JP2009265273A - 現像装置、画像形成装置、及び画像形成装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】より効率良く小粒径のトナーを排出することが可能な現像装置を提供すること。
【解決手段】感光体ドラム30にトナーを供給する現像ローラ11と、表面に担持された二成分現像剤のうちトナー24bを現像ローラ11に供給する磁気ローラ12と、現像ローラ11の回転方向を基準にして、磁気ローラ12からトナーが供給される現像ローラ11の表面の領域11bよりも下流側であって、現像ローラ11から感光体ドラム30へとトナーが供給される現像ローラ11の表面の領域よりも上流側に当接可能に設けられた規制部材20と、感光体ドラム30上にトナーを強制排出する動作モードのいずれかのタイミングで、規制部材20を現像ローラ11の表面に当接させるソレノイド22とを備えた、現像装置である。
【選択図】図2
【解決手段】感光体ドラム30にトナーを供給する現像ローラ11と、表面に担持された二成分現像剤のうちトナー24bを現像ローラ11に供給する磁気ローラ12と、現像ローラ11の回転方向を基準にして、磁気ローラ12からトナーが供給される現像ローラ11の表面の領域11bよりも下流側であって、現像ローラ11から感光体ドラム30へとトナーが供給される現像ローラ11の表面の領域よりも上流側に当接可能に設けられた規制部材20と、感光体ドラム30上にトナーを強制排出する動作モードのいずれかのタイミングで、規制部材20を現像ローラ11の表面に当接させるソレノイド22とを備えた、現像装置である。
【選択図】図2
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びインターネットファクシミリ等の画像形成装置に用いる現像装置及び画像形成装置の制御方法に関する。
電子写真方式による画像形成装置では、感光体ドラムの周辺に帯電ユニット、露光ユニット、現像ユニット、転写ユニット、及びクリーニングユニット等が設けられている。この帯電ユニットによって感光体ドラムの表面が一様に帯電された後、露光ユニットによって露光が行われて感光体ドラムの表面に静電潜像が形成され、現像ユニットによって現像される。その後、現像されたトナー画像は転写ユニットによって転写材上に転写され、定着ユニットによって定着された後、装置外へと排出される。一方、転写の際に、感光体ドラムに残留したトナーは、クリーニングユニットによって除去される。
上記現像ユニットにおける現像方式としては、キャリア及びトナーの2成分の現像剤を用いた2成分現像方式と、トナーのみの1成分の現像剤を用いた1成分現像方式が知られている。
ところが、2成分現像方式では、感光体ドラムに対向する現像ローラ上にキャリアも搬送されるため、キャリアが感光体ドラム上に付着して転写不良を生じる場合や、定着ユニットを傷つける場合がある。一方、1成分現像方式では、トナーの帯電が、層の厚さを規制する穂切り板との摩擦によって行われるが、十分な帯電量を得にくく、更にトナー同士の相互帯電が生じると逆極性に帯電する逆極性トナーが発生し、用紙上にかぶりが発生する場合がある。
これらの問題を解決するために、1成分現像方式の利点と2成分現像方式の利点を組み合わせたタッチダウン現像方式が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
図6は、タッチダウン現像方式を用いた現像装置の構成図である。図6に示すように、感光体ドラム1001に対向配置されている現像ローラ1002と、現像ローラ1002に対向配置されている磁気ローラ1003が設けられている。
タッチダウン現像方式では、磁気ローラ1003に供給された2成分現像剤1020が、規制部材1015によって所定の層の厚さに規制される。そして、磁気ローラ1003上で磁気ブラシが形成され、トナー1021が現像ローラ1002に移動し、トナー1021によって現像ローラ1002上に均一に薄膜が形成される。このトナーが静電力によって感光体ドラム1001に飛翔し、現像が行われる。
このようなタッチダウン現像方式では、2成分現像剤の撹拌によってトナーが帯電されるため、より均一にトナーの帯電を行うことが出来、現像ローラ1002にはトナーのみが供給されるため、キャリア1022の感光体ドラム1001への付着も防止することが出来る。
そのため、高精細で高品質な画像を得ることが出来るという利点がある。特に画像品質が重要であるカラーの画像形成装置において有効な現像方式である。
しかしながら、タッチダウン現像方式では、磁気ローラ1003から現像ローラ1002へのトナーの供給においては、2成分現像の方式が用いられており、その特性からトナーの粒径分布のうちの小さい粒径のトナーの方が、ファンデルワールス力等の付着力の影響を受けすく、電界により移動しにくいため、粒径の大きなトナーが優先的に現像ローラ1002に移動してトナー層が形成される。そのため、感光体ドラム1001上に現像されるトナー粒径も元のトナー分布のうち大径のものが多く含まれることになる。
その結果、トナーの粒径分布のうち小粒径のトナーが現像装置内に多く残り、蓄積されることになる。現像されずに現像装置内に蓄積されたトナーはストレスを受け続けて劣化トナーとなり、過帯電した場合にはキャリアに強固に付着してキャリアの帯電能力を低下させることなる。一方、トナーが弱帯電や逆帯電した場合には背景部のカブリや飛散発生の原因となる。
このような問題を解決するために、特許文献1では、小粒径のトナーを現像ローラ1002上に集めて現像装置から排出することが考えられている。
この特許文献1では、トナーを磁気ローラ1003から現像ローラ1002に転移し、現像ローラ1002にトナー層を形成した後、現像ローラ1002と磁気ローラ1003の両者にDCバイアスを印加して、転移しやすい大粒径のトナーを磁気ローラ1003に返送し、現像ローラ1002上に残った小粒径のトナーを感光体ドラム1001に排出している。
特開平6―295123号公報
一方、近年の高画質化の流れにおいては、以前よりも小粒径化されたトナーが用いられるようになってきている。
このようにトナーの平均粒径が小さくなると、帯電量の分布幅が小さくなり、特許文献1に示すようなDCバイアスを印加する方法では、大径側のトナーのみを分離して現像ローラ1002に引き戻すことは容易ではないという課題があった。
本発明は、従来の現像装置の課題を考慮し、より効率良く小粒径のトナーを排出することが可能な現像装置、画像形成装置、及び画像形成装置の制御方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、第1の本発明は、
像担持体の表面に形成された静電潜像を現像するために、前記像担持体にトナーを供給する現像ローラと、
表面に担持された二成分現像剤のうち前記トナーを前記現像ローラに供給する磁気ローラと、
前記現像ローラの回転方向を基準にして、前記磁気ローラから前記トナーが供給される前記現像ローラの表面の領域よりも下流側であって、前記現像ローラから前記像担持体へと前記トナーが供給される前記現像ローラの表面の領域よりも上流側に当接可能に設けられた規制部材と、
前記像担持体上にトナーを強制排出する動作モードのいずれかのタイミングで、前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させる駆動ユニットとを備えた、現像装置である。
像担持体の表面に形成された静電潜像を現像するために、前記像担持体にトナーを供給する現像ローラと、
表面に担持された二成分現像剤のうち前記トナーを前記現像ローラに供給する磁気ローラと、
前記現像ローラの回転方向を基準にして、前記磁気ローラから前記トナーが供給される前記現像ローラの表面の領域よりも下流側であって、前記現像ローラから前記像担持体へと前記トナーが供給される前記現像ローラの表面の領域よりも上流側に当接可能に設けられた規制部材と、
前記像担持体上にトナーを強制排出する動作モードのいずれかのタイミングで、前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させる駆動ユニットとを備えた、現像装置である。
又、第2の本発明は、
第1の本発明の現像装置を備えた、画像形成装置である。
第1の本発明の現像装置を備えた、画像形成装置である。
又、第3の本発明は、
前記トナーを前記像担持体に移動させるための電圧を前記現像ローラに印加した後、前記駆動ユニットを動作させて前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させる制御ユニットを備えた、第2の本発明の画像形成装置である。
前記トナーを前記像担持体に移動させるための電圧を前記現像ローラに印加した後、前記駆動ユニットを動作させて前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させる制御ユニットを備えた、第2の本発明の画像形成装置である。
又、第4の本発明は、
前記駆動ユニットを動作させて前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させた後、前記現像ローラを所定数回転させることによって、前記規制部材と前記現像ローラとの間を通過するトナーを前記現像ローラの表面に貯めてから、前記トナーを前記像担持体に移動させるための電圧を前記現像ローラに印加する制御ユニットを備えた、第2の本発明の画像形成装置である。
前記駆動ユニットを動作させて前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させた後、前記現像ローラを所定数回転させることによって、前記規制部材と前記現像ローラとの間を通過するトナーを前記現像ローラの表面に貯めてから、前記トナーを前記像担持体に移動させるための電圧を前記現像ローラに印加する制御ユニットを備えた、第2の本発明の画像形成装置である。
又、第5の本発明は、
像担持体の表面に形成された静電潜像を現像するために、前記像担持体にトナーを供給する現像ローラと、表面に担持された二成分現像剤のうち前記トナーを前記現像ローラに供給する磁気ローラと、前記現像ローラの回転方向を基準にして、前記磁気ローラから前記トナーが供給される前記現像ローラの表面の領域よりも下流側であって、前記現像ローラから前記像担持体へと前記トナーが供給される前記現像ローラの表面の領域よりも上流側に当接可能に設けられた規制部材と、前記像担持体上にトナーを強制排出する動作モードのいずれかのタイミングで、前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させる駆動ユニットとを有する現像装置を備えた画像形成装置の制御方法であって、
前記駆動ユニットを動作して前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させる当接ステップと、
前記当接した前記規制部材と前記現像ローラとの間を通過したトナーを前記像担持体へと移動させる移動ステップとを備えた、画像形成装置の制御方法である。
像担持体の表面に形成された静電潜像を現像するために、前記像担持体にトナーを供給する現像ローラと、表面に担持された二成分現像剤のうち前記トナーを前記現像ローラに供給する磁気ローラと、前記現像ローラの回転方向を基準にして、前記磁気ローラから前記トナーが供給される前記現像ローラの表面の領域よりも下流側であって、前記現像ローラから前記像担持体へと前記トナーが供給される前記現像ローラの表面の領域よりも上流側に当接可能に設けられた規制部材と、前記像担持体上にトナーを強制排出する動作モードのいずれかのタイミングで、前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させる駆動ユニットとを有する現像装置を備えた画像形成装置の制御方法であって、
前記駆動ユニットを動作して前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させる当接ステップと、
前記当接した前記規制部材と前記現像ローラとの間を通過したトナーを前記像担持体へと移動させる移動ステップとを備えた、画像形成装置の制御方法である。
又、第6の本発明は、
前記当接ステップの前に、前記トナーを前記像担持体に移動させるための電圧を前記現像ローラに印加する印加ステップを更に備えた、第5の本発明の画像形成装置の制御方法である。
前記当接ステップの前に、前記トナーを前記像担持体に移動させるための電圧を前記現像ローラに印加する印加ステップを更に備えた、第5の本発明の画像形成装置の制御方法である。
又、第7の本発明は、
前記当接ステップの後、前記現像ローラを所定数回転させて、前記規制部材と前記現像ローラとの間を通過する前記トナーを前記現像ローラの表面に貯める蓄積ステップと、
前記蓄積ステップの後、前記トナーを前記像担持体に移動させるための電圧を前記現像ローラに印加する印加ステップとを更に備えた、第5の本発明の画像形成装置の制御方法である。
前記当接ステップの後、前記現像ローラを所定数回転させて、前記規制部材と前記現像ローラとの間を通過する前記トナーを前記現像ローラの表面に貯める蓄積ステップと、
前記蓄積ステップの後、前記トナーを前記像担持体に移動させるための電圧を前記現像ローラに印加する印加ステップとを更に備えた、第5の本発明の画像形成装置の制御方法である。
本発明によれば、より効率良く小粒径のトナーを排出することが可能な現像装置、画像形成装置、及び画像形成装置の制御方法を提供することが出来る。
以下、本発明にかかる画像形成装置の一例であるプリンタについて図面を参照しながら説明するとともに、本発明の現像装置についても同時に述べる。
(実施の形態1)
はじめに、本発明にかかる実施の形態1のプリンタの構成について説明する。
はじめに、本発明にかかる実施の形態1のプリンタの構成について説明する。
図1は、本実施の形態におけるプリンタ1の正面構成図である。図1に示すように、本実施の形態1のプリンタ1は、底部に画像形成される用紙を収納するための給紙カセット2を備えている。
本実施の形態のプリンタ1は、タンデム方式を用いたカラープリンタであり、水平方向に順に配置されたブラック画像形成ユニット3K、イエロー画像形成ユニット3Y、シアン画像形成ユニット3C、及びマゼンダ画像形成ユニット3Mを備えている。
これら画像形成ユニットによって形成された画像を重ね合わせるための中間転写ベルト4が配置されている。又、中間転写ベルト4上で重ね合わされたトナー画像を用紙に転写する二次転写ユニット5と、転写されたトナー画像を用紙に定着させる定着ユニット6が設けられている。又、定着ユニット6を通過した後の用紙が排出される排出トレイ7がプリンタ1の上面に設けられている。尚、図1には、用紙の搬送方向が矢印Aで示されている。
次に、画像形成ユニットについて説明する。
4つの画像形成ユニット3K、3Y、3C、3Mは、アモルファスシリコン感光体ドラム30、帯電ユニット31、現像ユニット32、クリーニングユニット33、及び除電ユニット(図示せず)等をそれぞれ有している。
又、帯電ユニット31によって帯電された、それぞれの感光体ドラム30の表面を光走査することによって静電潜像を形成するレーザースキャナーユニット8が画像形成ユニット3K、3Y、3C、3Mの下方に設けられている。又、4つの感光体ドラムのそれぞれに中間転写ベルト4を挟んで対向するように一次転写ローラ9K、9Y、9C、9Mが配置されている。
上記二次転写ユニット5は、電圧が印加される二次転写ローラ51と、二次転写ローラ51に対向して中間転写ベルト4の内側に設けられた従動ローラ41とを有している。
又、中間転写ベルト4の搬送方向(矢印B)を基準にして、マゼンダ画像形成ユニット3Mの下流側近傍の中間転写ベルト4の内側には、駆動ローラ42が設けられており、駆動ローラ42の回転により中間転写ベルト4が回転する。駆動ローラ42の下流側であって、従動ローラ41の上流側の中間転写ベルト4の内側には、従動ローラ43が設けられている。
次に、本発明の現像装置の一例である、本実施の形態の現像ユニット32について説明する。尚、ブラック画像形成ユニット3K、イエロー画像形成ユニット3Y、シアン画像形成ユニット3C、及びマゼンダ画像形成ユニット3Mの現像ユニット32は、トナーが異なる以外は同一の構成であるため、ブラック画像形成ユニット3Kの現像装置について説明する。
図2は、現像ユニット32の構成図である。図2に示すように、本実施の形態の現像ユニット32は、タッチダウン方式の現像ユニットであり、感光体ドラム30にトナーを供給するために対向配置された現像ローラ11と、磁気ブラシを形成し2成分現像剤のうちトナーのみを現像ローラ11に供給する磁気ローラ12と、現像剤を撹拌する撹拌部材13、14とを備えている。これら現像ローラ11、磁気ローラ12、撹拌部材13、14を覆うようにハウジング10が設けられている。尚、図示は省略しているが、ハウジング10に連接して、現像剤が貯蔵されている現像剤コンテナが設けられている。
このタッチダウン方式の現像ユニットでは、現像剤としてキャリア及びトナーを有する2成分現像剤が用いられる。又、現像ローラ11の表面は、例えばアルミニウム、ステンレス、若しくは導電性樹脂等で形成されている。尚、現像ローラ11に交流バイアスと直流バイアスを重畳して印加するための直流バイアス電源と交流バイアス電源が設けられている(図示省略)。
又、磁気ローラ12は、非磁性金属材料で円筒形状に形成されたスリーブと、その内部に磁気ブラシを形成するための複数の固定磁石とを有し、固定磁石の周囲をスリーブが回転可能になるように構成されている。尚、磁気ローラ12に直流バイアスと交流バイアスを重畳して印加するための、直流バイアス電源及び交流バイアス電源が設けられている(図示省略)。
又、磁気ローラ12から現像ローラ11へとトナーが供給される現像ローラ11の表面の領域を11bとし、感光体ドラム30へとトナーが供給される現像ローラ11の表面の領域を11aとして図2中に示す。図2において感光体ドラム30の回転方向は、反時計回り(矢印C)である。一方、現像ローラ11は、時計回り(矢印D)に回転し、領域11aにおいて感光体ドラム30と同じ方向に表面が移動するように回転制御されている。又、磁気ローラ12は時計回り(矢印E)に回転しているため、現像ローラ11は領域11bにおいて磁気ローラ12と反対方向に表面が移動する。
現像ローラ11の表面の領域11bに対向する磁気ローラ12の表面の領域を12bとすると、磁気ローラ12の回転方向Eを基準にして、領域12bの上流側近傍に、磁気ローラ12の表面の2成分現像剤の層の厚さを規制するための穂切り板15が、磁気ローラ12の表面と所定の距離を空けて設けられている。
更に、現像ローラ11の回転方向(矢印D)を基準にして、領域11bよりも下流側であって、領域11aよりも上流側には、現像ローラ11の表面に当接及び離間が可能な規制部材20が設けられている。
規制部材20は、SUS等によって形成された厚さ数十μmの板状の部材であり、ハウジング10の側面に取り付け部材21を介して接続されている。尚、取り付け部材21は、図2において軸21aを中心にして回動可能な2つの部材から構成されており、一方の部材が規制部材20に固定されており、他方の部材がハウジング10の側面に固定されている。
また、この規制部材20の先端部分は図2中、上方に凸となるように湾曲しており、その上方部分が、現像ローラ11の表面に当接する当接部20aとなっている。すなわち、規制部材20の先端20bは、当接部20aよりも下方に位置することになる。
又、取り付け部材21が設けられている部分の下方には、ハウジング10の側面に対して垂直な支持部10aが形成されている。この支持部10aの上面には、ソレノイド22が配置されている。ソレノイド22は、コイル部22aと鉄芯22bから構成されており。コイル部22aに通電することによって鉄芯22bが上方へと移動する(矢印F参照)。この鉄芯22bによって規制部材20は上方に押されて、規制部材20の当接部20aが現像ローラ11の表面に当接する。又、バネ部材23が支持部10aと規制部材20の間に設けられており、上記ソレノイド22のコイル部22aへの通電を停止すると、重力とバネ部材23の弾性力によって鉄芯22bが下方に移動し、規制部材20は取り付け部材21の軸21aを中心に下方(矢印G)に回動する。
又、ソレノイド22への通電の制御を行うとともに、他の構成の制御を行う制御ユニット50が設けられている。
尚、本発明の像担持体の一例は、本実施の形態の感光体ドラム30に相当する。
以上のような構成のプリンタ1の動作について以下に説明する。
はじめに、画像形成する動作モードについて説明する。尚、画像形成動作モードでは、コイル部22aへの通電が停止され、規制部材20は現像ローラ11の表面に当接されていない。
パーソナルコンピュータなどから画像データが送信されると、制御ユニット50によって、図1に示す給紙カセット2から用紙が給紙されるとともに、各画像形成ユニット3K、3Y、3C、3Mにおいて、帯電ユニット31によって一様に帯電した感光体ドラム30の表面が、送信されてきた画像データに基づいてレーザースキャナーユニット8によって除電され、静電潜像が形成される。
次に、各画像形成ユニット3K、3Y、3C、3Mにおいて、現像ユニット32から感光体ドラム30上にトナー24bが供給され、静電潜像の現像が行われる。現像時には、現像ローラ11と磁気ローラ12に、交流バイアスと直流バイアスを重畳した、それぞれに所定のバイアスが印加される。図3は、画像形成時の動作を説明するための現像ユニット32の構成図である。
ここで、現像剤コンテナから供給される2成分現像剤24は、撹拌部材13、14を経由して搬送され、磁気ローラ12へと供給される。磁気ローラ12へと供給された2成分現像剤24は磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシは、磁気ローラ12の回転とともに移動し、穂切り板15によって高さが規制される。
そして、高さが規制された磁気ブラシは、領域12bへと搬送され、磁気ローラ12と現像ローラ11との電位差(以下ΔVという)によってトナー24bのみが現像ローラ11の表面に移動し、トナー薄層が形成される。現像ローラ11上のトナー薄層は、現像剤の抵抗や現像ローラ11と磁気ローラ12の回転速度差等によっても変化するが、この電位差によっても制御することが可能である。ΔVを大きくすると、現像ローラ11上のトナー層が厚い層となり、ΔVを小さくするとトナー層は薄い層となる。
現像ローラ11上に形成されたトナー層は、現像ローラ11の回転とともに領域11bから領域11aに移動するが、現像ローラ11には直流に交流の重畳されたバイアス電圧が印加されており、領域11aにおいてトナー24bは感光体ドラム30に供給される。そして、感光体ドラム30上の静電潜像がトナー24bによって現像される。
一方、現像されずに残ったトナー24bは、領域11bに搬送され、磁気ローラ12上の磁気ブラシによって磁気ブラシ中に回収される。領域12bを通過したトナー24bを含んだ2成分現像剤24は、磁気ローラ12の同極部分で磁気ローラ12から引き剥がされて回収される。そして、適正なトナー濃度で均一帯電されたトナー24bを含む2成分現像剤が磁気ローラ12に供給されて、穂切り板15の設けられている位置へと搬送される。尚、図3は模式的な図であるため、磁気ブラシ等は省略されている。
各画像形成ユニット3K、3Y、3C、3Mの感光体ドラム30上に形成されたトナー画像は、図1に示す各一次転写ローラ9K、9Y、9C、9Mによって中間転写ベルト4上に重ね合わされる。
そして、重ね合わされたトナー画像が二次転写ユニット5によって紙に転写され、定着ユニット6を通過することによって用紙に定着される。最後にトナー画像が定着された紙は排出トレイ7に排出される。
以上のように画像形成動作が行われるが、磁気ローラ12から現像ローラ11へとトナー24bが移動する際に、大粒径のトナーが優先的に磁気ローラ12へと移動してトナー層が形成され、小粒径のトナーが現像ユニット32内に蓄積される傾向にある。
そのため、例えば画像形成動作が所定時間や所定枚数行われたことを制御ユニット50が判断すると、蓄積された小粒径のトナーを現像ユニット32から強制排出する動作が非画像形成時(画像形成動作モード以外の時)に行われる。
次に、非画像形成時に行う小粒径のトナーを強制排出する動作モードについて説明するとともに、本発明の画像形成装置の制御方法の一例についても同時に述べる。
はじめに、制御ユニット50によって、上記の画像形成時のバイアス条件が現像ローラ11、及び磁気ローラ12に印加されるように制御が行われる。
次に、制御ユニット50はコイル部22aに通電し、鉄芯22bが上方に移動し、規制部材20が現像ローラ11に当接する。この制御が、本発明の当接ステップの一例に相当する。
図4は、規制部材20が現像ローラ11に当接した状態のトナーを説明するための現像ユニット32の部分拡大構成図である。尚、図4中、トナー24bのうち大粒径のトナーをBと示し、小粒径のトナーをSと示している。
上記画像形成時と同様に、領域11bにおいて現像ローラ11上に供給されたトナー24bによって、表面に薄層が形成される。供給されたトナー24bは、領域11aに向けて移動するが、大粒径のトナーBは規制部材20の当接部20aによって搬送を妨げられる。一方、小粒径のトナーSは当接部20aと現像ローラ11の間に入り込むことが出来るため、領域11aへと運ばれる。
すなわち、大粒径のトナーは当接部20aを通過できずはじかれてしまうため、当接部20aを通過した後のトナーの平均粒径は、通過前のトナーの平均粒径と比べると小さくなる。
そして、通過した平均粒径が小さいトナーは領域11aにおいて感光体ドラム30へと供給されて、現像ユニット32内から排出される。この制御が、本発明の移動ステップの一例に相当する。
最後に、制御ユニット50はコイル部22aへの通電を停止し、規制部材20の先端20bが下方に回動し、規制部材20は現像ローラ11の表面から離れる。
このように、規制部材20を通過できるのは小粒径のトナーであるため、小粒径のトナーを選択的に現像ユニット32から排出することが可能となる。
(実施例)
上記実施の形態で説明したキャリア24aとしては、体積固有抵抗が1010Ωcm、飽和磁化が65emu/g、平均粒径が45μmのコーティングフェライトキャリアが用いられた。トナー24bとしては、平均粒径が6.8μmの正帯電性のものが用いられた。
上記実施の形態で説明したキャリア24aとしては、体積固有抵抗が1010Ωcm、飽和磁化が65emu/g、平均粒径が45μmのコーティングフェライトキャリアが用いられた。トナー24bとしては、平均粒径が6.8μmの正帯電性のものが用いられた。
感光体ドラムの周速度は200mm/secであり、アルマイト表面処理がなされた現像ローラ11は、感光体ドラム30に対して周速度比1.3で回転制御される。磁気ローラ12は、現像ローラ11に対して周速度比1.5で回転制御される。
又、感光体ドラム30と現像ローラ11の間の距離は0.15mmに設定されており、現像ローラ11と磁気ローラ12間の距離は、0.3mmに設定されている。
又、感光体ドラム30の表面を帯電した際の表面電位をVoとし、露光後の表面電位をVLとすると、Vo=+300V、VL=+20Vとなるように設定されている。
又、現像ローラ11と磁気ローラ12の間の電位差(ΔV)は、100Vから350Vが適切な値である。現像ローラ11に印加するバイアスとしては、直流電圧値をVdc、交流波形の電圧の振幅をVppとし、振幅期間における磁気ローラ12側から現像ローラ11側への方向がプラスであり、そのプラスの時間比率をdutyとすると、Vdc=+100V、Vpp=1500V、周波数=4.5kHz、duty=35%と設定されている。又、磁気ローラ12に印加されるバイアスとしては、Vdc=+300V、Vpp=1700V、周波数=4.5kHzと設定されており、現像ローラ11のdutyは、100―(磁気ローラ12のduty)であり、65%となる。
又、規制部材20による現像ローラ11表面への圧力は、20N/m(線圧)である。
このような条件の下、印刷速度40枚/分でA4サイズの用紙50枚に画像形成を行う毎に、一度上記小粒径のトナーを排出する動作を行った。各印字率を5%として、10000枚の耐印刷評価を行ったところ、表1に示すように良好な結果が得られた。一方、比較例として小粒径のトナーを排出する動作を行わない場合には、背景にカブリが発生した。
(表1)
以上のように、本実施の形態では、規制部材20を現像ローラ11に当接させることにより、小粒径のトナーを選択的に現像ユニット32から排出することが出来るため、小粒径のトナー蓄積によるキャリアの帯電能力の低下や、背景部のカブリやトナー飛散の発生を抑制することが出来る。
尚、上記実施例では、圧力値は20N/mであったが、5N/m〜40N/mの範囲であれば、本実例と同様の効果を得ることが出来る。
5N/m未満の場合は、画像形成に適したトナーもすり抜けてしまい、40N/mを超えると線圧が強すぎて小粒径トナーもすり抜けにくくなり、効率的に小粒径のトナーを選択的に現像ユニット32から排出することが出来ない。
尚、本実施の形態では、現像ローラ11、及び磁気ローラ12に画像形成時のバイアスを印加した後のタイミングで、規制部材20を現像ローラ11に当接させているため、規制部材20を通過した小粒径のトナーが領域11aに搬送されると、すぐに感光体ドラム30側へと排出されるが、現像ローラ11の表面に小粒径のトナーを貯めてから感光体ドラム30へと移動させることによって排出してもよい。
この場合の小粒径のトナーの排出動作では、上記実施の形態とは異なり、現像ローラ11にバイアスを印加する前のタイミングで、規制部材20を現像ローラ11に当接させて磁気ローラ12にバイアスを印加する。そして、この状態で、磁気ローラ12を所定数回転させるように制御ユニット50によって制御が行われる。この制御によって、磁気ローラ12の表面に小粒径のトナーが貯められ、小粒径のトナーが貯まった後に、現像ローラ11にバイアスを印加することによって貯まった小粒径のトナーは感光体ドラム30へと移動され、排出される。尚、この所定数回転させる制御が、本発明の蓄積ステップの一例に相当する。又、蓄積ステップの後、現像ローラにバイアスを印加することが、本発明の印加ステップの一例に相当する。又、現像ローラ11を回転させる回数としては、印加するバイアスの値等の各条件に応じて適切な値を設定すればよい。
又、本発明の駆動ユニットの一例は、本実施の形態のソレノイド22及びバネ部材23に相当し、規制部材20を下方に回動させるためのバネ部材23が設けられているが、コイル部22aの通電を停止することによって規制部材20及び鉄芯22bの自重によって下がる場合には、バネ部材23が設けられていなくても良い。また、ソレノイドを用いなくても良く、要するに、像担持体上にトナーを強制排出する動作モードのいずれかのタイミングで、規制部材を現像ローラの表面に当接させることが可能な駆動ユニットでありさえすればよい。
又、上記実施の形態では、非画像形成時に小粒径トナーを強制排出する動作モードにおいて、画像形成動作モードと同じ大きさのバイアスを現像ローラ11及び磁気ローラ12に印加していたが、磁気ローラ12から現像ローラ11にトナーを供給する際の両ローラ間のバイアス電圧の差をより大きくする方が小粒径のトナーが現像ローラ11側に移動しやすいため好ましい。更に、現像ローラ11のバイアス電圧も大きくした方が、小粒径のトナーをより確実に感光体ドラム30側へと排出することができるため好ましい。
又、本発明の画像形成装置の一例は、本実施の形態のプリンタ1に相当するが、複写機、ファクシミリ、又はそれらの複合機であってもよい。
又、本実施の形態のプリンタ1は、複数の画像形成ユニット3K、3Y、3C、3Mが設けられたタンデム方式のカラーの画像形成装置であるが、ブラックのトナーを用いる画像形成ユニットが1つ設けられているモノクロの画像形成装置に本発明の現像装置を適用しても良い。尚、プリンタ1では、一次転写ローラ9K、9Y、9C、9M、中間転写ベルト4,駆動ローラ42、従動ローラ43、従動ローラ41、及び二次転写ローラ51等によって、感光体ドラム上のトナー画像を紙に転写するための転写ユニットが構成されているが、モノクロの画像形成装置の転写ユニットとしては、中間転写ベルトや二次転写ローラなどが設けられていない構成が用いられ、感光体ドラムから紙にトナー画像が直接転写される。
又、タンデム方式に限らず、1つの画像形成ユニットのみを有している1ドラム方式のカラー画像形成装置に対しても本発明を適用しても良い。図5は、1ドラム方式の画像形成装置の部分構成図である。図5に示す画像形成装置の画像形成ユニット100は、1つの感光体ドラム102と、ブラック、イエロー、シアン、及びマゼンダの4種類のトナーを色毎に感光体ドラム102に供給する現像ユニット101を備えている。この現像ユニット101は、ブラック現像ユニット101K、イエロー現像ユニット101Y、シアン現像ユニット101C、及びマゼンダ現像ユニット101Mを有しており、回転することによって各現像ユニットを感光体ドラム102に対向する現像位置に順に移動させて、対向した色のトナー画像が感光体ドラム102の表面に形成される。尚、図5中、画像形成ユニット100では、帯電ユニット、クリーニングユニット、及び除電ユニットなどは省略されている。
又、色毎の現像剤画像を重ね合わせるための中間転写ベルト103と、中間転写ベルト103を挟んで感光体ドラム102を押圧する一次転写ローラ104が設けられている。又、重ね合わされた中間転写ベルト103上のトナー画像を紙に二次転写するための二次転写ローラ105が設けられている。図5に示す画像形成装置では、中間転写ベルト103、一次転写ローラ104、二次転写ローラ105、及び中間転写ベルト103の内部に設けられたローラ等から、感光体ドラム102上のトナー画像を紙に転写するための転写ユニットが構成される。又、紙の搬送方向が矢印Hで示されている。
このような構成の画像形成装置のブラック現像ユニット101K、イエロー現像ユニット101Y、シアン現像ユニット101C、及びマゼンダ現像ユニット101Mのそれぞれに図2と同様の規制部材を設けて、本発明の現像装置を適用することで、上記実施の形態と同様の効果を発揮することが出来る。
又、本発明の転写材の一例は、本実施の形態の紙に相当するが、OHPシート等であってもよい。
尚、本発明の画像形成装置の制御方法の、前記駆動ユニットを動作して前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させる当接ステップと、前記当接した前記規制部材と前記現像ローラとの間を通過した前記トナーを前記像担持体へと移動させる移動ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムを用いても良い。
又、上記プログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体を用いても良い。
尚、上記プログラムは、上述した本発明の画像形成装置の制御方法の全部又は一部のステップの動作をコンピュータにより実行させるプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
又、上記記録媒体は、上述した本発明の画像形成装置の制御方法の全部又は一部のステップの全部又は一部の動作をコンピュータにより実行させるプログラムを記録した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能且つ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記動作を実行する記録媒体である。
尚、上記「一部のステップ」とは、それらの複数のステップの内の、一つ又は幾つかのステップを意味する。
又、上記「ステップの動作」とは、前記ステップの全部又は一部の動作を意味する。
又、上記プログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な、ROM等の記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
又、上記プログラムの一利用形態は、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等の伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
又、上述したコンピュータは、CPU等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、OS、更に周辺機器を含むものであっても良い。
尚、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
本発明の現像装置及び画像形成装置の制御方法によれば、より効率良く小粒径のトナーを排出することが可能な効果を有し、複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びインターネットファクシミリ等の画像形成装置等として有用である。
1 プリンタ
2 給紙カセット
3K ブラック画像形成ユニット
3Y イエロー画像形成ユニット
3C シアン画像形成ユニット
3M マゼンダ画像形成ユニット
4 中間転写ベルト
5 二次転写ユニット
6 定着ユニット
7 排出トレイ
8 レーザースキャナーユニット
9K、9Y、9C、9M 一次転写ローラ
10 ハウジング
11 現像ローラ
12 磁気ローラ
13、14 撹拌部材
15 穂切り板
20 規制部材
21 取り付け部材
22 ソレノイド
23 バネ部材
2 給紙カセット
3K ブラック画像形成ユニット
3Y イエロー画像形成ユニット
3C シアン画像形成ユニット
3M マゼンダ画像形成ユニット
4 中間転写ベルト
5 二次転写ユニット
6 定着ユニット
7 排出トレイ
8 レーザースキャナーユニット
9K、9Y、9C、9M 一次転写ローラ
10 ハウジング
11 現像ローラ
12 磁気ローラ
13、14 撹拌部材
15 穂切り板
20 規制部材
21 取り付け部材
22 ソレノイド
23 バネ部材
Claims (7)
- 像担持体の表面に形成された静電潜像を現像するために、前記像担持体にトナーを供給する現像ローラと、
表面に担持された二成分現像剤のうち前記トナーを前記現像ローラに供給する磁気ローラと、
前記現像ローラの回転方向を基準にして、前記磁気ローラから前記トナーが供給される前記現像ローラの表面の領域よりも下流側であって、前記現像ローラから前記像担持体へと前記トナーが供給される前記現像ローラの表面の領域よりも上流側に当接可能に設けられた規制部材と、
前記像担持体上にトナーを強制排出する動作モードのいずれかのタイミングで、前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させる駆動ユニットとを備えた、現像装置。 - 請求項1記載の現像装置を備えた、画像形成装置。
- 前記トナーを前記像担持体に移動させるための電圧を前記現像ローラに印加した後、前記駆動ユニットを動作させて前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させる制御ユニットを備えた、請求項2記載の画像形成装置。
- 前記駆動ユニットを動作させて前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させた後、前記現像ローラを所定数回転させることによって、前記規制部材と前記現像ローラとの間を通過するトナーを前記現像ローラの表面に貯めてから、前記トナーを前記像担持体に移動させるための電圧を前記現像ローラに印加する制御ユニットを備えた、請求項2記載の画像形成装置。
- 像担持体の表面に形成された静電潜像を現像するために、前記像担持体にトナーを供給する現像ローラと、表面に担持された二成分現像剤のうち前記トナーを前記現像ローラに供給する磁気ローラと、前記現像ローラの回転方向を基準にして、前記磁気ローラから前記トナーが供給される前記現像ローラの表面の領域よりも下流側であって、前記現像ローラから前記像担持体へと前記トナーが供給される前記現像ローラの表面の領域よりも上流側に当接可能に設けられた規制部材と、前記像担持体上にトナーを強制排出する動作モードのいずれかのタイミングで、前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させる駆動ユニットとを有する現像装置を備えた画像形成装置の制御方法であって、
前記駆動ユニットを動作して前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させる当接ステップと、
前記当接した前記規制部材と前記現像ローラとの間を通過したトナーを前記像担持体へと移動させる移動ステップとを備えた、画像形成装置の制御方法。 - 前記当接ステップの前に、前記トナーを前記像担持体に移動させるための電圧を前記現像ローラに印加する印加ステップを更に備えた、請求項5記載の画像形成装置の制御方法。
- 前記当接ステップの後、前記現像ローラを所定数回転させて、前記規制部材と前記現像ローラとの間を通過する前記トナーを前記現像ローラの表面に貯める蓄積ステップと、
前記蓄積ステップの後、前記トナーを前記像担持体に移動させるための電圧を前記現像ローラに印加する印加ステップとを更に備えた、請求項5記載の画像形成装置の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008113075A JP2009265273A (ja) | 2008-04-23 | 2008-04-23 | 現像装置、画像形成装置、及び画像形成装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2008113075A JP2009265273A (ja) | 2008-04-23 | 2008-04-23 | 現像装置、画像形成装置、及び画像形成装置の制御方法 |
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JP2009265273A true JP2009265273A (ja) | 2009-11-12 |
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ID=41391230
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Country | Link |
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JP (1) | JP2009265273A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102346407A (zh) * | 2010-07-23 | 2012-02-08 | 京瓷美达株式会社 | 显影装置、图像形成单元以及图像形成装置 |
JP2013007804A (ja) * | 2011-06-23 | 2013-01-10 | Kyocera Document Solutions Inc | 画像形成装置 |
-
2008
- 2008-04-23 JP JP2008113075A patent/JP2009265273A/ja active Pending
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CN102346407A (zh) * | 2010-07-23 | 2012-02-08 | 京瓷美达株式会社 | 显影装置、图像形成单元以及图像形成装置 |
JP2012027246A (ja) * | 2010-07-23 | 2012-02-09 | Kyocera Mita Corp | 現像装置およびそれを備えた画像形成装置 |
US9329531B2 (en) | 2010-07-23 | 2016-05-03 | Kyocera Mita Corporation | Developing device, image forming unit and image forming apparatus provided with the same |
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