JP2016170384A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、記録紙上に画像を形成する画像形成装置に関し、特に、表面にトナー像が形成される像担持体の表面状態を判断する方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image on recording paper, and more particularly to a method for determining the surface state of an image carrier on which a toner image is formed.
プリンター、複写機、ファクシミリ或いはこれらの機能を備えた複合機等の画像形成装置においては、電子写真感光体の一例である感光体ドラムと、感光体ドラムの表面を帯電させる帯電ローラー等の帯電部材と、感光体ドラム表面に接触して配置され且つ感光体ドラム表面に残留するトナーや外添剤を除去するクリーニングブレードとを備えたものが知られている。 In image forming apparatuses such as printers, copiers, facsimiles, or multifunction devices having these functions, a photosensitive drum as an example of an electrophotographic photosensitive member, and a charging member such as a charging roller that charges the surface of the photosensitive drum And a cleaning blade that is disposed in contact with the surface of the photosensitive drum and removes toner and external additives remaining on the surface of the photosensitive drum.
このような帯電部材は、像担持体に接触又は近接して配置されており、帯電部材からの放電により生成した放電生成物が像担持体表面に付着する。すると、像担持体表面とクリーニングブレードとの間の摩擦抵抗が上昇し、クリーニングブレードのビビリや欠損、スティックスリップが引き起こされやすくなり、クリーニングブレードのクリーニング能力が低下する。その結果、トナーや外添剤のすり抜け量が増加し、帯電部材が汚染されたり、クリーニングされずに残されたトナーや外添剤が像担持体表面に固着して、画質低下や画像形成不良が発生したりする原因となる。 Such a charging member is disposed in contact with or close to the image carrier, and a discharge product generated by discharge from the charging member adheres to the surface of the image carrier. As a result, the frictional resistance between the surface of the image carrier and the cleaning blade increases, chattering, chipping, and stick slip of the cleaning blade are likely to occur, and the cleaning ability of the cleaning blade decreases. As a result, the amount of toner and external additives slipping through increases, the charging member is contaminated, and the toner and external additives left uncleaned adhere to the surface of the image carrier, resulting in deterioration in image quality and poor image formation. May occur.
特に感光層として表面にアモルファスシリコン層が形成された像担持体を用いた場合、使用開始初期は、アモルファスシリコン層の形成時に生じる結晶粒の凹凸により像担持体表面とクリーニングブレードとの接触面積が小さいため摩擦抵抗も小さいが、使用されているうちに像担持体表面の凹凸が摩耗して平滑化され、像担持体表面とクリーニングブレードとの間の摩擦抵抗が上昇し、上記の問題が生じやすくなる。 In particular, when an image carrier having an amorphous silicon layer formed on the surface is used as the photosensitive layer, the contact area between the image carrier surface and the cleaning blade is initially reduced due to the unevenness of crystal grains generated when the amorphous silicon layer is formed. Although it is small, the frictional resistance is small, but the unevenness on the surface of the image carrier is worn and smoothed during use, and the frictional resistance between the surface of the image carrier and the cleaning blade increases, resulting in the above problems. It becomes easy.
そのため、クリーニングブレードの負荷を軽減するために、特許文献1のように潤滑剤としてトナーを供給したり、特許文献2のように帯電バイアスを低下させたりといった方法により放電生成物の発生を抑制する等の対策が講じられている。 Therefore, in order to reduce the load on the cleaning blade, the generation of discharge products is suppressed by a method such as supplying toner as a lubricant as in Patent Document 1 or reducing the charging bias as in Patent Document 2. Such measures are taken.
しかし、摩擦抵抗増加の抑制は像担持体の表面粗さの影響が大きいので、それに応じて制御する必要があるが、像担持体の表面粗さを検知する手段を有していないと、予測により制御を行わなくてはならない。像担持体の表面粗さを検知する手段を新たに設けると、コスト上昇を引き起こすこととなる。 However, the suppression of the increase in frictional resistance is greatly affected by the surface roughness of the image carrier, so it must be controlled accordingly, but it is predicted that there is no means to detect the surface roughness of the image carrier. Control must be done by Providing a new means for detecting the surface roughness of the image bearing member causes an increase in cost.
本発明は、上記問題点に鑑み、新たな検知手段を設けることなく像担持体の表面の平滑化度合いを判定することができる画像形成装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of determining the degree of smoothness of the surface of an image carrier without providing new detection means.
上記目的を達成するために本発明の第1の構成は、像担持体と、駆動装置と、クリーニング部材と、トルク検出部と、制御部と、を有する画像形成装置である。像担持体は、表面にトナー像が形成される。駆動装置は、像担持体を回転駆動する。クリーニング部材は、像担持体の表面に接触するように配置され、像担持体の表面をクリーニングする。トルク検出部は、像担持体を回転駆動する際の駆動装置のトルクを検出する。制御部は、トルク検出部により検出されたトルクに基づいて像担持体の表面状態を判断する。制御部は、トルク検出部により検出されたトルクに基づいて、印字開始から駆動装置のトルクが最大値に到達するまでのトルク上昇係数を算出し、算出されたトルク上昇係数に基づいて像担持体の表面の平滑化度合いを判定する。 In order to achieve the above object, a first configuration of the present invention is an image forming apparatus including an image carrier, a driving device, a cleaning member, a torque detection unit, and a control unit. A toner image is formed on the surface of the image carrier. The driving device rotationally drives the image carrier. The cleaning member is disposed so as to contact the surface of the image carrier, and cleans the surface of the image carrier. The torque detector detects the torque of the driving device when the image carrier is rotationally driven. The control unit determines the surface state of the image carrier based on the torque detected by the torque detection unit. The control unit calculates a torque increase coefficient from the start of printing until the torque of the driving device reaches the maximum value based on the torque detected by the torque detection unit, and the image carrier based on the calculated torque increase coefficient The degree of smoothing of the surface is determined.
像担持体の表面が摩耗して平滑化されると像担持体とクリーニングブレードとの接触面積が増大するため、像担持体とクリーニングブレードとの間の摩擦抵抗が増大し、像担持体を回転駆動する駆動装置のトルク上昇係数が大きくなる。つまり、像担持体の表面が摩耗して平滑化されるにつれて駆動装置のトルク上昇係数が大きくなる。本発明の第1の構成によれば、印字開始から駆動装置のトルクが最大値に到達するまでのトルク上昇係数に基づいて像担持体表面の平滑化度合いを判定する。これにより、像担持体の表面状態を検出するセンサー等を新たに設けることなく像担持体表面が平滑化されたかどうかを簡単に、且つ精度良く判定することができる。 When the surface of the image carrier is worn and smoothed, the contact area between the image carrier and the cleaning blade increases, so that the frictional resistance between the image carrier and the cleaning blade increases, and the image carrier rotates. The torque increase coefficient of the driving device to be driven increases. That is, the torque increase coefficient of the driving device increases as the surface of the image carrier is worn and smoothed. According to the first configuration of the present invention, the degree of smoothing of the image carrier surface is determined based on the torque increase coefficient from the start of printing until the torque of the driving device reaches the maximum value. Thereby, it is possible to easily and accurately determine whether or not the surface of the image carrier is smoothed without newly providing a sensor or the like for detecting the surface state of the image carrier.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置11の概略構成を示す摸式断面図である。図2は、図1に示す画像形成装置11の画像形成処理部15を含む要部の概略構成を示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of an image forming apparatus 11 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a main part including the image forming processing unit 15 of the image forming apparatus 11 shown in FIG.
1.画像形成装置11の構成
(全体構成)
図1に示すように、本実施形態に係る画像形成装置11は、タンデム方式のカラープリンターである。画像形成装置11は、プリンター本体12の内部に、記録紙(不図示)を収納する給紙カセット13と、給紙カセット13から記録紙を一枚ずつ給送する給紙部14と、給紙カセット13又は手差トレイ(不図示)から供給された記録紙に画像形成処理を行う画像形成処理部15と、給紙カセット13又は手差トレイから供給された記録紙を搬送する記録紙搬送経路16と、画像形成処理部15において形成されたトナー像を記録紙搬送経路16に沿って搬送される記録紙に転写する二次転写部17と、二次転写部17において転写されたトナー像を記録紙に定着する定着部18と、を備える。
1. Configuration of image forming apparatus 11 (overall configuration)
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 11 according to the present embodiment is a tandem color printer. The image forming apparatus 11 includes, inside a printer main body 12, a paper feed cassette 13 that stores recording paper (not shown), a paper feeding unit 14 that feeds recording paper one by one from the paper feeding cassette 13, and paper feeding An image forming processing unit 15 that performs an image forming process on the recording paper supplied from the cassette 13 or the manual feed tray (not shown), and a recording paper transport path for transporting the recording paper supplied from the paper feed cassette 13 or the manual feed tray 16, a secondary transfer unit 17 that transfers the toner image formed in the image forming processing unit 15 to the recording paper conveyed along the recording paper conveyance path 16, and the toner image transferred in the secondary transfer unit 17 And a fixing unit 18 that fixes the recording paper.
(画像形成処理部15の構成)
画像形成処理部15は、例えば、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色のトナー(現像剤)を用いて画像形成処理を行うタンデム方式が採用されている。なお、以下の説明では、特に色指定に関する場合にのみ、各算用数字の符号に括弧書きで(Y,M,C,K)の色を付し、共通の場合には算用数字のみの符号を付して説明する。
(Configuration of the image forming processing unit 15)
For example, the image forming processing unit 15 employs a tandem system that performs image forming processing using toner (developer) of four colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). ing. In the following explanation, only in the case of color designation, the symbol of each arithmetic numeral is attached with a color of (Y, M, C, K) in parentheses, and in the common case, only the arithmetic numeral is included. A description will be given with reference numerals.
画像形成処理部15は、各色(Y,M,C,K)に対応して、補給用トナーを収納した複数のトナーコンテナ19と、パーソナルコンピューター等の外部接続機器から送信された印字データ(画像データ)に基づいて各色のトナー像を形成するための複数の感光体ドラム20と、各感光体ドラム20にトナーを供給する複数の現像装置21と、各感光体ドラム20に形成されたトナー像が一次転写される無端状の中間転写ベルト22と、中間転写ベルト22の回動移動方向最上流側の感光体ドラム20の上流側に配置されて中間転写ベルト22の表面に付着した残トナー等を除去するベルトクリーニング装置24と、各感光体ドラム20にビーム光を出射する露光ユニット25と、を備えている。 The image forming processing unit 15 corresponds to each color (Y, M, C, K) and print data (images) transmitted from a plurality of toner containers 19 containing replenishing toner and an externally connected device such as a personal computer. A plurality of photosensitive drums 20 for forming toner images of respective colors based on the data), a plurality of developing devices 21 for supplying toner to each of the photosensitive drums 20, and a toner image formed on each of the photosensitive drums 20. The endless intermediate transfer belt 22 to which the toner image is primarily transferred, the residual toner attached to the surface of the intermediate transfer belt 22 and disposed upstream of the photosensitive drum 20 on the most upstream side in the rotational movement direction of the intermediate transfer belt 22 A belt cleaning device 24 that removes the light, and an exposure unit 25 that emits beam light to each photosensitive drum 20.
(感光体ドラム20の構成)
感光体ドラム20は、支持体(基体)の表面に感光層が形成されてなる。ここでは、感光体ドラム20は、金属製の円筒状の素管と、素管表面に形成された感光層とからなる。なお、素管が本発明の「支持体」の一例に相当する。素管を形成する金属としては、アルミニウム、鉄、チタン、マグネシウム等が挙げられる。感光層としては、有機光伝導体を利用した有機感光層や無機光電体を利用した無機感光層等を利用できるが、耐久性の高さからシランガス等の蒸着等により製膜されたアモルファスシリコン感光層が好ましい。各感光体ドラム20は、その表面に露光ユニット25から出射されたビーム光に基づいて各色のトナー像を担持して中間転写ベルト22にトナー像を転写するためのものであり、図1に示すように、現像装置21と共に中間転写ベルト22の下方に配置されている。なお、感光体ドラム20の使用初期における表面状態については後述する。
(Configuration of Photosensitive Drum 20)
The photosensitive drum 20 is formed by forming a photosensitive layer on the surface of a support (base). Here, the photosensitive drum 20 includes a cylindrical cylindrical tube made of metal and a photosensitive layer formed on the surface of the tube. Note that the raw tube corresponds to an example of the “support” of the present invention. Examples of the metal forming the base tube include aluminum, iron, titanium, and magnesium. As the photosensitive layer, an organic photosensitive layer using an organic photoconductor or an inorganic photosensitive layer using an inorganic photoconductor can be used. However, because of its high durability, an amorphous silicon photosensitive film formed by vapor deposition of silane gas or the like is used. A layer is preferred. Each photosensitive drum 20 carries a toner image of each color on the surface thereof based on the beam light emitted from the exposure unit 25 and transfers the toner image to the intermediate transfer belt 22, as shown in FIG. As described above, the developing device 21 is disposed below the intermediate transfer belt 22. The surface state of the photosensitive drum 20 in the initial use will be described later.
また、図1及び図2に示すように、感光体ドラム20の周囲には帯電ローラー(帯電部材)26、露光ユニット25、現像装置21、クリーニング装置28、除電装置29が配置されており、中間転写ベルト22を挟んで一次転写ローラー27が感光体ドラム20に対向配置されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, a charging roller (charging member) 26, an exposure unit 25, a developing device 21, a cleaning device 28, and a static eliminating device 29 are disposed around the photosensitive drum 20, A primary transfer roller 27 is disposed opposite to the photosensitive drum 20 with the transfer belt 22 interposed therebetween.
感光体ドラム20と一次転写ローラー27との協働によって構成された各一次転写部で中間転写ベルト22上に転写されたトナー像は、給紙カセット13又は手差トレイから記録紙搬送経路16を通って搬送されてきた記録紙に対し二次転写部17で転写される。 The toner image transferred onto the intermediate transfer belt 22 at each primary transfer portion configured by the cooperation of the photosensitive drum 20 and the primary transfer roller 27 passes through the recording paper transport path 16 from the paper feed cassette 13 or the manual feed tray. The recording paper that has been conveyed through is transferred by the secondary transfer unit 17.
(現像装置21の構成)
各現像装置21は、基本的に同一構成のものが中間転写ベルト22の下方に回動移動方向に沿って列設されている。現像装置21は、酸化チタン等の金属粒子からなるトナー外添剤(研磨粒子)を含むトナーを付着させて感光体ドラム20の表面に形成された静電潜像をトナー像に現像する。なお、現像装置21は従来公知のものを使用することができる。
(Configuration of developing device 21)
Each developing device 21 basically has the same configuration and is arranged below the intermediate transfer belt 22 along the rotational movement direction. The developing device 21 develops the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 20 into a toner image by attaching a toner containing a toner external additive (abrasive particles) made of metal particles such as titanium oxide. A conventionally known developing device 21 can be used.
(中間転写ベルト22の構成)
中間転写ベルト22は、プリンター本体12内で駆動ローラーと従動ローラーとに水平方向に張架された無端ベルトであり、ベルト駆動モーター(図示せず)による駆動ローラーの回転に伴い画像形成動作に伴って循環駆動される。
(Configuration of the intermediate transfer belt 22)
The intermediate transfer belt 22 is an endless belt that is horizontally stretched between a driving roller and a driven roller in the printer main body 12, and accompanies an image forming operation as the driving roller is rotated by a belt driving motor (not shown). It is circulated and driven.
(トナー濃度検知センサー23の構成)
トナー濃度検知センサー23は、中間転写ベルト22のトナー像の反射濃度を測定し、その検知値を制御回路30(図2参照)に出力する。なお、トナー濃度検知センサー23は、中間転写ベルト22の回動移動方向並びに回動移動方向と直交する幅方向のそれぞれに沿った複数箇所に設けることができる。この際、トナー濃度検知センサー23は、中間転写ベルト22の幅方向片側だけのトナー濃度を検知したのでは、例えば、中間転写ベルト22の幅方向両端側で濃度差が生ずる現象(片焼け現象)が発生した場合に対応できないため、幅方向両端付近に配置するのが好ましい。
(Configuration of toner density detection sensor 23)
The toner density detection sensor 23 measures the reflection density of the toner image on the intermediate transfer belt 22 and outputs the detected value to the control circuit 30 (see FIG. 2). The toner density detection sensors 23 can be provided at a plurality of locations along the rotational movement direction of the intermediate transfer belt 22 and the width direction orthogonal to the rotational movement direction. At this time, if the toner density detection sensor 23 detects the toner density only on one side in the width direction of the intermediate transfer belt 22, for example, a phenomenon in which a density difference occurs on both ends in the width direction of the intermediate transfer belt 22 (single burn phenomenon). It is preferable to dispose near the both ends in the width direction because it is not possible to cope with the occurrence of this.
(帯電ローラー26の構成)
帯電ローラー26は、例えば導電性ゴムで形成されており、感光体ドラム20に当接するように配置されている。そして、図2に示すように、感光体ドラム20が時計回り方向に回転すると、感光体ドラム20の表面に接触する帯電ローラー26が反時計回り方向に従動回転する。このとき、帯電ローラー26に所定の電圧を印加することにより、感光体ドラム20の表面が一様に帯電されることとなる。また、帯電ローラー26の回転に伴い、帯電ローラー26に接触する帯電クリーニングローラー(図示せず)が時計回り方向に従動回転して帯電ローラー26の表面に付着した異物を除去する。
(Configuration of charging roller 26)
The charging roller 26 is made of, for example, conductive rubber and is disposed so as to contact the photosensitive drum 20. As shown in FIG. 2, when the photosensitive drum 20 rotates in the clockwise direction, the charging roller 26 that contacts the surface of the photosensitive drum 20 is driven to rotate counterclockwise. At this time, the surface of the photosensitive drum 20 is uniformly charged by applying a predetermined voltage to the charging roller 26. Further, as the charging roller 26 rotates, a charging cleaning roller (not shown) that contacts the charging roller 26 is driven to rotate in the clockwise direction to remove foreign matters attached to the surface of the charging roller 26.
(クリーニング装置28の構成)
クリーニング装置28は、記録紙幅方向(記録紙搬送方向に直交する方向)に奥行きのあるクリーニングハウジング40と、クリーニングハウジング40の内部下方寄りに配置されて図2において時計回り方向に回転することで記録紙幅方向の一方に回収トナーを搬送して廃トナー容器(図示せず)へと送り出す回収スパイラル41と、クリーニングハウジング40の外部下方寄りに取り付けられたクリーニングブレード42と、クリーニングハウジング40の内部上方寄りに配置されて感光体ドラム20の表面と接触する摺擦ローラー(クリーニングローラー)43と、摺擦ローラー43の上方に配置されて摺擦ローラー43の表面と接触するスクレーパー44とを備えている。
(Configuration of the cleaning device 28)
The cleaning device 28 has a cleaning housing 40 having a depth in the recording paper width direction (a direction orthogonal to the recording paper conveyance direction), and is disposed near the lower inside of the cleaning housing 40 and rotates clockwise in FIG. A collection spiral 41 that conveys the collected toner to one side in the paper width direction and sends it to a waste toner container (not shown), a cleaning blade 42 attached to the outside lower side of the cleaning housing 40, and an inside upper side of the cleaning housing 40 A rubbing roller (cleaning roller) 43 disposed in contact with the surface of the photosensitive drum 20, and a scraper 44 disposed above the rubbing roller 43 and in contact with the surface of the rubbing roller 43.
クリーニングブレード42は、ウレタンゴム等から構成されている。クリーニングブレード42は、感光体ドラム20の回転軸よりも下方から感光体ドラム20の表面に先端が当接するように配置されている。この際、クリーニングブレード42の先端は、感光体ドラム20の回転方向(図2の矢印参照)に対してカウンター方向に当接している。 The cleaning blade 42 is made of urethane rubber or the like. The cleaning blade 42 is disposed so that the tip abuts against the surface of the photosensitive drum 20 from below the rotational axis of the photosensitive drum 20. At this time, the tip of the cleaning blade 42 is in contact with the rotation direction of the photosensitive drum 20 (see the arrow in FIG. 2) in the counter direction.
摺擦ローラー43は、感光体ドラム20の表面から廃トナーを回収すると共に、摺擦ローラー43の表面に付着した廃トナーによって感光体ドラム20の表面を研磨する。このため、摺擦ローラー43は、廃トナーの保持性を高く維持するために発泡ゴム(例えば、カーボン含有導電性発泡EPDM)を用いて記録紙幅方向に延びる円筒形状に構成され、クリーニングブレード42の先端よりも感光体ドラム20の回転方向上流側に配置される。また、摺擦ローラー43の回転方向は感光体ドラム20の回転方向とは逆方向である。スクレーパー44は、耐久性を確保した薄肉板金製のものが用いられており、摺擦ローラー43の表面付着トナーの付着量を均一にするために、摺擦ローラー43の回転方向下流側にカウンター方向で先端が当接している。 The rubbing roller 43 collects waste toner from the surface of the photoconductive drum 20 and polishes the surface of the photoconductive drum 20 with the waste toner adhering to the surface of the rubbing roller 43. For this reason, the rubbing roller 43 is formed in a cylindrical shape that extends in the recording paper width direction using foamed rubber (for example, carbon-containing conductive foamed EPDM) in order to maintain high retention of waste toner. It is arranged upstream of the front end in the rotational direction of the photosensitive drum 20. Further, the rotation direction of the rubbing roller 43 is opposite to the rotation direction of the photosensitive drum 20. The scraper 44 is made of a thin sheet metal that ensures durability, and in order to make the amount of toner adhering to the surface of the rubbing roller 43 uniform, a counter direction is provided downstream of the rubbing roller 43 in the rotation direction. The tip is in contact.
(除電装置29の構成)
除電装置29は、感光体ドラム20の回転方向に沿って、クリーニング装置28の下流側に配置されている。除電装置29にはLED(発光ダイオード)が用いられ、必要に応じて反射板が設けられる。除電装置29は、除電光(イレース光)を感光体ドラム20に照射することにより、その表面の帯電電荷を除去し、次回の画像形成動作時における帯電工程のための準備を整える。
(Configuration of static elimination device 29)
The static eliminator 29 is disposed on the downstream side of the cleaning device 28 along the rotation direction of the photosensitive drum 20. An LED (light emitting diode) is used for the static elimination device 29, and a reflector is provided as necessary. The static eliminator 29 irradiates the photosensitive drum 20 with static elimination light (erase light), thereby removing the charged charges on the surface thereof and preparing for the charging process in the next image forming operation.
(制御回路30の構成)
制御回路30は、ROM31に格納した画像形成処理全般に係わる各種制御プログラムに基づいて画像形成処理(プリントジョブ)を実行すると共に、その画像形成処理の際に、帯電ローラー26に直流電圧と交流電圧との重畳バイアスを印加する高圧電源34の印加電圧を制御する。
(Configuration of control circuit 30)
The control circuit 30 executes an image forming process (print job) based on various control programs related to the entire image forming process stored in the ROM 31, and at the time of the image forming process, a DC voltage and an AC voltage are applied to the charging roller 26. The applied voltage of the high-voltage power supply 34 for applying the superimposed bias is controlled.
また、制御回路30は、モーター駆動ドライバー35を介して感光体ドラム20を回転させる駆動モーター(駆動装置)36を制御すると共に、駆動モーター36のトルクを検出するトルク検出部37からの検出値に基づいて画質低下抑制制御を行う。さらに、制御回路30には、累積の画像形成処理枚数をカウントするカウンター39からのカウント値が入力される。 Further, the control circuit 30 controls a drive motor (drive device) 36 that rotates the photosensitive drum 20 via a motor drive driver 35, and detects the detected value from the torque detection unit 37 that detects the torque of the drive motor 36. Based on this, image quality deterioration suppression control is performed. Further, the count value from the counter 39 that counts the cumulative number of image forming processes is input to the control circuit 30.
本実施形態においては、トルク検出部37は、駆動モーター36の出力電流値を検出する。即ち、本実施形態においては、トルクを表す指標として駆動モーター36の出力電流値を用いる。なお、駆動モーター36のトルクを検出する手段は、駆動モーター36に過剰な負荷がかかって駆動モーター36が破損するのを防ぐために、画像形成装置11には通常備えられている。 In the present embodiment, the torque detector 37 detects the output current value of the drive motor 36. That is, in this embodiment, the output current value of the drive motor 36 is used as an index representing torque. Note that a means for detecting the torque of the drive motor 36 is usually provided in the image forming apparatus 11 in order to prevent the drive motor 36 from being damaged due to an excessive load.
ROM31には、本発明の画像形成処理補正に係わる制御プログラムも格納されており、この画像形成処理制御プログラムを実行する制御回路30とでマイクロコンピューターを構成している。尚、画像形成処理を実行する際の画像データ等は、RAM32又はHDD33に一時的に記憶される。また、制御回路30は、トナー濃度検知センサー23からの検知結果をRAM32又はHDD33に記憶する。 The ROM 31 also stores a control program related to image formation processing correction according to the present invention, and a microcomputer is configured with the control circuit 30 that executes the image formation processing control program. Note that image data and the like when executing the image forming process are temporarily stored in the RAM 32 or the HDD 33. Further, the control circuit 30 stores the detection result from the toner density detection sensor 23 in the RAM 32 or the HDD 33.
制御回路30は、上記制御の他、各現像装置21へのトナー補給や現像装置21に印加するバイアス電圧等の現像条件、露光ユニット25から出射されるレーザー光P(図1参照)のレーザーパワー等の露光条件等のキャリブレーションを実行する。 In addition to the above control, the control circuit 30 supplies toner to each developing device 21, developing conditions such as a bias voltage applied to the developing device 21, and the laser power of the laser light P (see FIG. 1) emitted from the exposure unit 25. Calibration of exposure conditions, etc. is executed.
2.画像形成手順
次に、画像形成装置11の画像形成手順について説明する。パーソナルコンピューター等の外部接続機器から画像データが入力されると、先ず、帯電ローラー26によって感光体ドラム20の表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット25によって感光体ドラム20の表面にレーザー光Pを照射し、各感光体ドラム20上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置21には、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤(以下、単に現像剤ともいう)が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置21内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ19から各現像装置21にトナーが補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置21により感光体ドラム20上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット25からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
2. Image Forming Procedure Next, an image forming procedure of the image forming apparatus 11 will be described. When image data is input from an external connection device such as a personal computer, the surface of the photosensitive drum 20 is first uniformly charged by the charging roller 26, and then the laser beam P is applied to the surface of the photosensitive drum 20 by the exposure unit 25. And an electrostatic latent image corresponding to the image data is formed on each photosensitive drum 20. The developing device 21 is filled with a predetermined amount of a two-component developer (hereinafter, also simply referred to as a developer) containing toner of each color of yellow, magenta, cyan, and black. In addition, when the ratio of the toner in the two-component developer filled in each developing device 21 is less than a predetermined value due to the formation of a toner image described later, the toner is supplied from the toner container 19 to each developing device 21. . The toner in the developer is supplied onto the photosensitive drum 20 by the developing device 21 and electrostatically adheres, whereby a toner image corresponding to the electrostatic latent image formed by exposure from the exposure unit 25 is formed. It is formed.
一方、画像形成処理部15でのトナー像の形成タイミングに合わせて給紙カセット13(又は手差しトレイ)から記録紙が給送され、記録紙搬送経路16を通ってレジストローラー対30aに搬送される。 On the other hand, the recording paper is fed from the paper feed cassette 13 (or the manual feed tray) in accordance with the toner image formation timing in the image forming processing unit 15, and conveyed to the registration roller pair 30 a through the recording paper conveyance path 16. .
そして、一次転写ローラー27により一次転写ローラー27と感光体ドラム20との間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム20上のイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのトナー像が中間転写ベルト22上に一次転写される。これらの4色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、一次転写後に感光体ドラム20の表面に残留したトナー等がクリーニング装置28により除去される。また、感光体ドラム20表面の残留電荷が除電装置29により除去される。 The primary transfer roller 27 applies an electric field between the primary transfer roller 27 and the photosensitive drum 20 at a predetermined transfer voltage, and yellow, magenta, cyan, and black toner images on the photosensitive drum 20 are transferred to the intermediate transfer belt. 22 is primarily transferred onto 22. These four color images are formed with a predetermined positional relationship predetermined for forming a predetermined full color image. Thereafter, the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 20 after the primary transfer is removed by the cleaning device 28 in preparation for the subsequent formation of a new electrostatic latent image. Further, the residual charge on the surface of the photosensitive drum 20 is removed by the static eliminator 29.
中間転写ベルト22が図1の反時計回り方向に回転を開始すると、記録紙がレジストローラー対30aから中間転写ベルト22に隣接して設けられた二次転写部17へ所定のタイミングで搬送され、中間転写ベルト22上のフルカラー画像が記録紙上に二次転写される。トナー像が二次転写された記録紙は定着部18へと搬送される。なお、中間転写ベルト22の表面に付着した残トナー等はベルトクリーニング装置24により除去される。 When the intermediate transfer belt 22 starts to rotate counterclockwise in FIG. 1, the recording paper is conveyed from the registration roller pair 30a to the secondary transfer portion 17 provided adjacent to the intermediate transfer belt 22 at a predetermined timing. The full color image on the intermediate transfer belt 22 is secondarily transferred onto the recording paper. The recording paper on which the toner image is secondarily transferred is conveyed to the fixing unit 18. Residual toner or the like adhering to the surface of the intermediate transfer belt 22 is removed by the belt cleaning device 24.
定着部18に搬送された記録紙は、加熱及び加圧されてトナー像が記録紙の表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された記録紙は記録紙搬送経路16の終端部へと案内され、排出ローラー対30bによってプリンター本体12の上面を兼ねる排出トレイ12a上に排出される。 The recording paper conveyed to the fixing unit 18 is heated and pressurized to fix the toner image on the surface of the recording paper, thereby forming a predetermined full color image. The recording paper on which the full-color image is formed is guided to the end portion of the recording paper transport path 16 and is discharged onto the discharge tray 12a that also serves as the upper surface of the printer body 12 by the discharge roller pair 30b.
3.トルク上昇係数を用いた感光体ドラム20の表面状態の判定
以下、本発明の画像形成装置11の特徴部分について説明する。本発明の画像形成装置11においては、トルク検出部37により検出された駆動モーター36のトルク情報に基づいて印字開始からのトルク上昇係数を算出するとともに、算出されたトルク上昇係数が閾値を超えた場合に感光体ドラム20表面が平滑化されたと判断する。本実施形態では、印字開始からトルクが最大値に到達するまでの所定時間(秒)におけるトルクの上昇値(mNm)をトルク上昇係数(mNm/秒)で表わし、トルク上昇係数(mNm/秒)が閾値を超えたとき感光体ドラム20の表面が平滑化されたと判断する。即ち、トルク上昇係数(mNm/秒)に基づいて感光体ドラム20の表面の平滑化度合いを判定する。
3. Determination of Surface State of Photoreceptor Drum 20 Using Torque Increasing Factor Hereinafter, the characteristic part of the image forming apparatus 11 of the present invention will be described. In the image forming apparatus 11 of the present invention, the torque increase coefficient from the start of printing is calculated based on the torque information of the drive motor 36 detected by the torque detector 37, and the calculated torque increase coefficient exceeds the threshold value. In this case, it is determined that the surface of the photosensitive drum 20 has been smoothed. In this embodiment, the torque increase value (mNm / second) in a predetermined time (seconds) from the start of printing until the torque reaches the maximum value is represented by a torque increase coefficient (mNm / second), and the torque increase coefficient (mNm / second). When the value exceeds the threshold, it is determined that the surface of the photosensitive drum 20 has been smoothed. That is, the degree of smoothing of the surface of the photosensitive drum 20 is determined based on the torque increase coefficient (mNm / sec).
トルク上昇係数の閾値は、0.0〜0.4mNm/秒の範囲が好ましく、特に好ましくは0.0〜0.25mNm/秒の範囲である。感光体ドラム20の感光層表面が平滑化し、トルク上昇係数が閾値を超えると、クリーニングブレード42と感光体ドラム20との摩擦係数が上昇してクリーニングブレード42のエッジ部分が摩耗する。その結果、クリーニングブレード42のクリーニング能力が低下したり、トナー外添剤のすり抜けが発生したりして画質低下や画像形成不良が発生する傾向がみられる。閾値は、感光体ドラム20、クリーニングブレード42、摺擦ローラー43等の材質等を考慮して予め設定され、HDD(記憶部)33に記憶されている。 The threshold value of the torque increase coefficient is preferably in the range of 0.0 to 0.4 mNm / sec, particularly preferably in the range of 0.0 to 0.25 mNm / sec. When the surface of the photosensitive layer of the photosensitive drum 20 is smoothed and the torque increase coefficient exceeds a threshold value, the friction coefficient between the cleaning blade 42 and the photosensitive drum 20 increases and the edge portion of the cleaning blade 42 is worn. As a result, there is a tendency that the cleaning ability of the cleaning blade 42 is deteriorated or the toner external additive slips out and the image quality is deteriorated and the image formation is poor. The threshold value is set in advance in consideration of materials such as the photosensitive drum 20, the cleaning blade 42, and the rubbing roller 43, and is stored in the HDD (storage unit) 33.
本実施形態の画像形成装置11に用いられる感光体ドラム20は、使用初期における感光層表面の算術平均粗さRaが20[nm]以上100[nm]以下の範囲内にあり、十点平均粗さRzが0.2[μm]以上1.0[μm]以下の範囲内にあり、凹凸の平均間隔Smが20[μm]以下であり、凹凸の平均間隔Sm[μm]に対する算術平均粗さRa[nm]の比(Ra[nm]/Sm[μm])が3以上、スキューネスRskが0.3以上である表面粗さを有することが好ましい。なお、本明細書において、感光体ドラム20の使用初期とは、耐久印字前の新品の状態をいう。また、上記の表面状態は、少なくとも感光体ドラム20の使用初期(使用開始時の状態であり、換言すると、工場出荷後の状態である。)に有していればよい。算術平均粗さRa、十点平均粗さRz、平均間隔Smは触針式2次元粗さ測定器を用いて1994年版のJISB0601で規定されている表面粗さ測定法により測定される。 The photosensitive drum 20 used in the image forming apparatus 11 of the present embodiment has an arithmetic average roughness Ra of the surface of the photosensitive layer in the initial use within a range of 20 [nm] to 100 [nm], and a ten-point average roughness. Rz is in the range of 0.2 [μm] or more and 1.0 [μm] or less, the average interval Sm of unevenness is 20 [μm] or less, and the arithmetic average roughness with respect to the average interval Sm [μm] of unevenness The surface roughness is preferably such that the ratio of Ra [nm] (Ra [nm] / Sm [μm]) is 3 or more and the skewness Rsk is 0.3 or more. In this specification, the initial use of the photosensitive drum 20 refers to a new state before durable printing. Further, the surface state described above may be at least in the initial use of the photosensitive drum 20 (the state at the start of use, in other words, the state after factory shipment). The arithmetic average roughness Ra, the ten-point average roughness Rz, and the average interval Sm are measured by a surface roughness measuring method defined in 1994 edition of JIS B0601 using a stylus type two-dimensional roughness measuring instrument.
(1)算術平均粗さRa
算術平均粗さRaが20[nm]より小さい場合、長期間の使用によりクリーニングブレード42が摩耗し、画像不良に至る外添剤のすり抜け量が多くなる。算術平均粗さRaが100[nm]より大きい場合、初期より外添剤のすり抜け量が多く、耐久印字の比較的早い段階から帯電ローラー26の汚染が始まってしまい、長期間の使用が困難となる。従って、使用初期における感光層表面の算術平均粗さRaは、20[nm]以上100[nm]以下の範囲内にあることが好ましい。
(1) Arithmetic mean roughness Ra
When the arithmetic average roughness Ra is smaller than 20 [nm], the cleaning blade 42 is worn by long-term use, and the amount of slipping through of the external additive that leads to image defects increases. When the arithmetic average roughness Ra is larger than 100 [nm], the amount of slipping out of the external additive is large from the beginning, and the contamination of the charging roller 26 starts from a relatively early stage of durable printing, which makes it difficult to use for a long time. Become. Accordingly, the arithmetic average roughness Ra of the surface of the photosensitive layer in the initial use is preferably in the range of 20 [nm] to 100 [nm].
(2)十点平均粗さRz
感光体ドラム20の使用初期における感光層表面の算術平均粗さRaが、20[nm]以上100[nm]以下の範囲にある場合、感光体ドラム20の使用初期における感光層表面の十点平均粗さRzは、0.2[μm]以上1.0[μm]以下の範囲にあることが好ましい。
(2) Ten-point average roughness Rz
When the arithmetic average roughness Ra of the photosensitive layer surface in the initial use of the photosensitive drum 20 is in the range of 20 [nm] to 100 [nm], the ten-point average of the photosensitive layer surface in the initial use of the photosensitive drum 20 is used. The roughness Rz is preferably in the range of 0.2 [μm] to 1.0 [μm].
これは、算術平均粗さRaが上記範囲内にあっても、大きな凹凸が存在する場合、クリーニングブレード42はある程度変形するものの感光ドラム20表面に追従できず、感光体ドラム20とクリーニングブレード42との間に生じる隙間が大きくなる傾向にあり、これを防ぐための規定である。なお、感光体ドラム20とクリーニングブレード42との間隔が大きくなると、外添剤等のすり抜けが発生する。 Even if the arithmetic average roughness Ra is within the above range, if there are large irregularities, the cleaning blade 42 is not able to follow the surface of the photosensitive drum 20 although it deforms to some extent, and the photosensitive drum 20 and the cleaning blade 42 This is a rule for preventing the gap between the two. Note that when the interval between the photosensitive drum 20 and the cleaning blade 42 is increased, slipping of external additives or the like occurs.
換言すると、大きな凸部分が感光体ドラム20の表面に存在して、この凸部分の先端がクリーニングブレード42に接触してしまうと、大きな凸部分の間に位置する凹部分がクリーニングブレード42と接触しないことになり、算術平均粗さRaの大きさを規定した意味がなくなるからである。つまり、感光体ドラム20の表面は、突飛的な凹凸が存在せず、微小な凹凸が存在するのが好ましく、この条件を十点平均粗さRzと算術平均粗さRaとで規定している。なお、突飛的な凹凸が存在しないことを十点平均粗さRzで規定している。 In other words, if a large convex portion exists on the surface of the photosensitive drum 20 and the tip of this convex portion comes into contact with the cleaning blade 42, the concave portion located between the large convex portions contacts the cleaning blade 42. This is because it does not make sense to define the magnitude of the arithmetic average roughness Ra. That is, it is preferable that the surface of the photoconductor drum 20 has no irregularities and has minute irregularities, and this condition is defined by the ten-point average roughness Rz and the arithmetic average roughness Ra. . Note that the ten-point average roughness Rz defines that there are no sudden irregularities.
(3)凹凸の平均間隔Sm
算術平均粗さRaや十点平均粗さRzが上記範囲内にあったとしても、大きな凸部分が離れて存在する場合、クリーニングブレード42は大きな凸部分に接触する(支持される)ことになる。ここでは、大きな凸部分が離れているか否かの判断に凹凸の平均間隔Smを利用している。
(3) The average interval Sm of the irregularities
Even if the arithmetic average roughness Ra and the ten-point average roughness Rz are within the above ranges, the cleaning blade 42 contacts (supports) the large convex portion when the large convex portion exists apart. . Here, the average interval Sm of the unevenness is used for determining whether or not the large convex portion is separated.
クリーニングブレード42は、弾性変形可能であり、大きな凸(部分)間では感光体ドラム20に接触するように変形する。特に、凸部分の間隔が広い場合はクリーニングブレード42と感光体ドラム20との接触面積が増大することとなる。接触面積が増大すると、クリーニングブレード42との摩擦により感光体ドラム20の駆動トルクが増大すると共に、クリーニングブレード42の摩耗がひどくなり、やがて、クリーニングブレード42のスティックスリップを生じ、外添剤のすり抜けが生じたり、クリーニングブレード42のエッジが欠損したりする。なお、クリーニングブレード42のエッジが欠損すると、良好な画像が得られないのは言うまでもない。 The cleaning blade 42 is elastically deformable, and is deformed so as to come into contact with the photosensitive drum 20 between large protrusions (portions). In particular, when the interval between the convex portions is wide, the contact area between the cleaning blade 42 and the photosensitive drum 20 increases. When the contact area increases, the driving torque of the photosensitive drum 20 increases due to friction with the cleaning blade 42 and the wear of the cleaning blade 42 increases, eventually causing stick slip of the cleaning blade 42 and slipping of the external additive. Or the edge of the cleaning blade 42 is lost. Needless to say, if the edge of the cleaning blade 42 is lost, a good image cannot be obtained.
また、平均間隔Smが大きくなると、凸部分(山)が大きく(山の裾が広く)なり、長期使用により凸部分の頂部が摩耗すると、頂部に広い平坦部分が生じ、クリーニングブレード42との接触面積が増大してしまう。従って、感光体ドラム20の使用初期における感光層表面の算術平均粗さRaが20[nm]以上100[nm]以下の範囲であり、十点平均粗さRzが0.2[μm]以上1.0[μm]以下の範囲にある場合、凹凸の平均間隔Smは20[μm]以下であることが好ましい。 Further, when the average interval Sm is increased, the convex portion (mountain) is increased (the crest of the peak is wide), and when the top portion of the convex portion is worn due to long-term use, a wide flat portion is formed at the top portion and contact with the cleaning blade 42 is achieved. The area increases. Accordingly, the arithmetic average roughness Ra of the surface of the photosensitive layer in the initial use of the photosensitive drum 20 is in the range of 20 [nm] to 100 [nm], and the ten-point average roughness Rz is 0.2 [μm] to 1 When it is in the range of 0.0 [μm] or less, the average interval Sm of the unevenness is preferably 20 [μm] or less.
表面粗さが上記範囲を満たすような凹凸を、感光層表面に感光体ドラム20の軸方向及び周方向に不規則的に形成することで、感光体ドラム20とクリーニングブレード42との摩擦を低減し、感光体ドラム20の駆動トルク及びクリーニングブレード42のエッジの摩耗の低減を達成することができる。特に、Ra[nm]/Sm[μm]≧3を満たすことで、平均間隔Smに対して3倍以上の高さ(深さ)を有する凹凸形状となるため、感光体ドラム20とクリーニングブレード42との接触面積が減少し、摩擦が効果的に低減される。上記範囲を満たすような感光層表面の凹凸は、例えば、支持体としてのアルミ等の金属筒(アルミ素管等)の外周面に、ブラスト加工等により粗面化処理を行った後、その表面にアモルファスシリコン層(感光層)を形成することにより調整することができる。 By forming irregularities on the surface of the photosensitive layer irregularly in the axial direction and the circumferential direction so that the surface roughness satisfies the above range, friction between the photosensitive drum 20 and the cleaning blade 42 is reduced. As a result, it is possible to reduce the driving torque of the photosensitive drum 20 and the wear of the edge of the cleaning blade 42. In particular, when Ra [nm] / Sm [μm] ≧ 3 is satisfied, the uneven shape having a height (depth) of three times or more with respect to the average interval Sm is obtained, so that the photosensitive drum 20 and the cleaning blade 42 are obtained. The contact area is reduced, and friction is effectively reduced. The unevenness of the surface of the photosensitive layer that satisfies the above range is obtained by, for example, subjecting the outer peripheral surface of a metal tube (aluminum base tube, etc.) such as aluminum as a support to a surface roughening treatment by blasting or the like. It can be adjusted by forming an amorphous silicon layer (photosensitive layer).
(4)スキューネスRsk
また、スキューネスRsk≧0.3を満たすことで、感光体ドラム20とクリーニングブレード42との接触面積が減少し、摩擦が効果的に低減される。スキューネスRskが0.3以上である表面粗さを有する。算術平均粗さRa、十点平均粗さRz、平均間隔Smの測定方法は第1、第2実施形態と同様である。
(4) Skewness Rsk
Further, by satisfying the skewness Rsk ≧ 0.3, the contact area between the photosensitive drum 20 and the cleaning blade 42 is reduced, and friction is effectively reduced. The surface roughness is such that the skewness Rsk is 0.3 or more. The arithmetic average roughness Ra, the ten-point average roughness Rz, and the average interval Sm are measured in the same manner as in the first and second embodiments.
ここで、スキューネスRskとは表面粗さの強弱を表すパラメーターの一つであり、平均線を中心としたときの山部と谷部の対称性(凹凸のゆがみ度)を表し、以下の式(1)のように二乗平均平方根高さRqの三乗によって無次元化した基準長さにおいて、Z(x)の三乗平均で表される。
・・・(1)
Here, the skewness Rsk is one of the parameters representing the strength of the surface roughness, and represents the symmetry (degree of distortion of the irregularities) between the peak and valley when the average line is the center, and the following formula ( In the reference length made dimensionless by the cube of the root mean square height Rq as in 1), it is represented by the root mean square of Z (x).
... (1)
Rskが0より大きいときは、図3に示すように凹凸は平均線Lに対して下側に偏った形状となる 。一方、Rskが0より小さいときは、図4に示すように凹凸は平均線に対して上側に偏った形状となる。つまり、感光層のスキューネスRskが0より大きい方がクリーニングブレード42に対してより点接触となるため、接触面積が減少すると考えられる。 When Rsk is greater than 0, the unevenness is a shape that is biased downward with respect to the average line L as shown in FIG. On the other hand, when Rsk is smaller than 0, as shown in FIG. 4, the unevenness has a shape biased upward with respect to the average line. In other words, it is considered that when the skewness Rsk of the photosensitive layer is larger than 0, the contact area is reduced because the contact with the cleaning blade 42 is more pointed.
(5)DUH硬度
感光体ドラム20の使用初期における感光層のDUH硬度が500[kgf/mm2]以上1200[kgf/mm2]以下の範囲にあることが好ましい。DUH硬度が500[kgf/mm2]より小になると、クリーニングブレード42や摺擦ローラー43との接触により、感光体ドラム20の感光層が摩耗しやすく、長期間の使用ができないからである。この観点からは、DUH硬度が高い方が好ましい。このため、DUH硬度の上限は、現在使用することができる最も硬度の高い感光層の硬度で規定されている。なお、DUH硬度とは、ダイナミック超微小硬度計(DUHシリーズ、島津製作所社製)により測定された押しこみ硬度(マルテンス硬度)を指す。
(5) DUH hardness It is preferable that the DUH hardness of the photosensitive layer in the initial use of the photosensitive drum 20 is in the range of 500 [kgf / mm 2 ] to 1200 [kgf / mm 2 ]. This is because if the DUH hardness is smaller than 500 [kgf / mm 2 ], the photosensitive layer of the photosensitive drum 20 is easily worn by contact with the cleaning blade 42 and the rubbing roller 43 and cannot be used for a long time. From this viewpoint, a higher DUH hardness is preferable. For this reason, the upper limit of the DUH hardness is defined by the hardness of the photosensitive layer having the highest hardness that can be used at present. The DUH hardness refers to an indentation hardness (Martens hardness) measured by a dynamic ultra-micro hardness meter (DUH series, manufactured by Shimadzu Corporation).
(6)凹凸の形態
ドラム表面の凹凸は、感光体ドラム20の軸方向及び周方向に不規則的に存在するのが好ましい。不規則的とは、ある面内の任意の一方向で凹凸を見たときに、凹凸の存在に一定の規則性がないことをいう。
(6) Form of Unevenness It is preferable that unevenness on the drum surface is present irregularly in the axial direction and circumferential direction of the photosensitive drum 20. Irregular means that the irregularity does not have a certain regularity when the irregularity is seen in any one direction within a certain plane.
(7)領域
算術平均粗さRa、十点平均粗さRz及び平均間隔Smは、感光体ドラム20の表面における画像形成領域の全域において、上記範囲であることが好ましい。
(7) Area The arithmetic average roughness Ra, the ten-point average roughness Rz, and the average interval Sm are preferably in the above ranges over the entire image forming area on the surface of the photosensitive drum 20.
(8)トナー外添剤
トナーには外添剤として導電性研磨微粒子である酸化チタンやシリカが外添されているが、感光層表面の算術平均粗さRaが大きい場合は、クリーニングブレード42が追従できない凹凸の隙間から外添剤がすり抜けていく。そのため、本実施形態の感光体ドラム20に用いるトナーの外添剤は平均一次粒子径が10nm以上であることが好ましい。
(8) Toner External Additive Titanium oxide or silica as conductive abrasive fine particles is externally added to the toner as an external additive. If the arithmetic average roughness Ra of the photosensitive layer surface is large, the cleaning blade 42 is used. The external additive slips through the uneven gap that cannot follow. For this reason, it is preferable that the toner external additive used in the photosensitive drum 20 of the present embodiment has an average primary particle diameter of 10 nm or more.
4.画質低下抑制制御
図5は、本実施形態に係る画像形成装置11において制御回路30が行う画質低下抑制制御の処理内容を示すフローチャートである。なお、画像形成装置11全体を制御する不図示のメインルーチンがあり、図5に示すフローは当該メインルーチンのサブルーチンである。図5に示す画質低下抑制制御のサブルーチンは、画像形成装置11の電源がオンになるとスタートする。
4). Image Quality Reduction Suppression Control FIG. 5 is a flowchart showing the processing content of image quality reduction suppression control performed by the control circuit 30 in the image forming apparatus 11 according to the present embodiment. Note that there is a main routine (not shown) for controlling the entire image forming apparatus 11, and the flow shown in FIG. 5 is a subroutine of the main routine. The subroutine for image quality deterioration suppression control shown in FIG. 5 starts when the image forming apparatus 11 is turned on.
制御回路30は、先ず、プリントジョブを受け付けたかどうかを監視する(ステップS1)。プリントジョブの受け付けは、画像形成装置11の操作パネルを介したユーザーからの入力や、LANやインターネット等の通信回線を介して接続されたPC等からの入力により行われる。プリントジョブを受け付けていない場合には(ステップS1でNo)、制御回路30はそのまま監視を継続する。 First, the control circuit 30 monitors whether or not a print job has been accepted (step S1). A print job is received by an input from a user via the operation panel of the image forming apparatus 11 or an input from a PC connected via a communication line such as a LAN or the Internet. If a print job has not been received (No in step S1), the control circuit 30 continues monitoring.
プリントジョブを受け付けた場合には(ステップS1でYes)、制御回路30は、次にトルク検出部37により検出された駆動モーター36の駆動トルクに基づいてトルク上昇係数を算出する(ステップS2)。ここで、トルク上昇係数は印字開始直後(第1時間t1)におけるトルクT1と、印字開始からトルクが最大値に到達するまでの所定時間経過後(第2時間t2)におけるトルクT2とを用いて、式(T2−T1)/(t2−t1)から算出される。 When a print job is received (Yes in step S1), the control circuit 30 calculates a torque increase coefficient based on the drive torque of the drive motor 36 detected by the torque detector 37 (step S2). Here, the torque increase coefficient is obtained by using torque T1 immediately after the start of printing (first time t1) and torque T2 after a predetermined time from the start of printing until the torque reaches the maximum value (second time t2). , Calculated from the equation (T2-T1) / (t2-t1).
次に、制御回路30はトルク上昇係数が閾値を超えているかどうかを判定する(ステップS3)。なお、トルク上昇係数の閾値は、画像形成装置11の工場出荷前に予めHDD33に記憶させておいてもよいし、ユーザーが最初に画像形成装置11を使用する際にHDD33に記憶させてもよい。また、感光体ドラム20が交換されると、その都度トルク上昇係数の閾値をHDD33に記憶させるようにしてもよい。トルク上昇係数が閾値を超えない場合(ステップS3でNo)、制御回路30はステップS1に戻ってプリントジョブを受け付けたかどうかを監視する。 Next, the control circuit 30 determines whether or not the torque increase coefficient exceeds a threshold value (step S3). Note that the threshold value of the torque increase coefficient may be stored in the HDD 33 in advance before the image forming apparatus 11 is shipped from the factory, or may be stored in the HDD 33 when the user first uses the image forming apparatus 11. . Further, the threshold value of the torque increase coefficient may be stored in the HDD 33 each time the photosensitive drum 20 is replaced. If the torque increase coefficient does not exceed the threshold value (No in step S3), the control circuit 30 returns to step S1 and monitors whether a print job has been accepted.
トルク上昇係数が閾値を超える場合(ステップS3でYes)、制御回路30は感光体ドラム20の表面が平滑化されたと判断し(ステップS4)、摩擦抵抗抑制処理を行う(ステップS5)。摩擦抵抗抑制処理としては、クリーニング装置28が感光体ドラム20表面をクリーニングする際に潤滑剤として感光体ドラム20表面に供給するトナーおよび外添剤の量を増加させる方法や、高圧電源34が帯電ローラー26に印加する帯電バイアスを低下させる方法等がある。 If the torque increase coefficient exceeds the threshold (Yes in step S3), the control circuit 30 determines that the surface of the photosensitive drum 20 has been smoothed (step S4), and performs a frictional resistance suppression process (step S5). As the frictional resistance suppressing process, when the cleaning device 28 cleans the surface of the photosensitive drum 20, a method of increasing the amount of toner and external additive supplied to the surface of the photosensitive drum 20 as a lubricant, There is a method of reducing the charging bias applied to the roller 26.
なお、摩擦抵抗抑制処理とは、非画像形成時、例えば、所定枚数の印字が行われた時に、現像装置21内の現像ローラー35上のトナーを感光体ドラム20側に強制吐出して、クリーニング装置28のクリーニングブレード42に供給し、クリーニングブレード42と感光体ドラム20の表面との摩擦抵抗を抑制する処理を指すものである。 The frictional resistance suppression process is a cleaning process in which toner on the developing roller 35 in the developing device 21 is forcibly discharged toward the photosensitive drum 20 when non-image formation is performed, for example, when a predetermined number of prints are performed. This is a process for supplying the cleaning blade 42 of the apparatus 28 and suppressing the frictional resistance between the cleaning blade 42 and the surface of the photosensitive drum 20.
クリーニング装置28が感光体ドラム20表面をクリーニングする際のトナー及び外添剤の供給量を増加させることにより、クリーニングブレード42と感光体ドラム20との摩擦抵抗を低下させることができる。また、帯電ローラー26に印加する帯電バイアスを低下させることにより、放電生成物の発生および発生した放電性生物の感光層への付着が抑制されるため、クリーニングブレード42と感光体ドラム20との摩擦抵抗の上昇が抑制される。 By increasing the supply amount of the toner and the external additive when the cleaning device 28 cleans the surface of the photosensitive drum 20, the frictional resistance between the cleaning blade 42 and the photosensitive drum 20 can be reduced. Further, by reducing the charging bias applied to the charging roller 26, the generation of discharge products and the adhesion of the generated dischargeable organisms to the photosensitive layer are suppressed, so that the friction between the cleaning blade 42 and the photosensitive drum 20 occurs. The increase in resistance is suppressed.
その結果、クリーニングブレード42のビビリ、エッジ部分の欠損(摩耗)、及びスティックスリップの発生を抑制することができる。また、クリーニングブレード42によるクリーニングの際にトナー及び外添剤が除去されやすくなり、感光体ドラム20の表面とクリーニングブレード42との間をすり抜ける外添剤の量も少なくなるという効果も期待できる。 As a result, chattering of the cleaning blade 42, chipping (wear) of the edge portion, and stick slip can be suppressed. Further, the toner and the external additive can be easily removed at the time of cleaning by the cleaning blade 42, and the effect that the amount of the external additive that slips between the surface of the photosensitive drum 20 and the cleaning blade 42 can be expected.
その後、ステップS1に戻り、制御回路30はプリントジョブを受け付けたかどうかを監視し、以下同様の手順を繰り返す(ステップS1〜S5)。なお、図5のフローにおいて、ステップS1〜ステップS4を感光体ドラム(像担持体)表面平滑化判定処理と捉えることもできる。 Thereafter, returning to step S1, the control circuit 30 monitors whether or not a print job has been accepted, and thereafter repeats the same procedure (steps S1 to S5). In the flow of FIG. 5, Steps S <b> 1 to S <b> 4 can be regarded as a photosensitive drum (image carrier) surface smoothing determination process.
以上説明したように、本実施形態の画像形成装置11によると、感光体ドラム(像担持体)20の表面(感光層表面)が平滑化されたかどうかを、印字開始から駆動モーター36のトルクが最大値に到達するまでのトルク上昇係数により判断する。そして、トルク上昇係数が閾値を超える場合に、感光体ドラム20の表面が平滑化されたと判断する。これにより、新たな装置を備えることなく感光体ドラム20の表面が平滑化されたかどうかを判断することができ、コスト抑制に資することができる。また、感光体ドラム20の表面が平滑化されたと判断された場合、摩擦抵抗抑制処理を行って、クリーニングブレード42と感光体ドラム20の表面との摩擦抵抗を抑制し、クリーニングブレード42のビビリ、欠損、スティックスリップの発生を抑制することができる。これにより、外添剤のすり抜けを抑制して、画質低下を抑制することができる。 As described above, according to the image forming apparatus 11 of the present embodiment, whether the surface of the photosensitive drum (image carrier) 20 (photosensitive layer surface) has been smoothed is determined by the torque of the drive motor 36 from the start of printing. Judgment is based on the torque increase coefficient until the maximum value is reached. When the torque increase coefficient exceeds the threshold value, it is determined that the surface of the photosensitive drum 20 has been smoothed. Thereby, it can be determined whether the surface of the photosensitive drum 20 has been smoothed without providing a new device, which can contribute to cost reduction. If it is determined that the surface of the photosensitive drum 20 has been smoothed, a frictional resistance suppression process is performed to suppress the frictional resistance between the cleaning blade 42 and the surface of the photosensitive drum 20, Occurrence of defects and stick-slip can be suppressed. As a result, it is possible to suppress slipping of the external additive and suppress deterioration in image quality.
<変形例>
以上、本発明の画像形成装置11について実施形態を例に説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、以下のような変形例であってもよい。また、実施形態と変形例、変形例同士を組み合わせたものであってもよい。また、実施形態に記載していていない例や、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。
<Modification>
As described above, the embodiment of the image forming apparatus 11 of the present invention has been described as an example. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and for example, the following modification may be used. Moreover, what combined embodiment, a modification, and modifications may be sufficient. In addition, examples that are not described in the embodiment and design changes that do not depart from the gist of the present invention are also included in the present invention.
(変形例1)駆動モーター36のトルクを検出する方法は、駆動モーター36の出力電流値の検出に限られず、トルクセンサーにより駆動モーター36の回転軸のトルクを直接検出してもよい。
(変形例2)トルク上昇係数の閾値は、予め設定されてHDD33に記憶されている構成に限られず、例えば、使用開始の際に検出されたトルクの値、その他、感光体ドラム20表面の平滑性に影響を及ぼすファクターの値から、使用開始後に算出してHDD33に記憶される構成としてもよい。
(変形例3)トルク上昇係数の閾値が記憶される記憶部は、HDD33に限定されるものではない。トルク上昇係数の閾値が出荷前に予め設定される場合は、ROM31に記憶されていてもよい。この場合は、ROM31が記憶部となる。
(変形例4)摩擦抵抗抑制処理は、トナー及び外添剤の供給量を増加させる処理および帯電バイアス電圧を低下させる処理に限定されるものではない。例えば、クリーニングブレード42が感光体ドラム表面に押し当てられる付勢力を弱めてもよいし、トナー及び外添剤以外の潤滑剤を供給してもよい。なお、後者の場合は、画像形成処理に負の影響を与えないような潤滑剤を選択する必要がある。以下、実施例により本発明の効果について更に詳細に説明する。
(Modification 1) The method of detecting the torque of the drive motor 36 is not limited to the detection of the output current value of the drive motor 36, and the torque of the rotating shaft of the drive motor 36 may be directly detected by a torque sensor.
(Modification 2) The threshold value of the torque increase coefficient is not limited to the configuration set in advance and stored in the HDD 33. For example, the value of the torque detected at the start of use, and the smoothness of the surface of the photosensitive drum 20 It is also possible to employ a configuration that is calculated after the start of use from the value of a factor that affects the performance and stored in the HDD 33.
(Modification 3) The storage unit storing the threshold value of the torque increase coefficient is not limited to the HDD 33. When the threshold value of the torque increase coefficient is set in advance before shipment, it may be stored in the ROM 31. In this case, the ROM 31 serves as a storage unit.
(Modification 4) The frictional resistance suppressing process is not limited to the process of increasing the supply amount of the toner and the external additive and the process of decreasing the charging bias voltage. For example, the urging force with which the cleaning blade 42 is pressed against the surface of the photosensitive drum may be weakened, or a lubricant other than the toner and the external additive may be supplied. In the latter case, it is necessary to select a lubricant that does not negatively affect the image forming process. Hereinafter, the effects of the present invention will be described in more detail with reference to examples.
(印字初期のトルク変動)
まず、鏡面加工のアルミ素管(直径:30mm)にアモルファスシリコン層(厚み:21μm)を形成した感光体ドラムaと、粗面化処理を行ったアルミ素管(直径:30mm)にアモルファスシリコン層(厚み:21μm)を形成した感光体ドラムbとを準備した。なお、後述する通り、感光体ドラムaの使用初期(新品)における感光層表面の算術平均粗さRaは8nmであり(図8参照)、感光体ドラムbの使用初期における感光層表面の算術平均粗さRaは24nmであった(図10参照)。
(Torque fluctuation at the beginning of printing)
First, a photosensitive drum a in which an amorphous silicon layer (thickness: 21 μm) is formed on a mirror-finished aluminum tube (diameter: 30 mm), and an amorphous silicon layer on a roughened aluminum tube (diameter: 30 mm). A photosensitive drum b on which (thickness: 21 μm) was formed was prepared. As will be described later, the arithmetic average roughness Ra of the photosensitive layer surface in the initial use (new) of the photosensitive drum a is 8 nm (see FIG. 8), and the arithmetic average of the photosensitive layer surface in the initial usage of the photosensitive drum b. The roughness Ra was 24 nm (see FIG. 10).
次に、新品の感光体ドラムa、bを図1に示したような画像形成装置11に搭載して印字開始から300秒までのトルク変動を測定した。図6は、新品の感光体ドラムa、bを用いた場合における、印字開始から300秒までの駆動モーター36のトルク変動を示すグラフであり、図7は、図6における印字開始から50秒までのトルク変動を拡大したグラフである。図6、図7において、Aは新品の感光体ドラムaのトルク変動を示し、Bは新品の感光体ドラムbのトルク変動を示す。なお、ここでの印字開始とは、印字するために画像形成装置11各部の駆動を開始することである。 Next, new photoconductor drums a and b were mounted on the image forming apparatus 11 as shown in FIG. 1, and torque fluctuations from the start of printing to 300 seconds were measured. FIG. 6 is a graph showing torque fluctuations of the drive motor 36 from the start of printing to 300 seconds when new photoreceptor drums a and b are used, and FIG. 7 is a graph from the start of printing in FIG. 6 to 50 seconds. It is the graph which expanded torque fluctuation of. 6 and 7, A shows the torque fluctuation of the new photoconductor drum a, and B shows the torque fluctuation of the new photoconductor drum b. Here, the start of printing is to start driving each part of the image forming apparatus 11 for printing.
図6、図7に示すように、新品の感光体ドラムa、bを使用した場合は、A、Bいずれにおいても、印字開始から300秒まで駆動モーター36のトルクがほとんど上昇していないことがわかる。したがって、鏡面加工のアルミ素管にアモルファスシリコン層を形成した感光体ドラムaと、粗面化処理を行ったアルミ素管にアモルファスシリコン層を形成した感光体ドラムbのどちらを用いた場合においても、印字初期においては、印字開始からのトルク上昇係数(傾き)は非常に小さいといえる。 As shown in FIGS. 6 and 7, when new photoconductor drums a and b are used, the torque of the drive motor 36 hardly increases until 300 seconds from the start of printing in both A and B. Recognize. Therefore, in either case of using a photosensitive drum a in which an amorphous silicon layer is formed on a mirror-finished aluminum base tube or a photosensitive drum b in which an amorphous silicon layer is formed on a roughened aluminum base tube. In the initial stage of printing, it can be said that the torque increase coefficient (slope) from the start of printing is very small.
(感光体ドラムの表面粗さRa)
図8は、上述した新品の感光体ドラムaの感光層表面の算術平均粗さRaを示すグラフであり、図9は、新品の感光体ドラムaの累積画像形成処理枚数(耐久印字枚数)600k(60万)枚印字後における感光体ドラムa1の感光層表面の算術平均粗さRaを示すグラフである。なお、算術表面粗さRaは、前述したようにJISB0601に記載の算術平均粗さを示す。具体的には、粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から測定曲線までの偏差の絶対値を合計して平均した値をマイクロメートル(μm)で表したものをいう。
(Photosensitive drum surface roughness Ra)
FIG. 8 is a graph showing the arithmetic average roughness Ra of the surface of the photosensitive layer of the above-described new photosensitive drum a. FIG. 9 is a cumulative image forming number (durable printing number) 600 k of the new photosensitive drum a. It is a graph which shows the arithmetic mean roughness Ra of the photosensitive layer surface of the photosensitive drum a1 after (600,000) sheets printing. In addition, arithmetic surface roughness Ra shows the arithmetic average roughness as described in JISB0601 as mentioned above. Specifically, a reference length is extracted from the roughness curve in the direction of the average line, and the absolute value of the deviation from the average line of the extracted part to the measurement curve is summed and averaged to the micrometer (μm) The one represented by
新品の感光体ドラムaの感光層表面の算術平均粗さRaは8nmであるが(図8参照)、耐久印字後(600k枚印字後)の感光体ドラムa1の感光層表面の算術平均粗さRaは3nm(図9参照)であり、耐久印字後の感光体ドラムa1の感光層表面は非常に滑らかな状態であることが分かった。 The arithmetic average roughness Ra of the photosensitive layer surface of the new photosensitive drum a is 8 nm (see FIG. 8), but the arithmetic average roughness of the photosensitive layer surface of the photosensitive drum a1 after durable printing (after printing 600 k sheets). Ra was 3 nm (see FIG. 9), and it was found that the surface of the photosensitive layer of the photosensitive drum a1 after durable printing was in a very smooth state.
また、図10は、上述した新品の感光体ドラムbの感光層表面の算術平均粗さRaを示すグラフであり、図11は、新品の感光体ドラムbの累積画像形成処理枚数(耐久印字枚数)620k枚印字後における感光体ドラムb1の感光層表面の算術平均粗さRaを示すグラフである。新品の感光体ドラムbの感光層表面の算術平均粗さRaは24nmであるが(図10参照)、耐久印字後(620k枚印字後)の感光体ドラムb1の表面粗さRaは14nmであった(図11参照)。 FIG. 10 is a graph showing the arithmetic average roughness Ra of the surface of the photosensitive layer of the new photosensitive drum b described above. FIG. 11 shows the cumulative number of processed images (number of durable prints) of the new photosensitive drum b. ) A graph showing the arithmetic average roughness Ra of the photosensitive layer surface of the photosensitive drum b1 after printing 620k sheets. The arithmetic average roughness Ra of the surface of the photosensitive layer of the new photosensitive drum b is 24 nm (see FIG. 10), but the surface roughness Ra of the photosensitive drum b1 after durable printing (after printing 620k sheets) is 14 nm. (See FIG. 11).
さらに、新たに粗面化処理を行ったアルミ素管にアモルファスシリコン層を形成し、使用初期における感光層表面の算術平均粗さRaが50nmである感光体ドラムを準備し、耐久評価を行った。その結果、累計画像形成枚数200k枚印字後の感光体ドラム(感光体ドラムb3)では感光層表面の算術平均粗さRaは30nm、520k枚印字後の感光体ドラム(感光体ドラムb2)では感光層表面の算術平均粗さRaは24nmと、耐久印字枚数が増加するに従って算術平均粗さRaが小さくなるように変化していった。 Furthermore, an amorphous silicon layer was formed on a newly roughed aluminum tube, and a photosensitive drum having an arithmetic average roughness Ra of 50 nm on the surface of the photosensitive layer in the initial use was prepared, and durability evaluation was performed. . As a result, the arithmetic average roughness Ra of the surface of the photosensitive layer is 30 nm on the photosensitive drum (photosensitive drum b3) after printing 200k cumulative images, and the photosensitive drum (photosensitive drum b2) after printing 520k copies is photosensitive. The arithmetic average roughness Ra of the layer surface was 24 nm, and the arithmetic average roughness Ra changed as the number of durable printed sheets increased.
(耐久印字後のトルク変動)
図12は、耐久印字後の感光体ドラムa1、b1、b2、b3を用いた場合における、印字開始から600秒までの駆動モーター36のトルク変動を示すグラフであり、図13は、図12における印字開始から100秒までのトルク変動を拡大したグラフである。また、図14は新品の感光体ドラムa、b、及び耐久印字後の感光体ドラムa1、b1、b2、b3を用いた場合における、印字開始から300秒までの駆動モーター36のトルク変動を示すグラフである。図12〜図14において、Aは新品の感光体ドラムaを用いた場合のトルク変動を示し、Bは新品の感光体ドラムbを用いた場合のトルク変動を示し、A1は耐久後(600k)の感光体ドラムa1を用いた場合のトルク変動を示し、B1は耐久後(620k)の感光体ドラムb1を用いた場合のトルク変動を示し、B2は耐久後(520k)の感光体ドラムb2を用いた場合のトルク変動を示し、B3は耐久後(200k)の感光体ドラムb3を用いた場合のトルク変動を示す。
(Torque fluctuation after durable printing)
FIG. 12 is a graph showing torque fluctuations of the drive motor 36 from the start of printing to 600 seconds when the photosensitive drums a1, b1, b2, and b3 after endurance printing are used, and FIG. It is the graph which expanded the torque fluctuation | variation from printing start to 100 second. FIG. 14 shows torque fluctuations of the drive motor 36 from the start of printing to 300 seconds when new photosensitive drums a and b and photosensitive drums a1, b1, b2 and b3 after durable printing are used. It is a graph. 12 to 14, A shows torque fluctuation when using a new photosensitive drum a, B shows torque fluctuation when using a new photosensitive drum b, and A1 is after endurance (600 k). Shows the torque fluctuation when the photosensitive drum a1 is used, B1 shows the torque fluctuation when the photosensitive drum b1 after endurance (620k) is used, and B2 shows the photosensitive drum b2 after endurance (520k). The torque fluctuation when used is shown, and B3 shows the torque fluctuation when the photosensitive drum b3 after durability (200k) is used.
図12〜図14のグラフのA1に示すように、耐久印字後(600k)の感光体ドラムa1を用いた場合は、印字開始からのトルク上昇係数(傾き)が大きく、印字開始から5秒程度で変曲点に達して飽和する(最大値に到達する)傾向が見られる。これに対し、B1、B2、B3に示すように、耐久印字後の感光体ドラムb1、b2、b3を用いた場合は、印字開始からのトルク上昇係数(傾き)が緩やかで、数十秒(30秒)かけて直線的にトルクが上昇し、30秒から60秒後に変曲点に達して飽和する傾向が見られる。 As shown by A1 in the graphs of FIGS. 12 to 14, when the photosensitive drum a1 after durable printing (600 k) is used, the torque increase coefficient (slope) from the start of printing is large, and about 5 seconds from the start of printing. There is a tendency to reach the inflection point and saturate (to reach the maximum value). On the other hand, as shown in B1, B2, and B3, when the photosensitive drums b1, b2, and b3 after the endurance printing are used, the torque increase coefficient (inclination) from the start of printing is moderate and several tens of seconds ( The torque increases linearly over 30 seconds), and after 30 to 60 seconds, an inflection point is reached and saturation is observed.
なお、図12〜図14における、印字開始からトルクが最大値に到達するまでのトルク上昇係数(傾き)は、A1=0.526mNm/秒、B1=0.146mNm/秒、B2=0.200mNm/秒、B3=0.227mNm/秒であった。以上の結果より、印字開始からの駆動モーター36のトルク上昇係数を算出することで感光体ドラム20の表面状態を検出できることがわかる。 In FIG. 12 to FIG. 14, the torque increase coefficient (slope) from the start of printing until the torque reaches the maximum value is A1 = 0.526 mNm / sec, B1 = 0.146 mNm / sec, B2 = 0.200 mNm. / Sec, B3 = 0.227 mNm / sec. From the above results, it can be seen that the surface state of the photosensitive drum 20 can be detected by calculating the torque increase coefficient of the drive motor 36 from the start of printing.
本発明は、表面にトナー像が形成される像担持体を備えた画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、像担持体を駆動する駆動装置のトルク上昇係数を用いて、新たな検知手段を設けることなく像担持体の表面が平滑化されたことを検知可能な画像形成装置を提供することができる。 The present invention is applicable to an image forming apparatus including an image carrier on which a toner image is formed on the surface. By using the present invention, an image forming apparatus capable of detecting that the surface of the image carrier has been smoothed without providing a new detection means by using the torque increase coefficient of the drive device that drives the image carrier is provided. can do.
11 画像形成装置
20 感光体ドラム(像担持体)
21 現像装置
26 帯電ローラー(帯電部材)
30 制御回路(制御部)
31 ROM(記憶部)
33 HDD(記憶部)
34 高圧電源
36 駆動モーター(駆動装置)
42 クリーニングブレード(クリーニング部材)
43 摺擦ローラー(クリーニング部材)
11 Image forming apparatus 20 Photosensitive drum (image carrier)
21 Developing device 26 Charging roller (charging member)
30 Control circuit (control unit)
31 ROM (storage unit)
33 HDD (storage unit)
34 High-voltage power supply 36 Drive motor (drive device)
42 Cleaning blade (cleaning member)
43 Rub roller (cleaning member)
Claims (9)
前記像担持体を回転駆動する駆動装置と、
前記像担持体の表面に接触するように配置され、前記像担持体の表面をクリーニングするクリーニング部材と、
前記像担持体を回転駆動する際の前記駆動装置のトルクを検出するトルク検出部と、
前記トルク検出部により検出されたトルクに基づいて前記像担持体の表面状態を判断する制御部と、
を有する画像形成装置であって、
前記制御部は、前記トルク検出部により検出されたトルクに基づいて、印字開始から前記駆動装置のトルクが最大値に到達するまでのトルク上昇係数を算出し、算出された前記トルク上昇係数に基づいて前記像担持体の表面の平滑化度合いを判定することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier on which a toner image is formed on the surface;
A driving device for rotationally driving the image carrier;
A cleaning member arranged to contact the surface of the image carrier and cleaning the surface of the image carrier;
A torque detector for detecting torque of the driving device when the image carrier is rotationally driven;
A controller that determines the surface state of the image carrier based on the torque detected by the torque detector;
An image forming apparatus having
The control unit calculates a torque increase coefficient from the start of printing until the torque of the driving device reaches a maximum value based on the torque detected by the torque detection unit, and based on the calculated torque increase coefficient And determining the degree of smoothness of the surface of the image carrier.
前記制御部は、非画像形成時に前記現像装置から前記像担持体にトナーを供給することにより前記摩擦抵抗抑制処理を行うことを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 A developing device that develops an electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier by attaching toner containing abrasive particles into a toner image;
The image forming apparatus according to claim 3, wherein the control unit performs the frictional resistance suppression process by supplying toner from the developing device to the image carrier during non-image formation.
前記帯電部材に直流バイアスと交流バイアスとを重畳した帯電バイアスを印加する高圧電源と、を備え、
前記制御部は、画像形成時に前記高圧電源から前記帯電部材に印加する前記交流バイアスを低下させることにより前記摩擦抵抗抑制処理を行うことを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 A charging member for charging the image carrier;
A high-voltage power supply that applies a charging bias in which a DC bias and an AC bias are superimposed on the charging member;
The image forming apparatus according to claim 3, wherein the controller performs the frictional resistance suppression process by reducing the AC bias applied to the charging member from the high-voltage power supply during image formation.
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