカートリッジ、
２１ 感光体ドラム（像担持体）、 ２２ 帯電部、
２３、２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫ 現像装置（現像部）、
２５ クリーニング部、
２５ａ クリーニングブレード、
２５ｂ クリーニングローラ（ブラシ状ローラ、潤滑剤供給部材）、
４５ 潤滑剤成型体（潤滑剤供給手段）、
４６ 圧縮スプリング（付勢部材）、
４７ スクレーパ、
Ｇ ２成分現像剤（現像剤）、 Ｔ トナー、 Ｃ キャリア。
1 image forming apparatus body (apparatus body),
20, 20Y, 20M, 20C, 20BK Process cartridge,
21 photosensitive drum (image carrier), 22 charging unit,
23, 23Y, 23M, 23C, 23BK Developing device (developing unit),
25 Cleaning section,
25a Cleaning blade,
25b Cleaning roller (brush roller, lubricant supply member),
45 Lubricant molded body (lubricant supply means),
46 compression spring (biasing member),
47 Scraper,
G Two-component developer (developer), T toner, C carrier.
Claims (20)
キャリアとトナーとからなる現像剤を収容するとともに、前記像担持体上に形成される潜像を現像してトナー像を形成する現像部と、
前記像担持体上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段と、を具備し、
前記像担持体が既設のものから新品のものに交換されるときに、前記既設の像担持体が設置された状態で、前記現像部に収容された既設の前記トナーの一部又は全部を当該現像部から排出してその後に新品のトナーを当該現像部に補給する制御モードを備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus in which an image carrier is installed interchangeably,
A developer that contains a developer composed of a carrier and a toner, and that develops a latent image formed on the image carrier to form a toner image;
A lubricant supply means for supplying a lubricant onto the image carrier,
When the image carrier is replaced from a new one to a new one, a part or all of the existing toner stored in the developing unit is removed while the existing image carrier is installed. An image forming apparatus comprising a control mode for discharging from a developing unit and then supplying new toner to the developing unit.
前記第２制御モードは、前記新品検知手段の検知信号をトリガーとして開始されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。 New article detecting means for detecting that the new image carrier is installed,
The image forming apparatus according to claim 2, wherein the second control mode is started by using a detection signal of the new article detection unit as a trigger.
前記制御モードは、前記使用度検知手段による検知結果が所定値に達したときに開始されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。 A usage detecting means for detecting the usage of the image carrier in the apparatus main body,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control mode is started when a detection result by the usage detection unit reaches a predetermined value.
０．５≦ｒ２／ｒ１≦１．０
０．７≦ｒ３／ｒ２≦１．０
なる関係が成立するように形成されたことを特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。 The spherical toner has a major axis length of r1, a minor axis length of r2, and a thickness of r3.
0.5 ≦ r2 / r1 ≦ 1.0
0.7 ≦ r3 / r2 ≦ 1.0
The image forming apparatus according to claim 16, wherein the image forming apparatus is formed so as to satisfy the following relationship.
前記プロセスカートリッジは、装置本体に対して交換自在に設置されることを特徴とする請求項１〜請求項１９のいずれかに記載の画像形成装置。
The image carrier is integrated with at least one of a charging unit for charging the image carrier, a cleaning unit for cleaning the image carrier, and the lubricant supply unit to form a process cartridge. And
20. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the process cartridge is installed so as to be exchangeable with respect to the apparatus main body.
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