JP2007232830A

JP2007232830A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2007232830A
Application number: JP2006051796A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamazaki; 浩山崎
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2007-09-13

Abstract

【課題】強制消費を行う際に、現像スリーブ上の下層側の現像剤を効果的に感光体ドラムに遷移させることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】プリンタ１０は、感光体ドラム１３１と、現像スリーブ２１および現像ブレード２３を有する現像部２と、現像スリーブ電圧印加手段３２と、現像ブレード電圧印加手段３３と、制御部４とを備えている。制御部４は、現像スリーブ２１上の現像剤を感光体ドラム１３１に強制的に遷移させて強制消費を行う際に、現像スリーブ２１と現像ブレード２３とに異なる電圧を印加するように現像スリーブ電圧印加手段３２および現像ブレード電圧印加手段３３を制御するものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、それらの機能を併せ持つ複合機等の画像形成装置に関するものである。

従来、像担持体としての感光体ドラムと、永久磁石を内蔵する現像スリーブおよびこの現像スリーブ上に現像剤の層を形成するための現像ブレードを有する現像部とを備えた画像形成装置が知られている。

例えば、ジャンピング現像方式を採用した画像形成装置では、現像ブレードによって現像剤の層を形成する際の摩擦により現像剤を帯電させるとともに、感光体ドラムと現像スリーブとの間に交流バイアスを印加することにより、感光体ドラムの表面に形成された静電画像に現像剤を飛翔させて現像している。なお、現像スリーブと現像ブレードとには、現像スリーブ電圧印加手段および現像ブレード電圧印加手段によって同じ電圧が印加されるようになっている。

このような画像形成装置では、例えば印字率が低いときに、現像剤が感光体ドラムに遷移せずに現像スリーブ上に残留したままとなり、再び現像ブレードによって現像剤の層が形成される際に現像剤の帯電が促進されるようになる。そして、この現象が繰り返されることにより、現像剤の帯電量が増加して現像剤が飛翔し難くなり、用紙に形成する画像の濃度が低下することがある。

近年では、このような画像濃度の低下を防止するために、各部を制御する制御部に、現像スリーブ上の現像剤を感光体ドラムに強制的に遷移させて強制消費を行わせることが行われている（例えば、特許文献１参照）。
特開平４−６８３７０号公報

しかしながら、前記のような強制消費では、現像スリーブ上の上層側の現像剤は感光体ドラムに遷移するようになるが、帯電量が増加し現像スリーブ上への付着力が増した下層側の現像剤は遷移し難く、下層側の現像剤をあまり感光体ドラムに遷移させることができなかった。

なお、このような問題は、ジャンピング現像方式以外の例えば接触式の現像方式においても同様に見られるが、ジャンピング現像方式の方が、帯電量の少ない現像剤から先に感光体ドラムに遷移する現象が起こり易いので、当該問題が生じ易い。

本発明は、このような事情に鑑み、強制消費を行う際に、現像スリーブ上の下層側の現像剤を効果的に感光体ドラムに遷移させ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。

請求項１の発明は、像担持体と、永久磁石を内蔵する現像スリーブおよびこの現像スリーブ上に現像剤の層を形成するための現像ブレードを有する現像部と、現像スリーブに電圧を印加するための現像スリーブ電圧印加手段と、現像ブレードに電圧を印加するための現像ブレード電圧印加手段と、現像スリーブ上の現像剤を像担持体に強制的に遷移させて強制消費を行う制御部とを備えた画像形成装置において、前記制御部は、強制消費を行う際に、現像スリーブと現像ブレードとに異なる電圧を印加するように現像スリーブ電圧印加手段および現像ブレード電圧印加手段を制御するものであることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記現像ブレードに印加する電圧の絶対値は、現像スリーブに印加する電圧の絶対値よりも小さいことを特徴とするものである。

請求項３の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記現像ブレードに印加する電圧は、現像スリーブに印加する電圧と逆極性であることを特徴とするものである。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記制御部は、所定のタイミングで強制消費を行うものであることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、強制消費を行う際に、現像スリーブと現像ブレードとに異なる電圧を印加するようにしたから、現像スリーブ上の上層側の現像剤が現像ブレードに供給される形となって、現像スリーブ上の現像剤の量が少なくなるため、現像スリーブ上に残留する下層側の現像剤を効果的に像担持体に遷移させることができるようになる。

請求項２の発明のように、現像ブレードに印加する電圧の絶対値が、現像スリーブに印加する電圧の絶対値よりも小さければ、現像ブレードに印加する電圧の絶対値が現像スリーブに印加する電圧の絶対値よりも大きい場合よりも、現像スリーブ上に残留する最下層の現像剤をより効果的に像担持体に遷移させることができるようになる。

請求項３の発明のように、現像ブレードに印加する電圧が、現像スリーブに印加する電圧と逆極性であれば、現像スリーブ上に残留する最下層の現像剤をさらに効果的に像担持体に遷移させることができるようになる。

請求項４の発明のように、所定のタイミングで、例えば所定の枚数の用紙に画像形成をする毎に、強制消費を行えば、長期間にわたって安定した画像を用紙に形成することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例であるプリンタ１０の概略構成図である。なお、本発明は、プリンタに限らず、他の画像形成装置である複写機やファクシミリ装置、複合機等にも適用可能である。

プリンタ１０は、搬送路Ｌに沿って用紙を搬送する途中で、端末等から送られた画像データに基づいて用紙に画像を形成するものであり、箱状の装置本体１の内部に、像担持体としての感光体ドラム１３１の表面に現像剤像を形成した後にその現像剤像を用紙に転写する画像形成部１３と、画像形成部１３に用紙を供給する給紙部１２と、現像剤像を用紙に定着する定着部１６とを備えているとともに、全体の制御を行う制御部４（図３参照）を備えている。

前記搬送路Ｌは、前方から後方（図１の右側から左側）に略水平に延びる水平部Ｌ１と、水平部Ｌ１の後端部から略垂直に立上る垂直部Ｌ２とを有し、側面視で略Ｌ字状をなしている。

前記給紙部１２は、搬送路Ｌの水平部Ｌ１の下方に配設される給紙カセット１２１を有しており、給紙カセット１２１に収納された用紙をピックアップローラ１２ａによって取出すとともに、その用紙を給紙ローラ１２ｂ〜１２ｅによって１枚ずつ搬送路Ｌの水平部Ｌ１に送り出し、さらに搬送路Ｌに送り出された用紙を、レジストローラ１２ｆによって一旦待機させ、所定のタイミングで画像形成部１３に供給するようになっている。

また、給紙部１２は、装置本体１の前面に設けられた開口１１内に配設された手差しユニット１２２をも有しており、手差しユニット１２２に載置された用紙をピックアップローラ１２ｇおよび給紙ローラ１２ｃ，１２ｅによって搬送路Ｌの水平部Ｌ１に送り出すことができるようになっている。なお、開口１１は、装置本体１に揺動可能に取り付けられた蓋部材１１ａによって開閉可能となっている。

前記画像形成部１３は、搬送路Ｌの水平部Ｌ１の前後方向の略中央に配設される感光体ドラム１３１と、感光体ドラム１３１の上方に配設される帯電部１３２と、感光体ドラム１３１の前方に配設される現像部２と、感光体ドラム１３１の下方に配設される転写部１３４と、感光体ドラム１３１の後方に配設されるクリーニング部１３５と、帯電部１３２及びクリーニング部１３５並びに前記定着部１６の上方に配設されるレーザースキャナユニット（ＬＳＵ）１３３とを有している。

前記感光体ドラム１３１は、図１において時計回りに回転するようになっており、その表面は、帯電部１３２によって例えば４００Ｖに一様に帯電される。

帯電後の感光体ドラム１３１の表面には、レーザースキャナユニット１３３によって画像データに基づくレーザー光が帯電部１３２と現像部２との間から照射されて、レーザー光が照射された部分の電荷が例えば８０Ｖに低下されることにより静電潜像が形成される。

さらに静電潜像が形成された感光体ドラム１３１の表面には、現像部２から現像剤（トナー）が供給されることによって現像剤像が形成される。

現像部２は、一成分現像法のジャンピング現像方式のものであり、図２に示すように、磁性トナーからなる現像剤を収容する現像剤収容室２５と、この現像剤収容室２５の内部で現像剤を攪拌するための攪拌部２４と、永久磁石２２を内蔵し、現像剤収容室２５の開口部に配設される現像スリーブ２１と、この現像スリーブ２１の上方に配設され、現像スリーブ２１上に現像剤の層を形成するための現像ブレード２３とを有している。

また、プリンタ１０は、現像スリーブ２１に電圧を印加するための現像スリーブ電圧印加手段３２と、現像ブレード２３に電圧を印加するための現像ブレード電圧印加手段３３とを備えており、図３に示すように、これらの電圧供給手段３２，３３を制御部４によって制御することにより、画像形成時には現像スリーブ２１と現像ブレード２３とに同じ電圧を印加するようになっている。

そして、現像部２は、現像ブレード２３によって現像剤の層を形成する際の摩擦により現像剤を帯電させるとともに、感光体ドラム１３１と現像スリーブ２１との間に印加される交流バイアスによって現像剤を飛翔させて遷移させることにより、現像剤を感光体ドラム１３１の表面に供給するようになっている。

前記給紙部１２から画像形成部１３に供給された用紙は、転写部１３４の転写ローラ１３４ａによって感光体ドラム１３１に押し付けられながら搬送されることにより、その表面（転写面）に、感光体ドラム１３１の表面に形成された現像剤像が転写され、その後に定着部１６に送り込まれる。

なお、転写後の感光体ドラム１３１の表面に残留した現像剤及び残留電荷は、クリーニング部１３５によって除去されるようになっている。

前記定着部１６は、ヒートローラ１６ａと、圧力ローラ１６ｂとを有しており、これらのローラ１６ａ，１６ｂで現像剤像が転写された用紙を挟み込むことにより、熱と圧力とで現像剤像を用紙に定着するようになっている。

そして、現像剤像が定着された用紙は、排出ローラ１８によって装置本体１の上面に形成された排出部１９に排出される。

なお、本実施形態のプリンタ１０では、搬送路Ｌの水平部Ｌ１と給紙カセット１２１との間に、スイッチバック部１５が設けられており、用紙の両面に画像を形成できるようになっている。

前記制御部４は、ＣＰＵ等からなっており、上述した画像形成を行うように全体を制御するだけでなく、所定のタイミングで現像スリーブ２１上の現像剤を感光体ドラム１３１に強制的に遷移させて強制消費（強制吐き出し）を行うように各部を制御するようにもなっている。

具体的には、強制消費を行う際には、感光体ドラム１３１の表面を帯電部１３２で帯電させた後に、その表面にレーザースキャナユニット１３３で所定パターンの静電画像を形成する。

さらに、現像スリーブ電圧印加手段３２および現像ブレード電圧印加手段３３を制御して、現像スリーブ２１と現像ブレード２３とに異なる電圧を印加する。現像ブレード２３に印加する電圧Ｖ_Ｂの絶対値は、現像スリーブ２１に印加する電圧Ｖ_Ｄの絶対値よりも大きくてもかまわないが、小さい方が好ましい。さらに好ましくは、現像ブレード２３に印加する電圧Ｖ_Ｂを、現像スリーブ２１に印加する電圧Ｖ_Ｄと逆極性にする。例えば、Ｖ_Ｄが正の電圧の場合は、Ｖ_Ｂを負の電圧とする。

なお、強制消費を行う所定のタイミングとしては、画像形成する回数で決定してもよいし、現像部２を駆動させる時間で決定してもよい。さらには、現像剤が感光体ドラム１３１に遷移する量を測定することにより、その量に応じて所定のタイミングを適宜変更させるようにしてもよい。

このように、所定のタイミングで、強制消費を行えば、長期間にわたって安定した画像を用紙に形成することができる。

本実施形態のプリンタ１０では、強制消費を行う際に、現像スリーブ２１と現像ブレード２３とに異なる電圧を印加するようにしたから、現像スリーブ２１上の上層側の現像剤が現像ブレード２３に供給される形となって、現像スリーブ２１上の現像剤の量が少なくなるため、現像スリーブ２１上に残留する下層側の現像剤を効果的に感光体ドラム１３１に遷移させることができるようになる。

ここで、本発明の効果を確認するために、強制消費における現像スリーブ２１に印加する電圧Ｖ_Ｄを３００Ｖ、現像ブレード２３に印加する電圧Ｖ_Ｂを４００Ｖ、３００Ｖ、１５０Ｖ、０Ｖ、−１００Ｖの各値として耐久印字を行った結果を表１に示す。この耐久印字では、１０枚の用紙に画像形成をする毎に強制消費を行うように設定した上で、１５０００枚の用紙に画像形成を行い、耐久印字前の画像濃度と耐久印字後の画像濃度とを測定した。画像濃度の測定には、マクベス社製反射濃度計ＲＤ９１８を使用した。また、現像剤の消費が少ない低印字率の方が現像剤の帯電量の増加が起こり易いので、画像の印字率を０．４％として耐久印字を行った。なお、感光体ドラム１３１の表面電位および画像明電位は、上述したようにそれぞれ４００Ｖ、８０Ｖとした。

この表から分かるように、現像ブレード２３に現像スリーブ２１と同じ電圧を印加したままでは、画像濃度が約３割も低下するのに対し、現像ブレード２３に印加する電圧Ｖ_Ｂを４００Ｖと大きくした場合には、画像濃度の低下が小さくなった。このことから、現像スリーブ２１上に残留する最下層の現像剤を効果的に感光体ドラム１３１に遷移させることができたことが分かる。

逆に、現像ブレード２３に印加する電圧Ｖ_Ｂを１５０Ｖまたは０Ｖと小さくした場合には、画像濃度の低下をより小さく抑えられた。これは、現像ブレード２３に印加する電圧Ｖ_Ｂを大きくした場合よりも、現像スリーブ２１上に残留する最下層の現像剤をより効果的に感光体ドラム１３１に遷移させることができたことを示している。

さらに、現像ブレード２３に印加する電圧Ｖ_Ｂを逆極性である−１００Ｖにした場合には、画像濃度の低下が全くなくなった。このことから、現像スリーブ２１上に残留する最下層の現像剤をさらに効果的に感光体ドラム１３１に遷移させることができたことが分かる。

なお、前記実施形態では、現像部２が一成分現像法のジャンピング現像方式のものである形態を示したが、本発明は、他の一成分現像法の現像方式の現像部や二成分現像法の現像部を用いた画像形成装置にも適用可能である。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例であるプリンタの概略構成図である。現像部の概略構成図である。プリンタのブロック図である。

符号の説明

１３画像形成部
１３１感光体ドラム（像担持体）
１３２帯電部
１３３レーザースキャナユニット
２現像部
２１現像スリーブ
２２永久磁石
２３現像ブレード
３２現像スリーブ電圧印加手段
３３現像ブレード電圧印加手段
４制御部
１０プリンタ（画像形成装置）

Claims

像担持体と、永久磁石を内蔵する現像スリーブおよびこの現像スリーブ上に現像剤の層を形成するための現像ブレードを有する現像部と、現像スリーブに電圧を印加するための現像スリーブ電圧印加手段と、現像ブレードに電圧を印加するための現像ブレード電圧印加手段と、現像スリーブ上の現像剤を像担持体に強制的に遷移させて強制消費を行う制御部とを備えた画像形成装置において、
前記制御部は、強制消費を行う際に、現像スリーブと現像ブレードとに異なる電圧を印加するように現像スリーブ電圧印加手段および現像ブレード電圧印加手段を制御するものであることを特徴とする画像形成装置。
前記現像ブレードに印加する電圧の絶対値は、現像スリーブに印加する電圧の絶対値よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記現像ブレードに印加する電圧は、現像スリーブに印加する電圧と逆極性であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記制御部は、所定のタイミングで強制消費を行うものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。