JP5359596B2 - 画像形成装置及び像担持体への滑剤の付着制御方法 - Google Patents
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Description
トナーは電気的に負の極性を有し、滑剤は正の極性を有する。低印字率の画像形成が続くと、正の極性の滑剤が負の極性に帯電した感光体表面側に移動するため、現像装置内の滑剤が枯渇してしまうこととなる。また、感光体表面に付着している滑剤は、感光体表面をクリーニングするクリーニング部で削り取られる。
このように、低印字率の画像形成が続くと、感光体表面の滑剤量が不足し、感光体表面のクリーニング性能が低下するという問題が生じる。
まず、構成を説明する。
図1に、本実施の形態における画像形成装置1の構成を示す。
図1に示すように、画像形成装置1には、画像読取部2、プリント部3等が設けられている。画像読取部2には、原稿自動送り部21と、読取部22とが設けられている。プリント部3には、画像形成ユニット30、転写ユニット40、クリーニング装置50、定着装置60、給紙ユニット70等が設けられている。
図2に、転写ユニット40及びクリーニング装置50の構成を示し、説明する。なお、図2に示す矢印は各部や用紙の回転方向や移動方向を示している。
転写ベルト41は、駆動ローラ42、従動ローラ43、バックアップローラ44の3つのローラによって張設され回動する。また、転写ベルト41は、感光体ドラム33と当接し、感光体ドラム33に形成されたトナー像を用紙に転写する転写部として機能する。
支持枠45は、バックアップローラ44を支持するとともに、バックアップローラ44を上下方向へ移動させ、転写ベルト41の感光体ドラム33に対する押力を調整する。また、支持枠45は、後述する制御部からの指示に従って、転写位置で当接する感光体ドラム33の表面が画像領域であるか又は非画像領域であるかにより、バックアップローラ44を介して転写ベルト41を、トナーと逆極性又は同極性の電圧を印加して帯電させる。
図3に示すように、画像形成装置1は、本体制御部10と、画像読取部2と、プリント部3と、操作表示部4と、プリンタコントローラ5等を備えて構成される。
図4に示すように、トナー強制排出用パッチPT0は、用紙P1、P2に転写する各トナー像の間の非画像領域に形成された、主走査方向Xに延在した帯状のトナー像である。このトナー強制排出用パッチPT0の副走査方向(用紙搬送方向)Yの長さは可変であり、画像領域に形成されるトナー像の黒色画素の印字率に応じて決定される。
図4に示すトナー強制排出用パッチPT0は、黒色画素のみで構成される黒ベタのトナー像であるが、これに限らず、後述する黒色画素及び白色画素で構成されるものが好ましい。
図5に、本実施の形態における感光体ドラムへの滑剤付着処理のフローチャートを示す。図5に示すフローチャートは、制御部110と各部との協働によって実行される処理である。
黒画素カウンタは、原稿の画像データに基づいて露光した画素数(黒色画素の画素数)をカウントする。タイムカウンタは、画像形成装置1が起動した状態を起点として、現像装置のモータが駆動中である期間は計時し続けるものである。タイムカウンタは、初期化された後に計時を再開する。
制御部110は、露光装置31が感光体ドラム33に1dot露光したか否かを判別する(ステップS21)。1dot露光した場合(ステップS21;YES)、制御部110は、黒画素カウンタnに1を加算する(ステップS22)。
走行面積は、予め設定された時間(本実施の形態では30秒)の間に感光体ドラム33が走行(回転移動)した際の画像領域の面積である。例えば、画像領域に形成される潜像の主走査方向の長さが300[mm]、プロセス速度が500[mm/sec]の場合には、1[sec]あたりの走行面積は150000[mm2]となるため、予め設定された時間(本実施の形態では30[sec])の場合には走行面積が4500000[mm2]となる。
まず、印加する電圧値の違いによる感光体ドラムの滑材量と転写ベルトへのトナー転写量についての評価を行なった。
<評価方法1>
トナー強制排出用パッチのパターンを、黒色画素のみで構成されたソリッドパターン(例えば、図8に示すトナー強制排出用パッチPT0)とし、区間カバレッジが0.3[%]の場合に、非画像領域での転写ベルトに印加する電圧値(印加電圧[V])を−500[V]、−1000[V]とし、それぞれの電圧値の場合における純水接触角の測定と、転写ベルトへのトナーの転写の状態の目視による観察とを行なった。
パッチ印字率は、トナー強制排出用パッチを構成する全画素数に対する黒色画素数の割合[%]である。
算出副走査方向長さは、強制的に排出する予め設定されたトナー量を消費するために必要なトナー強制排出用パッチの副走査方向(用紙搬送方向)Yの長さである。実測副走査方向長さは、実際に非画像領域に形成したトナー強制排出用パッチのトナー像の副走査方向Yの長さである。実現率は、実測副走査方向の長さに対する算出副操作方向の長さの比である。
なお、感光体ドラムの滑剤量が十分に確保された状態の判断基準として、純水接触角95[°]を用いる。
図7に、転写ベルトへの印加電圧[V]が−500[V]、−1000[V]のそれぞれの場合についての評価結果を示す。
図7に示すように、印加電圧が−500[V]の場合には、純水接触角が94〜96[°]であり、転写ベルトへのトナーの転写量が多く観察された。印加電圧が−1000[V]の場合には、純水接触角が87〜90[°]であり、転写ベルトへのトナー転写量は−500[V]よりも少なく観察された。
印加電圧が−1000[V]の場合には、転写ベルトへのトナー転写量が少ないため、転写ベルトのクリーニング性能を向上は必要とされないが、純水接触角95[°]を得られにくく、感光体ドラム上の滑剤量が不足するおそれがある。
<評価方法2>
トナー強制排出用パッチのパターンを、複数の黒色画素から構成される帯状の画像(黒帯画像)と、複数の白色画素から構成される帯状の画像(白帯画像)とが、主走査方向に交互に配置された縞状の構成の縞状パターンとする。この黒帯画像と白帯画像とは、副走査方向に延在する構成とする。また、区間カバレッジが0.3[%]の場合に、転写ベルトの印加電圧を−1000[V]とし、純水接触角の測定を行なった。
図10に示すトナー強制排出用パッチPT2は、主走査方向Xに配列された8画素のうち、6画素を黒帯幅、2画素を白帯幅として構成したものである。
図11に示すトナー強制排出用パッチPT3は、主走査方向Xに配列された8画素のうち、5画素を黒帯幅、3画素を白帯幅として構成したものである。
図12に示すトナー強制排出用パッチPT4は、主走査方向Xに配列された8画素のうち、4画素を黒帯幅、4画素を白帯幅として構成したものである。
図13に、トナー強制排出用パッチが縞状パターンである場合の評価結果を示す。
なお、図13には、ソリッドパターン(図8に示すような主走査方向Xの8画素のうち8画素全てが黒帯幅のトナー強制排出用パッチ)の場合の評価結果を、縞状パターンとの比較のために示している。
パターン比が7:1の縞状パターンのトナー強制排出用パッチでは、純水接触角95[°]を得られにくいが、実現率が1.0であることから、強制的に排出する予め設定されたトナー量を十分に排出することができる。
パターン比が6:2の縞状パターンのトナー強制排出用パッチでは、純水接触角95[°]を得られやすく、感光体ドラムの滑剤量を十分に確保でき、また、実現率が1.0であることから、強制的に排出する予め設定されたトナー量を十分に排出することができる。
パターン比が5:3の縞状パターンのトナー強制排出用パッチでは、純水接触角95[°]を得られやすく、感光体ドラムの滑剤量を十分に確保でき、また、実現率が1.0であることから、強制的に排出する予め設定されたトナー量を十分に排出することができる。
パターン比が4:4の縞状パターンのトナー強制排出用パッチでは、純水接触角95[°]を得られやすく、感光体ドラムの滑剤量を十分に確保できる。しかし、実現率が0.8であることから、トナー強制排出用パッチの副走査方向Yの長さが、感光体ドラム33の非画像領域の副走査方向Yの長さよりも長くなる。そのため、必要な大きさのトナー強制排出用パッチを形成できず、トナーの排出量が不足するという問題が生じる。
2 画像読取部
3 プリント部
4 操作表示部
5 プリンタコントローラ
6 外部装置
10 本体制御部
110 制御部
121 不揮発メモリ
122 RAM
130 画像メモリ
140 画像処理部
21 原稿自動送り部
22 読取部
22a イメージセンサ
22b スリットガラス
30 画像形成ユニット
31 露光装置
32 現像装置
33 感光体ドラム
34 帯電器
35 クリーニング装置
40 転写ユニット
41 転写ベルト
42 駆動ローラ
43 従動ローラ
44 バックアップローラ
45 支持枠
50 クリーニング装置
51 ブレード
60 定着装置
61 定着ローラ
62 加圧ローラ
70 給紙ユニット
80 レジストローラ
90 紙端検知センサ
N ネットワーク
P、P1、P2 用紙
PT0、PT1、PT2、PT3、PT4 トナー強制排出用パッチ
X 主走査方向
Y 副走査方向
Claims (7)
- 潜像が形成される像担持体と、
所定の極性に帯電するトナーと、前記所定の極性と反対の極性に帯電する、前記像担持体表面の滑性化のための滑剤と、を用いて、前記像担持体に形成された潜像を現像しトナー像を形成する現像装置と、
前記像担持体と当接し、前記トナーと逆極性に帯電し、前記像担持体に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写部と、
前記像担持体の前記被転写体に転写されるべきトナー像が形成される領域以外の非画像領域にトナー排出用のパッチ画像を形成させ、前記像担持体の非画像領域が前記転写部に当接する場合には、前記転写部の帯電極性を前記トナーと同極性に切り替えさせる制御部と、を備え、
前記パッチ画像は、トナーが存在するトナー部及びトナーが存在しない非トナー部からなる、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記パッチ画像は、
前記トナー部の総面積が前記非トナー部の総面積よりも大きい、
請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記パッチ画像は、
前記トナー部から構成される帯状の画像と、前記非トナー部から構成される帯状の画像とが、交互に配置された縞状の構成である、
請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 前記トナー部から構成される帯状の画像と前記非トナー部から構成される帯状の画像とは、
前記パッチ画像の、主走査方向、副走査方向、又は、主走査方向及び副走査方向のうち、いずれかの方向に延びて構成される、
請求項3に記載の画像形成装置。 - 前記非トナー部から構成される帯状の画像の幅は、42.3μm以上63.5μm以下である、
請求項3又は4に記載の画像形成装置。 - 前記トナー部から構成される帯状の画像の幅と、前記非トナー部から構成される帯状の画像の幅との比は、5対3又は6対2である、
請求項5に記載の画像形成装置。 - 潜像を像担持体に形成する工程と、
所定の極性に帯電するトナーと、前記所定の極性と反対の極性に帯電する、前記像担持体表面の滑性化のための滑剤と、を用いて、前記像担持体の前記被転写体に転写されるべきトナー像が形成される領域以外の非画像領域に形成された潜像を現像することでトナー排出用のパッチ画像を形成する工程と、
前記像担持体に形成されたトナー像を転写する転写部と前記像担持体の非画像領域とが当接する場合には、当該転写部の帯電極性を前記トナーと同極性に切り替える工程と、を含み、
前記パッチ画像は、トナーが存在するトナー部及びトナーが存在しない非トナー部からなる、
ことを特徴とする像担持体への滑剤の付着制御方法。
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