JP2010237239A - 2成分現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トナーと磁性キャリアとからなる現像剤を使用する2成分現像装置は、規定されたジョブエンド時に、少なくとも撹拌機構3の駆動がオフとなり、現像剤担持体1を所定時間オンさせ続けることによって現像剤切り極4で現像剤を現像ケーシング20内に落とし、現像ケーシングに設置した現像スリーブ7の長手方向をカバーする可動である現像スリーブ清掃部材18が現像スリーブ7表面上に接触した際、再び、現像剤担持体1を所定時間オンとし、現像スリーブ7を回転させる。
【選択図】図2
Description
スリーブ固着個所の画像濃度低下について述べると、マイナス帯電特性を持つトナー成分がスリーブ固着することにより、現像スリーブ上はマイナス帯電の特性を有する。すると、マイナスの帯電特性を持った現像スリーブとプラスの帯電特性を持ったキャリアの静電的付着力が増加するので、汲み上げ→現像を経た現像剤が現像剤切り極で十分切れなくなる。
また、スリーブ固着個所のバイアスチャージアップについて述べると、これは、スリーブ固着した固着物が絶縁物であるため誘電層となり、現像スリーブ表面に電荷を保持してしまい、出力した現像バイアスより、実際の現像スリーブ上のバイアスが大きくなってしまう現象である。これにより、地肌ポテンシャルが低下し、地汚れの発生に至る。さらに、地汚れ防止の制御により帯電バイアスの出力を上げていくと、感光体に高バイアスが掛かるため、感光体疲労の促進、場合によっては放電破壊し、異常画像の発生に至る。
そこで、電子写真方式の画像形成装置に用いる現像装置に発生するスリーブ固着個所の画像濃度低下、スリーブ固着個所のバイアスチャージアップなどの不都合を回避するために、従来から、各種の技術が提案されている(例えば、特許文献1乃至4参照)。
特許文献2には、汲み上げ磁極と剤切り極(ここでは、汲み上げ磁極と同極の剥ぎ取り磁極等の磁極を有する磁界発生手段が固定状態で配置されと記載されている)で、現像剤を剥ぎ取る、2成分現像装置における現像剤担持体の現像剤を剥ぎ取り、現像剤担持体の表面に付着したトナーを掻き取り部材で掻き取り、現像剤担持体を清掃する技術が開示されている。
特許文献3には、清掃部材表面がやすり面状であり、長手方向に移動して清掃動作を行う、清掃部材で現像部品を清掃する層規制部材(ドクター)の清掃機構が開示されている。
特許文献4には、膜厚検出手段や表面電位検出手段を用いて、像担持体のフィルミング除去動作を調整することで、表面電位検出手段を用いて、現像剤担持体の清掃実行有無の判断を行う技術が開示されている。
スリーブ表面に現像剤が僅かでも残っていると、現像スリーブ清掃部材に傷などが発生し寿命の確保が困難となる。また、現像スリーブ清掃部材と現像スリーブの確実な当接にも支障をきたすため、清掃効率も低下する。
また、トナーを飛翔させるバイアス電源を用いて、現像剤担持体からの現像剤の剥ぎ取り効率を高める技術も開示されているが、かかる技術ではトナーしか飛翔せず、キャリアは残留する欠点、又は電源が必要なため、構成の複雑化、コストの増加、消費電力の増加などの副作用も考えられる。
さらに、特許文献3の開示は層規制部材(ドクター)の清掃機構に関する技術であり、特許文献4の技術は表面電位検出手段を用いて、現像剤担持体の清掃実行有無の判断を行うのではあるが、表面電位検出の具体的な方法の記載が無い。
また、現像スリーブの清掃時に現像スリーブ表面に現像剤が残っていると、現像スリーブ清掃部材を傷付け、寿命を低下させることや、清掃効率の低下に繋がる。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、現像スリーブ清掃部材の寿命向上、清掃効率向上を図ることができる2成分現像装置、これを含むプロセスカートリッジ、このプロセスカートリッジを搭載する画像形成装置を提供することにある。
また、請求項3に記載の発明は、前記清掃部がブラシ形状となっている請求項2記載の2成分現像装置を特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、前記清掃部がメラミン樹脂発泡体である請求項2又は3記載の2成分現像装置を特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、前記清掃部が前記現像スリーブに接触したタイミングで、前記トナーと逆極性のバイアスが前記現像スリーブ清掃部材の前記軸心に印加される請求項2乃至4のいずれか1項記載の2成分現像装置を特徴とする。
また、請求項7に記載の発明は、前記現像剤を前記現像ケーシング内に落として剥き出しとなった前記現像スリーブ表面を光学センサにより検知し、検知結果が規定の閾値を超えた時、前記現像スリーブ清掃部材が前記現像剤担持体表面の清掃動作を実行する請求項1乃至5のいずれか1項記載の2成分現像装置を特徴とする。
また、請求項8に記載の発明は、前記現像剤を前記現像ケーシング内に落として剥き出しとなった前記現像スリーブ表面の残留電位を前記現像スリーブ表面の対向位置に設置された電位センサにより測定し、残留電位が規定の閾値を超えた時、前記現像剤担持体表面の清掃動作を実行する請求項1乃至5のいずれか1項記載の2成分現像装置を特徴とする。
また、請求項10に記載の発明は、像担持体上に形成された静電潜像をトナーで現像して可視化し、トナー像を記録媒体上に転写し、該記録媒体上の前記トナー像を熱及び圧力により前記記録媒体上に定着させる画像形成装置において、前記像担持体を含むプロセスカートリッジとして、請求項9記載のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置を特徴とする。
また、請求項13に記載の発明は、前記清掃部がブラシ形状となっている請求項11記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項14に記載の発明は、前記清掃部がメラミン樹脂発泡体である請求項12又は13記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項15に記載の発明は、前記清掃部が前記現像スリーブに接触したタイミングで、前記トナーと逆極性のバイアスが前記現像スリーブ清掃部材の前記軸心に印加される請求項12乃至14のいずれか1項記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項17に記載の発明は、前記現像剤を前記現像ケーシング内に落として剥き出しとなった前記現像スリーブ表面を光学センサにより検知し、検知結果が規定の閾値を超えた時、前記現像スリーブ清掃部材が前記現像剤担持体表面の清掃動作を実行する請求項11乃至15のいずれか1項記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項18に記載の発明は、前記現像剤を前記現像ケーシング内に落として剥き出しとなった前記現像スリーブ表面の残留電位を前記現像スリーブ表面の対向位置に設置された電位センサにより測定し、残留電位が規定の閾値を超えた時、前記現像スリーブ清掃部材が前記現像剤担持体表面の清掃動作を実行する請求項11乃至15のいずれか1項記載の画像形成装置を特徴とする。
図1は本実施の形態に係る画像形成装置としての電子写真方式フルカラープリンタを示す概略図である。
このプリンタAの画像ユニット10は、矢印方向に無端移動する像担持体としての中間転写ベルト11を備え、この中間転写ベルト11の下部張架面には、トナー像形成手段である4個の画像形成ユニット12Y、12C、12M、12Kが配置されている。
画像形成ユニットの番号に添えたY、C、M、Kは、扱うトナーの色と対応するもので、Yはイエロー、Cはシアン、Mはマゼンタ、Kはブラックを意味している。画像形成ユニットに備えられ、中間転写ベルト11とともに回転する像担持体(以下、感光体ドラム)8に対しても同じようにY、C、M、Kを添えている。なお、感光体ドラム8Y〜8Kは等間隔に配置され、少なくとも画像形成時には中間転写ベルト11との張架部の一部と接触するようになっている。中間転写ベルト11に転写されたイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色トナー像は重ね合わされ、給紙ユニット14から図示してない給紙ローラ、レジストローラ対を経て搬送された用紙上に2次転写ローラ15を用いて転写される。
転写終了後の用紙は、定着ユニット16によってトナー像を定着され、片面画像形成の場合には、そのまま機外に排出され、両面画像形成の場合には、公知のように、反転路(図示せず)を介した後、両面部(図示せず)を通って再び2次転写ユニットへ送られる。
図1では画像形成ユニットの番号12にY、C、M、Kを添えているが、図2の2成分現像装置17は各画像形成ユニット12Y(C、M、K)において同一構成であるので、Y、C、M、Kを添えずに説明する。
この現像装置17は、汲み上げ極2、現像剤切り極4、現像極(主極)5などを有するマグネット6、及びこのマグネット6の周部を覆う現像スリーブ7を含む現像剤担持体1、汲み上げ極2に現像剤を供給する撹拌機構3、層厚規制部材9、現像スリーブ清掃部材18、この現像スリーブ清掃部材18の可動機構19、現像ケーシング20等から構成されている。現像スリーブ7の上方には像担持体8が配置されている。
現像装置17の通常作像動作の際は、現像装置17の現像ケーシング20内のキャリアと補給トナーの濃度を均一に保ち、また、常に現像剤担持体1の汲み上げ極2に現像剤を供給する機能をもつ撹拌機構3と、可動しない汲み上げ極2、現像剤切り極4、現像極(主極)5などを有するマグネット6周辺を覆う磁性体の現像スリーブ7と、像担持体である感光体ドラム8との3つが、図中の矢印の方向に回転する。
次に、撹拌機構3によって汲み上げられた現像剤は、層厚規制部材9により現像剤の層厚が規制され、現像極(主極)5にて、像担持体8に書き込まれた潜像に現像される。現像を経て、トナー濃度が変動(低下)した現像剤は、現像剤切り極4にて、現像ケーシング20内に戻り、補給トナーとともに撹拌機構3により、撹拌される。上記が一連のサイクルとなり、このサイクルの連続で、作像が行われる。
ここで言う、現像剤切り極とは、同極のマグネット(図2中では、N極/N極であり、S極/S極であっても構わない)が隣り合った狭間を指し、ここでは、反発しあう磁界が働くので、現像剤が現像スリーブ7に連れ回らず、現像ケーシング20内に落ちる。
本発明では、所定時間だけ、撹拌機構3の駆動をオフとして、現像剤の汲み上げ動作をせずに、現像スリーブ7のみ回転させることによって、現像剤担持体1から現像剤が落ちるだけの状態とし、現像スリーブ7表面から現像剤を確実に除去する。
また、現像スリーブ7の清掃時に現像剤成分(ここでは、キャリア)が、現像スリーブ7表面に残留していると、キャリアが現像スリーブ7表面を覆うため、現像スリーブ7表面の付着成分(主にトナー成分)の効率的な清掃ができない。
現像スリーブ清掃部材18の可動機構19は、現像スリーブ7の清掃時は、この可動機構19が矢印の方向へ移動することによって、現像スリーブ清掃部材18が現像スリーブ7に当接し、現像剤担持体1の駆動機構(図示せず)を所定時間オンとし、現像スリーブ7が回転すると、現像スリーブ清掃部材18と現像スリーブ7との間に摩擦力が発生し、現像スリーブ7の固着物が、現像スリーブ清掃部材18へ移動し、現像スリーブ7が清掃される。
図3に示した現像スリーブ7、現像スリーブ清掃部材18、及び現像スリーブ清掃部材18の可動機構19は、所定のジョブエンドになった場合、図4に示すように、現像スリーブ清掃部材18の可動機構19が破線から実線部へ移動することで、現像スリーブ清掃部材18が現像スリーブ7表面に当接し、その後、現像スリーブ7の清掃動作(現像スリーブ7の回転)が行われる。
現像スリーブ7の清掃時は、清掃の前処理動作として、撹拌機構3が停止し、現像スリーブ7のみが所定時間だけ回転し、現像スリーブ7上の現像剤が全て現像ケーシング内に落ちて、現像スリーブ7表面が剥き出しとなる。上記動作を行うことで、図2に示すように、当初、汲み上げ極2近辺にあった現像剤が全て、現像剤切り極4で、現像ケーシング20内に落ちるため、汲み上げ極2周辺に現像剤が無くなり、結果、現像スリーブ7上の現像剤が無くなり、現像スリーブ7が剥き出しとなる。
さらに述べれば、規定されたジョブエンドで、現像装置17に設置した現像スリーブ7の長手方向をカバーし、可動する現像スリーブ清掃部材18が現像スリーブ7表面上に接触した際、再び、現像剤担持体1の駆動機構を所定時間オンとし、現像スリーブ7が回転することによって現像スリーブ7表面を定期的に清掃し、現像スリーブ固着の発生を抑制して、上記不具合の発生を防止する。
また、本発明の特徴は、現像スリーブ7の清掃時、この現像スリーブ7表面から現像剤を剥ぎ取ることである。現像スリーブ7の清掃時にこの現像スリーブ7表面に現像剤が残っていると、現像スリーブ清掃部材18を傷付け、寿命の低下や、清掃効率の低下に繋がる。
そこで、本発明では、上述したように、撹拌機構3の駆動をオフとして、現像スリーブ7のみ回転させることによって、現像剤の汲み上げ動作はされず、現像剤担持体1から現像剤が落ちるだけの状態とすることで、現像スリーブ7表面から現像剤を確実に除去する。この動作の実行により、現像スリーブ7を表面に現像剤のない剥き出しとし、現像スリーブ清掃部材18の高寿命化や現像スリーブ7表面の効率的な清掃を可能とする。
図5において、画像形成装置本体の本体制御装置30は、一連の画像形成動作を指示する操作部31からの指示により本体側に設けたCPUから現像装置17の制御手段32を制御する。本実施例ではCPUは本体側に設ける。現像装置17は本体側のCPUからくる制御情報によって動作する。ただし、CPUは現像装置自体に備えていても構わない。
現像装置17の制御手段32は、画像形成装置本体の本体制御装置30によって規定されたジョブエンド時に、少なくとも撹拌機構3の駆動をオフとし、現像スリーブ7を所定時間オンさせ続けるように制御する。これによって現像剤切り極4で現像剤を現像ケーシング20内に落とし、現像スリーブ7の回転をいったん停止する。
現像ケーシングに設置した現像スリーブ7の長手方向をカバーする可動である現像スリーブ清掃部材18が現像スリーブ7表面上に接触した際、再び、現像スリーブ7を所定時間オンとし、この現像スリーブ7を回転させるように制御する。符号33は後述する画像面積率保存手段を示している。
図2及び図6を参照して説明すると、まず、前述した画像形成装置本体の制御装置30に接続された現像装置17の制御手段32は、画像形成装置本体の制御装置30で規定されたジョブエンドの際、清掃動作有無の判定を実施し(S1)、清掃の必要が無い場合、通常の作像モードへ復帰する。
清掃の必要が有ると判断された場合、撹拌機構3の駆動機構(図示せず)をオフにし(S2)、現像スリーブ7の駆動機構(図示せず)を所定時間(T1)だけオンとし(S3)、現像スリーブ7上の現像剤を現像ケーシング20内に落とし、現像スリーブ7表面を現像スリーブ清掃部材18にて円滑に清掃できるように剥き出しとするために、いったん、現像剤担持機構の現像スリーブ7の回転を停止する。
そこで、再度、現像スリーブ7を所定時間(T2)だけオンとして(S6)、現像スリーブ7と現像スリーブ清掃部材18との間に摩擦力を発生させることによって、現像スリーブ7表面の固着物が、現像スリーブ清掃部材18へ移動し、現像スリーブ7が清掃される。本実施の形態では(T2)値を60[秒]としたが、(T1)値と同様、条件によって変換可能な仕様としている。
このように、本発明では、2成分現像装置のジョブエンドで、撹拌機構3の駆動がオフとなり、現像剤担持体である現像スリーブ7の駆動機構を所定時間だけオンさせ続けることで、現像剤切り極4で現像剤を現像ケーシング20内に落とし、一時的に確実に現像スリーブ7上から現像剤を無くし、現像スリーブ7表面を剥き出しとした状態にするので、現像スリーブ清掃部材18の寿命を向上させることや清掃効率を向上させることができる。
図7において、符号21はローラ形状の現像スリーブ清掃部材であり、現像スリーブ7の清掃動作の際、破線から実線の方向へ移動する。そして、清掃時には、現像スリーブ7の回転動作に合わせて、ローラ形状の現像スリーブ清掃部材21も図示しない駆動機構によって、現像スリーブ7の回転方向と逆回転することとした。
図8は図7の現像スリーブ清掃部材の断面形状を示す概略図である。現像スリーブ清掃部材21は、軸心22と清掃時に現像スリーブ7へ当接し、清掃する清掃部23とからなっている。
図9は第1の実施の形態と第2の実施の形態とに関する現像スリーブ清掃時間と現像スリーブ表面濃度との関係をグラフで示す図である。実験スタート時、現像スリーブ表面濃度が同じとなるように、同様に現像スリーブ固着を促進させている。現像スリーブの清掃が進むとこの現像スリーブ表面濃度が低下する。
図7の第2の実施の形態のように、現像スリーブ清掃部材21を軸心22とそれを覆う清掃部23で構成し、清掃時、現像スリーブ7の回転方向と逆回転の動作を実行することで、現像スリーブ7の清掃能力約2倍にすることができ、清掃時間(T2)の短縮が可能となり、現像スリーブ7の清掃を確実に行うことができ、かつ、ユーザーの待ち時間を短縮することができ、生産性を向上することができる。
このように、現像スリーブ7の清掃の際、ローラ形状の清掃部材21が現像スリーブ7と逆の方向に回転するので、清掃時の現像スリーブ清掃部材21と現像スリーブ7との摩擦力が増加し、現像スリーブ7の清掃能力を向上することができる。
メラミン樹脂発泡体は清掃能力に優れ、発泡層の中にトナーなどの異物を溜め込むことが可能である。従って、メラミン樹脂発泡体を用いた第3の実施の形態の現像スリーブ清掃部材21は、第2の実施の形態の現像スリーブ清掃部材21より、現像スリーブ清掃部材21の清掃能力が向上する。
第3の実施の形態のように、現像スリーブ清掃部材21の清掃部23をメラミン樹脂発泡体とすることで、清掃時間(T2)のさらなる短縮が可能となり、現像スリーブ7の清掃を確実に行うことができ、かつ、ユーザーの待ち時間を短縮することができ、生産性を向上することができる。
この現像スリーブ清掃部材24の材料は、ヤング率が、5000MPa以下の弾性材料からなる。その理由は、現像スリーブ清掃部材24のヤング率が大きすぎると、この現像スリーブ清掃部材24と現像スリーブが接触した時の摩擦力が小さくなり、清掃効果がほとんど得られない。従って、現像スリーブ清掃部材24は、ヤング率が5000MPa以下の弾性材料が望ましい。
現像スリーブ清掃部材24の清掃部26の形状をブラシ形状とすることによって、清掃時の清掃部26への応力が分散し、現像スリーブ清掃部材24の高寿命化が達成できる。本実施の形態では、ブラシ材質は金属材料の針金の周りにメラミン樹脂発泡体をコートして使用している。
このように第4の実施の形態では、現像スリーブ清掃部材24の清掃部26をブラシ形状としているので、清掃時の清掃部26への摩擦応力が分散でき、清掃部26の高寿命化を達成できる。
図13は2成分現像装置に使用する現像スリーブ清掃部材の第5の実施の形態を示す断面図である。図13において2成分現像装置の基本的な構成は図2の第1の実施の形態の構成と同一であるので、同一部分に同一符号を付して重複する説明は省略する。
図13の現像スリーブ清掃部材の第5の実施の形態では、小型パワーパック27を備えており、この小型パワーパック27は現像スリーブ清掃部材18にトナー成分のバイアスと逆極性のバイアスを印加する。本実施の形態のトナー成分は、マイナスの極性を持っているため、清掃時にプラスのバイアスを印加する。このように清掃時にプラスのバイアスを印加することによって、現像スリーブ7上の固着物が、現像スリーブ清掃部材18に静電的に引き付けられるため、清掃能力が向上する。また、図13の現像スリーブ清掃部材18はローラ形状では無いが、ローラ形状であった方が、より効果的である。
現像スリーブ清掃部材18にトナー成分の極性と逆バイアスを印加するようにしているので、現像スリーブ7上の固着物を、短時間で確実に回収することができる。図14に見られるように第5の実施の形態では、清掃時間の短縮に加え、現像スリーブ表面濃度がさらに低下し、通常清掃では、取れない固着物も確実に清掃できている。
計測器により測定される画像密度である画像濃度(ID)は、その測定に反射型濃度測定機(例えば、製品名X−Rite)を用いることができ、この反射型濃度測定機を用いれば、現像スリーブ表面濃度も測定可能となる。
現像スリーブ固着は、出力する画像面積率によって、促進の度合いが大きく異なる。例えば、ベタ画像を常時出力していた場合、プリント枚数やスリーブ走行時間が多くても現像スリーブ固着は、ほとんど促進しない。逆に、白紙画像を常時出力していた場合は、プリント枚数やスリーブ走行時間が少なくても現像スリーブ固着が促進する。
これは、図13において現像スリーブ7から像担持体である感光体ドラム8への現像工程の際、画像面積率が高ければ、汲み上げられた現像剤中のトナーは、感光体ドラム8の方向へ引き付けられるが、画像面積率が低い場合は、汲み上げられた現像剤中のトナーは、現像スリーブ7側に引き付けられる。この際、現像スリーブ固着が大きく促進する。
ここでは、ジョブエンドの際の清掃動作判定にプリント枚数又は現像スリーブ7の走行時時間と出力画像の非画像面積率の積算Σ(100−画像面積率)のパラメータを使用する。これを第6の実施の形態として説明する。図15中のA、Bは、現像装置の仕様、現像剤特性などに合わせて可変可能な仕様としている。
清掃の必要が有ると判断された場合、撹拌機構3の駆動機構(図示せず)をオフにし(S12)、現像スリーブ7の駆動機構(図示せず)を所定時間(T1)だけオンとし(S13)、現像スリーブ7上の現像剤を現像ケーシング20内に落とし、現像スリーブ7表面を現像スリーブ清掃部材18にて円滑に清掃できるよう剥き出しとするために、いったん、現像剤担持機構の現像スリーブ7の回転を停止する。
そこで、再度、現像スリーブ7を所定時間(T2)だけオンとして(S16)、現像スリーブ7と現像スリーブ清掃部材18との間に摩擦力を発生させることによって、現像スリーブ7表面の固着物が、現像スリーブ清掃部材18へ移動し、現像スリーブ7が清掃される。本実施の形態では(T2)値を60[秒]としたが、(T1)値と同様、条件によって変換可能な仕様としている。
このように、本発明では、2成分現像装置のジョブエンドで、撹拌機構3の駆動がオフとなり、現像剤担持体である現像スリーブ7の駆動機構を所定時間だけオンさせ続けることで、現像剤切り極4で現像剤を現像ケーシング20内に落とし、一時的に確実に現像スリーブ7上から現像剤を無くし、現像スリーブ7表面を完全に剥き出しとした状態にするので、現像スリーブ清掃部材18の寿命を向上させることや清掃効率を向上させることができる。
ジョブエンドの際の清掃動作判定に非画像面積率(100−画像面積率)のパラメータを加えることで、厳密に現像スリーブ7固着の促進に合わせて、現像スリーブ7表面清掃を実施することが可能となるので、さらに無駄な清掃動作を抑制することができ、不必要な待ち時間の低減、電力消費の低減、現像スリーブ清掃部材18の高寿命化を達成することが可能となる。
現像スリーブ固着は、出力する画像面積率によって、促進の度合いが大きく異なる。例えば、ベタ画像を常時出力していた場合、プリント枚数や現像スリーブ走行時間が多くても現像スリーブ固着は、ほとんど促進しない。逆に、白紙画像を常時出力していた場合は、プリント枚数やスリーブ走行時間が少なくても現像スリーブ固着が促進する。
これは、現像スリーブ7から感光体ドラム8への現像工程の際、画像面積率が高ければ、汲み上げられた現像剤中のトナーは、感光体ドラム8の方向へ引き付けられるが、画像面積率が低い場合は、汲み上げられた現像剤中のトナーは、現像スリーブ7側に引き付けられる。この際、現像スリーブ固着が大きく促進する。
図17は2成分現像装置に使用する現像スリーブ清掃部材の第7の実施の形態を示す断面図である。図18は図17の2成分現像装置の一連の現像スリーブ清掃動作を示すフローチャートである。図19は図18における動作による現像スリーブ清掃部材とジョブエンド毎における現像スリーブ表面の清掃とをグラフで示す図である。
図17において2成分現像装置の基本的な構成は、図2の第1の実施の形態の構成と同一であるので、同一部分に同一符号を付してここで必要以外の説明は省略する。
図17の第7の実施の形態では、現像スリーブ7上の固着物の着色濃度を検知する光学センサ28を備えている。図18のフローチャートに示すように、画像形成装置本体の本体制御装置30に接続された制御手段32は、ジョブエンド毎に、撹拌機構3の駆動機構(図示せず)をオフにし(S31)、現像スリーブ7の駆動機構(図示せず)を所定時間(T1)だけオンとして(S32)、現像スリーブ7を剥き出しとする動作を実施するために、いったん、現像剤担持機構の現像スリーブ7の回転を停止する。
次に、光学センサ28により、現像スリーブ7上の固着物の着色濃度を検知する構成としている。
本実施の形態では、光学センサ28をトナー補給制御に用いるPセンサとし、Vsp値の閾値Cを1.00とし、閾値Cが1.00以下であった場合、現像スリーブ7表面が汚れていると判断し、現像スリーブ7表面の清掃を実行する。C値が1.00より大きい場合は、現像スリーブ7の清掃動作は実施せず、通常作像に戻ることとした。
次いで、現像スリーブ清掃部材18の可動機構19をオンとし(S34)、現像スリーブ7表面と現像スリーブ清掃部材18を当接させる(S35)。再度、現像スリーブ7を所定時間(T2)だけオンとする(S36)。
本実施の形態では、C値の閾値を1.00としたが、C値も変更可能な仕様(サービスマンやユーザーが変更できる装置の設定値)であり、現像装置仕様や現像剤にマッチングした値に変更する。また、光学センサ28にPセンサを用いているが、フォトセンサなどその他、光学センサを用いても構わない。
光学センサ28により、現像スリーブ7表面の汚れを検知し、現像スリーブ7の汚れが促進されていた場合のみ、現像スリーブ清掃部材18を可動し、促進が無い場合は、現像スリーブ清掃部材18を可動しないので、現像スリーブ7の汚れの促進が無い時の無駄な現像スリーブ清掃動作を無くすができ、不必要な待ち時間低減、電力消費の低減、現像スリーブ清掃部材の高寿命化等を達成できる。
現像スリーブ固着は、単にプリント枚数やスリーブ走行時間、非画像面積率に依存するものでは無く、現像剤(トナー)物性やシステム、通紙環境などの作像条件によっても促進し易い条件とそうでない条件がある。
従って、現像スリーブ7表面を剥き出しにした後、現像スリーブ7表面の汚れを光学センサ28により検知して、検知結果が規定の閾値を超えていた場合、つまり、現像スリーブ固着の促進があった場合においてのみ、現像スリーブ清掃部材18が現像スリーブ7表面上を長手方向に移動し、現像スリーブ7表面を清掃する。
上記のように現像スリーブ固着の促進があった時にのみ、現像スリーブ清掃部材18を可動にし、現像スリーブ固着の促進が無い場合は、現像スリーブ清掃部材18を可動にしないことによって、現像スリーブ固着の促進が無い時の無駄な現像スリーブ7の清掃動作を無くすことで、現像スリーブ清掃部材18の高寿命化を可能にする。
図20の現像スリーブ清掃部材の第8の実施の形態においては、ジョブエンド毎に現像スリーブ剥き出し動作を実施し、現像スリーブ表面清掃部材18の可動機構19に付随し、現像スリーブ7の軸心をアースとした電位センサ29が設けられている。
現像装置の第8の実施の形態において、図21のフローチャートに示すように、ジョブエンド毎にスリーブ剥き出し動作、すなわち、ジョブエンド毎に、撹拌機構3の駆動機構(図示せず)をオフにし(S41)、現像スリーブ7の駆動機構(図示せず)を所定時間(T1)だけオンとして(S42)、現像スリーブ7の剥き出し動作を実施する。
次いで、スリーブ表面清掃部材18の可動機構19に付随し、現像スリーブ7の軸心をアースとした電位センサ29により、現像スリーブ7表面の電位を、表面電位が閾値Dより大きいかどうかを実測する(S43)。
本実施の形態では、D値の閾値を50としたが、D値も変更可能な仕様であり、マシン(現像装置)にマッチングした値に変更する。D値に関しては、第7の実施の形態に記載した、現像スリーブ7の清掃可否判断方法では、トナーが付着していただけの場合においても、現像スリーブ7の清掃動作を実施してしまう。
しかし、現像スリーブ7上の表面電位を測定する電位センサ29を現像スリーブ7の清掃動作の可否判断機構とすることで、問題とならない単なる現像スリーブ7上のトナー付着と現像スリーブ固着の切り分けが可能となるため、さらに無駄な清掃動作をなくすことが可能となる。
これにより、第6の実施の形態の実機試験において、現像スリーブ清掃部材18の寿命が、図22に示すように、約160000枚となり、他のPM(所定の寿命になったら交換される部品)交換部品と同等以上となる。
しかし、光学センサ28の検知結果では現像スリーブ7上にトナーが付着していただけの場合とスリーブ固着が促進している状態を切り分けることができず、単に現像スリーブ7上にトナーが付着しているだけで問題とならない状態においても現像スリーブ清掃部材18を可動にしてしまう。本来、単に現像スリーブ7上にトナーが付着しているだけならば、不具合も発生せず、清掃の必要も無い。
そこで、現像スリーブ固着による現像スリーブ7表面の残留電位を現像スリーブ7近傍に設置した電位センサ29により測定し、測定結果が規定の閾値を超えている場合にのみ、現像スリーブ清掃部材18を可動する。
このように構成することによって、さらに精度良く現像スリーブ固着の促進が無い時の現像スリーブ7の清掃動作を無くし、さらに現像スリーブ清掃部材18の高寿命化の達成を可能とする。
現像スリーブ清掃機構を備えた現像装置を、感光体ユニットを含むPCU(プロセスカートリッジユニット)と一体化したプロセスカートリッジとすることでサービス性及びユーザビリティの向上が可能となる。
Claims (18)
- トナーと磁性キャリアとからなる現像剤を攪拌しかつ現像剤担持体近辺に現像剤を供給するための撹拌機構と、固定配置された複数のマグネットの反発し合う磁界が働く同極のマグネットが隣り合った狭間である現像剤切り極を有するマグネットローラ及び該マグネットローラ周辺を覆う現像スリーブによって形成される現像剤を現像位置まで担持する現像剤担持機構と、画像形成装置本体の制御装置に接続される制御手段と、を備えた2成分現像装置において、前記制御手段は、規定されたジョブエンド時に、少なくとも前記撹拌機構の駆動をオフとし、前記現像剤担持機構を所定時間オンさせ続けることによって前記現像剤切り極で現像剤を現像ケーシング内に落とし、前記現像剤担持体の回転を停止し、前記現像ケーシングに設置した前記現像スリーブの長手方向をカバーする可動である現像スリーブ清掃部材が前記現像スリーブ表面上に接触した際、再び、前記現像剤担持機構を所定時間オンとし、前記現像スリーブを回転させるように制御することを特徴とする2成分現像装置。
- 前記現像スリーブ清掃部材は、軸心と該軸心を覆う清掃部とを有し、前記現像スリーブ清掃部材が前記現像スリーブ表面上に接触した際、前記現像スリーブ清掃部材が前記現像スリーブに対して逆回転することを特徴とする請求項1記載の2成分現像装置。
- 前記清掃部がブラシ形状となっていることを特徴とする請求項2記載の2成分現像装置。
- 前記清掃部がメラミン樹脂発泡体であることを特徴とする請求項2又は3記載の2成分現像装置。
- 前記清掃部が前記現像スリーブに接触したタイミングで、前記トナーと逆極性のバイアスが前記現像スリーブ清掃部材の前記軸心に印加されることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項記載の2成分現像装置。
- 前記画像形成装置本体の制御装置は、出力画像の画像面積率の平均を保存する機能を含み、非画像面積率にプリント枚数を乗じた値、又は前記非画像面積率にスリーブ走行時間を乗じた値が規定値となった時、前記現像剤担持体表面の清掃動作を実行することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の2成分現像装置。
- 前記現像剤を前記現像ケーシング内に落として剥き出しとなった前記現像スリーブ表面を光学センサにより検知し、検知結果が規定の閾値を超えた時、前記現像スリーブ清掃部材が前記現像剤担持体表面の清掃動作を実行することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の2成分現像装置。
- 前記現像剤を前記現像ケーシング内に落として剥き出しとなった前記現像スリーブ表面の残留電位を前記現像スリーブ表面の対向位置に設置された電位センサにより測定し、残留電位が規定の閾値を超えた時、前記現像スリーブ清掃部材が前記現像剤担持体表面の清掃動作を実行することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の2成分現像装置。
- 像担持体、現像装置を含むプロセスカートリッジにおいて、前記現像装置として請求項1乃至8のいずれか1項記載の2成分現像装置を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 像担持体上に形成された静電潜像をトナーで現像して可視化し、トナー像を記録媒体上に転写し、該記録媒体上の前記トナー像を熱及び圧力により前記記録媒体上に定着させる画像形成装置において、前記像担持体を含むプロセスカートリッジとして、請求項9記載のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。
- トナーと磁性キャリアとからなる現像剤を攪拌しかつ現像剤担持体近辺に現像剤を供給するための撹拌機構と、固定配置された複数のマグネットの反発し合う磁界が働く同極のマグネットが隣り合った狭間である現像剤切り極を有するマグネットローラ及び該マグネットローラ周辺を覆う現像スリーブによって形成される現像剤を現像位置まで担持する現像剤担持機構と、画像形成装置本体の制御装置に接続される制御手段と、を含む2成分現像装置を備えた画像形成装置において、前記画像形成装置本体の前記制御装置は、規定されたジョブエンド時に、少なくとも前記撹拌機構の駆動をオフとし、前記現像剤担持機構を所定時間オンさせ続けることによって前記現像剤切り極で現像剤を現像ケーシング内に落とし、前記現像剤担持体の回転を停止し、前記現像ケーシングに設置した前記現像スリーブの長手方向をカバーする可動である現像スリーブ清掃部材が前記現像スリーブ表面上に接触した際、再び、前記現像剤担持機構を所定時間オンとし、前記現像スリーブを回転させるように制御することを特徴とする画像形成装置。
- 前記現像スリーブ清掃部材は、軸心と該軸心を覆う清掃部とを有し、前記現像スリーブ清掃部材が前記現像スリーブ表面上に接触した際、前記現像スリーブ清掃部材が前記現像スリーブに対して逆回転することを特徴とする請求項11記載の画像形成装置。
- 前記清掃部がブラシ形状となっていることを特徴とする請求項11記載の画像形成装置。
- 前記清掃部がメラミン樹脂発泡体であることを特徴とする請求項12又は13記載の画像形成装置。
- 前記清掃部が前記現像スリーブに接触したタイミングで、前記トナーと逆極性のバイアスが前記現像スリーブ清掃部材の前記軸心に印加されることを特徴とする請求項12乃至14のいずれか1項記載の画像形成装置。
- 前記画像形成装置本体の前記制御装置は、出力画像の画像面積率の平均を保存する機能を含み、非画像面積率にプリント枚数を乗じた値、又は前記非画像面積率にスリーブ走行時間を乗じた値が規定値となった時、前記現像剤担持体表面の清掃動作を実行することを特徴とする請求項11乃至15のいずれか1項記載の画像形成装置。
- 前記現像剤を前記現像ケーシング内に落として剥き出しとなった前記現像スリーブ表面を光学センサにより検知し、検知結果が規定の閾値を超えた時、前記現像スリーブ清掃部材が前記現像剤担持体表面の清掃動作を実行することを特徴とする請求項11乃至15のいずれか1項記載の画像形成装置。
- 前記現像剤を前記現像ケーシング内に落として剥き出しとなった前記現像スリーブ表面の残留電位を前記現像スリーブ表面の対向位置に設置された電位センサにより測定し、残留電位が規定の閾値を超えた時、前記現像スリーブ清掃部材が前記現像剤担持体表面の清掃動作を実行することを特徴とする請求項11乃至15のいずれか1項記載の画像形成装置。
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