JP2012163842A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ハーフ画像の均一性を維持しながら、ベタ画像の後端部における後端溜まりの発生を抑制できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像剤担持体130と、現像剤担持体130から供給されるトナーを担持して磁気ブラシによりトナー層を形成するトナー担持体150と、トナー担持体150に交流電圧を印加する第1電圧印加部と、トナー担持体150と像担持体2aとが対向する現像領域251よりもトナー担持体150の回転方向Cの上流側に配置される電極ワイヤー250と、電極ワイヤー250に交流電圧を印加する第2電圧印加部と、を備える。電極ワイヤー250は、電極ワイヤー250と像担持体2aとの間のギャップG1よりも電極ワイヤー250とトナー担持体150との間のギャップG2が小さくなる位置に配置されている。
【選択図】図3
【解決手段】現像剤担持体130と、現像剤担持体130から供給されるトナーを担持して磁気ブラシによりトナー層を形成するトナー担持体150と、トナー担持体150に交流電圧を印加する第1電圧印加部と、トナー担持体150と像担持体2aとが対向する現像領域251よりもトナー担持体150の回転方向Cの上流側に配置される電極ワイヤー250と、電極ワイヤー250に交流電圧を印加する第2電圧印加部と、を備える。電極ワイヤー250は、電極ワイヤー250と像担持体2aとの間のギャップG1よりも電極ワイヤー250とトナー担持体150との間のギャップG2が小さくなる位置に配置されている。
【選択図】図3
Description
本発明は、電子写真方式により形成された静電潜像を現像するための現像装置、及び該現像装置を備える画像形成装置に関する。
近年、少なくともキャリア及びトナーを含む2成分現像剤を、現像剤担持体の表面に担持させて磁気ブラシを形成し、磁気ブラシからトナー担持体に供給されるトナーにより、トナー担持体の表面にトナー層を形成し、このトナー層から像担持体にトナーを飛翔させることにより、像担持体の表面の静電潜像をトナー画像として現像する、いわゆる、タッチダウン方式(ハイブリッド方式とも言われる。)の現像装置が注目されている。
タッチダウン方式の現像装置においては、現像剤担持体に印加するバイアス電圧及びトナー担持体に印加するバイアス電圧によって現像剤担持体とトナー担持体との間に形成される電位差により、現像剤担持体の表面へのトナー層の形成及びトナー担持体の表面の未現像トナーの現像剤担持体への回収(引き剥がし)が行なわれる。
このような現像剤担持体の表面へのトナー層の形成及びトナー担持体の表面の未現像トナーの現像剤担持体への回収を共に適切に行なうために、交流バイアス電圧として、トナー担持体からの未現像トナーの引き剥がし時の電位差が大きくなるデューティ比で且つトナー層を安定的に形成できる高い周波数の交流バイアス電圧を、現像剤担持体に印加する手段が採用される。
このような現像剤担持体の表面へのトナー層の形成及びトナー担持体の表面の未現像トナーの現像剤担持体への回収を共に適切に行なうために、交流バイアス電圧として、トナー担持体からの未現像トナーの引き剥がし時の電位差が大きくなるデューティ比で且つトナー層を安定的に形成できる高い周波数の交流バイアス電圧を、現像剤担持体に印加する手段が採用される。
上記のような現像剤担持体とトナー担持体との間のバイアス条件下において、トナー担持体と像担持体との間で現像が行われると、トナー担持体の表面に形成されるトナー層がトナー担持体から引き剥がれやすい状態になる。そのため、現像電界を強くして現像を行なうベタ画像については、像担持体の表面の静電潜像が均一又は略均一に現像される。ところが、ベタ画像の現像に際しては、トナー担持体から像担持体側にトナーが強く飛翔する。そのため、像担持体の表面の静電潜像の現像が終了した時点においてベタ画像に残っているトナーが、ベタ画像の後端部に溜まり、後端に至るほど漸次濃度が高くなる、いわゆる、後端溜まりという現像不良が発生して、画質の劣化が生じやすい。
一方、現像電界を弱くして現像を行なうハーフ画像については、像担持体とトナー担持体とのギャップ(間隙)の変動(増大)に起因して像担持体へ飛翔されるトナー量が減少するため、ハーフ画像に濃度不良や濃度ムラが発生しやすくなる。
従来、像担持体とトナー担持体とが対向する間隙(現像領域)の中央部に電極部材を配置し、この電極部材に、トナー担持体に印加するバイアス電圧の交流成分と同周期で且つ逆位相の交流成分を含む電圧を印加するようにしたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の現像装置は、電極部材とトナー担持体との間に大きな電位差を発生させて、両者間に強い交番電界を形成することにより、像担持体に既に形成されたトナー画像を乱すことなく、十分なトナークラウドを形成させて、十分な現像濃度を確保しようとするものである。
しかしながら、特許文献1に記載の現像装置においても、ベタ画像の後端部に発生する後端溜まりという濃度変化による現像不良、画質の劣化などについては抑制することは困難である。また、特許文献1に記載の現像装置において、後端溜まりを抑制するために、電極部材とトナー担持体との間の交番電界を弱くすると、像担持体へ飛翔されるトナー量が減少し、その結果、ハーフ画像に濃度不良や濃度ムラが発生し、画像の均一性を維持することは困難である。
本発明は、ハーフ画像の均一性を維持しながらも、ベタ画像の後端部における後端溜まりの発生を抑制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。
また、本発明は、前記現像装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、前記現像装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明は、少なくともキャリア及びトナーを含む2成分現像剤を担持し、該2成分現像剤に含まれるキャリアによる磁気ブラシが表面に形成される現像剤担持体と、表面に静電潜像が形成される像担持体に対向配置され、前記現像剤担持体から供給されるトナーを担持して前記磁気ブラシによりトナー層を形成するトナー担持体と、前記トナー担持体に担持されたトナーを前記像担持体の表面の静電潜像に飛翔させて静電潜像をトナー画像として現像するために、前記トナー担持体に交流電圧を印加する第1電圧印加部と、前記トナー担持体と像担持体とが対向する現像領域よりもトナー担持体の回転方向の上流側に配置される電極ワイヤーと、前記電極ワイヤーに交流電圧を印加する第2電圧印加部と、を備え、前記電極ワイヤーは、該電極ワイヤーと前記像担持体との間のギャップよりも該電極ワイヤーと前記トナー担持体との間のギャップが小さくなる位置に配置されている現像装置に関する。
また、前記電極ワイヤーと前記トナー担持体との間のギャップは、前記電極ワイヤーと前記像担持体との間のギャップの0.55から0.85倍の範囲に設定されていることが好ましい。
また、前記第2電圧印加部から前記電極ワイヤーに印加される交流電圧の周波数は、前記第1電圧印加部から前記トナー担持体に印加される交流電圧の周波数の2倍以上に設定されていることが好ましい。
また、前記第2電圧印加部から前記電極ワイヤーに印加される交流電圧の周波数は、前記第1電圧印加部から前記トナー担持体に印加される交流電圧の周波数の整数倍に設定されていることが好ましい。
また、本発明は、前記現像装置と、表面に静電潜像が形成されると共に、前記現像装置の前記トナー層からトナーの供給を受けて静電潜像にトナー画像が形成される1又は複数の像担持体と、前記像担持体に形成されたトナー画像を直接的又は間接的にシート状の被転写材に転写する転写部と、転写されたトナー画像をシート状の被転写材に定着する定着部と、を備える画像形成装置に関する。
本発明によれば、ハーフ画像の均一性を維持しながらも、ベタ画像の後端部における後端溜まりの発生を抑制することができる画像形成装置を提供することができる。
また、本発明は、前記現像装置を備える画像形成装置を提供することができる。
また、本発明は、前記現像装置を備える画像形成装置を提供することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図1により、本実施形態における画像形成装置としてのコピー機1における全体構造を説明する。図1は、コピー機1の各構成要素の配置を説明するための図である。
図1により、本実施形態における画像形成装置としてのコピー機1における全体構造を説明する。図1は、コピー機1の各構成要素の配置を説明するための図である。
図1に示すように、画像形成装置としてのコピー機1は、コピー機1における上下方向Zの上方側に配置される画像読取装置300と、コピー機1における上下方向Zの下方側に配置され画像読取装置300により読み取られた画像情報に基づいてシート状の被画像形成材としての用紙Tにトナー画像を形成する装置本体Mと、を備える。
なお、コピー機1の説明において、副走査方向Xをコピー機1の「左右方向」ともいい、主走査方向Y(図1を貫く方向)をコピー機1の「前後方向」ともいう。コピー機1の上下方向Zは、副走査方向X及び主走査方向Yと直交する。
なお、コピー機1の説明において、副走査方向Xをコピー機1の「左右方向」ともいい、主走査方向Y(図1を貫く方向)をコピー機1の「前後方向」ともいう。コピー機1の上下方向Zは、副走査方向X及び主走査方向Yと直交する。
まず、画像読取装置300について説明する。
図1に示すように、画像読取装置300は、蓋部材70と、原稿Gの画像を読み取る読取部301と、を備える。
蓋部材70は、読取部301に対して不図示の連結部により開閉可能に連結されている。蓋部材70は、後述する読取面302Aを保護する機能を有する。
図1に示すように、画像読取装置300は、蓋部材70と、原稿Gの画像を読み取る読取部301と、を備える。
蓋部材70は、読取部301に対して不図示の連結部により開閉可能に連結されている。蓋部材70は、後述する読取面302Aを保護する機能を有する。
読取部301は、筐体306と、筐体306の上方側に配置される読取面302Aと、を備える。また、読取部301は、筐体306の内部空間304に、光源を含む照明部340と、複数のミラー321、322及び323と、副走査方向Xに移動する第1枠体311及び第2枠体312と、結像レンズ357と、読取装置としてのCCD358と、CCD358により読み取られた画像情報に対して所定の処理をすると共に該画像情報を装置本体M側に出力させるCCD基板361と、を備える。照明部340及び第1ミラー321は、第1枠体311に収容される。第2ミラー322及び第3ミラー323は、第2枠体312に収容される。
読取面302Aは、副走査方向X及び主走査方向Yと直交する方向に拡がり、読取部301における副走査方向Xの大部分に亘っている。原稿Gは、読取面302Aに載置される。第1枠体311及び第2枠体312それぞれは、後述する光路Hの長さ(光路長)を一定に保持しながら副走査方向Xに移動する。これにより、読取面302Aに載置された原稿Gの画像が読み取られる。
筐体306の内部空間304において、複数のミラー321、322及び323は、原稿Gからの光を結像レンズ357に入光させるための光路Hを形成する。また、第1枠体311が副走査方向Xに一定速度Aで移動すると共に、第2枠体312が副走査方向Xに一定速度A/2で移動するため、画像読み取り動作時においても、光路Hの長さは一定に維持される。これにより、読取面302Aに載置された原稿Gの画像が読取面302Aに読み取られる。
次に、装置本体Mについて説明する。
装置本体Mは、所定の画像情報に基づいて用紙Tに所定のトナー画像を形成する画像形成部GKと、用紙Tを画像形成部GKに給紙すると共にトナー画像が形成された用紙Tを排紙する給排紙部KHとを有する。
装置本体Mにおける外形は、筐体部としてのケース体BDにより構成される。
装置本体Mは、所定の画像情報に基づいて用紙Tに所定のトナー画像を形成する画像形成部GKと、用紙Tを画像形成部GKに給紙すると共にトナー画像が形成された用紙Tを排紙する給排紙部KHとを有する。
装置本体Mにおける外形は、筐体部としてのケース体BDにより構成される。
図1に示すように、画像形成部GKは、像担持体(感光体)としての感光体ドラム2a、2b、2c、2dと、帯電部10a、10b、10c、10dと、露光ユニットとしてのレーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dと、現像装置16a、16b、16c、16dと、トナーカートリッジ5a、5b、5c、5dと、トナー供給部6a、6b、6c、6dと、ドラムクリーニング部11a、11b、11c、11dと、除電器12a、12b、12c、12dと、中間転写ベルト7と、1次転写ローラ37a、37b、37c、37dと、2次転写ローラ8と、対向ローラ18と、定着部9と、を備える。
図1に示すように、給排紙部KHは、給紙カセット52と、手差し給紙部64と、用紙Tの搬送路Lと、レジストローラ対80と、第1排紙部50aと、第2排紙部50bとを備える。なお、搬送路Lは、後述するように、第1搬送路L1と、第2搬送路L2と、第3搬送路L3と、手差し搬送路Laと、戻り搬送路Lbと、後処理搬送路Lcとの集合体である。
以下、画像形成部GK及び給排紙部KHの各構成について詳細に説明する。
まず、画像形成部GKについて説明する。
画像形成部GKにおいては、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に沿って上流側から下流側に順に、帯電部10a、10b、10c、10dによる帯電、レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dによる露光、現像装置16a、16b、16c、16dによる現像、中間転写ベルト7及び1次転写ローラ37a、37b、37c、37dによる1次転写、除電器12a、12b、12c、12dによる除電、及びドラムクリーニング部11a、11b、11c、11dによるクリーニングが行われる。
また、画像形成部GKにおいては、中間転写ベルト7、2次転写ローラ8及び対向ローラ18による2次転写、並びに定着部9による定着が行われる。
まず、画像形成部GKについて説明する。
画像形成部GKにおいては、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に沿って上流側から下流側に順に、帯電部10a、10b、10c、10dによる帯電、レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dによる露光、現像装置16a、16b、16c、16dによる現像、中間転写ベルト7及び1次転写ローラ37a、37b、37c、37dによる1次転写、除電器12a、12b、12c、12dによる除電、及びドラムクリーニング部11a、11b、11c、11dによるクリーニングが行われる。
また、画像形成部GKにおいては、中間転写ベルト7、2次転写ローラ8及び対向ローラ18による2次転写、並びに定着部9による定着が行われる。
感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれは、円筒形状の部材からなり、感光体又は像担持体として機能する。感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれは、中間転写ベルト7の進行方向に対して直交する方向に延びる機軸を中心に矢印の方向に回転可能に配置される。感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれにおける表面には、静電潜像が形成され得る。
帯電部10a、10b、10c、10dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に対向して配置される。帯電部10a、10b、10c、10dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面を一様に負(マイナス極性)又は正(プラス極性)に帯電させる。
レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dは、露光ユニットとして機能するものであり、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面から離間して配置される。レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dそれぞれは、不図示のレーザ光源、ポリゴンミラー、ポリゴンミラー駆動用モータ等を有して構成される。
レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dそれぞれは、読取部301により読み込まれた画像に関する画像情報に基づいて感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面を走査露光する。レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dそれぞれにより走査露光されることで、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面の露光された部分の電荷が除去される。これにより、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に静電潜像が形成される。
現像装置16a、16b、16c、16dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dにそれぞれ対応して設けられ、感光体ドラム2a、2b、2c、2dの表面に対向して配置される。現像装置16a、16b、16c、16dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に形成された静電潜像に各色のトナーを付着させて、カラーのトナー画像を感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に形成する。現像装置16a、16b、16c、16dそれぞれは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4つの色に対応する。現像装置16a、16b、16c、16dそれぞれの構成については、後述する。
トナーカートリッジ5a、5b、5c、5dそれぞれは、現像装置16a、16b、16c、16dそれぞれに対応して設けられており、現像装置16a、16b、16c、16dそれぞれに対して供給される各色のトナーを収容する。トナーカートリッジ5a、5b、5c、5dそれぞれは、イエローのトナー、シアンのトナー、マゼンタのトナー、ブラックのトナーを収容する。
トナー供給部6a、6b、6c、6dそれぞれは、トナーカートリッジ5a、5b、5c、5d及び現像装置16a、16b、16c、16dにそれぞれ対応して設けられており、トナーカートリッジ5a、5b、5c、5dそれぞれに収容された各色のトナーを、現像装置16a、16b、16c、16dそれぞれに対して供給する。トナー供給部6a、6b、6c、6dそれぞれと現像装置16a、16b、16c、16dそれぞれとは、不図示のトナー供給路により結ばれている。
中間転写ベルト7には、感光体ドラム2a、2b、2c、2dに形成された各色のトナー画像が順次1次転写される。中間転写ベルト7は、従動ローラ35、駆動ローラからなる対向ローラ18、テンションローラ36等に掛け渡される。テンションローラ36が中間転写ベルト7を内側から外側に付勢するため、中間転写ベルト7には所定の張力が与えられる。
中間転写ベルト7を挟んで感光体ドラム2a、2b、2c、2dと反対の側には、1次転写ローラ37a、37b、37c、37dそれぞれが対向して配置される。
中間転写ベルト7における所定部分は、1次転写ローラ37a、37b、37c、37dそれぞれと、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれとにより挟み込まれる。この挟み込まれた所定部分は、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれにおける表面に押し当てられる。感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれと1次転写ローラ37a、37b、37c、37dそれぞれとの間で、それぞれ1次転写ニップN1a、N1b、N1c、N1dが形成される。1次転写ニップN1a、N1b、N1c、N1dそれぞれにおいて、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれに現像された各色のトナー画像が中間転写ベルト7に順次1次転写される。これにより、中間転写ベルト7には、フルカラーのトナー画像が形成される。
1次転写ローラ37a、37b、37c、37dそれぞれには、不図示の1次転写バイアス印加部により、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれに形成された各色のトナー画像を中間転写ベルト7に転写させるための1次転写バイアスが印加される。
除電器12a、12b、12c、12dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に対向して配置される。除電器12a、12b、12c、12dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に光を照射することにより、1次転写が行われた後の感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面を除電する(電荷を除去する)。
ドラムクリーニング部11a、11b、11c、11dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に対向して配置される。ドラムクリーニング部11a、11b、11c、11dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に残存したトナーや付着物を除去すると共に、除去されたトナー等を所定の回収機構へ搬送して、回収させる。
2次転写ローラ8は、中間転写ベルト7に1次転写されたフルカラーのトナー画像を用紙Tに2次転写させる。2次転写ローラ8には、不図示の2次転写バイアス印加部により、中間転写ベルト7に形成されたフルカラーのトナー画像を用紙Tに転写させるための2次転写バイアスが印加される。
2次転写ローラ8は、中間転写ベルト7に対して当接したり離間したりする。具体的には、2次転写ローラ8は、中間転写ベルト7に当接される当接位置と中間転写ベルト7から離間する離間位置とに移動可能に構成される。詳細には、2次転写ローラ8は、中間転写ベルト7の表面に1次転写されたフルカラ−のトナー画像を用紙Tに2次転写させる場合には当接位置に配置され、他の場合には離間位置に配置される。
中間転写ベルト7における2次転写ローラ8とは反対側には、対向ローラ18が配置される。中間転写ベルト7における所定部分は、2次転写ローラ8と対向ローラ18とによって挟み込まれる。そして、用紙Tは中間転写ベルト7の外面(トナー画像が1次転写された面)に押し当てられる。中間転写ベルト7と2次転写ローラ8との間で2次転写ニップN2が形成される。2次転写ニップN2において、中間転写ベルト7に1次転写されたフルカラーのトナー画像が用紙Tに2次転写される。
定着部9は、用紙Tに2次転写されたトナー画像を構成する各色のトナーを溶融及び加熱して、用紙Tに定着させる。定着部9は、ヒータにより加熱される加熱回転体9aと、加熱回転体9aに圧接される加圧回転体9bと、を備える。加熱回転体9aと加圧回転体9bとは、トナー画像が2次転写された用紙Tを挟み込んで加圧すると共に、搬送する。加熱回転体9aと加圧回転体9bとの間に挟まれた状態で用紙Tが搬送されることによって、用紙Tに転写されたトナーは、溶融及び加圧されることで、用紙Tに定着される。
次に、給排紙部KHについて説明する。
図1に示すように、装置本体Mの下部には、用紙Tを収容する2個の給紙カセット52が上下に配列されて配置される。給紙カセット52は、装置本体Mの筐体から水平方向に引き出し可能に構成される。給紙カセット52には、用紙Tが載置される載置板60が配置される。給紙カセット52には、用紙Tが載置板60の上に積層された状態で収容される。載置板60に載置された用紙Tは、給紙カセット52における用紙送り出し側の端部(図1において左側の端部)に配置されるカセット給紙部51により搬送路Lに送り出される。カセット給紙部51は、載置板60上の用紙Tを取り出すための前送りコロ61と、用紙Tを1枚ずつ搬送路Lに送り出すための給紙ローラ対63とからなる重送防止機構を備える。
図1に示すように、装置本体Mの下部には、用紙Tを収容する2個の給紙カセット52が上下に配列されて配置される。給紙カセット52は、装置本体Mの筐体から水平方向に引き出し可能に構成される。給紙カセット52には、用紙Tが載置される載置板60が配置される。給紙カセット52には、用紙Tが載置板60の上に積層された状態で収容される。載置板60に載置された用紙Tは、給紙カセット52における用紙送り出し側の端部(図1において左側の端部)に配置されるカセット給紙部51により搬送路Lに送り出される。カセット給紙部51は、載置板60上の用紙Tを取り出すための前送りコロ61と、用紙Tを1枚ずつ搬送路Lに送り出すための給紙ローラ対63とからなる重送防止機構を備える。
装置本体Mの右側面(図1において右側)には、手差し給紙部64が設けられる。手差し給紙部64は、給紙カセット52にセットされる用紙Tとは異なる大きさや種類の用紙Tを装置本体Mに供給することを主目的として設けられる。手差し給紙部64は、閉状態において装置本体Mの右側面の一部を構成する手差しトレイ65と、給送ローラとしての給紙コロ66とを備える。手差しトレイ65は、開状態において1又は複数の用紙Tを載置可能な載置部として機能し、その下端が給紙コロ66の近傍に回動自在(開閉自在)に取り付けられる。給紙コロ66は、開状態の手差しトレイ65に載置された用紙Tを筐体306の内部の手差し搬送路Laに向けて送り出す(給紙する)。
装置本体Mにおける上方側には、第1排紙部50a及び第2排紙部50bが設けられる。第1排紙部50a及び第2排紙部50bは、用紙Tを装置本体Mの外部に排紙する。第1排紙部50a及び第2排紙部50bの詳細については後述する。
用紙Tを搬送する搬送路Lは、カセット給紙部51から2次転写ニップN2までの第1搬送路L1と、2次転写ニップN2から定着部9までの第2搬送路L2と、定着部9から第1排紙部50aまでの第3搬送路L3と、手差し給紙部64から供給される用紙を第1搬送路L1に合流させる手差し搬送路Laと、第3搬送路L3を上流側から下流側へ搬送する用紙を表裏反転させて第1搬送路L1に戻す戻り搬送路Lbと、第3搬送路L3を上流側から下流側へ搬送する用紙を第2排紙部50bに接続された後処理装置(図示せず)に搬送する後処理搬送路Lcと、を備える。
また、第1搬送路L1の途中には、第1合流部P1及び第2合流部P2が設けられている。第3搬送路L3の途中には、第1分岐部Q1が設けられている。
第1合流部P1は、手差し搬送路Laが第1搬送路L1に合流する合流部である。第2合流部P2は、戻り搬送路Lbが第1搬送路L1に合流する合流部である。
第1分岐部Q1は、後処理搬送路Lcが第3搬送路L3から分岐する分岐部である。第1分岐部Q1には、整流部材58が設けられている。整流部材58は、定着部9から搬出された用紙Tの搬送方向を、第1排紙部50aに向かう第3搬送路L3又は第2排紙部50bに向かう後処理搬送路Lcに整流させる(切り換える)。
第1合流部P1は、手差し搬送路Laが第1搬送路L1に合流する合流部である。第2合流部P2は、戻り搬送路Lbが第1搬送路L1に合流する合流部である。
第1分岐部Q1は、後処理搬送路Lcが第3搬送路L3から分岐する分岐部である。第1分岐部Q1には、整流部材58が設けられている。整流部材58は、定着部9から搬出された用紙Tの搬送方向を、第1排紙部50aに向かう第3搬送路L3又は第2排紙部50bに向かう後処理搬送路Lcに整流させる(切り換える)。
第1搬送路L1の途中(詳細には、第2合流部P2と2次転写ローラ8との間)には、用紙Tを検出するためのセンサと、用紙Tのスキュー(斜め給紙)補正や画像形成部GKにおけるトナー画像の形成とタイミングを合わせるためのレジストローラ対80とが配置される。センサは、用紙Tの搬送方向におけるレジストローラ対80の直前(搬送方向における上流側)に配置される。レジストローラ対80は、センサからの検出信号情報に基づいて上述の補正やタイミング調整をして用紙Tを搬送する。
戻し搬送路Lbは、用紙Tに両面印刷を行う際に、既に印刷されている面とは反対面(未印刷面)を中間転写ベルト7に対向させるために設けられる搬送路である。戻し搬送路Lbによれば、第1分岐部Q1から第1排紙部50a側に搬送された用紙Tを表裏反転させて第1搬送路L1に戻して、2次転写ローラ8の上流側に配置されたレジストローラ対80の上流側に搬送させることができる。戻し搬送路Lbにより表裏反転された用紙Tには、2次転写ニップN2において未印刷面に対して所定のトナー画像が転写される。
第3搬送路L3における端部には、第1排紙部50aが形成される。第1排紙部50aは、装置本体Mにおける上方側に配置される。第1排紙部50aは、装置本体Mの右側面側(図1において右側、手差し給紙部64側)に向けて開口している。第1排紙部50aは、第3搬送路L3を搬送される用紙Tを装置本体Mの外部に排紙する。
第1排紙部50aにおける開口側には、排紙集積部M1が形成される。排紙集積部M1は、装置本体Mにおける上面(外面)に形成される。排紙集積部M1は、装置本体Mにおける上面が下方に窪んで形成された部分である。排紙集積部M1の底面は、装置本体Mにおける上面の一部を構成する。排紙集積部M1には、所定のトナー画像が形成され第1排紙部50aから排紙された用紙Tが積層して集積される。
後処理搬送路Lcにおける端部には、第2排紙部50bが形成される。第2排紙部50bは、装置本体Mにおける上方側に配置される。第2排紙部50bは、装置本体Mの左側面側(図1において左側、後処理装置が連結される側)に向けて開口している。第2排紙部50bは、後処理搬送路Lcを搬送される用紙Tを装置本体Mの外部に排紙する。
第2排紙部50bにおける開口側には、後処理装置(図示せず)が連結される。後処理装置は、画像形成装置(コピー機1)から排出される用紙の後処理(ステープル、パンチ等)を行うものである。
なお、各搬送路の所定位置には用紙検出用のセンサが配置される。
第2排紙部50bにおける開口側には、後処理装置(図示せず)が連結される。後処理装置は、画像形成装置(コピー機1)から排出される用紙の後処理(ステープル、パンチ等)を行うものである。
なお、各搬送路の所定位置には用紙検出用のセンサが配置される。
次に、主搬送路L1からL3(第1搬送路L1、第2搬送路L2及び第3搬送路L3を合わせて以下「主搬送路」ともいう)及び戻り搬送路Lbにおける紙詰まり(JAM)を解消するための構造について簡単に説明する。
図1に示すように、装置本体Mの左側面側(図1において左側)には、主搬送路L1からL3及び戻り搬送路Lbが主に上下方向に延びるように並列している。装置本体Mの左側面側(図1において左側)には、装置本体Mの側面の一部を形成するように、カバー体40が設けられている。カバー体40は、その下端部において、支点軸43を介して装置本体Mに連結されている。支点軸43は、その軸方向が主搬送路L1からL3及び戻り搬送路Lbを横断する方向に沿って配設されている。カバー体40は、支点軸43を中心として閉位置(図1に示す位置)と開位置(図示せず)との間を回動自在に構成されている。
図1に示すように、装置本体Mの左側面側(図1において左側)には、主搬送路L1からL3及び戻り搬送路Lbが主に上下方向に延びるように並列している。装置本体Mの左側面側(図1において左側)には、装置本体Mの側面の一部を形成するように、カバー体40が設けられている。カバー体40は、その下端部において、支点軸43を介して装置本体Mに連結されている。支点軸43は、その軸方向が主搬送路L1からL3及び戻り搬送路Lbを横断する方向に沿って配設されている。カバー体40は、支点軸43を中心として閉位置(図1に示す位置)と開位置(図示せず)との間を回動自在に構成されている。
カバー体40は、支点軸43によって装置本体Mに回動自在に連結された第1のカバー部41と、同じ支点軸43によって装置本体Mに回動自在に連結された第2のカバー部42とから構成されている。第1のカバー部41は、第2のカバー部42よりも装置本体Mの外側(側面側)に位置する。なお、図1において、左下がりの破線でハッチングされた部分が第1のカバー部41であり、右下がりの破線でハッチングされた部分が第2のカバー部42である。
カバー体40が閉位置に位置する状態において、第1のカバー部41は、その外面側が装置本体Mの外面(側面)の一部を形成している。
また、カバー体40が閉位置に位置する状態において、第2のカバー部42は、その内面側(装置本体M側)が主搬送路L1からL3の一部を形成している。
更に、カバー体40が閉位置に位置する状態において、第1のカバー部41の内面側と第2のカバー部42の外面側とが、戻り搬送路Lbの少なくとも一部を形成している。つまり、戻り搬送路Lbは、第1のカバー部41と第2のカバー部42との間に形成されている。
また、カバー体40が閉位置に位置する状態において、第2のカバー部42は、その内面側(装置本体M側)が主搬送路L1からL3の一部を形成している。
更に、カバー体40が閉位置に位置する状態において、第1のカバー部41の内面側と第2のカバー部42の外面側とが、戻り搬送路Lbの少なくとも一部を形成している。つまり、戻り搬送路Lbは、第1のカバー部41と第2のカバー部42との間に形成されている。
本実施形態のコピー機1は、このような構成のカバー体40を備えることにより、主搬送路L1からL3で紙詰まり(JAM)が発生した際には、カバー体40を図1に示す閉位置から、開位置(図示せず)に回動して主搬送路L1からL3を開放することにより、主搬送路L1からL3に詰まった用紙を処理することができる。一方、戻り搬送路Lbで紙詰まりが発生した際には、カバー体40を開位置に回動した後、支点軸43を中心に第2のカバー部42を装置本体M側(図1において右側)に回動させて戻り搬送路Lbを開放することにより、戻り搬送路Lbに詰まった用紙を処理することができる。
次に、図2から図5を参照して、本実施形態のコピー機1の特徴部分である現像装置16a,16b,16c,16dに係る構成について説明する。前述の通り、コピー機1は、4個の現像装置16a,16b,16c,16dを備えているが、それぞれ同様の構成を有しているため、ここでは現像装置16aを代表して用いて説明する。
図2は、本実施形態の現像装置16aの構成及び感光体ドラム2aを説明するための図である。図3は、図2の部分拡大図である。図4は、現像ローラ150の表面に所定厚さのトナー層193が形成される様子を示す部分拡大図である。図5は、現像ローラ150の表面に所定厚さのトナー層193が形成され、トナー192が平衡状態にあることを示す部分拡大図である。
図2及び図3に示すように、本実施形態の現像装置16aは、少なくとも磁性キャリア及びトナーを含む2成分現像剤を収容する現像容器110と、現像容器110の内部に配置される攪拌ローラ120a、120bと、一方の攪拌ローラ120aの垂直方向における上方に配置される現像剤担持体としての磁気ローラ130と、磁気ローラ130に近接して配置される層厚規制ブレード(規制部材)140と、層厚規制ブレード140の垂直方向における上方に配置される飛散トナー捕捉カバー141と、磁気ローラ130に対向して配置されるトナー担持体としての現像ローラ150と、電極ワイヤー250と、を備える。
現像容器110には、トナーカートリッジ5a(図1参照)からトナー供給部6a(図1参照)を介してトナー192が供給される。
攪拌ローラ120a、120bは、現像容器110に収容された2成分現像剤190を攪拌する。攪拌された2成分現像剤190には、摩擦により静電気が発生し、本実施形態において、磁性キャリア(キャリア)191はマイナスに帯電し、トナー192はプラスに帯電する。また、静電気力により、トナー192は、磁性キャリア191に付着する。
攪拌ローラ120a、120bは、現像容器110に収容された2成分現像剤190を攪拌する。攪拌された2成分現像剤190には、摩擦により静電気が発生し、本実施形態において、磁性キャリア(キャリア)191はマイナスに帯電し、トナー192はプラスに帯電する。また、静電気力により、トナー192は、磁性キャリア191に付着する。
磁気ローラ130は、回転中心130Cを中心に所定方向に回転可能で且つ磁気ローラ130の表面を構成する磁気スリーブ131と、磁気スリーブ131の内部に配置された複数の磁気ローラ磁極部材132から136と、を備える。
磁気スリーブ131は、円筒形状を有し、非磁性部材により構成される。磁気スリーブ131は、図2から図5に示す矢印Bの方向に回転駆動される。磁気スリーブ131には、直流及び交流からなるバイアス電圧を印加する第3電圧印加部138が接続されている。
磁気スリーブ131は、円筒形状を有し、非磁性部材により構成される。磁気スリーブ131は、図2から図5に示す矢印Bの方向に回転駆動される。磁気スリーブ131には、直流及び交流からなるバイアス電圧を印加する第3電圧印加部138が接続されている。
図2、図4及び図5に示すように、複数の磁気ローラ磁極部材132から136は、磁気スリーブ131の内部において、磁気ローラ130の回転方向に並んで所定間隔あけて固定される。
第1磁気ローラ磁極部材132は、磁気ローラ130における後述する現像ローラ150に最も近接する位置に固定されて配置される。第1磁気ローラ磁極部材132は、外側(磁気スリーブ131の周面側)にN極が位置するように配置される。
その他の磁気ローラ磁極部材133から136は、磁気スリーブ131の内部において、第1磁気ローラ磁極部材132よりも回転方向Bの上流側に所定間隔をあけて固定される。磁気ローラ磁極部材133,134,136は、外側(磁気スリーブ131の周面側)にS極が位置するように配置される。磁気ローラ磁極部材135は、外側(磁気スリーブ131の周面側)にN極が位置するように配置される。
第1磁気ローラ磁極部材132は、磁気ローラ130における後述する現像ローラ150に最も近接する位置に固定されて配置される。第1磁気ローラ磁極部材132は、外側(磁気スリーブ131の周面側)にN極が位置するように配置される。
その他の磁気ローラ磁極部材133から136は、磁気スリーブ131の内部において、第1磁気ローラ磁極部材132よりも回転方向Bの上流側に所定間隔をあけて固定される。磁気ローラ磁極部材133,134,136は、外側(磁気スリーブ131の周面側)にS極が位置するように配置される。磁気ローラ磁極部材135は、外側(磁気スリーブ131の周面側)にN極が位置するように配置される。
図3に示すように、磁気ローラ磁極部材132から136の磁力によって、現像容器110に収容された2成分現像剤190の一部は、磁気スリーブ131の表面に保持される。また、磁気ローラ130の表面に保持された2成分現像剤190は、現像剤層(磁気ブラシ)194を形成する。
図4に示すように、層厚規制ブレード140は、磁気ローラ130の回転中心130Cを通る水平面130Hよりも下方に位置する。層厚規制ブレード140は、その先端部142を磁気ローラ130の表面に対向し且つ近接させることにより、磁気ローラ130の表面に保持された2成分現像剤190により形成された現像剤層194の層厚(高さ)を規制して、この層厚規制ブレード140を通過した現像剤層194の層厚を一定に保つ。層厚規制ブレード140は、板状の部材からなり、層厚規制ブレード140の先端部142と磁気スリーブ131の表面との間には、所定の間隙(ギャップ)が形成される。
飛散トナー捕捉カバー141は、現像装置16aのケース体の一部を構成する部材である。飛散トナー捕捉カバー141は、層厚規制ブレード140の上方に配置されて、トナー192が現像装置16aの外部へ飛散することを抑制する。
現像ローラ150は、磁気ローラ130に対向して配置される。現像ローラ150の表面には、磁気ローラ130から移動したトナー192により、トナー層193が形成される。具体的には、層厚規制ブレード140により層厚が規制された現像剤層(磁気ブラシ)194から現像ローラ150の表面にトナー192が移動されて、トナー層193が形成される。現像ローラ150は、現像ローラ150の表面を構成する現像スリーブ151と、現像スリーブ151の内部に配置された第1現像ローラ磁極部材152と、を備える。
現像スリーブ151は、円筒形状であり、非磁性部材により構成される。現像スリーブ151は、磁気スリーブ131と対向する位置において、図2から図5に示す矢印Cの方向に回転駆動される。
現像ローラ150の現像スリーブ151には、直流及び交流からなるバイアス電圧を印加する第1電圧印加部155が接続されている。
現像ローラ150の現像スリーブ151には、直流及び交流からなるバイアス電圧を印加する第1電圧印加部155が接続されている。
第1現像ローラ磁極部材152は、現像スリーブ151の内部において、第1磁気ローラ磁極部材132と対向して固定配置される。第1現像ローラ磁極部材152は、磁気ローラ130と現像ローラ150とが最も近接する領域を挟んで、互いに所定の間隔をあけて配置される。
言い換えると、第1現像ローラ磁極部材152と第1磁気ローラ磁極部材132とは、現像スリーブ151と磁気スリーブ131とが最も近接する領域を挟んで、互いに対向して配置される。
言い換えると、第1現像ローラ磁極部材152と第1磁気ローラ磁極部材132とは、現像スリーブ151と磁気スリーブ131とが最も近接する領域を挟んで、互いに対向して配置される。
第1現像ローラ磁極部材152は、第1磁気ローラ磁極部材132と向かい合う側の端部において、第1磁気ローラ磁極部材132における外側の極性とは異なる極性を有する。つまり、第1現像ローラ磁極部材152は、外側(現像スリーブ151の周面側)にS極が位置するように配置される。
そして、磁気ローラ130の内部に配置された第1磁気ローラ磁極部材132と、現像ローラ150の内部に配置された第1現像ローラ磁極部材152との間には、第1の磁界171が形成される。磁気ローラ130と現像ローラ150との間における磁界171が形成された領域においては、現像剤層194は、第1の磁界171の影響を受けて磁気ローラ130の表面から立ち上がり、磁気ブラシを形成して現像ローラ150に接触する。
図2及び図3に示すように、電極ワイヤー250は、現像ローラ150と感光体ドラム2aとが対向する現像領域251よりも現像ローラ150の回転方向C及び感光体ドラム2aの回転方向Aの上流側に配置される。電極ワイヤー250は、感光体ドラム2aと電極ワイヤー250との間のギャップをG1、現像ローラ150と電極ワイヤー250との間のギャップをG2とすると、G1>G2の関係になる位置に配置される。例えば、現像ローラ150と電極ワイヤー250との間のギャップG2は、G1の0.55から0.85倍の範囲に設定される。
なお、電極ワイヤー250と現像ローラ150との間のギャップG2は、電極ワイヤー250の振動によって電極ワイヤー250が現像ローラ150の表面に接触して、意図せず放電等が発生しない大きさに設定されている。
なお、電極ワイヤー250と現像ローラ150との間のギャップG2は、電極ワイヤー250の振動によって電極ワイヤー250が現像ローラ150の表面に接触して、意図せず放電等が発生しない大きさに設定されている。
電極ワイヤー250には、直流及び交流からなるバイアス電圧を印加する第2電圧印加部252が接続されている。第2電圧印加部252から電極ワイヤー250に印加されるバイアス電圧の交流成分の周波数は、第1電圧印加部155から現像ローラ150に印加されるバイアス電圧の交流成分の周波数の2倍以上に設定される。詳細には、現像ローラ150に印加されるバイアス電圧の交流成分の周波数をF1、電極ワイヤー250に印加されるバイアス電圧の交流成分の周波数をF2とすると、電極ワイヤー250に印加されるバイアス電圧の交流成分の周波数F2は、F2≧2×F1、又はF2=n×F1(nは、2以上の整数)に設定される。
次に、本実施形態の現像装置16aの動作について、図2から図5を参照しながら説明する。
本実施形態の現像装置16aにおいて、トナーカートリッジ5a(図1参照)から供給された2成分現像剤190は、まず、攪拌ローラ120a,120bにより攪拌され、現像容器110の内部を循環する。これにより、攪拌された2成分現像剤190には、摩擦による静電気が発生し、磁性キャリア191はマイナスに帯電し、トナー192はプラスに帯電する。また、静電気力により磁性キャリア191にトナー192が付着する。
本実施形態の現像装置16aにおいて、トナーカートリッジ5a(図1参照)から供給された2成分現像剤190は、まず、攪拌ローラ120a,120bにより攪拌され、現像容器110の内部を循環する。これにより、攪拌された2成分現像剤190には、摩擦による静電気が発生し、磁性キャリア191はマイナスに帯電し、トナー192はプラスに帯電する。また、静電気力により磁性キャリア191にトナー192が付着する。
現像容器110の内部において帯電した2成分現像剤190は、磁気スリーブ131の内部に配置された磁気ローラ磁極部材132から136の磁力により、回転方向Bに回転する磁気ローラ130の表面に保持される。また、複数の磁気ローラ磁極部材134,135の磁力により、磁気ローラ130の表面には、現像剤層(磁気ブラシ)194が形成される。
磁気ローラ130の表面に形成された現像剤層194は、磁気スリーブ131の回転に伴って回転移動され、層厚規制ブレード140に接触して所定の層厚に規制される。
磁気ローラ130の表面に形成された現像剤層194は、磁気スリーブ131の回転に伴って回転移動され、層厚規制ブレード140に接触して所定の層厚に規制される。
層厚規制ブレード140により所定の層厚に規制された現像剤層194は、磁気ローラ130の回転に伴って、磁気ローラ130の第1磁気ローラ磁極部材132と現像ローラ150の第1現像ローラ磁極部材152との対向位置の近傍に回転移動されて、第1の磁界171が形成された領域に達する。この領域において、現像剤層194は、第1の磁界171の影響を受けて立ち上がって、磁気ブラシを形成して、現像ローラ150に接触する。
図4に示すように、現像ローラ150に接触した状態において現像剤層194中のプラスに帯電しているトナー192は、磁気ローラ130に印加された第3バイアス電圧と現像ローラ150に印加された第1バイアス電圧との電位差に応じて、現像ローラ150側に転移される。これにより、現像ローラ150の表面に所定厚さのトナー層193が形成される。
その後、コピー機1に対してユーザにより、用紙Tに画像を形成(印刷)させる指示が行われる。ユーザのコピー機1への印刷の指示は、画像を1枚の用紙Tに印刷させる指示であってもよく、あるいは、複数枚の用紙Tに画像を連続して印刷させる指示であってもよい。
用紙Tに画像を印刷させる指示により、コピー機1による用紙Tへの印刷動作が開始される。
現像装置16aは、図5に示すように現像ローラ150の表面に所定厚さに形成されたトナー層193により、感光体ドラム2aに形成された静電潜像を現像する。
具体的には、トナー層193が形成された現像ローラ150の表面は、回転方向Cの下流側において、感光体ドラム2a(図1参照)の表面と対向する。そして、現像領域において、現像ローラ150と感光体ドラム2aとの電位差によって静電潜像が現像される。つまり、感光体ドラム2aにおいては、表面に静電潜像が形成されると共に、現像装置16aのトナー層193から静電潜像にトナーが飛翔されてトナー画像が形成される。
現像装置16aは、図5に示すように現像ローラ150の表面に所定厚さに形成されたトナー層193により、感光体ドラム2aに形成された静電潜像を現像する。
具体的には、トナー層193が形成された現像ローラ150の表面は、回転方向Cの下流側において、感光体ドラム2a(図1参照)の表面と対向する。そして、現像領域において、現像ローラ150と感光体ドラム2aとの電位差によって静電潜像が現像される。つまり、感光体ドラム2aにおいては、表面に静電潜像が形成されると共に、現像装置16aのトナー層193から静電潜像にトナーが飛翔されてトナー画像が形成される。
そして、図1に示すように、感光体ドラム2aに現像されたトナー画像が中間転写ベルト7に順次1次転写される。中間転写ベルト7に1次転写されたトナー画像は、2次転写ローラ8により用紙Tに2次転写される。用紙Tに2次転写されたトナー画像は定着部9に搬送されて、定着部9によりトナーが用紙Tに定着される。
その後、用紙Tは、第3搬送路L3により第1排紙部50aに搬送され、第1排紙部50aから排紙集積部M1に排出される。このようにして、コピー機1による用紙Tの印刷が完了する。
その後、用紙Tは、第3搬送路L3により第1排紙部50aに搬送され、第1排紙部50aから排紙集積部M1に排出される。このようにして、コピー機1による用紙Tの印刷が完了する。
上述のような現像装置16aによる現像動作時において、現像ローラ150には、第1電圧印加部155から直流及び交流からなるバイアス電圧が印加されている。これにより、現像ローラ150と磁気ローラ130との間に、帯電トナーを磁気ローラ130から現像ローラ150側に転移させるバイアス電界が形成されている。
また、電極ワイヤー250には、第2電圧印加部252から直流及び交流からなるバイアス電圧が印加されている。これにより、電極ワイヤー250と現像ローラ150との間のギャップG2には、電極ワイヤー250と現像ローラ150との電位差の交流電界が生じる。この交流磁界により、現像ローラ150の表面に形成されたトナー層193からトナー192が引き剥がされて、電極ワイヤー250の周辺部にトナークラウドTCが形成される。そして、このトナークラウドTCから引き離されたトナーの一部が感光体ドラム2aの表面の静電潜像を現像することになる。
ここで、トナークラウドTCは、現像ローラ150と感光体ドラム2aとが対向する現像領域251よりも現像ローラ150の回転方向C及び感光体ドラム2aの回転方向Aの上流側で且つ感光体ドラム2aよりも現像ローラ150に近い箇所に、形成される。そのため、現像電界を強くして行なうベタ画像の現像時において、現像ローラ150から感光体ドラム2aへのトナーの飛翔量及び飛翔方向が適正にコントロールされる。その結果、感光体ドラム2aの表面の静電潜像は、全面に亘って均一又は略均一なベタ画像に現像される。また、ベタ画像の後端部にトナーが溜まって後端に至るほど漸次濃度が高くなる、いわゆる、後端溜まりという現像不良の発生は抑制される。
また、電極ワイヤー250に印加されるバイアス電圧の交流成分の周波数F2は、第1電圧印加部155から現像ローラ150に印加されるバイアス電圧の交流成分の周波数F1の2倍以上(F2≧2×F1)に設定されている。そのため、現像電界を弱くして行なうハーフ画像の現像時において、現像ローラ150から引き剥がされて電極ワイヤー250の周辺部に形成されるトナークラウドTCにおけるトナー量が増加する。その結果、ハーフ画像に濃度ムラ等を発生することが抑制される。
特に、電極ワイヤー250に印加されるバイアス電圧の交流成分の周波数F2を、第1電圧印加部155から現像ローラ150に印加されるバイアス電圧の交流成分の周波数F1の整数倍(F2=n×F1、nは2以上の整数)に設定する場合には、電極ワイヤー250に印加されるバイアス電圧の交流成分の周波数F2と第1電圧印加部155から現像ローラ150に印加されるバイアス電圧の交流成分の周波数F1との干渉(共振)によって、電極ワイヤー250が過度に振動することが抑えられる。その結果、画像ジッタの発生が抑制される。
本実施形態のコピー機1における現像装置16aによれば、例えば、次のような効果が奏される。
本実施形態においては、現像ローラ150と感光体ドラム2aとが対向する現像領域251よりも現像ローラ150の回転方向C及び感光体ドラム2aの回転方向Aの上流側に配置される電極ワイヤー250と、電極ワイヤー250に交流バイアス電圧を印加する第2電圧印加部252と、を備え、電極ワイヤー250は、電極ワイヤー250と感光体ドラム2aとの間のギャップG1よりも電極ワイヤー250と現像ローラ150との間のギャップG2が小さくなる位置に配置されている。
本実施形態においては、現像ローラ150と感光体ドラム2aとが対向する現像領域251よりも現像ローラ150の回転方向C及び感光体ドラム2aの回転方向Aの上流側に配置される電極ワイヤー250と、電極ワイヤー250に交流バイアス電圧を印加する第2電圧印加部252と、を備え、電極ワイヤー250は、電極ワイヤー250と感光体ドラム2aとの間のギャップG1よりも電極ワイヤー250と現像ローラ150との間のギャップG2が小さくなる位置に配置されている。
そのため、現像時において、電極ワイヤー250に交流バイアス電圧を印加することにより、現像ローラ150に近い箇所で且つ現像ローラ150の回転方向C及び感光体ドラム2aの回転方向Aの上流側の現像領域内に、トナークラウドTCが形成される。そして、このトナークラウドTCからトナーの一部を引き離して、感光体ドラム2aの表面の静電潜像を現像することができる。これによって、現像電界を強くして行なうベタ画像の現像時において、現像ローラ150から感光体ドラム2aへのトナーの飛翔量及び飛翔方向を適正にコントロールすることが可能となる。その結果、感光体ドラム2aの表面の静電潜像の全面に亘って均一又は略均一なベタ画像を現像することができる。また、ベタ画像の後端部に後端に至るほど漸次濃度が高くなる、後端溜まりという現像不良の発生を抑制することができる。
また、本実施形態においては、電極ワイヤー250に印加される交流バイアス電圧の交流成分の周波数F2は、現像ローラ150に印加される交流バイアス電圧の交流成分の周波数F1の2倍以上に設定されている。
そのため、現像電界を弱くして行なうハーフ画像の現像時において、現像ローラ150から引き剥がされて電極ワイヤー250の周辺部に形成されるトナークラウドTCにおけるトナー量を増加させることが可能となる。その結果、ハーフ画像に濃度ムラ等が発生することを抑制して、均一で且つ良好なハーフ画像を現像することができる。
そのため、現像電界を弱くして行なうハーフ画像の現像時において、現像ローラ150から引き剥がされて電極ワイヤー250の周辺部に形成されるトナークラウドTCにおけるトナー量を増加させることが可能となる。その結果、ハーフ画像に濃度ムラ等が発生することを抑制して、均一で且つ良好なハーフ画像を現像することができる。
更に、電極ワイヤー250に印加されるバイアス電圧の交流成分の周波数F2を、第1電圧印加部155から現像ローラ150に印加されるバイアス電圧の交流成分の周波数F1の整数倍(F2=n×F1、nは2以上の整数)に設定することが好ましい。
この場合には、電極ワイヤー250に印加されるバイアス電圧の交流成分の周波数F2と第1電圧印加部155から現像ローラ150に印加されるバイアス電圧の交流成分の周波数F1との干渉(共振)により、電極ワイヤー250が過度に振動することが抑えられる。その結果、画像ジッタの発生を抑制し、画像の品質を一層向上することができる。
この場合には、電極ワイヤー250に印加されるバイアス電圧の交流成分の周波数F2と第1電圧印加部155から現像ローラ150に印加されるバイアス電圧の交流成分の周波数F1との干渉(共振)により、電極ワイヤー250が過度に振動することが抑えられる。その結果、画像ジッタの発生を抑制し、画像の品質を一層向上することができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、前述の実施形態においては、トナー192がプラスに帯電した場合について説明しているが、これに制限されない。トナー192は、マイナスに帯電していてもよい。具体的には、前述の実施形態においては、プラスに帯電したトナー192を使用する場合について説明している。このように、プラスに帯電したトナー192を使用する場合は、第1バイアス電圧と第2バイアス電圧との差を大きくしている。
例えば、前述の実施形態においては、トナー192がプラスに帯電した場合について説明しているが、これに制限されない。トナー192は、マイナスに帯電していてもよい。具体的には、前述の実施形態においては、プラスに帯電したトナー192を使用する場合について説明している。このように、プラスに帯電したトナー192を使用する場合は、第1バイアス電圧と第2バイアス電圧との差を大きくしている。
これに対し、マイナスに帯電したトナー192を使用する場合には、第1バイアス電圧と第2バイアス電圧との差を小さくする。これにより、マイナスに帯電したトナー192を使用する場合においても、前述の実施形態と同様の効果を奏することができる。
この点以外に関し、マイナスに帯電したトナー192を使用する場合における構成、作用及び効果は、プラスに帯電したトナー192を使用する場合と同様である。
この点以外に関し、マイナスに帯電したトナー192を使用する場合における構成、作用及び効果は、プラスに帯電したトナー192を使用する場合と同様である。
前述の実施形態は、中間転写ベルト7を用いて複数色のトナー画像を用紙Tに転写するカラーの間接転写方式の画像形成装置であるが、画像形成装置の種類は、これに制限されず、中間転写ベルトを用いない直接転写方式の画像形成装置や、モノクロ印刷用の画像形成装置であってもよい。
本発明の画像形成装置の種類は、特に限定がなく、カラーコピー機、プリンタ、ファクシミリ、又はこれらの複合機などであってもよい。
シート状の被転写材としては、用紙Tに制限されず、例えば、フィルムシートであってもよい。
シート状の被転写材としては、用紙Tに制限されず、例えば、フィルムシートであってもよい。
次に、表1及び表2により、本発明の実施例及び比較例について説明する。ただし、本発明は、以下の実施例のみに限定されるものでない。
表1は、電極ワイヤー250と感光体ドラム2aとのギャップG1を固定し、電極ワイヤー250と現像ローラ150とのギャップG2を種々変化させた場合において、ハーフ画像の濃度ムラ及びベタ画像の後端溜まりレベルを評価した表である。
表1は、電極ワイヤー250と感光体ドラム2aとのギャップG1を固定し、電極ワイヤー250と現像ローラ150とのギャップG2を種々変化させた場合において、ハーフ画像の濃度ムラ及びベタ画像の後端溜まりレベルを評価した表である。
表2は、現像ローラ150に印加するバイアス電圧の交流成分の周波数F1を固定し、電極ワイヤー250に印加するバイアス電圧の交流成分の周波数F2を種々変化させた場合において、ハーフ画像のピッチムラ、ベタ画像の後端溜まり、及びベタ画像の均一性のレベル並びに画像ジッタを評価した表である。
なお、表1及び表2における評価基準において、○は良好、×は不良、△はやや良好を示す。
なお、表1及び表2における評価基準において、○は良好、×は不良、△はやや良好を示す。
実験に供した各実施例及び各比較例における共通な条件は、以下の通りである。
感光体ドラムの表面の線速度:200mm/sec
感光体ドラムの表面電位:250V
磁気ローラの外径:φ20mm、現像ローラの外径:φ20mm、磁気ローラと現像ローラとの距離(ギャップ):320μm、現像ローラと感光体ドラムとの距離(ギャップ):100μm
現像剤中のトナー帯電量:15μC/g、トナーの平均粒径:6μm、キャリアの平均粒径:35μm
現像ローラへの印加電圧:Vdc=100V、Vpp1.8kV、周波数f=4.5kHz、Duty比=50%、波形=連続矩形波
電極ワイヤーへの印加電圧:Vdc=50V、Vpp1.8kV、周波数f=9kHz、Duty比=50%、波形=連続矩形波
磁気ローラへの印加電圧:Vdc=可変、Vpp=1.8kV、周波数f=4.5kHz、Duty比=70%
感光体ドラムの表面の線速度:200mm/sec
感光体ドラムの表面電位:250V
磁気ローラの外径:φ20mm、現像ローラの外径:φ20mm、磁気ローラと現像ローラとの距離(ギャップ):320μm、現像ローラと感光体ドラムとの距離(ギャップ):100μm
現像剤中のトナー帯電量:15μC/g、トナーの平均粒径:6μm、キャリアの平均粒径:35μm
現像ローラへの印加電圧:Vdc=100V、Vpp1.8kV、周波数f=4.5kHz、Duty比=50%、波形=連続矩形波
電極ワイヤーへの印加電圧:Vdc=50V、Vpp1.8kV、周波数f=9kHz、Duty比=50%、波形=連続矩形波
磁気ローラへの印加電圧:Vdc=可変、Vpp=1.8kV、周波数f=4.5kHz、Duty比=70%
上記の共通条件下において、電極ワイヤー250と感光体ドラム2aとのギャップG1を350μmに固定し、電極ワイヤー250と現像ローラ150とのギャップG2を、実施例1−1では200μm、実施例1−2では300μm、比較例1−1では400μm、比較例1−2では500μmに設定して、ハーフ画像の濃度ムラ及びベタ画像の後端溜まりレベルを評価したところ、表1に示すような結果が得られた。
表1に示す結果からも明らかな通り、電極ワイヤー250と現像ローラ150とのギャップG2をG2<G1の関係に設定した実施例1−1,1−2においては、ギャップG2をG2>G1の関係に設定した比較例1−1,1−2に比べて、ハーフ画像の均一性を維持しながら、ベタ画像の後端溜まりが十分に抑制されていることが確認できた。
また上記の共通条件下において、現像ローラ150に印加するバイアス電圧の交流成分の周波数F1を4500Hzに固定し、電極ワイヤー250に印加するバイアス電圧の交流成分の周波数F2を、実施例2−1から2−6それぞれにおいて3000Hz、4500Hz、6000Hz、9000Hz、12000Hz及び13500Hzに設定して、ハーフ画像の濃度ムラ、ベタ画像の後端溜まり、ベタ画像の均一性レベル及び画像ジッタを評価したところ、表2に示すような結果が得られた。
表2に示す結果からも明らかな通り、電極ワイヤー250に印加するバイアス電圧の交流成分の周波数F2をF2≧2×F1の関係に設定した実施例2−4から2−6においては、F2<2×F1の関係に設定した実施例2−1から2−3に比べて、ハーフ画像のピッチムラが少なく且つ均一性を維持しながら、ベタ画像の後端溜まりが十分に抑制されていることが確認できた。特に、周波数F2をF2=n×F1(nは、2以上の整数)に設定した実施例2−4及び2−6においては、画像ジッタの発生も抑制され、画像の品質の一層の向上が図り得ることが確認できた。
1……コピー機(画像形成装置)、2a、2b、2c、2d……感光体ドラム(像担持体)、7……中間転写ベルト(転写部)、8……2次転写ローラ(転写部)、9……定着部、16a、16b、16c、16d……現像装置、130……磁気ローラ(現像剤担持回転体)、150……現像ローラ(トナー担持回転体)、155……第1電圧印加部、190……2成分現像剤、191……磁性キャリア、192……トナー、193……トナー層、194……現像剤層(磁気ブラシ)、250……電極ワイヤー、251……現像領域、252……第2電圧印加部、A,B,C……回転方向、G1,G2……ギャップ、T……用紙(被転写材)
Claims (5)
- 少なくともキャリア及びトナーを含む2成分現像剤を担持し、該2成分現像剤に含まれるキャリアによる磁気ブラシが表面に形成される現像剤担持体と、
表面に静電潜像が形成される像担持体に対向配置され、前記現像剤担持体から供給されるトナーを担持して前記磁気ブラシによりトナー層を形成するトナー担持体と、
前記トナー担持体に担持されたトナーを前記像担持体の表面の静電潜像に飛翔させて静電潜像をトナー画像として現像するために、前記トナー担持体に交流電圧を印加する第1電圧印加部と、
前記トナー担持体と像担持体とが対向する現像領域よりもトナー担持体の回転方向の上流側に配置される電極ワイヤーと、
前記電極ワイヤーに交流電圧を印加する第2電圧印加部と、を備え、
前記電極ワイヤーは、該電極ワイヤーと前記像担持体との間のギャップよりも該電極ワイヤーと前記トナー担持体との間のギャップが小さくなる位置に配置されている
現像装置。 - 前記電極ワイヤーと前記トナー担持体との間のギャップは、前記電極ワイヤーと前記像担持体との間のギャップの0.55から0.85倍の範囲に設定されている
請求項1に記載の現像装置。 - 前記第2電圧印加部から前記電極ワイヤーに印加される交流電圧の周波数は、前記第1電圧印加部から前記トナー担持体に印加される交流電圧の周波数の2倍以上に設定されている
請求項1又は2に記載の現像装置。 - 前記第2電圧印加部から前記電極ワイヤーに印加される交流電圧の周波数は、前記第1電圧印加部から前記トナー担持体に印加される交流電圧の周波数の整数倍に設定されている
請求項3に記載の現像装置。 - 請求項1から4のいずれかに記載の現像装置と、
表面に静電潜像が形成されると共に、前記現像装置の前記トナー層からトナーの供給を受けて静電潜像にトナー画像が形成される1又は複数の像担持体と、
前記像担持体に形成されたトナー画像を直接的又は間接的にシート状の被転写材に転写する転写部と、
転写されたトナー画像をシート状の被転写材に定着する定着部と、を備える
画像形成装置。
Priority Applications (1)
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JP2011025231A JP2012163842A (ja) | 2011-02-08 | 2011-02-08 | 現像装置及び画像形成装置 |
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