JP2006178210A - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents
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Images
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- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
Abstract
Description
本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置等に関し、より詳しくは、電子写真方式を用いた画像形成装置等に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, and more particularly to an image forming apparatus using an electrophotographic system.
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、例えばドラム状に形成された感光体(感光体ドラム)を一様に帯電し、この感光体ドラムを画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体ドラム上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像装置で所定の極性に帯電されたトナーによって可視像(トナー像)とし、転写装置によってこのトナー像を感光体ドラム上から記録材(用紙)に静電転写した後、定着装置により加熱および加圧することで未定着トナー像を用紙に定着している(特許文献1参照。)。 In an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic system, for example, a photosensitive member (photosensitive drum) formed in a drum shape is uniformly charged, and the photosensitive drum is controlled based on image information. An electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum by exposure with the exposed light. The electrostatic latent image is converted into a visible image (toner image) by toner charged to a predetermined polarity by a developing device, and the toner image is electrostatically transferred from the photosensitive drum to a recording material (paper) by a transfer device. After that, an unfixed toner image is fixed on the paper by heating and pressurizing with a fixing device (see Patent Document 1).
かかる画像形成装置において、転写装置を通過した用紙は、トナーが静電的に付着した状態(未定着の状態)で、定着装置まで搬送されることになる。このとき、記録材に付着するトナーの中には、現像装置における帯電が不十分であったために、帯電量が低いままのものが混入する可能性がある。帯電量の低いトナーは、用紙に対する静電吸着力が弱いために、搬送中に用紙から離脱し、画像形成装置機内を浮遊しやすい。このようにして機内にトナーが浮遊すると、例えば定着装置を構成する定着部材(ロール部材やベルト部材)に付着して定着不良を起こしたり、あるいは、機内汚れを招いたりするといった問題を引き起こす。
また、最近では、画像形成装置の小型化が進み、画像形成装置を構成する各部(装置)の隙間に用紙搬送経路が設けられる傾向にある。このため、用紙搬送経路を直線状に確保することが困難となっている。すると、トナーを静電吸着した状態で搬送される用紙が、用紙搬送経路に設けられたガイドやそのギャップに衝突し、受ける衝撃力によってトナーが用紙から離脱しやすくなってしまうという問題もある。
In such an image forming apparatus, the paper that has passed through the transfer device is conveyed to the fixing device in a state where toner is electrostatically adhered (unfixed state). At this time, among the toners adhering to the recording material, there is a possibility that toner with a low charge amount may be mixed because the developing device is insufficiently charged. Since the toner with a low charge amount has a weak electrostatic attraction force on the paper, the toner tends to be detached from the paper during conveyance and float in the image forming apparatus. If the toner floats in the apparatus in this manner, for example, the toner adheres to a fixing member (roll member or belt member) constituting the fixing device and causes a fixing defect or causes in-machine contamination.
In recent years, the image forming apparatus has been downsized, and there is a tendency that a sheet conveyance path is provided in a gap between each unit (apparatus) constituting the image forming apparatus. For this reason, it is difficult to ensure the sheet conveyance path in a straight line. Then, there is a problem that the sheet conveyed with electrostatically attracted toner collides with a guide provided in the sheet conveyance path or a gap between the sheets, and the toner is easily separated from the sheet due to the impact force received.
そこで、転写装置と定着装置との間に設けられた用紙搬送路の上下に、用紙の表裏両面を互いに逆極性に帯電せしめる一対のコロナ放電器(転写後帯電器)を装着し、用紙上のトナーの飛び散りを抑制する技術が提案されている(特許文献2参照。)。 Therefore, a pair of corona dischargers (post-transfer chargers) for charging the front and back sides of the paper with opposite polarities are mounted on the top and bottom of the paper conveyance path provided between the transfer device and the fixing device, A technique for suppressing toner scattering has been proposed (see Patent Document 2).
しかしながら、上記特許文献2では、一対の転写後帯電器の取り付け位置よりも用紙搬送方向上流側において、用紙上の未定着トナーを帯電することができない。ここで、帯電量の低いトナーは、用紙に転写された直後に用紙から離脱してしまうため、このような帯電量の低いトナーの浮遊を防ぐことは困難であった。 However, in Patent Document 2, unfixed toner on the sheet cannot be charged upstream of the pair of post-transfer chargers on the upstream side in the sheet conveyance direction. Here, since the toner with a low charge amount is detached from the paper immediately after being transferred to the paper, it is difficult to prevent the toner with such a low charge amount from floating.
また、上記特許文献1には、転写前にトナーの帯電極性を揃える目的で、現像後の感光体ドラムに付着したトナーに対し、コロナ放電器(転写前処理帯電器)を用いて帯電を施す技術が開示されている。そこで、この転写前処理帯電器を利用し、転写前のトナーを十分に帯電させることで、転写後のトナーの用紙への付着力を強固なものとし、用紙からのトナーの離脱を抑えることが考えられる。
しかしながら、転写前処理帯電器であるコロトロン帯電器の寿命は、印加電流値と印加時間との積によって決まるため、画像形成動作時に常時コロトロン帯電器を動作させていたのでは、その寿命が著しく短くなってしまう。転写前処理帯電器の寿命が短くなると、転写前処理帯電器の交換頻度が高くなることから、画像形成が行えない期間が増加することによって生産性が低下する他、転写前帯電器の交換にかかるコストも嵩んでしまうことになる。
In
However, since the life of the corotron charger, which is a transfer pretreatment charger, is determined by the product of the applied current value and the applied time, if the corotron charger is always operated during the image forming operation, its life is extremely short. turn into. If the service life of the transfer pretreatment charger is shortened, the replacement frequency of the transfer pretreatment charger increases, so that the period during which image formation cannot be performed increases, resulting in a decrease in productivity. Such costs also increase.
本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、転写後の記録材からのトナーの離脱を抑制しながら、転写前帯電器の長寿命化を図ることにある。 The present invention has been made to solve such a technical problem, and an object of the present invention is to extend the life of the pre-transfer charger while suppressing the detachment of the toner from the recording material after the transfer. Is to plan.
かかる目的のもと、本発明が適用される画像形成装置は、像担持体でトナーを担持し、トナー帯電手段にて像担持体上のトナーを帯電し、トナー帯電手段により帯電された像担持体上のトナーを転写手段にて記録材に静電転写し、像担持体に形成されるトナーの像密度に基づいてトナー帯電手段による帯電動作を帯電制御手段にて制御する。
ここで、帯電制御手段は、像密度が所定の値以下の場合はトナー帯電手段による帯電動作を行わせないことを特徴とすることができる。また湿度検知手段にて湿度を検知し、帯電制御手段は、像密度および湿度検知手段により検知された湿度に基づいてトナー帯電手段による帯電動作を制御することを特徴とすることができる。ここで、帯電制御手段は、湿度検知手段にて検知された湿度が所定の値を超えた場合に、トナー帯電手段による帯電動作を行わせないことを特徴とすることができる。
For this purpose, the image forming apparatus to which the present invention is applied has an image carrier that carries toner, charges the toner on the image carrier by toner charging means, and is charged by the toner charging means. The toner on the body is electrostatically transferred onto the recording material by the transfer means, and the charging operation by the toner charging means is controlled by the charge control means based on the image density of the toner formed on the image carrier.
Here, the charging control means may be characterized in that the charging operation by the toner charging means is not performed when the image density is a predetermined value or less. Further, the humidity can be detected by the humidity detecting means, and the charging control means can control the charging operation by the toner charging means based on the image density and the humidity detected by the humidity detecting means. Here, the charging control means can be characterized in that the charging operation by the toner charging means is not performed when the humidity detected by the humidity detecting means exceeds a predetermined value.
また、本発明を方法のカテゴリから捉えると、像担持体に担持されたトナーを転写前帯電手段にて帯電し、帯電された像担持体上のトナーを転写手段にて記録材に転写し、トナーが転写された記録材を非直線状の搬送経路を介して搬送し、搬送された記録材上のトナーを定着手段にて定着する画像形成装置における画像形成方法であって、像担持体に形成されるトナーの像密度を取得する第1のステップと、取得された像密度に基づいて転写前帯電手段による帯電動作を制御する第2のステップとを含んでいる。
ここで、第1のステップで取得された像密度が所定の値以下の場合には、第2のステップにおいて転写前帯電手段による帯電動作を行わせないことを特徴とすることができる。また、湿度を取得するステップをさらに含み、第2のステップでは、取得された湿度に基づいて転写前帯電手段による帯電動作を制御することを特徴とすることができる。さらに、第2のステップでは、取得された湿度が所定の値を超えた場合に、転写前帯電手段による帯電動作を行わせないことを特徴とすることができる。
Further, when grasping the present invention from the category of the method, the toner carried on the image carrier is charged by the pre-transfer charging unit, and the toner on the charged image carrier is transferred to the recording material by the transfer unit, An image forming method in an image forming apparatus in which a recording material to which toner has been transferred is conveyed through a non-linear conveying path and the toner on the conveyed recording material is fixed by a fixing unit. A first step of acquiring the image density of the toner to be formed and a second step of controlling the charging operation by the pre-transfer charging unit based on the acquired image density.
Here, when the image density acquired in the first step is less than or equal to a predetermined value, the charging operation by the pre-transfer charging unit is not performed in the second step. Further, the method may further include a step of acquiring humidity, and in the second step, the charging operation by the pre-transfer charging unit may be controlled based on the acquired humidity. Furthermore, in the second step, when the acquired humidity exceeds a predetermined value, the charging operation by the pre-transfer charging unit is not performed.
本発明によれば、トナーの像密度等に基づいて転写前のトナーの帯電が制御されることから、転写後の記録材からのトナーの離脱を抑制しながら、転写前帯電器の長寿命化を図ることができる。 According to the present invention, since the charging of the toner before transfer is controlled based on the image density of the toner and the like, the life of the pre-transfer charger is extended while suppressing the separation of the toner from the recording material after transfer. Can be achieved.
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態という)について詳細に説明する。
図1は本実施の形態が適用される画像形成装置を示した概略構成図である。図1に示す画像形成装置は、矢印A方向に回転する感光体ドラム10と、感光体ドラム10を帯電する帯電器11とを備えている。また帯電器11よりも感光体ドラム10の回転方向下流側には、感光体ドラム10上に静電潜像を書込むレーザ露光器12(図中露光ビームを符号Bmで示す)、トナーが収容されて感光体ドラム10上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器13が配設されている。さらに、感光体ドラム10の周囲には、転写部15における静電転写に先立ち感光体ドラム10上のトナー像を帯電する転写前帯電器14、感光体ドラム10上に形成されたトナー像を転写部15において転写材である記録紙(用紙)Pに転写する転写ユニット20が取り付けられている。さらにまた、感光体ドラム10の周囲には、転写部15の下流側において感光体ドラム10に近接して配置された画像濃度の調整を行うための画像濃度センサ18、静電転写後の残留トナーの帯電量を低減するクリーニング前帯電器16、感光体ドラム10上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ17が配設されている。
The best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus to which the exemplary embodiment is applied. The image forming apparatus shown in FIG. 1 includes a
ここで、像担持体としての感光体ドラム10は、金属製の薄肉の円筒形ドラムの表面に有機感光層を形成したものからなり、有機感光層が負極性に帯電する材料で構成されている。そして、現像器13による現像は反転現像方式にて行われる。したがって、現像器13で使用されるトナーは負極性帯電タイプのものである。また、トナー帯電手段(転写前帯電手段)としての転写前帯電器14は、感光体ドラム10に対して非接触に配設されるコロトロン帯電器にて構成されており、負極性の放電を行うように構成されている。また、転写前帯電器14には、コロナ放電を生じさせるための電流を供給するPTC(Pre Transfer Corotron)電源14aが接続されている。
さらに、画像形成装置は、用紙Pに転写された未定着トナー像を定着する定着手段としての定着器60、各装置(各部)の動作を制御する制御部30、機内の湿度を測定する湿度検知手段としての湿度センサ40を備えている。
Here, the
Further, the image forming apparatus includes a
転写ユニット20は、駆動ロール22とアイドルロール23とによって張架された転写搬送ベルト21と、転写搬送ベルト21の内側に配設され、転写搬送ベルト21を介して感光体ドラム10に圧接される転写手段としての転写ロール24とを備えている。そして、転写ユニット20は、転写部15に搬送されてくる用紙Pに感光体ドラム10上のトナー像を転写する機能と、転写部15においてトナー像が転写された用紙Pを定着器60まで搬送する機能とを有している。また、転写ユニット20は、転写搬送ベルト21をクリーニングするためのベルトクリーナ25を有している。
ここで、転写搬送ベルト21は、例えば抵抗値が7logΩ程度に調整された半導電性のゴムベルトにて構成されている。
The
Here, the
また、この画像形成装置は、用紙搬送系として、用紙Pを収容する用紙トレイ50、この用紙トレイ50に集積された用紙Pを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール51、ピックアップロール51により繰り出された用紙Pを搬送する搬送ロール52を備えている。また、用紙搬送系は、搬送された用紙Pを所定のタイミングで転写部15に送り込むレジストロール54、搬送ロール52により搬送された用紙Pをレジストロール54に導く搬送シュート53、レジストロール54から送り出された用紙Pを転写部15に導くインレットシュート55を備えている。さらに、用紙搬送系は、転写ユニット20によりトナー像が転写されて搬送されてくる用紙Pを定着器60へ導く定着入口ガイド56を備えている。
In addition, the image forming apparatus feeds out a
次に、本実施の形態で用いたトナーおよび現像剤について詳細に説明する。本実施の形態で使用したトナーは、上述したように負極性に帯電する極性を有するものであって、懸濁重合法、乳化凝集合一法、溶解懸濁法等により、ポリエステルやスチレンアクリルなどのバインダ樹脂に着色剤、ワックスを内添してなる微粒子である。粒径は、コールターカウンター(コールター社製)による測定結果で体積平均粒径が約5μmであり、粒度分布指標(GSD)は1.23であった。トナー形状(球形の度合)は形状係数で表し、光学顕微鏡(ミクロフォトFXA:ニコン社製)で得たトナーの拡大写真を、イメージアナライザLuzex3(ニレコ社製)により画像解析を行い、次の式で算出した。 Next, the toner and developer used in the present embodiment will be described in detail. The toner used in the present embodiment has a polarity that is negatively charged as described above, and may be polyester, styrene acrylic, etc. by suspension polymerization, emulsion aggregation and coalescence, dissolution suspension, or the like. Fine particles obtained by internally adding a colorant and wax to the binder resin. The particle diameter was measured by a Coulter counter (manufactured by Coulter Co.). The volume average particle diameter was about 5 μm and the particle size distribution index (GSD) was 1.23. The toner shape (degree of sphere) is represented by a shape factor, and an enlarged photograph of the toner obtained with an optical microscope (Microphoto FXA: manufactured by Nikon Corporation) is subjected to image analysis by an image analyzer Luzex3 (manufactured by Nireco Corporation), and the following formula Calculated with
この式は、トナーの投影面積と、それに外接する円の面積との比で表しており、真球の場合に100となり、形状が球形から離れるにつれて数字が大きくなっていく。形状係数が小さければ、転写の際に転写されずに残るトナー(残留トナー)の量が減少していくため、トナーの形状係数は100〜140程度であることが望ましく、本実施の形態では、トナーの形状係数は129〜134の範囲であった。そして、このトナーに、平均粒径5〜200nmのシリカおよびチタニア等の無機微粒子を外添剤として適宜量外添し、平均粒径35μmのフェライトビーズからなるキャリアと混合して二成分現像剤とした。なお、トナーの体積平均粒径は、良好な画像を形成するという観点からすれば、3〜10μmの範囲内であることが好ましい。 This expression is expressed as a ratio of the projected area of the toner to the area of the circle circumscribing the toner, and is 100 for a true sphere, and the number increases as the shape moves away from the sphere. If the shape factor is small, the amount of toner (residual toner) that remains without being transferred during transfer decreases, so the shape factor of the toner is preferably about 100 to 140. In this embodiment, The shape factor of the toner was in the range of 129-134. Then, an appropriate amount of inorganic fine particles such as silica and titania having an average particle diameter of 5 to 200 nm are externally added to the toner as an external additive, and mixed with a carrier made of ferrite beads having an average particle diameter of 35 μm to form a two-component developer. did. The volume average particle diameter of the toner is preferably in the range of 3 to 10 μm from the viewpoint of forming a good image.
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。図1に示すような画像形成装置では、図示しない画像読取装置(IIT)や図示しないパーソナルコンピュータ(PC)等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置により所定の画像処理が施される。画像処理装置では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、ガンマ補正、枠消し編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、レーザ露光器12に出力される。
Next, a basic image forming process of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described. In the image forming apparatus as shown in FIG. 1, image data output from an image reading device (IIT) not shown or a personal computer (PC) not shown is subjected to predetermined image processing by an image processing device not shown. . In the image processing apparatus, the input reflectance data is subjected to predetermined image processing such as various kinds of image editing such as shading correction, position shift correction, gamma correction, frame deletion editing, and movement editing. The image data that has undergone image processing is output to the
レーザ露光器12では、入力された画像データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームBmを感光体ドラム10に照射している。感光体ドラム10では、帯電器11によって表面が所定の帯電電位に帯電された後、このレーザ露光器12によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。次に、感光体ドラム10に形成された静電潜像は現像器13によって現像され、トナー像とされる。
The
次に、感光体ドラム10上に形成されたトナー像は、必要に応じて転写前帯電器14によって帯電された後、転写部15に搬送される。なお、転写前帯電器14の動作の詳細については後述する。
一方、用紙搬送系では、感光体ドラム10上のトナー像が転写部15に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール51が回転し、用紙トレイ50から所定サイズの用紙Pが供給される。ピックアップロール51により供給された用紙Pは、搬送ロール52により搬送され、搬送シュート53を経てレジストロール54に到達する。このレジストロール54においては、用紙Pは一旦停止され、トナー像が担持された感光体ドラム10の移動タイミングに合わせてレジストロール54が回転する。それによって、用紙Pの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされ、用紙Pはインレットシュート55から転写部15に送り出される。
Next, the toner image formed on the
On the other hand, in the paper transport system, the pick-
転写部15では、タイミングを合わせて搬送された用紙Pが、転写ユニット20の転写搬送ベルト21を介して、感光体ドラム10と転写ロール24との間に挟み込まれる。その際に、転写ロール24にはトナーの帯電極性(本実施の形態では負極性)と逆極性の電圧(転写バイアス)が印加され、転写ロール24から転写搬送ベルト21に感光体ドラム10上のトナー帯電極性とは逆極性の電荷が付与される。それにより、感光体ドラム10上に担持されたトナー像は、感光体ドラム10と転写ロール24とによって押圧される転写部15において、用紙P上に静電転写される。なお、転写後の感光体ドラム10に付着した残留トナーは、クリーニング前帯電器16によって除電された後、ドラムクリーナ17によって除去される。
In the
その後、トナー像が静電転写された用紙Pは、転写ユニット20の転写搬送ベルト21に静電吸着された状態で感光体ドラム10から剥離されて搬送され、転写ユニット20の用紙P搬送方向下流側に設けられた定着器60まで送られる。なお、転写部15の下流側の感光体ドラム10の表面近傍には分離爪(図示せず)が配設されており、用紙Pが感光体ドラム10に貼り付くのを防止している。
転写搬送ベルト21の定着器60側の後端部では、転写搬送ベルト21が駆動ロール22に巻き付く際の曲率、および用紙Pのコシによって、用紙Pが転写搬送ベルト21から剥離される。そして、用紙Pは、定着入口ガイド56に導かれて定着器60に搬送される。
定着器60に搬送された用紙P上の未定着トナー像は、定着器60において熱および圧力による定着処理を受けることによって用紙P上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Pは、画像形成装置の排紙トレイ(図示せず)に搬送され、一連の画像形成動作が完了する。また、用紙Pを搬送した後の転写搬送ベルト21は、ベルトクリーナ25によってクリーニングされる。
Thereafter, the sheet P on which the toner image has been electrostatically transferred is peeled off and conveyed from the
At the rear end portion of the
The unfixed toner image on the paper P conveyed to the fixing
なお、本実施の形態の画像形成装置では、所定のサイクル毎にセットアップサイクルが実行されている。すなわち、実際の画像形成動作に先立って、所定のパッチ領域が所定の条件で現像される。その際には、転写ユニット20の転写搬送ベルト21は感光体ドラム10から離隔した状態に設定される。その状態で、現像されたパッチ領域は転写部15をそのまま通過し、転写部15の下流側に配設された画像濃度センサ18によってパッチ領域のトナー像の濃度が計測される。画像濃度センサ18によって計測されたトナー濃度信号は制御部30に送られる。そして、画像濃度センサ18からの信号に基づく制御部30からの指示により、レーザ露光器12による露光量および現像器13内のトナー濃度が調整され、所定の画像濃度が維持されるように設定されることとなる。
In the image forming apparatus according to the present embodiment, a setup cycle is executed every predetermined cycle. That is, prior to the actual image forming operation, a predetermined patch area is developed under predetermined conditions. At that time, the
次に、上述した転写前帯電器14による転写前帯電の動作について説明する。
図2は、帯電制御手段としての制御部30の機能ブロックを説明する図である。なお、制御部30は、本実施の形態に係る画像形成装置全体の制御を行っているが、図2には、転写前帯電動作に関連する機能ブロックのみを示している。
制御部30のCPU31は、ROM32に記憶されたプログラムに従い、RAM33との間で適宜データのやりとりを行いながら処理を実行する。また、この制御部30には、入出力インタフェース34を介して、画像処理部70からの画像情報(具体的にはこれから形成する画像の画像密度(像密度)情報)、湿度センサ40からの湿度情報が入力される。また、制御部30は、入出力インタフェース34を介して、PTC電源14aによる転写前帯電器14への給電を制御している。
Next, the pre-transfer charging operation by the above-described pre-transfer charger 14 will be described.
FIG. 2 is a diagram illustrating functional blocks of the
The
次に、画像形成動作における転写前帯電動作について説明する。ここで、転写前帯電動作は、画像処理部70からの画像密度情報および湿度センサ40からの湿度情報の両者に基づいて制御されることが好ましいが、画像処理部70からの画像密度情報のみに基づいて制御されるようにしてもよい。以下、各制御例について説明する。
Next, the pre-transfer charging operation in the image forming operation will be described. Here, the pre-transfer charging operation is preferably controlled based on both the image density information from the
◎制御例1
この制御例では、画像処理部70から入力される画像密度情報のみに基づいて、転写前帯電動作を制御している。すなわち、制御部30では、まず、画像処理部70からトナーの像密度を取得し(第1のステップ)、その後、取得された像密度に基づいて転写前帯電器14による帯電の有無を決定している(第2のステップ)。表1には、画像処理部70から入力される画像密度Dと、その結果としてPTC電源14aに設定されるPTC印加電流値との関係を示す。
◎ Control example 1
In this control example, the pre-transfer charging operation is controlled based only on the image density information input from the
画像密度Dが30%を超える場合は、転写後の用紙P上に存在する未定着トナーの絶対量が多く、全トナー中に含まれる帯電量の低いトナーの割合が不変であるとすれば、転写後に用紙Pから離れるトナーの量は多くなるものと推定される。また、画像密度Dが高い場合には、用紙Pに対して未定着トナーが厚く(複数の層になって)付着している可能性があり、用紙Pに対する一部のトナーの付着力が弱くなりやすいと考えられる。このため、画像密度Dが30%を超える場合は、PTC印加電流値を−55μAに設定し、転写前のトナー(負極性に帯電)をさらに強く負極性に帯電させた後に用紙Pに転写を行うようにする。 If the image density D exceeds 30%, if the absolute amount of unfixed toner present on the paper P after transfer is large, and the proportion of toner with a low charge amount contained in all toners is unchanged, It is estimated that the amount of toner leaving the paper P after transfer increases. In addition, when the image density D is high, there is a possibility that unfixed toner is attached to the paper P thickly (in a plurality of layers), and the adhesive force of some toner to the paper P is weak. It seems to be easy to become. For this reason, when the image density D exceeds 30%, the PTC applied current value is set to −55 μA, and the toner before transfer (charged to negative polarity) is further strongly charged to negative polarity, and then transferred to the paper P. To do.
一方、画像密度Dが30%以下の場合は、転写後の用紙P上に存在する未定着トナーの絶対量が少ないため、全トナー中に含まれる帯電量の低いトナーの割合が不変であるとすれば、転写後に用紙Pから離れるトナーの量は少なくなるものと推定される。また、画像密度Dが低い場合には、用紙Pに対して未定着トナーが薄く付着するため、用紙Pに対するトナーの付着力(静電吸着力)も強くなっているものと考えられる。このため、画像密度Dが30%以下の場合は、PTC印加電流値を0μAとし、転写前帯電器14による転写前帯電動作を行わず、そのまま用紙Pに転写を行うようにする。 On the other hand, when the image density D is 30% or less, since the absolute amount of unfixed toner existing on the transferred paper P is small, the ratio of the low charge amount toner contained in all the toners is unchanged. In this case, it is estimated that the amount of toner that leaves the paper P after transfer is reduced. In addition, when the image density D is low, the unfixed toner adheres thinly to the paper P, so that it is considered that the adhesion force (electrostatic adsorption force) of the toner to the paper P is also strong. For this reason, when the image density D is 30% or less, the PTC applied current value is set to 0 μA, and the pre-transfer charging operation by the pre-transfer charger 14 is not performed, and the transfer to the paper P is performed as it is.
このように、形成するトナー像の画像密度Dが高い(30%を超える)場合には、感光体ドラム10上に形成されたトナー像を転写前帯電器14によって再帯電することで、トナーの帯電量を大きくすることができる。すると、転写後のトナーの用紙Pへの付着力(静電吸着力)を大きくなる。その結果、用紙Pが転写部15から定着器60まで搬送されるまでの間に、用紙Pからトナーが離れてしまい、用紙P上の画像を乱すという事態を防止することができる。また、用紙Pからトナーが離れなくなるために、画像形成装置内に浮遊するトナーの量を著しく減らすことができ、浮遊するトナーの定着器60への付着や機内汚れの発生を抑制することが可能になる。
As described above, when the image density D of the toner image to be formed is high (over 30%), the toner image formed on the
ここで、本実施の形態では、トナーとして所謂球形トナーを採用しているため、用紙Pとトナーとの接触面積が小さくなり、特に付着力が小さくなりやすい。そして、画像密度Dが高い場合には、用紙Pに対してトナーが重なって付着することがあり、さらに付着力が小さくなってしまう。また、トナーの粒径が小さいために、例えば従来の粉砕トナー等と比較して各トナーの帯電量も小さくなる傾向にある。本実施の形態では、画像密度Dが高い場合に転写前帯電器14によって再帯電を行っているため、球形トナーを用いた場合にも、転写後の用紙Pからのトナーの飛び散りを抑えることができる。 Here, in the present embodiment, since a so-called spherical toner is used as the toner, the contact area between the paper P and the toner is small, and the adhesion force is particularly likely to be small. When the image density D is high, the toner may overlap and adhere to the paper P, further reducing the adhesion force. Further, since the particle size of the toner is small, the charge amount of each toner tends to be small as compared with, for example, conventional pulverized toner. In the present embodiment, recharging is performed by the pre-transfer charger 14 when the image density D is high. Therefore, even when spherical toner is used, scattering of toner from the paper P after transfer can be suppressed. it can.
また、図1に示したように、本実施の形態では、レイアウトの都合上、転写搬送ベルト21の用紙搬送面よりも定着器60の定着ニップが高い位置に設定されている。つまり、この画像形成装置では、転写部15から定着器60まで用紙Pを搬送する用紙搬送経路が非直線状になっている。このため、この画像形成装置では、転写搬送ベルト21と定着器60との間に定着入口ガイド56を設け、未定着トナー像を担持した用紙Pを案内するように構成している。このような構成を採用した場合、未定着トナー像を担持した用紙Pの搬送方向先端が定着入口ガイド56に衝突しやすくなり、その結果、用紙P上の未定着トナーが飛び散りやすい。これに対し、本実施の形態では、画像密度Dが高い場合に転写前のトナーを帯電することで、用紙Pに対するトナーの付着力を高めているため、転写後の用紙Pの搬送経路を直線状に構成できないような場合にも、トナーの飛び散りを抑えることが可能になる。
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, for the sake of layout, the fixing nip of the fixing
一方、形成するトナー像の画像密度Dが低い(30%以下)場合には、感光体ドラム10に形成されたトナー像を転写前帯電器14によって再帯電することなく、そのまま転写させるようにしている。トナー像の画像密度Dが低い場合には、転写部15から定着器60まで用紙Pが搬送される間にトナーの飛び散りが生じる可能性が低いために、特に問題が生じることはない。
On the other hand, when the image density D of the toner image to be formed is low (30% or less), the toner image formed on the
ここで、転写前帯電器14を構成するコロトロン帯電器では、一般に、放電電極として細い金属製のワイヤが用いられており、通電時間の長時間化と共に放電特性が劣化していく。そこで、形成するトナー像の画像密度Dが低い(30%以下)の場合には、転写前帯電器14による再帯電を行わないようにすることで、転写前帯電器14の寿命を長くすることが可能になる。特に、本実施の形態では、転写前帯電器14の使用、不使用を、画像密度D30%を境界として設定しているため、プリントされる頻度が多い一般的なテキスト画像(画像密度D<10%)では転写前帯電器14を使用する必要がないことから、さらに寿命を延ばすことが可能になる。 Here, in the corotron charger constituting the pre-transfer charger 14, a thin metal wire is generally used as the discharge electrode, and the discharge characteristics deteriorate as the energization time increases. Therefore, when the image density D of the toner image to be formed is low (30% or less), it is possible to extend the life of the pre-transfer charger 14 by not performing recharging by the pre-transfer charger 14. Is possible. In particular, in this embodiment, the use or non-use of the pre-transfer charger 14 is set with the image density D30% as a boundary, so that a general text image (image density D <10) that is frequently printed is used. %), It is not necessary to use the pre-transfer charger 14, so that the life can be further extended.
◎制御例2
この制御例では、画像処理部70から入力される画像密度情報および湿度センサ40から入力される湿度情報に基づいて、転写前帯電動作を制御している。すなわち、制御部30では、まず、画像処理部70からトナーの像密度を取得し(第1のステップ)、湿度センサ40から湿度を取得し(湿度を取得するステップ)、その後、取得された像密度および湿度に基づいて転写前帯電器14による帯電の有無を決定している(第2のステップ)。表2には、画像処理部70から入力される画像密度Dおよび湿度センサ40から入力されてくる湿度Hと、その結果としてPTC電源14aに設定されるPTC印加電流値との関係を示す。
◎ Control example 2
In this control example, the pre-transfer charging operation is controlled based on the image density information input from the
一般に、湿度が低い場合には低い電圧でも放電現象が生じやすく、その結果、用紙P上の未定着トナーに飛び散りが発生しやすい。一方、湿度が高い場合には放電現象が生じにくく、その結果、用紙P上の未定着トナーに飛び散りが生じにくい。
そこで、この制御例では、湿度Hが30%以下の低湿度環境では、画像密度Dとは無関係にPTC印加電流値を−55μAに設定している。また、湿度Hが70%を超える高湿度環境では、PTC印加電流値を0μAに設定している。さらに、湿度Hが30%を超え70%以下の中湿度環境では、画像密度Dに応じてPTC電流値を異ならせている。具体的には、画像密度Dが30%以下の場合にはPTC印加電流値を0μAに設定し、画像密度Dが30%以上を超える場合にはPTC印加電流値を−25μAに設定している。
In general, when the humidity is low, a discharge phenomenon is likely to occur even at a low voltage, and as a result, scattering of unfixed toner on the paper P is likely to occur. On the other hand, when the humidity is high, the discharge phenomenon hardly occurs, and as a result, the unfixed toner on the paper P is hardly scattered.
Therefore, in this control example, in a low humidity environment where the humidity H is 30% or less, the PTC application current value is set to −55 μA regardless of the image density D. In a high humidity environment where the humidity H exceeds 70%, the PTC applied current value is set to 0 μA. Further, in a medium humidity environment where the humidity H is more than 30% and 70% or less, the PTC current value is varied according to the image density D. Specifically, when the image density D is 30% or less, the PTC application current value is set to 0 μA, and when the image density D exceeds 30% or more, the PTC application current value is set to −25 μA. .
中湿度環境では、高湿度環境よりも放電が発生しやすいものの低湿度環境よりも放電は発生しにくい。また、制御例1において説明したように、画像密度Dが低い場合には用紙P上の未定着トナーの飛び散りは生じにくい。そこで、中湿度環境下において、画像密度Dが低い場合には転写前帯電器14を使用せず、また画像密度が高い場合には転写前帯電器14は使用するものの、PTC印加電流値は小さくしている。 In a medium humidity environment, discharge is more likely to occur than in a high humidity environment, but discharge is less likely to occur than in a low humidity environment. Further, as described in the control example 1, when the image density D is low, scattering of unfixed toner on the paper P hardly occurs. Therefore, in a medium humidity environment, when the image density D is low, the pre-transfer charger 14 is not used, and when the image density is high, the pre-transfer charger 14 is used, but the PTC applied current value is small. is doing.
本実施の形態では、形成するトナー像の画像密度Dに加え、さらに画像形成装置がおかれる環境(湿度)に応じて転写前帯電器14を使用するか否か(PTC印加電流値の大きさ)を決定するようにした。そして、低湿度環境では画像密度Dとは無関係に高い(−55μA)のPTC印加電流値を設定し、高湿度環境では画像密度Dとは無関係にPTC印加電流値を0μAとすることで転写前帯電器14を使用しないこととした。また中湿度環境では、画像密度Dに応じてPTC印加電流値を設定することとし、画像密度Dが高い場合には低い(−25μA)のPTC印加電流値を設定し、画像密度Dが低い場合にはPTC印加電流値を0μAとすることで転写前帯電器14を使用しないこととした。これにより、湿度に応じた適切なPTC印加電流値の設定を行うことが可能となり、転写後の用紙Pからのトナーの飛び散りを抑えながら、転写前帯電器14の寿命を延ばすことができる。 In the present embodiment, whether or not to use the pre-transfer charger 14 according to the environment (humidity) in which the image forming apparatus is placed in addition to the image density D of the toner image to be formed (the magnitude of the PTC applied current value). ) Was decided. In a low humidity environment, a high (−55 μA) PTC applied current value is set regardless of the image density D, and in a high humidity environment, the PTC applied current value is set to 0 μA regardless of the image density D. The charger 14 was not used. In a medium humidity environment, the PTC application current value is set according to the image density D. When the image density D is high, a low (−25 μA) PTC application current value is set and the image density D is low. In this case, the pre-transfer charger 14 is not used by setting the PTC application current value to 0 μA. As a result, it is possible to set an appropriate PTC application current value according to the humidity, and to extend the life of the pre-transfer charger 14 while suppressing the scattering of toner from the paper P after transfer.
なお、本実施の形態では、画像密度D=30%を境界として転写前帯電器14の動作を設定していたが、これに限られるものではなく、他の画像密度Dを基準としても良いことは勿論である。また、湿度Hについても、30%あるいは70%と別の基準値を採用してもよい。さらに、本実施の形態では、画像密度Dについては二段階、湿度については三段階の分類していたが、これに限られるものではなく、さらに細かい階級に分類してもよいことは勿論である。
さらに、本実施の形態では、単色のトナー画像を形成する構成の画像形成装置を例に説明を行ったが、これに限られるものでなく、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を重ね合わせてカラートナー画像を形成するカラー画像形成装置に適用することも可能である。
さらにまた、本実施の形態では、感光体ドラム10上に形成されたトナー像を直接用紙Pに転写するタイプの画像形成装置を例に説明を行ったが、これに限られるものではなく、例えば、感光体ドラムに対向して中間転写体(例えば中間転写ベルト)を配設し、感光体ドラム10上に形成されたトナー像を一旦、中間転写体に一次転写した後、中間転写体に一次転写されたトナー像を用紙に二次転写する所謂中間転写型の画像形成装置に適用することも可能である。この場合は、感光体から中間転写体への一次転写、あるいは、中間転写体から用紙への二次転写に、上述した手法を適用することができる。
In this embodiment, the operation of the pre-transfer charger 14 is set with the image density D = 30% as a boundary. However, the present invention is not limited to this, and other image density D may be used as a reference. Of course. Also, for the humidity H, a reference value different from 30% or 70% may be adopted. Furthermore, in the present embodiment, the image density D is classified into two stages and the humidity is classified into three stages. However, the present invention is not limited to this, and it is needless to say that the image density D may be classified into finer classes. .
Further, in the present embodiment, the image forming apparatus configured to form a single color toner image has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, yellow, magenta, cyan, and black toner images are superimposed. It can also be applied to a color image forming apparatus that forms a color toner image.
Furthermore, in the present embodiment, an example of an image forming apparatus that directly transfers a toner image formed on the
10…感光体ドラム、11…帯電器、12…レーザ露光器、13…現像器、14…転写前帯電器、14a…PTC電源、15…転写部、16…クリーニング前帯電器、17…ドラムクリーナ、18…画像濃度センサ、20…転写ユニット、21…転写搬送ベルト、22…駆動ロール、23…アイドルロール、24…転写ロール、25…ベルトクリーナ、30…制御部、40…湿度センサ、50…用紙トレイ、56…定着入口ガイド、60…定着器、70…画像処理部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記像担持体上のトナーを帯電するトナー帯電手段と、
前記トナー帯電手段により帯電された前記像担持体上のトナーを記録材に静電転写する転写手段と、
前記像担持体に形成されるトナーの像密度に基づいて前記トナー帯電手段による帯電動作を制御する帯電制御手段と
を含む画像形成装置。 An image carrier on which toner is carried; and
Toner charging means for charging the toner on the image carrier;
Transfer means for electrostatically transferring the toner on the image carrier charged by the toner charging means to a recording material;
An image forming apparatus comprising: a charging control unit that controls a charging operation by the toner charging unit based on an image density of toner formed on the image carrier.
前記帯電制御手段は、前記像密度および前記湿度検知手段により検知された湿度に基づいて前記トナー帯電手段による帯電動作を制御することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 It further includes humidity detecting means for detecting humidity,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the charging control unit controls a charging operation by the toner charging unit based on the image density and the humidity detected by the humidity detecting unit.
前記像担持体に形成されるトナーの像密度を取得する第1のステップと、
取得された前記像密度に基づいて前記転写前帯電手段による帯電動作を制御する第2のステップと
を含む画像形成方法。 The toner carried on the image carrier is charged by the pre-transfer charging means, the charged toner on the image carrier is transferred to the recording material by the transfer means, and the recording material onto which the toner has been transferred is non-linear. An image forming method in an image forming apparatus which is conveyed through a conveyance path and fixes toner on the conveyed recording material by a fixing unit,
A first step of acquiring an image density of toner formed on the image carrier;
And a second step of controlling a charging operation by the pre-transfer charging unit based on the acquired image density.
前記第2のステップでは、取得された前記湿度に基づいて前記転写前帯電手段による帯電動作を制御することを特徴とする請求項5記載の画像形成方法。 Further comprising obtaining the humidity;
6. The image forming method according to claim 5, wherein in the second step, a charging operation by the pre-transfer charging unit is controlled based on the acquired humidity.
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|---|---|---|---|---|
| JP2013125100A (en) * | 2011-12-13 | 2013-06-24 | Canon Inc | Image forming apparatus |
| JP2018081288A (en) * | 2016-11-18 | 2018-05-24 | キヤノン株式会社 | Image forming apparatus |
| JP2018189932A (en) * | 2017-05-12 | 2018-11-29 | 富士ゼロックス株式会社 | Image forming apparatus |
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2004
- 2004-12-22 JP JP2004371776A patent/JP2006178210A/en active Pending
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