JP2015222394A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の搬送スクリュー25は、排出口40に対向する部分を含む第1領域で羽根を切り欠いている。これにより、第1領域における現像剤の搬送能力が、第1領域に隣接する第2領域における現像剤の搬送能力よりも低くなっている。取得部としての湿度検知部は、現像剤の帯電量に関する情報として現像剤湿度を検知する。制御手段としてのCPUは、湿度検知部により検知した現像剤湿度Hに基づいて、現像剤の湿度が第1の湿度の場合よりも、第1の湿度よりも高い第2の湿度の場合の方が、搬送スクリュー25,26を駆動する駆動速度が速くなるように制御する。
【選択図】図3
Description
本発明の第1の実施形態について、図1ないし図12を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図1を用いて説明する。
本実施形態の画像形成装置100は、電子写真方式を採用したフルカラー画像形成装置であり、4つの画像形成部P(Pa、Pb、Pc、Pd)を備える。各画像形成部Pa〜Pdは、像担持体としての矢印方向(反時計方向)に回転するドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム1(1a、1b、1c、1d)を備える。感光ドラム1の周囲には、帯電器2(2a、2b、2c、2d)、現像装置4(4a、4b、4c、4d)、一次転写ローラ6(6a、6b、6c、6d)、クリーニング装置19(19a、19b、19c、19d)などを有する。また、感光ドラム1の図1の上方には、露光手段としてのレーザービームスキャナ3(3a、3b、3c、3d)が配置されている。
次に、本実施形態の現像装置4について、図2及び図3を用いてより詳しく説明する。現像装置4は、現像容器22を備え、現像容器22内に現像剤としてトナーとキャリアを含む2成分現像剤が収容されている。加えて現像容器22内には、現像剤担持体としての現像スリーブ28と、現像スリーブ28上に担持された現像剤の穂を規制する規制ブレード29を有している。現像容器22の内部は、その略中央部が紙面に垂直方向に延在する隔壁27によって現像室23と攪拌室24に上下に区画されており、現像剤は現像室23及び攪拌室24に収容されている。
次に本実施形態にて用いられる、トナーとキャリアを含む2成分現像剤について説明する。トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は4μm以上、10μm以下が好ましい。より好ましくは8μm以下であることが好ましい。また、キャリアは、例えば表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、或は酸化物フェライトなどが好適に使用可能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。キャリアは、重量平均粒径が20〜60μm、好ましくは30〜50μmであり、抵抗率が107Ωcm以上、好ましくは108Ωcm以上である。本実施形態では108Ωcmのものを用いた。
次に、本実施形態における現像剤の補給方法について、図2及び図3を用いて説明する。現像装置4の上部には、トナーとキャリアを混合した補給用の2成分現像剤を収容するホッパー31が配置される。補給手段を構成するこのホッパー31は、下部にスクリュー状の搬送部材として補給スクリュー32を備え、補給スクリュー32の一端が現像装置4の前端部に設けられた現像剤補給口30の位置まで延びている。画像形成によって消費された分のトナーは、補給スクリュー32の回転力と、現像剤の重力によって、ホッパー31から現像剤補給口30を通過して、現像容器22に補給される。このようにしてホッパー31から現像装置4に補給現像剤が補給される。補給現像剤の補給量は、搬送部材である補給スクリュー32の回転数によっておおよそ定められるが、この回転数は図示しないトナー補給量制御手段によって定められる。トナー補給量制御の方法としては2成分現像剤のトナー濃度を光学的或いは磁気的に検知するものや、感光ドラム1上の基準潜像を現像してそのトナー像の濃度を検知する方法などが知られているので、いずれかの方法を適宜選択することが可能である。
次に、本実施形態における現像剤の排出方法について図3を用いて説明する。本実施形態では、現像容器22の所定の高さ位置に現像剤を排出する排出口40を有する。具体的には、現像室23の現像剤搬送方向下流側における現像スリーブ設置領域外に排出口40が設けられており、この排出口40より現像剤が排出される。上述したような現像剤の補給工程により現像装置4内の現像剤が増加すると、増加量に応じて、現像剤はこの排出口40より溢れ出るように排出される。なお、排出口40の現像剤搬送方向に関する位置は、現像剤補給口30の位置より現像剤搬送方向上流側としている。これは、補給された新しい現像剤がすぐに排出されないようにするためである。また、排出口40の高さ位置は、後述する現像剤の排出特性を考慮して、現像容器22内の現像剤量が適切な量となるように設定されている。
そこで本実施形態では、現像剤の帯電量に関する情報を取得して、その情報に基づいて第1の搬送スクリュー25の駆動速度(スクリュー回転速度)を制御するようにしている。即ち、取得部の情報に基づいて、現像剤の帯電量が第1の帯電量に対応する場合よりも、第1の帯電量よりも低い第2の帯電量に対応する場合の方が、第2の駆動モータM2により第1の搬送スクリュー25を駆動する駆動速度が速くなるようにする。本実施形態では、現像剤の帯電量に関する情報として現像剤の湿度を検知するようにしている。このために本実施形態の画像形成装置は、図9に示すように、制御手段としてのCPU50、記憶手段としてのメモリ51、画像形成枚数をカウントするカウンター52、取得部及び湿度検知手段としての湿度検知部53を有する。現像スリーブ28を駆動する第1の駆動モータM1、第1の搬送スクリュー25を駆動する第2の駆動モータM2は、それぞれCPU50により制御される。
本発明の第2の実施形態について、図13ないし図15を用いて説明する。上述の第1の実施形態では、現像剤湿度に応じてスクリュー回転速度を制御することで、高湿環境における現像剤の低帯電量時の排出性を促進させ、現像剤溢れに対するロバスト性を向上させた。しかしながら現像剤の帯電量は環境だけでなく、画像DUTYにも大きく依存する。そこで、本実施形態では、画像DUTYに応じてスクリュー回転速度を制御することによって現像剤排出を向上させるようにしている。その他の構成及び作用は、上述の第1の実施形態と同様であるため、重複する図示及び説明を省略又は簡略にし、また、同一の構成には同一の符号を付して、以下、第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
本発明の第3の実施形態について、図16ないし図18を用いて説明する。上述の第1、第2の実施形態では、それぞれ現像剤湿度又は平均画像DUTYに応じてスクリュー回転速度を制御することで、現像剤の低帯電量時の排出性を促進させ、現像剤溢れに対するロバスト性を向上させた。本実施形態では、これら現像剤湿度、画像DUTYの2つのパラメータに応じてスクリュー回転速度を制御することによって更に現像剤排出を向上させるようにしている。その他の構成及び作用は、上述の第1、第2の実施形態と同様であるため、重複する図示及び説明を省略又は簡略にし、また、同一の構成には同一の符号を付して、以下、第1、第2の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
本発明の第4の実施形態について、図16を参照しつつ、図19及び図20を用いて説明する。上述の第3の実施形態では、現像剤湿度と画像DUTYの両方に応じてスクリュー回転速度を制御することで、高湿環境と画像DUTYの高い場合における現像剤の排出性を促進させ現像剤溢れに対するロバスト性を向上させた。しかしながら、現像剤を取り巻く温湿度が急激に変化した時には、現像剤湿度は、その変化に直ちに追従することができず、ある程度遅延しながら徐々に現像剤の周囲の環境になっていく。このため、現像剤の周囲の温湿度の変化が起きてからしばらくは、本来あるべき現像剤の状態(帯電量)と、上述のように検知決定された状態(帯電量)の間に不一致が起きる場合が考えられる。そこで、本実施形態では、このような不一致が起きた場合においても、ある一定の間は直ちにスクリュー回転速度の変更を行わないことで、その影響を小さくするようにしている。その他の構成及び作用は、上述の第3の実施形態と同様であるため、重複する図示及び説明を省略又は簡略にし、また、同一の構成には同一の符号を付して、以下、第3の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
上述の各実施形態では、現像剤湿度Hや平均画像DUTY<D>の更新を行うためや、フラグKを解除するために画像形成枚数をカウントしているが、これらは、現像スリーブの駆動時間であっても良い。また、現像スリーブと搬送スクリューとの駆動源をそれぞれ別としているが、同一駆動源としても良い。
Claims (9)
- 像担持体と、
現像剤が収容され、所定の高さ位置に現像剤を排出する排出口を有する現像容器と、前記現像容器内で現像剤を搬送する搬送スクリューとを有し、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像手段と、
前記現像容器に現像剤を補給する補給手段と、
前記搬送スクリューを回転駆動する駆動手段と、
現像剤の帯電量に関する情報を取得する取得部と、
前記駆動手段を制御する制御手段と、を備え、
前記搬送スクリューは、前記排出口に対向する部分を含む第1領域における現像剤の搬送能力が、前記第1領域に隣接する第2領域における現像剤の搬送能力よりも低く、且つ、前記第1領域の外径が前記第2領域の外径よりも小さくなるように形成され、
前記制御手段は、前記取得部の情報に基づいて、現像剤の帯電量が第1の帯電量に対応する場合よりも、前記第1の帯電量よりも低い第2の帯電量に対応する場合の方が、前記駆動手段により前記搬送スクリューを駆動する駆動速度が速くなるように制御する、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記搬送スクリューは、回転軸の周囲に螺旋状に形成した羽根を前記第1領域で切り欠いて形成される、
ことを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記搬送スクリューは、回転軸の周囲に螺旋状に形成した羽根の外径が、前記第2領域よりも前記第1領域の方が小さくなるように形成される、
ことを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記駆動手段の立ち上げ時に前記取得部からの情報に基づいて前記駆動手段を制御する、
ことを特徴とする、請求項1ないし3のうちの何れか1項に記載の画像形成装置。 - 前記取得部は、現像剤の湿度に関する情報を検知する湿度検知手段を有し、
前記制御手段は、前記湿度検知手段により検知した情報が第1の湿度に対応する場合よりも、前記第1の湿度よりも高い第2の湿度に対応する場合の方が、前記駆動手段により前記搬送スクリューを駆動する駆動速度が速くなるように制御する、
ことを特徴とする、請求項1ないし4のうちの何れか1項に記載の画像形成装置。 - 前記湿度検知手段により検知した湿度に関する情報を記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された情報に基づいて前記駆動手段を制御し、所定のタイミングで湿度検知手段により検知される情報が前記記憶手段に記憶された湿度に関する情報に対し、所定の湿度範囲に対応する低湿度区分から前記低湿度区分よりも高い湿度範囲に対応する高湿度区分に変化した場合には、変化した時点から所定枚数の記録材に画像形成が行われるまで、前記記憶手段に記憶された情報を更新せず、それ以外の場合には前記記憶手段に記憶された情報をその時に検知した情報に更新する、
ことを特徴とする、請求項5に記載の画像形成装置。 - 前記湿度検知手段は、前記現像容器内の温度を検知する温度検知手段と、装置の外部の水分量を検知する水分量検知手段と、前記温度検知手段により検知した温度と前記水分量検知手段により検知した水分量との関係から前記湿度を算出する算出手段と、を有する、
ことを特徴とする、請求項5又は6に記載の画像形成装置。 - 前記取得部は、単位時間あたりに画像形成に伴って消費されるトナー消費量に関する値を検知するトナー消費量検知手段を有し、
前記制御手段は、トナー消費量に関する値が第1の消費量に対応する場合よりも、前記第1の消費量よりも多い第2の消費量に対応する場合の方が、前記駆動手段により前記搬送スクリューを駆動する駆動速度が速くなるように制御する、
ことを特徴とする、請求項1ないし7のうちの何れか1項に記載の画像形成装置。 - 前記取得部は、前記トナー消費量検知手段と、現像剤の湿度に関する情報を検知する湿度検知手段と、を有し、
前記湿度検知手段により検知した湿度に関する情報と、前記トナー消費量検知手段により検知したトナー消費量に関する値とをそれぞれ記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、前回、前記記憶手段に前記湿度検知手段により検知した情報を記憶した時から第1枚数以上の記録材に画像形成が行われると前記湿度検知手段により検知した情報を前記記憶手段に記憶させ、前回、前記記憶手段に前記トナー消費量検知手段により検知したトナー消費量に関する値を記憶した時から、前記第1枚数とは異なる第2枚数以上の記録材に画像形成が行われると前記トナー消費量検知手段により検知したトナー消費量に関する値を前記記憶手段に記憶させ、前記記憶手段に記憶された湿度に関する情報とトナー消費量に関する値との関係から設定される速度に基づいて前記駆動手段を制御する、
ことを特徴とする、請求項8に記載の画像形成装置。
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