JP6503731B2 - Image forming device - Google Patents
Image forming device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6503731B2 JP6503731B2 JP2014259542A JP2014259542A JP6503731B2 JP 6503731 B2 JP6503731 B2 JP 6503731B2 JP 2014259542 A JP2014259542 A JP 2014259542A JP 2014259542 A JP2014259542 A JP 2014259542A JP 6503731 B2 JP6503731 B2 JP 6503731B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- amount
- supply amount
- lubricant
- developing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
Description
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンター、ファクシミリやこれらの複合機などの画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, and a composite machine of these using an electrophotographic method.
近年、電子写真方式の画像形成装置は、高解像度や写真再現性などの画質向上が要求されている。その要求に応える有力な手段の一つとして、トナーの小粒径化あるいは球形化が行われている。 2. Description of the Related Art In recent years, image forming apparatuses of the electrophotographic type have been required to improve image quality such as high resolution and photographic reproducibility. As one of the effective means to meet the demand, toner particle size reduction or spheroidization is performed.
しかし、トナーを小粒径化・球形化すると、清掃ブレードと像担持体の間をすり抜け易くなる。つまり小粒径化がなされると、トナーと像担持体のファンデルワールス力に伴う付着力が強くなるとともに、粒径が小さいため像担持体と清掃ブレードとの間（ニップ部）に進入し易くなる。 However, when the toner is reduced in particle size and made spherical, it becomes easy to slip between the cleaning blade and the image carrier. That is, when the particle diameter is reduced, the adhesion between the toner and the image carrier accompanying the van der Waals force becomes strong, and the particle diameter is small, and therefore, the toner enters between the image carrier and the cleaning blade (nip portion). It will be easier.
また球形化すると、トナーが像担持体と清掃ブレードとの間で転がり易くなり、転がることでやはりニップ部に進入し易くなる。トナーがすり抜ける事態（いわゆるクリーニング不良）は、次の画像上にそのトナーが転写されて黒スジ状の画像ノイズになったり、露光工程で光がこのトナーに遮られて潜像が形成されない部分が発生したりするため、発生してはならない現象である。 Further, when the toner is sphericalized, the toner is likely to roll between the image carrier and the cleaning blade, and by rolling, it is also easy to enter the nip portion. In the case where the toner slips off (so-called cleaning failure), the toner is transferred onto the next image to form black streaks of image noise, or light is interrupted by the toner in the exposure step to form a latent image. It is a phenomenon that should not occur because it occurs.
そこで、ステアリン酸亜鉛などからなる潤滑剤を像担持体に供給・塗布する技術が提案されている。像担持体に滑材を塗布することで、像担持体への付着力を低下させることができるためクリーニング性が向上する。また、トナーや外添剤の凝集物付着防止により画像ノイズが抑制できる。更に、清掃ブレード当接部の負荷を軽減できるため、像担持体や清掃ブレードの摩耗を抑制でき、像担持体や清掃ブレードの長寿命化が図れる。 Therefore, a technique has been proposed for supplying and applying a lubricant comprising zinc stearate or the like to an image carrier. By applying a lubricant to the image carrier, the adhesion to the image carrier can be reduced, and the cleaning performance is improved. Also, image noise can be suppressed by preventing the adhesion of toner and external additive aggregates. Furthermore, since the load on the cleaning blade contact portion can be reduced, the wear of the image carrier and the cleaning blade can be suppressed, and the life of the image carrier and the cleaning blade can be prolonged.
像担持体に潤滑剤を塗布する方法として、潤滑剤を外添したトナーを用いることで、現像ローラの駆動に伴い潤滑剤を現像器から像担持体に供給し、清掃ブレード部にて塗布・被膜化する方式がある。この滑材被膜は、帯電部で酸化劣化し、清掃部や現像部で供給・塗布と同時に研磨されるため、適切な滑材被膜を維持するためには、常に所定量以上の滑材を感光体に供給する必要がある。 As a method of applying a lubricant to the image carrier, by using a toner to which a lubricant is externally added, the lubricant is supplied from the developing device to the image carrier with the drive of the developing roller, and the cleaning blade portion applies There is a method of forming a film. The lubricant film is oxidized and deteriorated at the charging portion and is simultaneously polished and supplied at the cleaning portion and the developing portion. Therefore, in order to maintain an appropriate lubricant film, the lubricant material of a predetermined amount or more is always exposed It is necessary to supply to the body.
このような、トナーにステアリン酸亜鉛などの潤滑剤を外添することで、現像器より滑材を感光体に供給する方式の場合、現像器への滑材供給はトナー補給によりなされる。通常の電子写真装置においては、現像器へのトナー補給量について、トナーの消費に見合った分補給することで現像器内のトナー量を一定に保っている。 By externally adding a lubricant such as zinc stearate to the toner, in the case of supplying lubricant to the photosensitive member from the developing device, lubricant is supplied to the developing device by toner replenishment. In an ordinary electrophotographic apparatus, the amount of toner supplied to the developing device is kept constant by replenishing the amount corresponding to the consumption of toner.
特に２成分現像方式の場合、現像剤総量に対するトナー重量の比率（トナー濃度Ｔｃ（％））によりトナー帯電量が変化する。そのため、現像剤の透磁率よりトナー濃度を求める、印字画像の画素数とトナー付着量より、あるいは、所定間隔でテストパターンを印字しそのテストパターン濃度より、更にはこれらの方式を併用するなどしてトナー消費量を求め、現像器内のトナー濃度が略一定になるようにトナー補給を行っている。 In particular, in the case of the two-component development system, the toner charge amount changes depending on the ratio of the toner weight to the total developer amount (toner concentration Tc (%)). Therefore, the toner density is determined from the permeability of the developer, the test pattern is printed from the number of pixels of the printed image and the toner adhesion amount, or at predetermined intervals, and these methods are used together from the test pattern density. The toner consumption amount is determined, and toner replenishment is performed so that the toner concentration in the developing device becomes substantially constant.
トナーに外添された潤滑剤は、シリカなどの外添剤にくらべ粒径が１〜２０μｍ程度大きいこともあり、またプラスの摩擦帯電極性のため、現像ローラの回転駆動により背景部に潤滑剤が供給される。このため、感光体への滑材供給量は現像器内の滑材量に依存しており、現像器から感光体へ供給される滑材量（現像器から消費される滑材量）について、現像ローラの駆動時間に応じて現像器内の滑材量に対して一定比率の量の滑材が、感光体へ供給される。 The lubricant externally added to the toner may have a particle size larger than that of the external additive such as silica by about 1 to 20 μm, and because of the positive triboelectric charge polarity, the lubricant is applied to the background by rotation of the developing roller. Is supplied. Therefore, the amount of lubricant supplied to the photosensitive member depends on the amount of lubricant in the developing device, and the amount of lubricant supplied from the developing device to the photosensitive member (the amount of lubricant consumed from the developing device) An amount of lubricant is supplied to the photosensitive member in a fixed ratio to the amount of lubricant in the developing device according to the driving time of the developing roller.
現像器内の滑材量は、現像器への滑材供給量と現像器からの滑材消費量との差分である。滑材はトナーを介して運ばれるため、現像器内への滑材量供給量はトナー補給量とトナーへの滑材外添量との積となる。 The amount of lubricant in the developing device is the difference between the amount of lubricant supplied to the developing device and the amount of lubricant consumed from the developing device. Since the lubricant is transported through the toner, the amount of lubricant supplied into the developing device is the product of the toner replenishment amount and the amount of lubricant externally added to the toner.
ところで、一般的な複写機・プリンターにおいて、印字画像の平均カバレッジは５％程度である。このため滑材のトナーへの外添量は、平均カバレッジを考慮し平均カバレッジよりやや低めの例えば３％であり、カバレッジに対する平均的なトナー補給量にて滑材被膜が維持できるような外添量に設定される。 By the way, in a general copying machine / printer, the average coverage of printed images is about 5%. For this reason, the external addition amount of the lubricant to the toner is, for example, 3% slightly lower than the average coverage in consideration of the average coverage, and the external addition such that the lubricant coating can be maintained at the average toner replenishment amount for the coverage. Set to the amount.
このため通常の使用においては、滑材被膜を維持できるトナー補給量が確保できている。しかしながら、カバレッジが低い画像の印字が継続すると、トナー消費量の減少にともないトナー補給量が減少するため、現像器内の滑材量は減少する。その結果、感光体への滑材供給量が低下し、感光体上の滑材被膜は被膜生成速度が被膜減耗速度を下回り所定の滑材被膜を維持できなくなる。この結果、感光体に異物が付着して画像ノイズが生じたり、清掃ブレード当接部に負荷が生じブレード摩耗・感光体摩耗が進行したりしてしまいがちであった。 For this reason, in normal use, the toner replenishment amount capable of maintaining the lubricant film can be secured. However, if printing of an image with low coverage continues, the amount of lubricant in the developing device decreases because the amount of toner replenishment decreases as the amount of toner consumption decreases. As a result, the amount of lubricant supplied to the photosensitive member is reduced, and the lubricant film on the photosensitive member can not maintain the predetermined lubricant film because the film formation rate is lower than the film depletion rate. As a result, foreign matter adheres to the photosensitive member to cause image noise, and a load is generated on the cleaning blade contact portion, so that blade abrasion and photosensitive member abrasion tend to progress.
また、トナーを介して滑材を供給しない系における低カバレッジ印字が続いた場合の課題として、濃度低下、かぶり、画像のがさつきなどの画像ノイズの発生が知られている。トナーは、所定流動性や荷電性を確保するためバルク表面にシリカなどが外添されているが、現像器中の撹拌などのストレスを受けることにより、外添剤の離脱やバルクへの埋め込みがおこり、トナー劣化が徐々に進行する。 In addition, as a problem when low coverage printing continues in a system in which a lubricant is not supplied via a toner, occurrence of image noise such as density reduction, fogging, blurring of an image, etc. is known. In the toner, silica etc. is externally added to the bulk surface to secure the specified flowability and chargeability, but due to stress such as agitation in the developing device, the external additive is detached or embedded in the bulk. As a result, toner deterioration gradually progresses.
トナーの劣化が生じると濃度低下・かぶり・印字画像のがさつきなどが生じてしまうため、劣化トナー自体を現像器内より消費しなくてはならない。このため、たとえば低カバレッジ印字が所定枚数継続した時、印字を中断し、感光体上に強制消費用の潜像を形成し、現像することで強制的にトナーを消費し、消費した分のトナーを補給することでトナーを入れ替える技術が提案されている。 Deterioration of toner results in reduction in density, fog, and print image unevenness, so the deteriorated toner itself must be consumed from the inside of the developing device. Therefore, for example, when low coverage printing continues for a predetermined number of sheets, printing is interrupted, a latent image for forced consumption is formed on the photosensitive member, and toner is forcibly consumed by development, and the amount of toner consumed is consumed. A technology has been proposed for replacing toner by replenishing toner.
このような方式の場合、吐き出しモード時は印字が中断するため生産性が低下する。このため、モードの実施間隔を大きくとることが望ましい。実際ストレスによる劣化現象は、急速に起きるものではないため、吐き出しモードは数Ｋ毎間隔で実行される。 In the case of such a system, printing is interrupted in the discharge mode, and the productivity is reduced. For this reason, it is desirable to increase the mode implementation interval. In fact, since the stress degradation phenomenon does not occur rapidly, the discharge mode is performed at intervals of several K.
また、印字画素数情報を基にトナー補給制御を行う系においては、低カバレッジの場合（特に０％）、トナー補給量が非常に少量（あるいはゼロ）となる。実際のトナー消費は画像部に現像されるだけではなく、背景部にも微量のトナーがかぶりトナーとして消費される。これにより、低カバレッジの場合かぶりトナーの影響が相対的に大きくなるため、実際のトナー消費量とのずれが生じやすくなる（前述したようにトナー劣化が進行するとかぶりトナーが増加するためずれは大きくなる）。 Further, in a system in which toner replenishment control is performed based on printing pixel number information, in the case of low coverage (particularly 0%), the toner replenishment amount becomes very small (or zero). The actual toner consumption is not only developed in the image area, but also a small amount of toner is consumed in the background area as fog toner. As a result, in the case of low coverage, the influence of the fog toner becomes relatively large, and a deviation from the actual toner consumption tends to occur (as described above, since the fog toner increases as the toner deterioration progresses, the deviation is large Become).
特に所定画素数（所定の消費量に相当）に達したときにトナー補給を行う系では、低カバレッジ時はトナー補給までの間隔が通常カバレッジ印字に対して非常に長くなるため、劣化とも相まってかぶりによるずれが大きくなり、トナー濃度は低下してしまい画像濃度が低下してしまう。このため、このかぶりトナーによる消費分を見込んで、印字毎に実際の画素数に補正画素を加えるごとに、所定枚数の時に、かぶりトナー分を見込んだトナー補給を行うことで所定トナー濃度に維持する技術が提案されている。 In particular, in a system in which toner replenishment is performed when a predetermined number of pixels (corresponding to a predetermined consumption amount) is reached, the interval until toner replenishment becomes very long during low coverage when compared with normal coverage printing. As a result, the deviation due to the toner becomes large, the toner density decreases, and the image density decreases. For this reason, in consideration of the consumption by the fog toner, whenever the correction pixel is added to the actual number of pixels for each printing, the toner is maintained at the predetermined toner density by performing the toner replenishment considering the fog toner at the predetermined number of sheets. Technology has been proposed.
ところで、トナーに外添された滑材は、定常的に感光体に供給されるようにするため、シリカなどの外添剤のようなトナー表面に可能な限り安定して存在することを前提として設計されたものとは異なり、トナーから簡単に離脱するように、粒径がシリカなどに比べて大粒径のものが用いられており、外添処理時のバルクへの付着強度も低く抑えられている。また、滑材の外添により流動性や荷電性への影響が出ないように、必要最低限の添加量に設計されている。 By the way, the lubricant externally added to the toner is assumed to be present as stably as possible on the toner surface such as an external additive such as silica in order to be constantly supplied to the photosensitive member. Unlike those designed, particles with a larger particle size are used compared to silica etc. so that they can be easily detached from the toner, and the adhesion strength to the bulk during external additive processing is also suppressed low. ing. In addition, the additive amount is designed to be the minimum necessary amount so that the fluidity and the chargeability are not affected by the external addition of the lubricant.
このため滑材が離脱したトナーでも、特にトナーとして流動性や荷電性に変化はなく通常のトナーとして用いることが可能であり、シリカなどの外添剤とは異なり滑材が離脱してもトナーとして廃棄する必要はない。従来のような劣化トナーの吐き出しを行ったのちトナーを供給するような方式では、正常なトナーを廃棄することとなり無駄が生じ、トナーボトルや廃棄トナーボトルの寿命が短くなってしまうという課題があった。 For this reason, even if the toner from which the lubricant has been released has no change in fluidity or chargeability as the toner, it can be used as a normal toner, and unlike the external additive such as silica, even if the lubricant is released, the toner There is no need to discard as. In the conventional method of discharging the deteriorated toner and supplying the toner, there is a problem that the normal toner is discarded and waste occurs, and the life of the toner bottle and the waste toner bottle is shortened. The
さらに、従来の吐き出し制御の場合、前述したように生産性の観点から吐き出しモード実行間隔を長くするのが望ましいが、この場合、トナー劣化は進んでいなくても滑材が消費されており感光体への滑材供給量が不足し、画像ノイズが発生や清掃ブレードや感光体の消耗が進んでしまうという課題が生じてしまう。この間隔を短くすると生産性が低下してしまう。 Furthermore, in the case of conventional discharge control, as described above, it is desirable to lengthen the discharge mode execution interval from the viewpoint of productivity, but in this case, the lubricant is consumed even if the toner deterioration is not progressing. There is a problem that the amount of lubricant supplied to the body is insufficient, image noise occurs, and the consumption of the cleaning blade and the photosensitive member progresses. If this interval is shortened, productivity will be reduced.
これらの課題対応として、画像と画像の間の部分に吐き出し用のパターンを形成する方法がある。通常の使用において、カバレッジは必ずしも一定ではなく混在している。常時吐き出しパターンを形成する方式の場合、次に中・高カバレッジ画像を形成するときでも、本来印字に用いることが可能なトナーまで吐き出しパターンとして廃棄してしまうため、無駄が生じてしまうという課題があった。 As a solution to these problems, there is a method of forming a discharge pattern in a portion between an image and an image. In normal use, coverage is not always constant but mixed. In the case of the method of forming a constant discharge pattern, even when forming a medium and high coverage image next, even the toner that can be originally used for printing is discarded as a discharge pattern, which causes a problem of causing waste. there were.
またかぶりトナーは作像に寄与しないため、正常状態のトナーであれば非常に微量に収まるようにトナーの荷電性が設計されている。これに対し、同じ外添材といっても滑材は感光体に所定の量供給されることが前提に設計されているため、かぶりトナーに対するのと同様の制御では滑材の供給量不足となり、所定の滑材被膜が維持できないことによる画像ノイズが発生してしまう。 Further, since the fog toner does not contribute to the image formation, the chargeability of the toner is designed so that the toner in a normal state can be contained in a very small amount. On the other hand, even though the same external additive is used, the lubricant is designed to be supplied to the photosensitive member by a predetermined amount, so the amount of lubricant supplied is insufficient in the same control as for fog toner. Image noise may occur due to the inability to maintain a predetermined lubricant film.
また、従来のかぶりトナー消費に対する制御では、かぶりトナーの消費量がもともと多くないことや前述した理由により、トナー劣化の速度が緩やかになるように設計されている。そのため、比較的長いスパンでのかぶりトナー消費量を基に消費量を推定しており、印字枚数にて補正量を決めている。 Further, in the control for conventional fog toner consumption, the rate of toner deterioration is designed to be gentle because the amount of fog toner consumption is originally not large and the reason described above. Therefore, the amount of consumption is estimated based on the amount of fog toner consumption in a relatively long span, and the amount of correction is determined by the number of printed sheets.
一方で滑材供給の場合は、現像器の駆動により滑材が供給されるために、現像ローラの駆動時間が感光体への滑材供給量に大きく影響する。現像器の駆動時間は、１ジョブの枚数や両面印字も含め、印字後の後処理動作により同じ印字枚数でも現像ローラの駆動時間が異なる。このため従来のような印字枚数をもとにトナーを供給する方式では、現像ローラ駆動時間が長い印字モードでは現像器内の滑材が消費されてしまい感光体への供給量が低下し、滑材被膜の維持ができなくなってしまいがちであった。 On the other hand, in the case of lubricant supply, since the lubricant is supplied by driving the developing device, the driving time of the developing roller greatly affects the lubricant supply amount to the photosensitive member. As for the driving time of the developing device, the driving time of the developing roller is different even with the same number of printed sheets depending on the post-processing operation after printing including the number of sheets of one job and double-sided printing. For this reason, in the conventional method of supplying toner based on the number of printed sheets, the lubricant in the developing device is consumed in the printing mode where the developing roller drive time is long, and the amount of supply to the photosensitive member is reduced. It tends to be impossible to maintain the material coating.
本発明は上述した問題に鑑み、感光体上に安定して滑材被膜を形成維持することが可能となる画像形成装置の提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of stably forming and maintaining a lubricant film on a photosensitive member in view of the problems described above.
本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、現像ローラを有し、前記像担持体に形成された静電潜像を、滑材を外添したトナーで現像する現像手段と、前記現像手段により形成されたトナー像を、転写材もしくは中間転写体に転写する転写手段とを備え、前記現像手段から前記像担持体へ滑材が供給される画像形成装置であって、トナーを前記現像手段に補給するトナー補給手段と、前記現像手段におけるトナー濃度を検出する濃度検出手段と、前記現像手段からの滑材供給量を検出する供給量検出手段と、前記供給量検出手段の検出結果に応じて、前記トナー補給手段によるトナー補給量を、前記トナー濃度に基づく第１補給量と所定の第２補給量との何れかに制御する制御手段とを備え、前記供給量検出手段は、前記現像ローラを駆動させる所定の駆動時間あたりのトナー補給量を求めることにより、前記滑材供給量を検出する構成とする。本構成によれば、感光体上に安定して滑材被膜を形成維持することが可能となる。 An image forming apparatus according to the present invention includes an image carrier and a developing roller, and develops the electrostatic latent image formed on the image carrier with a toner to which a lubricant is externally added, and the development. An image forming apparatus including a transfer unit for transferring a toner image formed by the unit to a transfer material or an intermediate transfer member, wherein a lubricant is supplied from the developing unit to the image carrier, the toner being developed Toner replenishment means for replenishing means, density detection means for detecting toner concentration in the developing means, supply amount detection means for detecting the lubricant supply amount from the developing means, detection results of the supply amount detecting means And control means for controlling the toner replenishment amount by the toner replenishment means to any one of a first replenishment amount based on the toner concentration and a predetermined second replenishment amount. Drive the development roller Predetermined by obtaining a toner supply amount per driving time that is configured to detect the lubricating material supply amount. According to this configuration, the lubricant film can be stably formed and maintained on the photosensitive member.
また上記構成としてより具体的には、前記供給量検出手段は、前記駆動時間あたりのトナー補給量を移動平均にて求める構成としてもよい。 Further, more specifically as the above configuration, the supply amount detection unit may be configured to obtain the toner replenishment amount per drive time by a moving average.
また上記構成としてより具体的には、前記供給量検出手段は、重み付け係数を乗じて前記移動平均を求めるものであり、前記重み付け係数は、経過枚数あるいは経過時間が増えるにつれて重みが小さくなる構成としてもよい。 More specifically, as the above configuration, the supply amount detection unit multiplies the weighting coefficient to obtain the moving average, and the weighting coefficient decreases as the elapsed number of sheets or elapsed time increases. It is also good.
また上記構成としてより具体的には、前記濃度検出手段は、現像剤の透磁率を検出する手段、および、印字データの画素データを基にトナー消費量を算出する手段の少なくとも一方を有する構成としてもよい。また上記構成としてより具体的には、前記制御手段は、前記供給量検出手段の検出結果が第１所定値を上回っている場合に、トナー補給量を第１補給量とし、前記供給量検出手段の検出結果が第１所定値以下である場合に、トナー補給量を第２補給量とする構成としてもよい。 More specifically, as the above configuration, the density detection unit includes at least one of a unit that detects the magnetic permeability of the developer and a unit that calculates the toner consumption based on the pixel data of the print data. It is also good. More specifically as the above configuration, when the detection result of the supply amount detection means exceeds a first predetermined value, the control means sets the toner supply amount as the first supply amount, and the supply amount detection means The toner replenishment amount may be set as the second replenishment amount when the detection result of is less than the first predetermined value.
また上記構成としてより具体的には、前記濃度検出手段の検出結果が予め定められた第２所定値に達した場合に、第２供給量のトナー補給を停止し、前記濃度検出手段の検出結果が第２所定値を再び下回った場合に、第２停止を解除する構成としてもよい。また当該構成は、前記濃度検出手段の検出結果が第２所定値に達したままで、前記供給量検出手段が第１所定値より低い第３所定値を下回った場合に、前記現像手段より所定量のトナー吐き出しを行う構成としてもよい。 More specifically, when the detection result of the density detection means reaches a predetermined second predetermined value, the replenishment of the second supply amount of toner is stopped, and the detection result of the density detection means is detected. The second stop may be canceled when the value of the second stop value falls below the second predetermined value again. Further, in the configuration, when the supply amount detection unit falls below a third predetermined value lower than the first predetermined value while the detection result of the density detection unit reaches the second predetermined value, the position from the developing unit It may be configured to discharge a fixed amount of toner.
本発明に係る画像形成装置によれば、感光体上に安定して滑材被膜を形成維持することが可能となる。 According to the image forming apparatus of the present invention, the lubricant film can be stably formed and maintained on the photosensitive member.
本発明の実施形態について、各図面を参照しながら以下に説明する。但し本発明の内容は、当該実施形態に何ら限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the contents of the present invention are not limited to the embodiment.
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の要部構成図である。なお、本図において、引用符のａ〜ｄは対応色の違い（ＹＭＣＫ）を示している。以下の説明にて各色のものを総称する場合には、ａ〜ｄの表記を省略する。例えば「画像形成ユニット１」は、画像形成ユニット１ａ〜１ｄを総称したものである。 FIG. 1 is a schematic view of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. In the drawing, the quotation marks a to d indicate the differences in corresponding colors (YMCK). In the following description, when the color of each color is generically described, the notation of a to d is omitted. For example, "image forming unit 1" is a generic name of image forming units 1a to 1d.
本実施形態の画像形成装置は、中間転写体２０に複数の画像形成ユニット１を設けたタンデム型カラー画像形成装置である。画像形成ユニット１では、有機感光体１０（像担持体）の周りに、帯電装置１１、露光手段１２、現像器１３、１次転写ローラ１４、感光体清掃装置１５、および除電装置１６が配置されている。 The image forming apparatus of the present embodiment is a tandem color image forming apparatus in which a plurality of image forming units 1 are provided on an intermediate transfer member 20. In the image forming unit 1, the charging device 11, the exposure unit 12, the developing device 13, the primary transfer roller 14, the photosensitive member cleaning device 15, and the charge removing device 16 are disposed around the organic photosensitive member 10 (image carrier). ing.
有機感光体１０は、帯電装置１１にて一様に（例えば−５５０ｖに）帯電される。その後、ＹＭＣＫに色分解されたうちの対応色のデータが露光され、感光体１０上に対応色の静電潜像が形成される。さらに、対応色トナーを有する現像器１３にて現像され、トナー像が感光体１０上に形成される。 The organic photoreceptor 10 is uniformly charged (for example, to −550 v) by the charging device 11. Thereafter, the data of the corresponding color of the color separated into YMCK is exposed to form an electrostatic latent image of the corresponding color on the photosensitive member 10. Further, the toner is developed by the developing device 13 having the corresponding color toner, and a toner image is formed on the photosensitive member 10.
現像器１３としては、トナーと磁性を有するキャリアを所定比率で混合させた現像剤を内蔵する２成分現像器が用いられる。現像器１３内の現像ローラには、Ｖｂ＝−４００ｖにＶｐｐ＝１．５ｋｖ（５ｋｈｚ）の交流が重畳された現像バイアスが印加されることにより、露光部分にトナーが現像され、感光体上にトナー像が形成される。 As the developing device 13, a two-component developing device containing a developer in which toner and magnetic carrier are mixed at a predetermined ratio is used. A developing bias in which an alternating current of Vpp = 1.5 kv (5 khz) is superimposed on Vb = -400 v is applied to the developing roller in the developing device 13, whereby the toner is developed on the exposed portion, and the photosensitive member is developed. A toner image is formed.
感光体１０上に形成されたトナー像は、１次転写部で、１次転写ローラ１４により押圧された中間転写体２０に接触し、１次転写ローラ１４に印加された１次転写バイアスにより形成される転写電界により、中間転写体２０上に転写される。その後、このトナー像と各画像形成ユニットの１次転写部で重なり合うよう同期を取って、各色トナー像が同様の構成を有する各画像形成ユニットで形成し、順次中間転写体２０上に写し重ね合わせられる。 The toner image formed on the photosensitive member 10 contacts the intermediate transfer member 20 pressed by the primary transfer roller 14 at the primary transfer portion, and is formed by the primary transfer bias applied to the primary transfer roller 14 The image is transferred onto the intermediate transfer member 20 by the transfer electric field. Thereafter, synchronization is performed so that the toner image and the primary transfer portion of each image forming unit overlap so that each color toner image is formed by each image forming unit having the same configuration, and is sequentially transferred onto the intermediate transfer member 20 and superimposed. Be
その後、２次転写部２２で被転写材に転写され、被転写材は図示しない定着装置で定着された後機外に排出される。一方、感光体１０は１次転写後に感光体清掃装置１５で、中間転写体２０は２次転写後に中間転写体清掃装置２１で、それぞれ転写後に残留したトナーが清掃され次の画像形成サイクルに備える。これらの清掃装置は常に圧接されている。 Thereafter, the image is transferred to the material to be transferred at the secondary transfer portion 22, and the material to be transferred is fixed by a fixing device (not shown) and discharged to the outside of the machine. On the other hand, the photosensitive member 10 is cleaned by the photosensitive member cleaning device 15 after the primary transfer, and the intermediate transfer member 20 is cleaned by the intermediate transfer member cleaning device 21 after the secondary transfer, and toners remaining after transfer are cleaned to prepare for the next image forming cycle. . These cleaning devices are always in pressure contact.
また、除電装置１６は、ＬＥＤなどからなり感光体長手方向全面に光を照射し、感光体上に残留する電荷を除電することで、感光体を−３０Ｖ程度の一様な電位に落とし、帯電工程における均一性を高める。通常、清掃工程後・帯電工程前に配置されるが、スペースを有効に利用するためやＣＬ性向上のため、１次転写効率が高い場合には、１次転写残留トナーによる光除電工程への影響は小さく、１次転写後清掃前に配置してもよい。 Further, the charge removing device 16 is an LED or the like and irradiates light to the entire surface in the longitudinal direction of the photosensitive member, and the charge remaining on the photosensitive member is eliminated to drop the photosensitive member to a uniform potential of about -30 V Improve the uniformity in the process. Usually, it is arranged after the cleaning process and before the charging process, but if the primary transfer efficiency is high for effective use of the space and for improvement of the CL property, to the light neutralization process with the primary transfer residual toner The effect is small and may be arranged after the primary transfer and before cleaning.
ここで、中間転写体２０（中間転写ベルト）の材料としては、ポリカーボネートやＰＴＦＥ、あるいはポリイミドを主原料としてカーボンを分散させた半導電性のものが用いられている。感光体１０としては、アルミニウム管の上に順次下引き層・電荷発生層・所定の厚みを有する電荷輸送層を積層した積層型有機感光体を用いる。 Here, as a material of the intermediate transfer member 20 (intermediate transfer belt), a semiconductive material in which carbon is dispersed using polycarbonate, PTFE, or polyimide as a main raw material is used. As the photosensitive member 10, a laminated organic photosensitive member in which an undercoat layer, a charge generation layer, and a charge transport layer having a predetermined thickness are sequentially laminated on an aluminum tube is used.
帯電装置としては、導電性ゴムローラを感光体に接触配置し、感光体の回転駆動に伴い従動回転する接触帯電ローラを用いる。感光体清掃装置１５は、ポリウレタンゴムによるクリーニングブレードが感光体に線圧３０Ｎ/ｍで当接される。転写後残留したトナーを回収する。 As the charging device, a contact charging roller is used, in which a conductive rubber roller is disposed in contact with the photosensitive member, and is driven to rotate as the photosensitive member is driven to rotate. In the photoconductor cleaning device 15, a cleaning blade made of polyurethane rubber is brought into contact with the photoconductor at a linear pressure of 30 N / m. After the transfer, the residual toner is collected.
なお、現像器１３の現像槽内には、上述した現像ローラの他、現像ローラ上の現像剤搬送量を規制する規制部材と、現像ローラへ現像剤を供給しつつ長手方向へ現像剤を搬送する現像剤供給搬送経路と、現像剤供給搬送経路内に配置する搬送スクリューが設けられる。また更に当該現像槽内には、現像剤撹拌搬送経路（現像剤供給搬送経路に平行に配置され、現像剤搬送方向と反対方向へ攪拌を伴い、現像剤供給搬送経路の長手方向両端部で現像剤を受け渡す経路）と、現像剤撹拌搬送経路内に配置する現像剤攪拌搬送手段なども設けられる。 In addition, in the developing tank of the developing device 13, in addition to the developing roller described above, a regulating member for regulating the amount of transport of the developer on the developing roller, and the developer being fed in the longitudinal direction while supplying the developer to the developing roller. The developer supplying and conveying path is provided, and the conveying screw disposed in the developer supplying and conveying path is provided. Furthermore, in the developer tank, a developer stirring and conveying path (disposed parallel to the developer supplying and conveying path, accompanied by agitation in the direction opposite to the developer conveying direction, and development is performed at both ends in the longitudinal direction of the developer supplying and conveying path A developer delivery route and a developer agitation delivery means disposed in the developer agitation delivery route are also provided.
撹拌供給路の一端にはトナー補給部が設けられ、現像にて減少したトナーが適宜供給される。トナーとキャリアから成る現像剤は、撹拌搬送路・供給搬送路を循環し、この循環経路中で混合撹拌されることで、キャリアとトナーの摩擦帯電により、トナー・キャリアの混合比に基づく所定帯電量にトナーは帯電される。現像剤は供給搬送路にて、対向する現像ローラに磁気力で供給される。 A toner replenishing unit is provided at one end of the stirring supply path, and the toner reduced by development is appropriately supplied. The developer consisting of toner and carrier circulates the stirring conveyance path and the feeding conveyance path, and is mixed and stirred in this circulation path, whereby the carrier and the toner are frictionally charged, and a predetermined charge based on the mixing ratio of toner and carrier The toner is charged to the amount. The developer is magnetically supplied to the opposing developing roller in the supply conveyance path.
現像ローラは、駆動回転されるスリーブローラと、スリーブローラ内に固定配置された磁石ローラとから構成される。磁石ローラは、スリーブローラの回転方向に沿って５つの磁極を有する。これらの磁極のうち、主磁極は、感光体１０と対向する位置に配置されており、また、スリーブローラ上の現像剤を剥離するための反発磁界を発生させる各同極部は、現像槽内部に対向した位置に配置されている。 The developing roller is composed of a sleeve roller driven and rotated, and a magnet roller fixedly disposed in the sleeve roller. The magnet roller has five magnetic poles along the direction of rotation of the sleeve roller. Among these magnetic poles, the main magnetic pole is disposed at a position facing the photosensitive member 10, and each same pole portion generating a repulsive magnetic field for peeling the developer on the sleeve roller is the inside of the developing tank It is arranged at the position opposite to.
現像ローラのスリーブローラの回転方向は、感光体１０の回転方向と同じ（対向部において互いに反対方向）になるように設定されている。供給搬送路中の一部の現像剤は、現像ローラ上に磁気力により現像ローラに供給する。供給された現像剤については、規制部にて、現像ローラ上の現像剤の量が略一定に規制される。 The rotational direction of the sleeve roller of the developing roller is set to be the same as the rotational direction of the photosensitive member 10 (opposite directions in the opposing portion). A part of the developer in the supply conveyance path is supplied to the developing roller by the magnetic force on the developing roller. With regard to the supplied developer, the amount of the developer on the developing roller is regulated to be substantially constant at the regulating portion.
この後現像剤は感光体と対抗する領域に搬送され、現像ローラに印加された現像バイアスと感光体上の潜像との電位差により、所定量のトナーが感光体上の所定領域（潜像）に付着されて現像される。現像ニップを通過した現像剤は、同極部に達し現像ローラから剥離され、供給搬送路中に戻され、再び循環される。 Thereafter, the developer is conveyed to a region opposed to the photosensitive member, and a predetermined amount of toner is on a predetermined region (latent image) on the photosensitive member due to the potential difference between the developing bias applied to the developing roller and the latent image on the photosensitive member. And developed. The developer that has passed through the developing nip reaches the same polarity, is separated from the developing roller, is returned to the supply conveyance path, and is circulated again.
以下に、本発明で使用可能な現像剤について説明する。本実施形態において、現像剤は、トナーやトナーを帯電するためのキャリアからなる。トナーとしては特に限定されず、一般に使用されている公知のトナーを使用することができ、バインダー樹脂中に着色剤や必要に応じて、荷電制御材や離型材等を含有させ、外添材を処理したものを使用できる。トナー粒径としてはこれに限定されるものではないが、３〜１５μｍ程度が望ましい。 The developers that can be used in the present invention will be described below. In the present embodiment, the developer comprises a toner and a carrier for charging the toner. The toner is not particularly limited, and a commonly used known toner can be used, and the binder resin may contain a colorant and, if necessary, a charge control material, a release material, etc., and an external additive. You can use the processed one. The toner particle size is not limited to this, but about 3 to 15 μm is desirable.
このようなトナーを製造するにあたっては、一般に使用されている公知の方法で製造することができ、例えば、粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法等を用いて製造することができる。トナーに使用するバインダー樹脂としては、これに限定されるものではないが、例えば、スチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）やポリエステル樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。これらの樹脂単体もしくは複合体により、軟化温度が８０〜１６０℃の範囲のものを、またガラス転移点が５０〜７５℃の範囲のものを用いることが好ましい。 Such toner can be produced by a commonly used known method, and can be produced, for example, using a pulverization method, an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method or the like. The binder resin to be used for the toner is not limited to this, but, for example, styrene resin (styrene or a homopolymer or copolymer containing a styrene-substituted product), polyester resin, epoxy resin, vinyl chloride Resin, phenol resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polyurethane resin, silicone resin etc. are mentioned. It is preferable to use one having a softening temperature in the range of 80 to 160 ° C., and one having a glass transition point in the range of 50 to 75 ° C., by using any of these resins or composites.
また着色剤としては、一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、活性炭、マグネタイト、ベンジンイエロー、パーマネントイエロー、ナフトールイエロー、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、ウルトラマリンブルー、ローズベンガル、レーキーレッド等を用いることができ、一般に上記のバインダー樹脂１００重量部に対して２〜２０重量部の割合で用いることが好ましい。 In addition, as the coloring agent, known ones generally used can be used, for example, carbon black, aniline black, activated carbon, magnetite, benzine yellow, permanent yellow, naphthol yellow, phthalocyanine blue, phthalocyanine blue, fast sky blue, ultramarine Blue, rose bengal, lake red, etc. can be used, and generally it is preferable to use in a ratio of 2 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the above-mentioned binder resin.
また、上記の荷電制御材としても、公知のものを用いることができ、正帯電性トナー用の荷電制御材としては、例えばニグロシン系染料、４級アンモニウム塩系化合物、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアミン樹脂などがある。負帯電性トナー用荷電制御材としては、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｆｅ等の金属含有アゾ系染料、サリチル酸金属化合物、アルキルサリチル酸金属化合物、カーリックスアレン化合物などがある。荷電制御材は一般に上記のバインダー樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部の割合で用いることが好ましい。 Also, known materials can be used as the above-mentioned charge control materials, and as charge control materials for positively chargeable toners, for example, nigrosine dyes, quaternary ammonium salt compounds, triphenylmethane compounds, imidazole There are a series compound, a polyamine resin, etc. Examples of charge control materials for negatively chargeable toners include metal-containing azo dyes such as Cr, Co, Al and Fe, salicylic acid metal compounds, alkylsalicylic acid metal compounds, and calixarene compounds. In general, the charge control material is preferably used in a ratio of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
また、上記の離型材としても、一般に使用されている公知のものを用いることができる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、カルナバワックス、サゾールワックス等を単独あるいは２種類以上組合せて使用することができ、一般に上記のバインダー樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部の割合で用いることが好ましい。 In addition, as the above-mentioned mold release material, it is possible to use known one which is generally used. For example, polyethylene, polypropylene, carnauba wax, sazole wax, etc. can be used singly or in combination of two or more, and generally used in a ratio of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the above binder resin Is preferred.
また、トナーに外添する粒子としては、一般に使用されている公知のものを使用することができる。流動性や帯電性改善を目的として例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等を使用することができ、特にシランカップリング剤やチタンカップリング剤やシリコンオイル等で撥水化したものを用いるのが好ましい。そして、このような流動化剤を上記のトナー１００重量部に対して０．１〜５重量部の割合で添加させて用いるようにする。外添剤の個数平均一次粒径は１０〜１００ｎｍであることが好ましい。 Also, as particles externally added to the toner, known particles generally used can be used. For the purpose of improving fluidity and chargeability, for example, silica, titanium oxide, aluminum oxide and the like can be used, and in particular, those which are made water repellent with a silane coupling agent, titanium coupling agent, silicone oil and the like are used. preferable. Then, such a fluidizing agent is added at a ratio of 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner. The number average primary particle size of the external additive is preferably 10 to 100 nm.
キャリアとしては特に限定されず、一般に使用されている公知のキャリアを使用することができ、バインダー型キャリアやコート型キャリアなどが使用できる。キャリア粒径としてはこれに限定されるものではないが、１５〜１００μｍが好ましい。 It does not specifically limit as a carrier, The well-known carrier generally used can be used and a binder type | mold carrier, a coating type carrier, etc. can be used. The carrier particle size is not limited to this, but is preferably 15 to 100 μm.
バインダー型キャリアは、磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散させたものであり、キャリア表面に正または負帯電性の帯電性微粒子を固着させることや、表面コーティング層を設けることもできる。バインダー型キャリアの極性等の帯電特性は、バインダー樹脂の材質、帯電性微粒子、表面コーティング層の種類によって制御することができる。バインダー型キャリアに用いられるバインダー樹脂としては、ポリスチレン系樹脂に代表されるビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂が例示される。 The binder type carrier is obtained by dispersing magnetic substance fine particles in a binder resin, and it is possible to fix positively or negatively chargeable fine particles on the carrier surface, or to provide a surface coating layer. The charging characteristics such as the polarity of the binder type carrier can be controlled by the material of the binder resin, the chargeable fine particles, and the type of the surface coating layer. Examples of the binder resin used for the binder type carrier include thermoplastic resins such as vinyl resins represented by polystyrene resins, polyester resins, nylon resins, polyolefin resins, and thermosetting resins such as phenol resins. Ru.
バインダー型キャリアの磁性体微粒子としては、マグネタイト、ガンマ酸化鉄等のスピネルフェライト、鉄以外の金属（Ｍｎ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃｕ等）を一種または二種以上含有するスピネルフェライト、バリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライト、表面に酸化鉄を有する鉄や合金の粒子を用いることができる。 The magnetic fine particles of the binder type carrier include spinel ferrites such as magnetite and gamma iron oxide, spinel ferrites containing one or more metals other than iron (such as Mn, Ni, Mg, Cu, etc.), and magnetos such as barium ferrite Plumbite type ferrite, particles of iron or alloy having iron oxide on the surface can be used.
その形状は粒状、球状、針状のいずれであっても良い。特に高磁化を要する場合には、鉄系の強磁性微粒子を用いることが好ましい。また、化学的な安定性を考慮すると、マグネタイト、ガンマ酸化鉄を含むスピネルフェライトやバリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライトの強磁性微粒子を用いることが好ましい。強磁性微粒子の種類及び含有量を適宜選択することにより、所望の磁化を有する磁性樹脂キャリアを得ることができる。磁性体微粒子は磁性樹脂キャリア中に５０〜９０重量％の量で添加することが適当である。 Its shape may be granular, spherical or needle-like. In particular, when high magnetization is required, it is preferable to use iron-based ferromagnetic fine particles. Further, in view of chemical stability, it is preferable to use ferromagnetic fine particles of magnetoplumbite type ferrite such as spinel ferrite containing magnetite, gamma iron oxide or barium ferrite. By appropriately selecting the type and the content of the ferromagnetic fine particles, a magnetic resin carrier having a desired magnetization can be obtained. The magnetic fine particles are suitably added to the magnetic resin carrier in an amount of 50 to 90% by weight.
バインダー型キャリアの表面コート材としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂等が用いられ、これらの樹脂を表面にコートし硬化させてコート層を形成することにより、帯電付与能力を向上させることができる。 As the surface coating material of the binder type carrier, silicone resin, acrylic resin, epoxy resin, fluorine resin and the like are used, and these resins are coated on the surface and cured to form a coat layer, thereby providing the charge imparting ability. It can be improved.
バインダー型キャリア表面への帯電性微粒子あるいは導電性微粒子の固着は、例えば、磁性樹脂キャリアと微粒子とを均一混合し、磁性樹脂キャリアの表面にこれら微粒子を付着させた後、機械的・熱的な衝撃力を与え、微粒子を磁性樹脂キャリア中に打ち込むようにして固定することにより行われる。この場合、微粒子は磁性樹脂キャリア中に完全に埋設されるのではなく、その一部を磁性樹脂キャリア表面から突き出すようにして固定される。帯電性微粒子としては、有機、無機の絶縁性材料が用いられる。 The adhesion of the chargeable fine particles or the conductive fine particles to the surface of the binder type carrier can be achieved, for example, by uniformly mixing the magnetic resin carrier and the fine particles and attaching the fine particles to the surface of the magnetic resin carrier. It is carried out by applying an impact force and fixing the fine particles into the magnetic resin carrier. In this case, the fine particles are not completely embedded in the magnetic resin carrier, but fixed so that a part of the fine particles protrudes from the surface of the magnetic resin carrier. Organic and inorganic insulating materials are used as the chargeable particles.
具体的には、有機系としては、ポリスチレン、スチレン系共重合物、アクリル樹脂、各種アクリル共重合物、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂およびこれらの架橋物などの有機絶縁性微粒子を用いることができ、帯電レベルおよび極性については、素材、重合触媒、表面処理等により、希望するレベルの帯電及び極性を得ることができる。また、無機系としては、シリカ、二酸化チタン等の負帯電性の無機微粒子や、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等の正帯電性の無機微粒子などが用いられる。 Specifically, organic insulating fine particles such as polystyrene, styrene-based copolymer, acrylic resin, various acrylic copolymers, nylon, polyethylene, polypropylene, fluorocarbon resin, and cross-linked products thereof may be used as the organic type. With regard to charge level and polarity, desired levels of charge and polarity can be obtained by materials, polymerization catalysts, surface treatment and the like. Further, as the inorganic type, negatively chargeable inorganic fine particles such as silica and titanium dioxide, and positively chargeable inorganic fine particles such as strontium titanate and alumina are used.
一方、コート型キャリアは磁性体からなるキャリアコア粒子に樹脂コートがなされてなるキャリアであり、コート型キャリアにおいてもバインダー型キャリア同様、キャリア表面に正または負帯電性の帯電性微粒子を固着させたりできる。コート型キャリアの極性等の帯電特性は、表面コーティング層の種類や帯電性微粒子により制御することができ、バインダー型キャリアと同様の材料を用いることができる。特にコート樹脂はバインダー型キャリアのバインダー樹脂と同様の樹脂が使用可能である。 On the other hand, the coat type carrier is a carrier in which a resin is coated on a carrier core particle made of a magnetic substance, and in the case of the coat type carrier as well as the binder type carrier, positively or negatively chargeable fine particles are fixed on the carrier surface. it can. The charge characteristics such as the polarity of the coat type carrier can be controlled by the type of the surface coating layer and the chargeable fine particles, and the same material as the binder type carrier can be used. In particular, the same resin as the binder resin of the binder type carrier can be used as the coat resin.
逆極性粒子、トナーおよびキャリアの組合せによるトナーおよび逆極性粒子の帯電極性は、それぞれを混合攪拌し現像剤とした後、現像剤からトナーまたは逆極性粒子を分離する為の電界の方向から容易に知ることができる。トナーとキャリアの混合比は所望のトナー帯電量が得られるよう調整されれば良く、トナー比はトナーとキャリアの合計量に対して３〜１０重量％が適している。 The charge polarity of the toner and the reverse polarity particles by the combination of the reverse polarity particles, the toner and the carrier is easily mixed from the direction of the electric field for separating the toner or the reverse polarity particles from the developer after being mixed and stirred into the developer I can know. The mixing ratio of the toner and the carrier may be adjusted to obtain a desired toner charge amount, and the toner ratio is suitably 3 to 10% by weight with respect to the total amount of the toner and the carrier.
２成分現像の場合、トナー濃度（トナー重量／現像剤重量）によりトナー帯電量が変化する。低いと帯電量が上昇し、甚だしい場合は画像濃度低下を引き起こす、一方で高い場合は帯電量の低下を引き起こし、甚だしい場合はかぶりや粉煙による機内汚染といった問題を引き起こす。このため、ある程度略一定のたとえば、４〜７重量％といったトナー濃度に収まるようにトナー補給制御を行っている。 In the case of two-component development, the toner charge amount changes depending on the toner concentration (toner weight / developer weight). If it is low, the charge amount will increase, and if it is too high, the image density will decrease. If it is high, the charge amount will decrease, and if too much, problems such as fogging and in-flight contamination due to powder smoke will occur. For this reason, toner replenishment control is performed so that the toner concentration falls within a certain range, for example, 4 to 7% by weight.
トナー濃度の検知法としては、現像剤の透磁率から求める方法、あるいは印字画像画素数を計数しこれに１画素あたりのトナー付着量を乗じてトナー消費量を求める方法、あるいは両者を併用方法が知られている。この結果所定の枚数毎あるいは所定の消費量積算値に達する毎に、あるいは透磁率により検知されたトナー濃度が下回った場合、所定値に回復するまで、所定時間トナーボトルを回転駆動して現像器はトナーを補給している。 As a method of detecting the toner concentration, there is a method of obtaining from the magnetic permeability of the developer, or a method of calculating the toner consumption by multiplying the number of printed image pixels and multiplying it by the amount of toner adhesion per pixel. Are known. As a result, the toner bottle is rotationally driven for a predetermined time until the predetermined value is recovered, for every predetermined number of sheets or every time the predetermined consumption integrated value is reached, or when the toner concentration detected by the magnetic permeability drops. Is supplying toner.
ところで、感光体に滑材被膜を形成することで、感光体への付着力を低下させたり、感光体と清掃ブレードの負荷を落としたりすることで、画像ノイズを防止し感光体や清掃ブレードの消耗を抑える方法が知られている。この滑材被膜の形成のためトナーに滑材を外添することで現像器より感光体へ滑材を供給する方法は、特別な機構が不要であるため小型の機械でも用いることができ、塗布量も少量を安定して塗布できるという利点がある。 By forming the lubricant film on the photosensitive member, the adhesion to the photosensitive member can be reduced, or the load on the photosensitive member and the cleaning blade can be reduced to prevent image noise, thereby reducing the photosensitive member and the cleaning blade. Methods are known to reduce wear and tear. The method of supplying lubricant to the photoreceptor from the developing device by externally adding lubricant to the toner to form the lubricant coating can be used even in a small machine because a special mechanism is not required. The amount also has the advantage of being able to be applied stably in small amounts.
さらに、感光体に滑材被膜を形成するための、滑材を外添する。滑材としては、ステアリン酸金属塩やＰＴＦＥなどのフッ素樹脂が用いられる。特にステアリン酸亜鉛やステアリン酸カルシウムなどが望ましい。これらの滑材は、前記の流動性や帯電性改善を目的とした外添剤とは異なり、トナーとは分離して感光体に供給され被膜として塗布される必要があるため、トナーとの付着力は小さく設計される。 Further, a lubricant is externally added to form a lubricant film on the photosensitive member. As the lubricant, a metal salt of stearic acid or a fluorine resin such as PTFE is used. Particularly preferred are zinc stearate and calcium stearate. Unlike these external additives for the purpose of improving fluidity and chargeability, these lubricants are required to be separated from the toner and supplied to the photosensitive member and coated as a film. The fit is designed to be small.
よって平均粒径は１〜２０μｍの大径のものが用いられ、重量は０．１〜３重量部の割合で添加される。この添加量は、想定下限かカバレッジに対するトナー消費量に対して、滑材被膜が形成・維持可能な滑材供給量となるように設計される。これらの滑材は正極性に摩擦荷電されることにより、現像ローラの駆動により主として感光体背景部に供給される。供給された滑材は、主に清掃ブレードニップ部ですり切られるように引き伸ばされ、感光体上に被膜化される。 Therefore, the average particle diameter is as large as 1 to 20 μm, and the weight is added at a ratio of 0.1 to 3 parts by weight. This addition amount is designed to be a lubricant supply amount that can form and maintain a lubricant coating, with respect to the toner consumption relative to the lower limit assumed or coverage. These lubricants are frictionally charged to the positive polarity, and are mainly supplied to the photosensitive member background portion by the drive of the developing roller. The supplied lubricant is stretched so as to be cut off mainly at the cleaning blade nip, and is coated on the photoreceptor.
この滑材被膜は、帯電部などでの放電により被膜が劣化し、劣化した被膜は現像部での磁気ブラシや清掃部のトナーなどにより研磨される。このように被膜形成と研磨が並行で起きることにより劣化の少ない正常な滑材被膜が常に感光体を覆っている。このことにより、各種のノイズや感光体や清掃ブレードの消耗を抑制するという作用が維持される。 In the lubricant film, the film is degraded by the discharge in the charging portion or the like, and the degraded film is polished by a magnetic brush in the developing portion or toner in the cleaning portion. As described above, since the film formation and the polishing occur in parallel, a normal lubricant film with little deterioration is always covering the photoreceptor. As a result, the action of suppressing the consumption of various noises and the photosensitive member and the cleaning blade is maintained.
このような方式の場合、感光体への滑材供給量は現像器内の滑材量に依存しており、現像器から感光体へ供給される滑材量（現像器から消費される滑材量）は、現像ローラの駆動時間に応じて現像器内の滑材量に対して一定比率の量の滑材が感光体へ供給される。現像器内の滑材量は、現像器への滑材供給量と現像器からの滑材消費量との差分であり、現像器内への滑材量供給量は、滑材がトナーを介して運ばれるためトナー補給量とトナーへの滑材外添量との積となる。 In such a system, the amount of lubricant supplied to the photosensitive member depends on the amount of lubricant in the developing device, and the amount of lubricant supplied from the developing device to the photosensitive member (the lubricant consumed from the developing device The amount of lubricant is supplied to the photosensitive member in a fixed ratio to the amount of lubricant in the developing device in accordance with the driving time of the developing roller. The amount of lubricant in the developing device is the difference between the amount of lubricant supplied to the developing device and the amount of lubricant consumed from the developing device, and the amount of lubricant supplied to the developing device is the lubricant via toner Therefore, the product is the product of the toner replenishment amount and the external lubricant addition amount to the toner.
ところで、一般的な複写機・プリンターにおいて、印字画像の平均カバレッジは５％程度である。このため滑材のトナーへの外添量は平均カバレッジを考慮し、平均カバレッジよりやや低めの、例えば３％、カバレッジに対する平均的なトナー補給量にて滑材被膜が維持できるような外添量に設定される。一方で、通常のトナー補給では、消費したトナー量に見合った量を補給している。 By the way, in a general copying machine / printer, the average coverage of printed images is about 5%. Therefore, considering the average coverage, the external addition amount of lubricant to the toner is slightly lower than the average coverage, for example, 3%, the external addition amount such that the lubricant film can be maintained with the average toner replenishment amount to the coverage. Set to On the other hand, in normal toner replenishment, an amount corresponding to the consumed toner amount is replenished.
このため、低カバレッジの印字が継続した場合、現像器中の滑材は、画像の背景部に現像ローラの駆動に応じて現像器内の滑材量に対して一定比率の量の滑材が感光体へ供給される。このため通常のトナー補給のように消費したトナー分の補給を行った場合、滑材の供給量が追い付かないため滑材供給量が低下し、感光体上の滑材被膜が維持できず、感光体に異物が付着した画像ノイズが生じたり、清掃ブレード当接部に負荷が生じたりし、ブレード摩耗・感光体摩耗が生じ寿命を短くしてしまう。 For this reason, when printing with low coverage continues, the lubricant in the developing device has a certain amount of lubricant in the background portion of the image with respect to the amount of lubricant in the developing device according to the drive of the developing roller. It is supplied to the photoreceptor. Therefore, when replenishing the consumed toner like normal toner replenishment, the lubricant supply amount can not catch up, the lubricant supply amount decreases, and the lubricant film on the photoreceptor can not be maintained. An image noise in which foreign matter adheres to the body is generated, a load is generated on the cleaning blade contact portion, and blade wear and photoreceptor wear occur to shorten the life.
この対策として、低カバレッジでの印字が続いた場合、画素数や枚数などをカウントしておき、所定量に達した時、作像を中断し、所定の潜像を形成してトナーを現像することで劣化トナーを含めてトナーを吐き出し、その後吐き出したトナーに見合った量の供給する方策がある。 As a countermeasure, when printing with low coverage continues, the number of pixels, the number of sheets, etc. are counted, and when the predetermined amount is reached, the image formation is interrupted and a predetermined latent image is formed to develop the toner. In particular, there is a policy of discharging the toner including the deteriorated toner and then supplying an amount corresponding to the discharged toner.
この場合、図２に示すように印字カバレッジ０％を継続し、滑材被膜を維持するのに必要なカバレッジを３％とし、所定枚数（たとえば３００枚）継続した場合、トナーを吐き出したのち強制補給を行う。この時の吐き出し量は３％カバレッジ２００枚に相当するトナー補給できる量とすれば平均カバレッジ３％を確保できる。しかしながら図２に示すように、現像器からの滑材供給量は印字とともに低下していくため、平均的なカバレッジの場合必要量を割り込んでしまう場合が生じる。 In this case, as shown in FIG. 2, the print coverage 0% is continued, the coverage necessary for maintaining the lubricant film is 3%, and when the predetermined number of sheets (for example, 300 sheets) is continued, the toner is forcibly discharged. Supply The amount of discharge at this time can secure an average coverage of 3% if the toner replenishment amount equivalent to 200% of 3% coverage is set. However, as shown in FIG. 2, since the amount of lubricant supplied from the developing device decreases with printing, in the case of average coverage, the necessary amount may be undercut.
滑材被膜の維持のためには、吐き出しパッチの頻度を上げればよいが、この場合生産性が落ちるという不具合が生じる。像間を用いて吐き出すという方式もあるが、この場合低印字の分常にトナーを消費してしまう。通常の使用では、しばしば低カバレッジと中・高カバレッジの画像が混在し、平均すると５％程度となる。このため、短期で吐き出した場合は、無駄な消費が増えてしまう。 In order to maintain the lubricant coating, the frequency of the spout patch may be increased, but in this case, there is a problem that the productivity is lowered. There is also a method of discharging using an inter-image, but in this case, toner is always consumed for low printing. In normal use, images with low coverage and medium / high coverage are often mixed, and the average is around 5%. For this reason, when it expels in a short term, wasteful consumption will increase.
ところで、カバレッジ０％といえども、かぶりトナーなどの消費もわずかながら生じる。通常の使用においてはこの量は無視できる程度であるが、低カバレッジの印字がある程度長期にわたって継続した場合、図３に示すようかぶりトナーの消費に伴い、トナー濃度が低下していき、いずれはトナー濃度Ｔｃの下限を割り込んでしまう。これを防止するために低カバレッジ印字が継続した枚数が所定値に達した場合、かぶりに伴う見込みの消費量を補給する技術が提案されている。 By the way, although the coverage is 0%, consumption of fog toner and the like also slightly occurs. In normal use, this amount is negligible, but when low coverage printing continues for a long period, as shown in FIG. 3, with the consumption of the fog toner, the toner concentration decreases and eventually the toner It lowers the lower limit of the concentration Tc. In order to prevent this, there has been proposed a technology for replenishing the expected consumption associated with fogging when the number of sheets for which low coverage printing has continued has reached a predetermined value.
しかしながら、かぶりトナーによるトナーの減少量は、現像器中の滑材量の減少量に比べて軽微である。滑材の感光体への供給は現像ローラの駆動に伴って行われるため、現像ローラの駆動時間によって、感光体への滑材供給量は大きく異なってくる。 However, the amount of reduction of toner by fog toner is minor compared to the amount of reduction of the amount of lubricant in the developing device. Since the lubricant is supplied to the photosensitive member as the developing roller is driven, the amount of lubricant supplied to the photosensitive member greatly varies depending on the driving time of the developing roller.
現像ローラの駆動時間は、印字モードの違いにより同じ枚数でも異なり、間欠モードでは作像前後の処理が加わるために連続に比べて増加する。この増加の度合いは、駆動系の構成の影響により大きく異なる。このため、現像器からの滑材供給量は、現像ローラ駆動時間当たりのトナー補給量で求めなくては、正常な滑材被膜が維持できなくなってしまう。 The driving time of the developing roller is different even in the same number of sheets depending on the difference in the printing mode, and in the intermittent mode, the processing before and after the image formation is added, as compared with continuous. The degree of this increase is largely different due to the influence of the configuration of the drive system. For this reason, the lubricant supply amount from the developing device can not be maintained as a lubricant supply amount per developing roller drive time, and a lubricant film can not be maintained properly.
また、図３に示したように低カバレッジ印字が長期に継続した場合、シリカなどの流動性・帯電量調整のための外添剤が撹拌などのストレスにより離脱・埋め込まれ機能が低下し、トナーが劣化していく。この結果、劣化トナーによりかぶりや粉煙が急増する。また、新トナーを補給時、劣化トナーにより新トナーの荷電が損なわれて新トナーがかぶり・粉煙を引き起こす、あるいは流動性低下により現像した画像ががさつくという問題が生じる場合がある。 Also, as shown in FIG. 3, when low coverage printing continues for a long time, external additives such as silica and the like for adjusting the fluidity and charge amount are detached and embedded due to stress such as agitation, and the function is deteriorated, and toner Will deteriorate. As a result, fog and powder smoke increase rapidly due to the deteriorated toner. In addition, when replenishing new toner, the deteriorated toner may damage the charge of the new toner and cause problems such as fogging / dusting of the new toner, or deterioration of the flowability to cause a developed image to be blurred.
これらは本来バルク表面に適切に付着するように設計された外添剤が不適切な状態になることによって引き起こされる現象のため、離脱を前提に設計されている滑材とは異なり、時間がかかる現象である。一方で一旦起きてしまうと不可逆なトナー劣化現象であるため、劣化したトナーは吐き出す必要が生じる。一方、外添剤が離脱したトナーでも流動性・荷電性に特に異常がなければ、正規のトナーとして使用可能である。 These are phenomena that are caused by the external additive being designed to adhere properly to the bulk surface, which is an inappropriate condition, so they are time-consuming, unlike slips designed for detachment. It is a phenomenon. On the other hand, since it is an irreversible toner deterioration phenomenon once it occurs, the deteriorated toner needs to be discharged. On the other hand, toners from which external additives have been released can be used as regular toners as long as there is no abnormality in the flowability and chargeability.
次に、本実施形態の画像形成装置において行われるトナー補給に関する制御の動作について、図４のフローチャートを参照しながらより詳細に以下に説明する。 Next, the control operation regarding toner replenishment performed in the image forming apparatus of the present embodiment will be described in more detail with reference to the flowchart of FIG.
画像形成装置は、現像器１３内の現像ローラを駆動させる駆動時間（現像ローラ駆動時間）Ｔを認識し、駆動時間ＴがＴ０（例えば連続モードでＡ４用紙１枚相当の駆動時間に設定される時間であり、一例として３秒程度）に達したか否かを監視する（ステップＳ１）。駆動時間ＴがＴ０に達していない場合は（ステップＳ１のＮｏ）、ステップＳ５の処理に進む。この場合、トナー補給モードのフラグＭは「０」であるため（ステップＳ５のＮｏ）、駆動時間Ｔに増分ΔＴを、トナー累積量Ａに増分ΔＡをそれぞれ加えた上で（ステップＳ１０）、ステップＳ１の処理に戻る。 The image forming apparatus recognizes a driving time T for driving the developing roller in the developing unit 13 (developing roller driving time), and the driving time T is set to T0 (for example, a driving time equivalent to one A4 sheet in the continuous mode). It is time, and as an example, it is monitored whether it has reached 3 seconds (step S1). If the drive time T has not reached T0 (No in step S1), the process proceeds to step S5. In this case, since the flag M of the toner supply mode is "0" (No in step S5), the increment .DELTA.T is added to the driving time T and the increment .DELTA.A is added to the accumulated toner amount A (step S10). It returns to the process of S1.
一方、駆動時間ＴがＴ０に達した場合は（ステップＳ１のＹｅｓ）、フラグＭを「１」とする（ステップＳ２）。またトナー消費量（現像器１３における現像剤中のトナー濃度に相当）に基づき、トナー補給量Ｂを決定する（ステップＳ３）。このトナー補給は、前述したように印字カバレッジに基づくものでよいし、現像剤の透磁率を検出し、その検出結果に基づき所定のトナー補給量を設定するものであっても良い。また必ずしも毎回補給するものに限る必要はなく、所定枚数毎に補給量を設定するものであっても構わない（この場合は、例えば補給量Ｂを０とし、次回に持ち越すようにすれば良い）。 On the other hand, when the drive time T has reached T0 (Yes in step S1), the flag M is set to "1" (step S2). Further, the toner replenishment amount B is determined based on the toner consumption amount (corresponding to the toner concentration in the developer in the developing device 13) (step S3). The toner replenishment may be based on the print coverage as described above, or may be to detect the magnetic permeability of the developer and set a predetermined toner replenishment amount based on the detection result. Moreover, it is not necessary to necessarily limit to what is replenished each time, and you may set a replenishment amount for every predetermined number of sheets (In this case, for example, the replenishment amount B may be set to 0 and carried over to the next time) .
一方、画像形成装置は、滑材供給量の算出手段（供給量算出手段）を有しており、この供給量算出手段が滑材供給量の算出を行う（ステップＳ４）。具体的には、供給量算出手段は、駆動時間Ｔの間に補給されたトナー累積量Ａを格納するためのＮ個（例えば５０個）のレジスタ（Ｘ１〜Ｘｎ）を有している。 On the other hand, the image forming apparatus has a lubricant supply amount calculation means (supply amount calculation means), and this supply amount calculation means calculates the lubricant supply amount (step S4). Specifically, the supply amount calculation means has N (for example, 50) registers (X1 to Xn) for storing the accumulated toner amount A supplied during the drive time T.
そして供給量算出手段は、まずＸ１〜Ｘｎのレジスタの値を１ずつシフトする。つまり、Ｘｎ−１の値をＸｎへ、Ｘｎ−２の値をＸｎ−１へ、・・・、Ｘ１の値をＸ２へ、というように各値をシフトする。なお、シフト前におけるＸｎの値（最も古い値）は破棄される。 Then, the supply amount calculation means first shifts the values of the registers X1 to Xn by one. That is, each value is shifted such that the value of Xn-1 is Xn, the value of Xn-2 is Xn-1, ..., the value of X1 is X2. Note that the value of Xn (oldest value) before shifting is discarded.
続いてＸ１に、最新の駆動時間Ｔの間に補給されたトナー累積量Ａを格納する。次いでシフト後のＸ１〜Ｘｎまでの総和Ｘを求めることにより、駆動時間Ｔ当たりのトナー補給量の移動平均値を求めることができる。すなわち略この値が、現像器中の滑材量に相当し、現像器からの滑材供給量に相当する量となる。この後、ＴとＡの値はリセットされる。 Subsequently, the accumulated toner amount A supplied during the latest drive time T is stored in X1. Next, the moving average value of the toner replenishment amount per drive time T can be obtained by finding the sum X of X1 to Xn after the shift. That is, this value corresponds to the amount of lubricant in the developing device, and corresponds to the amount of lubricant supplied from the developing device. After this, the values of T and A are reset.
次いで、画像形成装置は、フラグＭが「１」となっているので（ステップＳ５のＹｅｓ）、トナー補給量Ｓを決定するための動作を行う。すなわち画像形成装置は、先述したＸの値が第１所定値（連続印字カバレッジ３％相当で、トナー補給量相当値に予め決めておいた値）に満たない場合（ステップＳ６のＮｏ）、トナー補給量Ｓを３％に相当する所定量Ａ０にセットする（ステップＳ７）。一方で、Ｘの値が第１所定値以上の場合は（ステップＳ６のＹｅｓ）、トナー補給量Ｓをトナー消費量に基づく（トナー濃度に基づく）補給量Ｂにセットする（ステップＳ８）。 Next, since the flag M is “1” (Yes in step S5), the image forming apparatus performs an operation for determining the toner replenishment amount S. That is, in the case where the image forming apparatus does not satisfy the first predetermined value (the value corresponding to the continuous print coverage 3% and the value corresponding to the toner replenishment amount in advance) (No at step S6), the image forming apparatus The replenishment amount S is set to a predetermined amount A0 equivalent to 3% (step S7). On the other hand, when the value of X is equal to or more than the first predetermined value (Yes in step S6), the toner replenishment amount S is set to the replenishment amount B based on the toner consumption (based on the toner concentration) (step S8).
その後に画像形成装置は、トナー補給量Ｓに相当するトナー補給モータ駆動指示を行い、フラグＭはリセットされる（ステップＳ９）。これにより、ステップＳ７またはステップＳ８の処理で決められたトナー補給量Ｓの分だけ、トナー補給がなされる。なお、トナー補給量ＳがＡ０の場合におけるトナー補給は、主に滑材を現像器１３に供給するために行われるものである。 Thereafter, the image forming apparatus issues a toner replenishment motor drive instruction corresponding to the toner replenishment amount S, and the flag M is reset (step S9). As a result, toner is replenished by the amount S of toner replenishment determined in the process of step S7 or step S8. The toner replenishment when the toner replenishment amount S is A0 is mainly performed to supply the lubricant to the developing device 13.
また、トナー累積量Ａと駆動時間Ｔのカウントは、トナー補給量、現像器の駆動に伴い累積される（ステップＳ１０）。また、第１所定値に満たなかった場合のトナー補給量Ａ０の値は、トナー消費に伴うトナー補給量Ｂの決定の際に考慮される。すなわちトナー補給量ＢからＡ０を除いた値が実際のＢとして用いる。このような制御を行えば、感光体への滑材供給量について必要最小限の量が維持可能となる。 Further, the counts of the accumulated toner amount A and the driving time T are accumulated with the toner replenishment amount and the driving of the developing device (step S10). Further, the value of the toner replenishment amount A0 in the case where the first predetermined value is not satisfied is taken into consideration when determining the toner replenishment amount B accompanying the toner consumption. That is, the value obtained by removing A0 from the toner replenishment amount B is used as the actual B. By performing such control, it is possible to maintain the necessary minimum amount of lubricant supply amount to the photosensitive member.
ところで上記の場合、トナー濃度Ｔｃは徐々に上昇するが、これが許容上限値（以下、第２所定値とする）まで継続される場合には特に問題は無い。この間で高カバレッジの画像が発生した場合、現像器内のトナーを無駄にすることなく有効に利用できる。 By the way, in the above case, the toner concentration Tc gradually increases, but there is no particular problem if the toner concentration Tc continues to the allowable upper limit (hereinafter referred to as a second predetermined value). If a high coverage image is generated during this period, the toner in the developing device can be effectively used without wasting.
但しトナー濃度Ｔｃが第２所定値に達した場合、それ以上になると、かぶりや粉煙による器内汚れといった課題が生じる。そこでトナー補給に関する制御の動作については、図５のフローチャートに示すようにしても良い。なお、図５に示す動作の流れは、ステップＳ９の処理がステップＳ１１〜Ｓ１４に置換わった点を除き、基本的に図４に示すものと同様である。 However, when the toner concentration Tc reaches a second predetermined value, when it becomes higher, there arises a problem such as fogging or internal contamination due to powder smoke. Therefore, the control operation relating to toner replenishment may be as shown in the flowchart of FIG. The flow of the operation shown in FIG. 5 is basically the same as that shown in FIG. 4 except that the process of step S9 is replaced with steps S11 to S14.
図５に示す動作の場合、ステップＳ７またはＳ８の処理が行われた後、トナー濃度Ｔｃが第２所定値より小さい場合には（ステップＳ１１のＹｅｓ）、ステップＳ１２の処理（先述したステップＳ９と同等の処理）が行われ、トナー濃度Ｔｃが第２所定値以上である場合には（ステップＳ１１のＮｏ）、ステップＳ１２の処理は省略される。 In the case of the operation shown in FIG. 5, after the process of step S7 or S8 is performed, if the toner concentration Tc is smaller than the second predetermined value (Yes in step S11), the process of step S12 (the previously described step S9 and An equivalent process is performed, and when the toner concentration Tc is equal to or higher than the second predetermined value (No in step S11), the process in step S12 is omitted.
すなわち、トナー濃度Ｔｃが第２所定値に達した場合には、現像器からのトナー補給は禁止される。この後に印字によりトナーが消費され、トナー濃度Ｔｃが第２所定値を下回った場合は、トナー補給の禁止が解除され、補給が再開される。しかしながら、トナー濃度Ｔｃが第２所定値である状態で低カバレッジ印字が継続した場合、滑材の供給能力が低下していく。 That is, when the toner concentration Tc reaches the second predetermined value, the toner replenishment from the developing device is prohibited. Thereafter, when the toner is consumed by printing and the toner concentration Tc falls below the second predetermined value, the prohibition of the toner replenishment is released and the replenishment is resumed. However, when the low coverage printing is continued in a state where the toner concentration Tc is the second predetermined value, the ability to supply the lubricant decreases.
このため、先述したＸの値が第１所定値より低い第３所定値を下回った場合には（ステップＳ１３のＹｅｓ）、印字を中断し、トナーの吐き出し処理を行ってフラグＭを「０」とする（ステップＳ１４）。すなわちトナー吐き出しのための潜像を形成し、この潜像を現像することで、トナー濃度Ｔｃが第２所定値を下回るようにする。第１所定値については、滑材被膜形成に対し若干のマージンを持って設定するが、これより低い下限レベルに第３所定値を予め設定しておく。なお、ステップＳ１４の処理の後、或いは、Ｘの値が第３所定値を下回っていない場合には（ステップＳ１３のＮｏ）、ステップＳ１０の処理が実行される。 For this reason, when the value of X described above falls below the third predetermined value lower than the first predetermined value (Yes in step S13), printing is interrupted, toner discharge processing is performed, and the flag M is set to "0". (Step S14). That is, a latent image for toner discharge is formed, and this latent image is developed so that the toner concentration Tc falls below the second predetermined value. The first predetermined value is set with a slight margin for lubricant film formation, but the third predetermined value is set in advance to the lower limit level lower than this. After the process of step S14, or when the value of X is not smaller than the third predetermined value (No in step S13), the process of step S10 is performed.
このような制御を行うことで、最低限の滑材供給量を維持しながら、生産性の低下及び無駄なトナー消費を最低限にすることが可能となる。これにより、図６に示すように必要な滑材供給能力を維持しながらも、かぶりや粉煙による機内汚れといった問題を抑えながら、無駄なトナー消費・生産性の低下を抑えることが可能となる。 By performing such control, it is possible to minimize the decrease in productivity and wasteful toner consumption while maintaining the minimum lubricant supply amount. As a result, as shown in FIG. 6, while maintaining the necessary lubricant supply capability, it is possible to suppress the waste toner consumption and the decrease in productivity while suppressing the problems such as the in-machine contamination due to fog and powder smoke. .
また、滑材供給率は、より正確には補給されたばかりのトナーのほうが高い。このため、滑材供給量の算出において実験で求めた係数を付加することにより、正確に滑材供給量を維持できる。そこでステップＳ４の処理に関してこのような係数の付加がなされるように、本実施形態の画像形成装置を構成してもよい。 Also, the lubricant supply rate is more accurately for the toner that has just been replenished. For this reason, the lubricant supply amount can be accurately maintained by adding the coefficient obtained by the experiment in the calculation of the lubricant supply amount. Therefore, the image forming apparatus of the present embodiment may be configured such that such a coefficient is added in the process of step S4.
この場合に画像形成装置は、前述したように連続１枚相当の駆動時間Ｔ０ごとにトナー補給量をメモリーし、これを５０枚分保持して平均補給量を算出し、更にこれを第１所定値と比較する。このとき例えば、１〜１０枚目について係数１．２、１１〜２０枚目については係数１、２１〜５０枚目については係数０．８とする。つまりこの場合の画像形成装置は、重み付け係数を乗じて先述の移動平均を求めるようになっており、当該重み付け係数は、経過枚数あるいは経過時間が増えるにつれて重みが小さくされている。このように各補給量と係数をかけたものを用いて平均化することにより、精度よく滑材供給能力を維持することが可能となる。 In this case, as described above, the image forming apparatus stores the toner replenishment amount every driving time T0 corresponding to one continuous sheet, holds this for 50 sheets, calculates the average replenishment amount, and further determines this as the first predetermined value. Compare with the value. At this time, for example, the coefficient 1.2 is set for the 1st to 10th sheets, the coefficient 1 for the 11th to 20th sheets, and the coefficient 0.8 for the 21st to 50th sheets. That is, the image forming apparatus in this case multiplies the weighting factor to obtain the above-mentioned moving average, and the weighting factor is reduced in weight as the elapsed sheet number or elapsed time increases. As described above, it is possible to maintain the lubricant supply capability with high accuracy by performing averaging using products obtained by multiplying each replenishment amount and a coefficient.
以上に説明した本実施形態の画像形成装置は、感光体（像担持体）と、現像ローラを有し、有機感光体に形成された静電潜像を、滑材を外添したトナーで現像する現像器（現像手段）と、現像器により形成されたトナー像を、転写材もしくは中間転写体に転写する転写手段とを備えており、現像器から感光体へ滑材が供給されるものとなっている。 The image forming apparatus of the present embodiment described above has a photosensitive member (image carrier) and a developing roller, and develops an electrostatic latent image formed on an organic photosensitive member with a toner to which a lubricant is externally added. A developing device (developing means) and a transfer means for transferring the toner image formed by the developing device to a transfer material or an intermediate transfer member, and a lubricant is supplied from the developing device to the photosensitive member It has become.
更に当該画像形成装置は、トナーを現像器に補給する手段（トナー補給手段）と、現像器における現像剤中のトナー濃度を検出する手段（濃度検出手段）と、現像器からの滑材供給量を検出する手段（供給量検出手段）と、供給量検出手段の検出結果に応じて、トナー補給手段によるトナー補給量を、トナー濃度に基づく量Ｂ（第１補給量）と所定量Ａ０（第２供給量）との何れかに制御する手段（制御手段）とを備えている。 Further, the image forming apparatus comprises means for supplying toner to the developing device (toner supplying means), means for detecting toner concentration in the developer in the developing device (density detecting means), and lubricant supply amount from the developing device The toner replenishment amount by the toner replenishment means is set to an amount B (first replenishment amount) based on the toner concentration and a predetermined amount A0 (first And means (control means) for controlling to either of
また供給量検出手段は、現像ローラを駆動させる所定の駆動時間あたりのトナー補給量を求めることにより、滑材供給量を検出するようになっている。そのため当該画像形成装置によれば、有機感光体上に安定して滑材被膜を形成維持できる。なお、当該供給量検出手段は、前記駆動時間あたりのトナー補給量を移動平均にて求めるようになっている。 Further, the supply amount detecting means is configured to detect the lubricant supply amount by obtaining the toner supply amount per predetermined driving time for driving the developing roller. Therefore, according to the image forming apparatus, the lubricant film can be stably formed and maintained on the organic photoreceptor. The supply amount detection means is configured to obtain the toner replenishment amount per drive time by a moving average.
また上記の濃度検出手段は、現像剤の透磁率を検出する手段、および、印字データの画素データを基にトナー消費量を算出する手段の何れか一方、或いは、これらの両方を有すれば良い。なお、本実施形態での制御手段は、供給量検出手段の検出結果が第１所定値を上回っている場合に、トナー補給量をＢとし、供給量検出手段の検出結果が第１所定値以下である場合に、トナー補給量をＡ０とする（ステップＳ６〜Ｓ８を参照）。 Further, the above-mentioned density detection means may be any one or both of a means for detecting the magnetic permeability of the developer and a means for calculating the toner consumption based on the pixel data of the print data. . When the detection result of the supply amount detection means exceeds the first predetermined value, the control means in this embodiment sets the toner replenishment amount to B and the detection result of the supply amount detection means is equal to or less than the first predetermined value. If the toner replenishment amount is A0, the toner replenishment amount is set to A0 (see steps S6 to S8).
なお、図５に示したように、濃度検出手段の検出結果が予め定められた第２所定値に達した場合に、第２制御手段を停止し、濃度検出手段の検出結果が第２所定値を再び下回った場合に、第２制御手段の停止を解除するようにしても良い。また濃度検出手段の検出結果が第２所定値に達したままで、供給量検出手段が第１所定値より低い第３所定値を下回った場合に、現像器より所定量のトナー吐き出しを行うようにしても良い。 As shown in FIG. 5, when the detection result of the concentration detection means reaches a predetermined second predetermined value, the second control means is stopped, and the detection result of the concentration detection means is a second predetermined value. If the second control means falls below the second control means again, the stop of the second control means may be cancelled. Further, when the supply amount detection means falls below a third predetermined value, which is lower than the first predetermined value, while the detection result of the density detection means has reached the second predetermined value, a predetermined amount of toner is discharged from the developing device. You may
本実施形態に係る画像形成装置のように、常に現像器から感光体への滑材供給能力を検知して滑材供給能力が所定値以下にならないように制御を行うことで、カバレッジやプリントモードによらず感光体上に安定して滑材被膜が形成維持できる。そのため、滑材の塗布不良による画像ノイズや感光体や清掃ブレードの消耗を防止できる。さらに無駄なトナー消費を抑えることができるため、トナーボトルや廃トナーボトルの寿命が維持可能となる。さらに滑材供給に伴う印字中断を最小限に抑えることで生産性低下を防止しながら、一方でトナー帯電量低下にもとづくかぶりや粉煙による器内汚れを防止できる。 As in the image forming apparatus according to the present embodiment, coverage and print mode are controlled by constantly detecting the lubricant supply capability from the developing device to the photosensitive member and controlling the lubricant supply capability not to be less than or equal to a predetermined value. Regardless of this, the lubricant film can be stably formed and maintained on the photosensitive member. Therefore, it is possible to prevent the image noise due to the application failure of the lubricant and the wear of the photosensitive member and the cleaning blade. Furthermore, since unnecessary toner consumption can be suppressed, the life of the toner bottle and the waste toner bottle can be maintained. Further, by suppressing the printing interruption due to the lubricant supply, it is possible to prevent the decrease in productivity while preventing the fogging due to the reduction of the toner charge amount and the inside contamination due to the powder smoke.
以上、本発明の実施形態について具体例を挙げて説明したが、本発明はその内容に限定されるものではない。本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において、様々な具体的形態により実施され得る。 The embodiments of the present invention have been described above by way of specific examples, but the present invention is not limited to the contents. The present invention can be implemented in various specific modes without departing from the scope of the invention.
本発明は、例えば複写機、ファクシミリ、或いは画像記録装置などに利用可能である。 The present invention is applicable to, for example, a copying machine, a facsimile, or an image recording apparatus.
１ａ〜１ｄ 画像形成ユニット
１０ａ〜１０ｄ 有機感光体（像担持体）
１１ａ〜１１ｄ 帯電装置
１２ａ〜１２ｄ 露光手段
１３ａ〜１３ｄ 現像器
１４ａ〜１４ｄ １次転写ローラ
１５ａ〜１５ｄ 感光体清掃装置
１６ａ〜１６ｄ 除電装置
２０ 中間転写体
２１ 中間転写体清掃装置
２２ ２次転写部
1a to 1d image forming units 10a to 10d organic photoreceptor (image carrier)
11a to 11d Charging device 12a to 12d Exposure unit 13a to 13d Developing device 14a to 14d Primary transfer roller 15a to 15d Photosensitive member cleaning device 16a to 16d Electrostatic discharge device 20 Intermediate transfer body 21 Intermediate transfer member cleaning device 22 Secondary transfer portion
Claims (10)
現像ローラを有し、前記像担持体に形成された静電潜像を、滑材を外添したトナーで現像する現像手段と、
前記現像手段により形成されたトナー像を、転写材もしくは中間転写体に転写する転写手段とを備え、
前記現像手段から前記像担持体へ滑材が供給される画像形成装置であって、
トナーを前記現像手段に補給するトナー補給手段と、
前記現像手段におけるトナー濃度を検出する濃度検出手段と、
前記現像手段からの滑材供給量を検出する供給量検出手段と、
前記供給量検出手段の検出結果に応じて、前記トナー補給手段によるトナー補給量を、前記トナー濃度に基づく第１補給量と所定の第２補給量との何れかに制御する制御手段とを備え、
前記供給量検出手段は、
前記現像ローラを駆動させる所定の駆動時間あたりのトナー補給量を、経過枚数あるいは経過時間が増えるにつれて重みが小さくなる重み付け係数を乗じて求められる移動平均にて求めることにより、前記滑材供給量を検出することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier,
A developing unit having a developing roller for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier with a toner having a lubricant externally added;
A transfer unit configured to transfer the toner image formed by the developing unit to a transfer material or an intermediate transfer member;
An image forming apparatus in which a lubricant is supplied from the developing unit to the image carrier,
Toner replenishing means for replenishing toner to the developing means;
Density detection means for detecting the toner density in the developing means;
Supply amount detecting means for detecting a lubricant supply amount from the developing means;
Control means for controlling the toner replenishment amount by the toner replenishment means to either the first replenishment amount based on the toner concentration or a predetermined second replenishment amount according to the detection result of the supply amount detection means ,
The supply amount detection means is
The lubricant supply amount is determined by a moving average obtained by multiplying the elapsed time or the weighting factor with which the weight decreases as the elapsed time increases, as the toner replenishment amount per predetermined drive time for driving the developing roller increases. An image forming apparatus characterized by detecting.
現像剤の透磁率を検出する手段、および、印字データの画素データを基にトナー消費量を算出する手段の少なくとも一方を有する請求項１に記載の画像形成装置。 The concentration detection means
2. The image forming apparatus according to claim 1 , further comprising at least one of a unit for detecting the magnetic permeability of the developer and a unit for calculating the toner consumption based on pixel data of print data.
前記供給量検出手段の検出結果が第１所定値を上回っている場合に、トナー補給量を第１補給量とし、前記供給量検出手段の検出結果が第１所定値以下である場合に、トナー補給量を第２補給量とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。 The control means
If the detection result of the supply amount detection means exceeds the first predetermined value, the toner replenishment amount is taken as the first supply amount, and if the detection result of the supply amount detection means is less than the first predetermined value, the toner the image forming apparatus according to claim 1 or claim 2, the supply amount and the second supply amount.
前記濃度検出手段の検出結果が第２所定値を再び下回った場合に、前記停止を解除する請求項１から請求項３の何れかに記載の画像形成装置。 When the detection result of the density detection means reaches a predetermined second predetermined value, toner replenishment of the second replenishment amount is stopped,
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein the stop is canceled when the detection result of the density detection means falls below a second predetermined value again.
現像ローラを有し、前記像担持体に形成された静電潜像を、滑材を外添したトナーで現像する現像手段と、
前記現像手段により形成されたトナー像を、転写材もしくは中間転写体に転写する転写手段とを備え、
前記現像手段から前記像担持体へ滑材が供給される画像形成装置であって、
トナーを前記現像手段に補給するトナー補給手段と、
前記現像手段におけるトナー濃度を検出する濃度検出手段と、
前記現像手段からの滑材供給量を検出する供給量検出手段と、
前記供給量検出手段の検出結果に応じて、前記トナー補給手段によるトナー補給量を、前記トナー濃度に基づく第１補給量と所定の第２補給量との何れかに制御する制御手段とを備え、
前記供給量検出手段は、
前記現像ローラを駆動させる所定の駆動時間あたりのトナー補給量を求めることにより、前記滑材供給量を検出し、
前記濃度検出手段の検出結果が予め定められた第２所定値に達した場合に、第２補給量のトナー補給を停止し、
前記濃度検出手段の検出結果が第２所定値を再び下回った場合に、前記停止を解除し、
前記濃度検出手段の検出結果が第２所定値に達したままで、前記供給量検出手段が第１所定値より低い第３所定値を下回った場合に、前記現像手段より所定量のトナー吐き出しを行うことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier,
A developing unit having a developing roller for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier with a toner having a lubricant externally added;
A transfer unit configured to transfer the toner image formed by the developing unit to a transfer material or an intermediate transfer member;
An image forming apparatus in which a lubricant is supplied from the developing unit to the image carrier,
Toner replenishing means for replenishing toner to the developing means;
Density detection means for detecting the toner density in the developing means;
Supply amount detecting means for detecting a lubricant supply amount from the developing means;
Control means for controlling the toner replenishment amount by the toner replenishment means to either the first replenishment amount based on the toner concentration or a predetermined second replenishment amount according to the detection result of the supply amount detection means ,
The supply amount detection means is
The lubricant supply amount is detected by obtaining a toner replenishment amount per predetermined drive time for driving the developing roller .
When the detection result of the density detection means reaches a predetermined second predetermined value, toner replenishment of the second replenishment amount is stopped,
When the detection result of the concentration detection means falls below the second predetermined value again, the stop is canceled,
When the supply amount detection means falls below a third predetermined value lower than the first predetermined value while the detection result of the density detection means has reached the second predetermined value, the toner discharge of the predetermined amount is carried out by the developing means. An image forming apparatus characterized by performing .
前記駆動時間あたりのトナー補給量を移動平均にて求める請求項６に記載の画像形成装置。 The supply amount detection means is
The image forming apparatus according to claim 6 , wherein the toner replenishment amount per drive time is determined by moving average.
前記重み付け係数は、経過枚数あるいは経過時間が増えるにつれて重みが小さくなる請求項７に記載の画像形成装置。 The supply amount detection means multiplies the weighting coefficient to obtain the moving average.
The image forming apparatus according to claim 7 , wherein the weighting factor decreases in weight as the elapsed number of sheets or the elapsed time increases.
現像剤の透磁率を検出する手段、および、印字データの画素データを基にトナー消費量を算出する手段の少なくとも一方を有する請求項６から請求項８の何れかに記載の画像形成装置。 The concentration detection means
9. The image forming apparatus according to claim 6 , further comprising at least one of a unit for detecting the magnetic permeability of the developer and a unit for calculating the toner consumption based on pixel data of the print data.
前記供給量検出手段の検出結果が第１所定値を上回っている場合に、トナー補給量を第１補給量とし、前記供給量検出手段の検出結果が第１所定値以下である場合に、トナー補給量を第２補給量とする請求項６から請求項９の何れかに記載の画像形成装置。 The control means
If the detection result of the supply amount detection means exceeds the first predetermined value, the toner replenishment amount is taken as the first supply amount, and if the detection result of the supply amount detection means is less than the first predetermined value, the toner The image forming apparatus according to any one of claims 6 to 9 , wherein the replenishment amount is a second replenishment amount.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014259542A JP6503731B2 (en) | 2014-12-23 | 2014-12-23 | Image forming device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014259542A JP6503731B2 (en) | 2014-12-23 | 2014-12-23 | Image forming device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016118725A JP2016118725A (en) | 2016-06-30 |
| JP6503731B2 true JP6503731B2 (en) | 2019-04-24 |
Family
ID=56244290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014259542A Active JP6503731B2 (en) | 2014-12-23 | 2014-12-23 | Image forming device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6503731B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6780474B2 (en) * | 2016-11-30 | 2020-11-04 | コニカミノルタ株式会社 | Image forming device |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0540438A (en) * | 1991-08-07 | 1993-02-19 | Ricoh Co Ltd | Image forming device |
| JP4679069B2 (en) * | 2004-04-28 | 2011-04-27 | 京セラミタ株式会社 | Image forming apparatus |
| JP2012220735A (en) * | 2011-04-08 | 2012-11-12 | Ricoh Co Ltd | Image density control method and image forming apparatus |
-
2014
- 2014-12-23 JP JP2014259542A patent/JP6503731B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2016118725A (en) | 2016-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4841576B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
| JP2011053391A (en) | Image forming apparatus | |
| JP2009300645A (en) | Developing device and image forming apparatus | |
| JP4899873B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
| JP2009244552A (en) | Developing device and image forming apparatus | |
| JP6503731B2 (en) | Image forming device | |
| JP2007322623A (en) | Image forming apparatus | |
| JP5061800B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
| JP2009223118A (en) | Developing method, developing device and image forming apparatus | |
| JP4847259B2 (en) | Image forming apparatus | |
| JP5141569B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
| JP2009265113A (en) | Developing device and image forming apparatus | |
| JP2008224721A (en) | Developing device and image forming apparatus | |
| JP5115143B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
| JP2007327998A (en) | Image forming apparatus | |
| WO2011158785A1 (en) | Developing apparatus and image formation apparatus | |
| JP2006284728A (en) | Development apparatus and image forming method | |
| JP2005062678A (en) | Image forming apparatus | |
| JP5429240B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
| JP2010211015A (en) | Developing device and image forming apparatus | |
| JP4706442B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
| JP2011070038A (en) | Developing device and image forming apparatus | |
| JP5115114B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
| JP2008257114A (en) | Image forming apparatus | |
| JP5115296B2 (en) | Developing device and image forming apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171109 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180710 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20181127 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190115 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20190122 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190226 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190311 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6503731 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |