JP2015184520A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
実施の形態1.
[画像形成装置の構成]
図1は、実施の形態1に係る画像形成装置1の構成を示す概略図である。画像形成装置1は、電子写真方式によって記録媒体上に画像を形成する装置であり、ここでは、モノクロプリンタである。図1において、画像形成装置1は、画像形成部10、媒体搬送部20、転写装置としての転写ローラ30、定着装置40、および制御装置50を備える。
現像装置14は、現像剤担持体としての現像スリーブ61、現像容器62、現像剤搬送部材としての現像剤搬送スクリュー63,64、薄層形成器としてのドクターブレード65、およびトナー濃度検出部としてのトナー濃度センサ66を備える。
以下、画像形成装置1の動作について、図1〜図5を参照しながら説明する。
上位装置からの印刷命令が入力されると、印刷制御部112は、駆動制御部120sを介して駆動モータ120を駆動し、感光体ドラム11を矢印R1方向に一定周速度で回転させる。感光体ドラム11の回転による駆動力を駆動伝達部121が伝達することで、帯電ローラ12が矢印R2方向、現像スリーブ61が矢印R3方向、現像剤搬送スクリュー63,64が矢印R4,R5方向に回転する。印刷制御部112は、高圧電源制御部118sを介して、帯電電圧電源12vから帯電ローラ12に電圧を印加して、感光体ドラム11の表面を一様に帯電させる。次に、印刷制御部112は、画像データ編集メモリ116に記憶された画像データに基づき、ヘッド駆動制御部13sを介してLEDヘッド13を駆動する。これにより、LEDヘッド13から画像データに対応した光が感光体ドラム11の帯電された表面に照射され、感光体ドラム11上に静電潜像が形成される。感光体ドラム11上に形成された静電潜像は、後に詳述する現像装置14の現像動作によってトナーTで現像され、感光体ドラム11上にトナー像が形成される。
現像容器62内において、現像剤Dは、現像剤搬送スクリュー63,64によって撹拌されながら搬送される。この際、トナーTは、キャリアCとの摩擦によって所定の極性(本例では負)に帯電する。第1の搬送路62a内の現像剤Dは、現像スリーブ61の磁力により、現像スリーブ電圧電源61vによって所定電圧(ここでは−500V)が印加された現像スリーブ61に汲み上げられる。汲み上げられた現像剤Dは、現像スリーブ61上の所定の磁束密度分布によって磁気穂を形成する。現像スリーブ61上に形成された磁気穂は、ドクターブレード電圧電源65vによって所定電圧(ここでは−500V)が印加されたドクターブレード65により適切な長さに穂切りされる。ドクターブレード65を通過した現像スリーブ61上の現像剤Dは、現像スリーブ61の回転に伴って感光体ドラム11との対向部に至る。この対向部において、現像剤D中の負帯電したトナーTが、感光体ドラム11上に形成された静電潜像に付着し、これにより感光体ドラム11上にトナー像が形成される。なお、本例では、現像スリーブ61とドクターブレード65とを同電位としているが、現像剤Dを穂切りする際に帯電させるために電位差を設けてもよい。
第1の搬送路62aから現像スリーブ61上に供給された現像剤Dは、現像動作によってトナーTが消費された後、第1の搬送路62a内に再び回収される。回収された現像剤Dは、現像剤搬送スクリュー63,64により循環経路62vに沿って搬送され、搬送された現像剤D中のトナー濃度が、トナー濃度センサ66によって検出される。印刷制御部112は、トナー濃度センサ66により検出されたトナー濃度が予め設定された閾値を下回ったと判断した場合に、現像剤供給シャッター74を開放し、現像剤カートリッジ71内の現像剤Dを現像剤供給口72から第2の搬送路62bに供給する。供給された現像剤Dは、現像剤搬送スクリュー63,64により撹拌されて既存の現像剤Dと混合されながら搬送される。以上のように、所望のトナー濃度が維持されるように、現像剤カートリッジ71から現像剤Dが供給される。
供給部70からの現像剤Dの供給により、現像容器62内の現像剤Dの量が増加する。これにより、排出現像剤選択路81a(図4の区間Z2)において、現像剤Dの高さが、現像剤搬送スクリュー63の羽根82cの高さH1を上回ると、この上回った部分に対しては図4の矢印C5方向の搬送力が作用せず、上回った部分の現像剤Dは、排出現像剤搬送路81b(図4の区間Z3)に搬送される。この現像剤Dは、現像剤搬送スクリュー63の羽根82dによって図4の矢印C6方向に搬送され、排出開口部90aおよび現像剤排出口81cから排出される。排出された現像剤Dは、図示されない排出現像剤格納容器に保存される。以上のように、所望の現像剤量が維持されるように、現像剤Dが排出される。
T2=S/Vd …(1)
T3=L/Vd …(2)
本実施の形態の効果を確認するために、以下の評価を行った。
この評価では、温度23℃、相対湿度45%の環境下において、実施の形態1に係る画像形成装置1を用い、印刷速度(感光体ドラム11の線速および用紙Pの搬送速度と等しい)を200mm/sに設定し、A4標準紙(例えばOKIエクセレントホワイト紙、坪量=80g/m2)を横方向送り(4辺のうち長い2辺が先端と後端)、5%duty(A4用紙1枚の印刷可能範囲に全面ベタ印刷時の面積率100%印刷のことを100%dutyと表記)で20,000枚の印刷を行った。
以上のように、本実施の形態では、トリクル現像方式において、現像剤排出シャッター90(排出禁止部)を設け、供給部70によりキャリアCが供給された場合に、所定の排出禁止期間の間、排出部80からの現像剤Dの排出を禁止する。これにより、供給されたばかりの新しいキャリアCが排出されることを防ぐことができる。これにより、供給されたキャリアCを効率良く使用することができ、長期に渡って良好な画像品質を得ることができ、現像装置または画像形成装置を長寿命化することができる。
以下、実施の形態2に係る画像形成装置について説明する。この画像形成装置は、実施の形態1に係る画像形成装置に対し、現像剤Dの供給制御が異なり、その他の部分については略同様である。以下の説明では、実施の形態1と同様の部分については説明を省略または簡略化し、実施の形態1と同一または対応する要素については同一の符号を付す。
(a1)現像剤供給シャッター74の開放時に、経過時間Toの計測を開始する。
(a2)現像剤供給シャッター74の閉鎖時に、経過時間Tcの計測を開始する。
(a3)経過時間Toが時間T2に達すると、現像剤排出シャッター90を閉鎖する。
(a4)経過時間Tcが時間T3に達すると、現像剤排出シャッター90を開放する。
(a5)経過時間Tcの計測を開始した後、経過時間Tcが時間T3に達する前に現像剤供給シャッター74が再び開放された場合には、経過時間Tcの計測をリセットして停止する。
以下、実施の形態3に係る画像形成装置について説明する。この画像形成装置は、実施の形態2に係る画像形成装置に対し、現像剤Dの搬送速度を変更する点で異なり、その他の部分については略同様である。以下の説明では、実施の形態2と同様の部分については説明を省略または簡略化し、実施の形態2と同一または対応する要素については同一の符号を付す。
T2’=S/Vdup …(3)
T3’=L/Vdup …(4)
Claims (11)
- キャリアおよびトナーを含む現像剤により、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置であって、
前記現像剤を収容する現像容器と、
前記現像容器に収容された現像剤を撹拌しながら搬送して、前記現像容器内の循環経路で循環させる現像剤搬送部材と、
前記循環経路上に少なくともキャリアを供給する供給部と、
前記供給部による供給により前記循環経路内で余剰となった現像剤を排出する排出部と、
前記供給部によりキャリアが供給された場合に、所定の排出禁止期間の間、前記排出部からの現像剤の排出を禁止する排出禁止部と
を備えることを特徴とする現像装置。 - 前記排出禁止期間は、前記供給部により供給されたキャリアが前記排出部を通過する期間の少なくとも一部を含むことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 前記排出禁止期間の開始時点は、前記供給部により供給されたキャリアが前記排出部に到達する以前であることを特徴とする請求項2に記載の現像装置。
- 前記排出禁止期間は、前記供給部によるキャリアの供給開始とともに開始することを特徴とする請求項3に記載の現像装置。
- 前記排出禁止期間の終了時点は、前記供給部により供給されたキャリアが前記排出部を通過した以後であることを特徴とする請求項2から4のいずれか1項に記載の現像装置。
- 前記排出禁止期間の終了時点は、前記供給部により供給されたキャリアが前記循環経路を一巡した以後であることを特徴とする請求項2から5のいずれか1項に記載の現像装置。
- 前記循環経路内の現像剤の使用状況に基づき、前記現像剤を供給するか否かを判断する判断部をさらに備え、
前記供給部は、前記判断部により現像剤を供給すると判断された場合に、キャリアおよびトナーを含む所定量の現像剤を前記循環経路上に供給することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の現像装置。 - 前記供給部は、前記所定量の現像剤を、時間間隔を空けて複数回に分けて供給することを特徴とする請求項7に記載の現像装置。
- 前記供給部により前記所定量の現像剤が複数回に分けて供給される間、前記現像剤搬送部材による前記現像剤の搬送速度を上げることを特徴とする請求項8に記載の現像装置。
- 前記排出禁止期間の間、前記現像剤搬送部材による前記現像剤の搬送速度を上げることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の現像装置。
- 像担持体と、
前記像担持体上に潜像を形成する潜像形成部と、
キャリアおよびトナーを含む現像剤により、前記像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置とを有し、
前記現像装置は、
前記現像剤を収容する現像容器と、
前記現像容器に収容された現像剤を撹拌しながら搬送して、前記現像容器内の循環経路で循環させる現像剤搬送部材と、
前記循環経路上に少なくともキャリアを供給する供給部と、
前記供給部による供給により前記循環経路内で余剰となった現像剤を排出する排出部と、
前記供給部によりキャリアが供給された場合に、所定の排出禁止期間の間、前記排出部からの現像剤の排出を禁止する排出禁止部と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
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