JP2015222394A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2015222394A
JP2015222394A JP2014107572A JP2014107572A JP2015222394A JP 2015222394 A JP2015222394 A JP 2015222394A JP 2014107572 A JP2014107572 A JP 2014107572A JP 2014107572 A JP2014107572 A JP 2014107572A JP 2015222394 A JP2015222394 A JP 2015222394A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
developer
humidity
image forming
forming apparatus
amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014107572A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6366363B2 (ja
Inventor
淳志 松本
Atsushi Matsumoto
淳志 松本
京佑 高橋
Kyosuke Takahashi
京佑 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2014107572A priority Critical patent/JP6366363B2/ja
Priority to CN201580026961.2A priority patent/CN106415406B/zh
Priority to DE112015002439.5T priority patent/DE112015002439T5/de
Priority to PCT/JP2015/065489 priority patent/WO2015178506A1/ja
Priority to GB1621696.2A priority patent/GB2541622B/en
Publication of JP2015222394A publication Critical patent/JP2015222394A/ja
Priority to US15/354,020 priority patent/US9946191B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6366363B2 publication Critical patent/JP6366363B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0822Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
    • G03G15/0865Arrangements for supplying new developer
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0822Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
    • G03G15/0887Arrangements for conveying and conditioning developer in the developing unit, e.g. agitating, removing impurities or humidity
    • G03G15/0891Arrangements for conveying and conditioning developer in the developing unit, e.g. agitating, removing impurities or humidity for conveying or circulating developer, e.g. augers
    • G03G15/0893Arrangements for conveying and conditioning developer in the developing unit, e.g. agitating, removing impurities or humidity for conveying or circulating developer, e.g. augers in a closed loop within the sump of the developing device
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0822Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
    • G03G15/0865Arrangements for supplying new developer
    • G03G15/0867Arrangements for supplying new developer cylindrical developer cartridges, e.g. toner bottles for the developer replenishing opening
    • G03G15/087Developer cartridges having a longitudinal rotational axis, around which at least one part is rotated when mounting or using the cartridge
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0822Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
    • G03G15/0887Arrangements for conveying and conditioning developer in the developing unit, e.g. agitating, removing impurities or humidity
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/06Developing structures, details
    • G03G2215/066Toner cartridge or other attachable and detachable container for supplying developer material to replace the used material
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/08Details of powder developing device not concerning the development directly
    • G03G2215/0802Arrangements for agitating or circulating developer material
    • G03G2215/0816Agitator type
    • G03G2215/0827Augers
    • G03G2215/0833Augers with varying pitch on one shaft
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/08Details of powder developing device not concerning the development directly
    • G03G2215/0802Arrangements for agitating or circulating developer material
    • G03G2215/0836Way of functioning of agitator means
    • G03G2215/0838Circulation of developer in a closed loop within the sump of the developing device

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)

Abstract

【課題】現像剤を排出する排出口40に対向する領域の第1の搬送スクリュー25の現像剤の搬送能力が低い構成で、現像剤の排出を適切に行う。
【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

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する複合機などの画像形成装置に関する。
一般に、電子写真方式などの画像形成装置では、像担持体としての感光ドラムに形成された静電潜像を、現像手段としての現像装置がトナーとキャリアを含む現像剤によってトナー像として現像する。このような現像装置では、現像容器内の循環路において、搬送スクリューを回転させて現像剤を攪拌しつつ搬送することにより、トナーとキャリアを摩擦帯電させている。トナーとキャリアを含む現像剤は、画像形成によって消費されないキャリアが現像容器内で摩擦を受けつつ循環し続けることにより、次第にキャリアの帯電性能が低下してしまう。このため、現像容器に新しい現像剤を補給する一方で、現像容器に設けた排出口を通じて搬送される現像剤の一部をオーバーフローさせて排出して、現像剤中のキャリアの平均的な帯電性能を確保することが従来から行われている(特許文献1)。
また、現像剤排出口に対向している領域の搬送スクリューの回転により現像剤に作用する円周方向または外向きの半径方向の力が他の領域よりも小さくなるように構成された現像装置が提案されている(特許文献2)。具体的には、現像剤排出口に対向した領域の搬送スクリューの羽根の小さくした構成や羽根を省略した構成が示されている。
特公平2‐21591号公報 特開2000−112238号公報
ここで、特許文献2に記載の構成のように、排出口に対向する領域の搬送スクリューの羽根を除去したり小径化させたりすると、この領域の搬送スクリューの現像剤の搬送能力が低下する。そして、排出口の近傍で搬送スクリューにより搬送される現像剤が滞留して現像剤面が上昇し、排出口を超えた現像剤が排出口からすり切りあふれ出るように排出される。
しかしながら、このように現像剤を滞留させる構成においては、現像剤の帯電量が低下すると現像剤の流動性が高くなるため、排出口近傍の現像剤の滞留度合いが少なくなり、現像剤が排出口から排出されにくくなる。この結果、現像容器内の現像剤が多くなってしまい、現像装置の立ち上げ時などに現像容器から現像剤が溢れたり、搬送スクリュー回転の負荷が高くなって搬送スクリューがロックする可能性が高くなったりする。
本発明は、このような事情に鑑み、排出口に対向する領域の搬送スクリューの現像剤の搬送能力が低い構成で、現像剤の排出を適切に行うべく発明したものである。
本発明は、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にある。
本発明によれば、現像剤の流動性が高くなる帯電量が低い状態で、搬送スクリューの駆動速度が速くなるように制御されるため、現像剤の流動性が高くて現像剤が排出口近傍に滞留しにくくても、現像剤の剤面を上げて現像剤の排出を適切に行える。
本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。 第1の実施形態に係る現像装置の概略構成横断面図。 同じく概略構成縦断面図。 第1の実施形態に係る現像装置の排出口近傍の搬送スクリューを示す模式図。 第1の実施形態に係る現像装置の排出口近傍の搬送スクリューの他の3例を示す模式図。 現像剤の排出口からの排出特性を示す図。 排出口近傍の現像剤の剤面を示す模式図。 (a)現像剤の流動性が低い場合の、(b)現像剤の流動性が高い場合の、それぞれ排出口近傍の現像剤の剤面を示す模式図。 第1の実施形態に係る画像形成装置の制御ブロック図。 第1の実施形態の現像装置の立ち上げ時の制御のフローチャート。 本発明の比較例における、各画像DUTYの現像剤湿度に対する現像容器内の現像剤量の変化を示す図。 本発明の実施例1における、各画像DUTYの現像剤湿度に対する現像容器内の現像剤量の変化を示す図。 本発明の第2の実施形態に係る画像形成装置の制御ブロック図。 第2の実施形態の現像装置の立ち上げ時の制御のフローチャート。 本発明の実施例2における、各画像DUTYの現像剤湿度に対する現像容器内の現像剤量の変化を示す図。 本発明の第3の実施形態に係る画像形成装置の制御ブロック図。 第3の実施形態の現像装置の立ち上げ時の制御のフローチャート。 本発明の実施例3における、各画像DUTYの現像剤湿度に対する現像容器内の現像剤量の変化を示す図。 本発明の第4の実施形態の現像装置の立ち上げ時の制御のフローチャート。 図19のフローでK=1となった場合の別のフローを示すフローチャート。 本発明の他の実施形態の第1例の現像装置の概略構成横断面図。 本発明の他の実施形態の第2例の現像装置の概略構成横断面図。
<第1の実施形態>
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。
[画像形成装置]
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。
各画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdは、トナーの色が異なる以外はほぼ同様の構成であるため、以下、特に必要がない限り、各画像形成部の構成を示す符号の添え字(a、b、c、d)を省略して説明する。
次に、上記構成の画像形成装置全体の画像形成シーケンスについて説明する。先ず、感光ドラム1が、帯電手段としての帯電器2によって一様に帯電される。上記一様に帯電された感光ドラム1は、次に、上記のレーザービームスキャナ3により、画像信号により変調されたレーザー光により走査露光が行われる。レーザービームスキャナ3は、半導体レーザーを内蔵しており、この半導体レーザーは、CCD等の光電変換素子を有する原稿読み取り装置が出力する原稿画像情報信号に対応して制御され、レーザー光を射出する。
これによって、帯電器2によって帯電された感光ドラム1の表面電位が画像部において変化して、感光ドラム1上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段としての現像装置4によってトナーにより反転現像され、可視画像、即ち、トナー像とされる。本実施形態では、現像装置4は、現像剤としてトナーとキャリアを混合した現像剤を使用する2成分接触現像方式を用いる。
また、上記工程を各画像形成部Pa、Pb、Pc、Pd毎に行うことによって、感光ドラム1a、1b、1c、1d上に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナー像が形成される。本実施形態では、各画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdの下方位置には、中間転写体としての無端状のベルトにより構成された中間転写ベルト5が配置される。中間転写ベルト5は、ローラ61、62、63に懸架され、矢印方向に移動自在とされる。
上記感光ドラム1上のトナー像は、一次転写手段としての一次転写ローラ6によって一度、中間転写ベルト5に転写される。これによって、中間転写ベルト5上にてイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの4色のトナー像が重ね合わされ、フルカラー画像が形成される。また、感光ドラム1上に転写されずに残ったトナーはクリーニング装置19に回収される。
この中間転写ベルト5上のフルカラー画像は、カセット12から取り出され、給送ローラ13、ガイド11を経由して進行した紙やシートなどの記録材(シート材)Sに、二次転写手段としての二次転写ローラ10の作用により転写される。転写されずに中間転写ベルト5表面に残ったトナーは中間転写ベルトクリーニング装置18に回収される。
一方、トナー像が転写された記録材Sは、定着手段としての定着器16に送られ、加熱、加圧されることで、トナー像が記録材Sに定着される。トナー像が定着された記録材Sは、排出トレイ17に排出される。
なお、本実施形態では、像担持体として、通常使用されるドラム状の有機感光体である感光ドラム1を使用したが、勿論、アモルファスシリコン感光体等の無機感光体を使用することもできる。また、ベルト状の感光体を用いることも可能である。更に、帯電方式、転写方式、クリーニング方式、定着方式に関しても、上記方式に限られるものではない。
[現像装置]
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。
現像室23及び攪拌室24には、現像剤搬送部材として第1及び第2の搬送スクリュー25、26がそれぞれ配置されている。第1の搬送スクリュー25は、現像室23の底部に現像スリーブ28の軸方向に沿ってほぼ平行に配置されている。そして、図示の矢印方向(時計回り方向)に回転して現像室23内の現像剤を現像スリーブへと供給すると共に、現像剤を軸線方向に沿って一方向に搬送する。
また、第2の搬送スクリュー26は、攪拌室24内の底部に第1の搬送スクリュー25とほぼ平行に配置されている。そして、第1の搬送スクリュー25と反対方向(反時計回り)に回転して現像に供された後の現像剤を回収すると共に、攪拌室24内の現像剤を第1の搬送スクリュー25と反対方向に搬送する。このように、第1及び第2の搬送スクリュー25、26の回転による搬送によって、現像剤が隔壁27の両端部の開口部(即ち、連通部)11、12を通じて現像室23と攪拌室24との間で循環される。
次に、図2を用いて現像装置4の駆動系を説明する。現像スリーブ28は第1の駆動モータM1により回転駆動され、第1及び第2の搬送スクリュー25、26は駆動手段としての第2の駆動モータM2により回転駆動されている。本実施形態では、これらモータは共にDCモータを用い、画像形成時における定常状態の駆動回転速度は、第1の駆動モータM1:300[rpm]とした(第2の駆動モータM2については後述する)。また、第1の駆動モータM1は現像スリーブ28に、第2の駆動モータM2は第1の搬送スクリュー25に、それぞれ直結されている。更に、第1の搬送スクリュー25と第2の搬送スクリュー26とは、1:1.07の比でギアにより駆動伝達される。
本実施形態においては、現像容器22の感光ドラム1に対向した現像領域に相当する位置には開口部があり、この開口部に現像スリーブ28が感光ドラム1方向に一部露出するように回転可能に配設されている。ここで、現像スリーブ28の回転速度は300rpm、直径は20mm、感光ドラム1は回転速度120rpm、直径は30mmにそれぞれ設定されている。また、現像スリーブ28と感光ドラム1との最近接領域を約400μmの距離とすることによって、現像部に搬送した現像剤を感光ドラム1と接触させた状態で、現像が行なえるように設定されている。
現像スリーブ28はアルミニウムやステンレスのような非磁性材料で構成され、その内部には磁界手段であるマグネットローラ28mが非回転状態で設置されている。このような現像スリーブ28は、現像時に図示矢印方向(反時計方向)に回転し、規制ブレード29による磁気ブラシの穂切りによって層厚を規制された2成分現像剤を担持して、これを感光ドラム1と対向した現像領域に搬送する。そして、感光ドラム1上に形成された静電潜像に現像剤を供給して静電潜像をトナーにより現像する。
前記穂切り部材である規制ブレード29は、現像スリーブ28の長手方向軸線に沿って延在した板状のアルミニウムなどで形成された非磁性部材29aと、鉄材のような磁性部材29bで構成されている。また規制ブレード29の現像スリーブ28の表面との間隙を調整することによって、現像領域へ搬送される現像剤量が調整される。本実施形態においては、規制ブレード29によって、現像スリーブ28上の単位面積当りの現像剤コート量を30mg/cmに規制している。なお、規制ブレード29と現像スリーブ28は、間隙を200〜1000μm、好ましくは300〜700μmに設定される。本実施形態では400μmに設定した。
[現像剤]
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10Ωcm以上、好ましくは10Ωcm以上である。本実施形態では10Ωcmのものを用いた。
[現像剤補給]
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。
[現像剤排出]
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。
また、本実施形態の場合、図4に示すように、排出口40が形成された現像室23の第1の搬送スクリュー25は、回転軸25aの周囲に螺旋状に形成した羽根25bの一部を切り欠いて形成される。即ち、第1の搬送スクリュー25のうち、排出口40に対向する部分を含む第1領域αには、回転軸25aのみが存在し、羽根25bが存在しない。一方、第1領域αに隣接する第2領域βには羽根25bが存在する。これにより、第1の搬送スクリュー25の第1領域αにおける現像剤の搬送能力が、第2領域βにおける現像剤の搬送能力よりも低くなるようにしている。また、本実施形態では、第1領域αには回転軸25aのみが存在し、第2領域βには羽根25bが存在するため、第1の搬送スクリュー25の第1領域αの外径(回転軸25aの外径)が第2領域の外径(羽根25bの外接円の径)よりも小さい。
本実施形態の場合、このように構成することで、第1領域αで現像剤が搬送されにくくなるため、排出口40近傍に現像剤が滞留し、剤面が上昇することで現像剤が排出口40から排出される。本実施形態では、第1の搬送スクリュー25の羽根25bを切り欠いた第1領域α部分の長さは14mm、排出口40のスクリュー軸線方向の長さは10mmとした。また、第1領域α部分のスクリュー軸線方向にける中心と排出口40のスクリュー軸線方向における中心が一致するようにしている。なお、第1領域α部分と排出口40のスクリュー軸線方向の位置は厳密に一致してなくても良く、また、その長さもほぼ同じであれば、どちらが長くても良い。但し、現像剤の排出をより安定させるためには、本実施形態のように、両者の位置関係を一致させ、且つ、第1領域αの方が排出口40よりも長くすることが好ましい。
ここで、本実施形態では、スクリューの羽根の一部を切り欠くことにより、第1領域における現像剤の搬送能力を第2領域における現像剤の搬送能力よりも低くした。但し、搬送能力の変更は、このように羽根を切り欠く以外に、羽根の外径、ピッチ、角度などを適宜調整することでも行える。例えば、搬送スクリューの回転軸の周囲に螺旋状に形成した羽根の外径を、第2領域よりも第1領域の方が小さくなるように形成しても良い。
或いは、図5に示すように、第1領域にその外径が第2領域に形成された羽根よりも小さい部材41a、41b、41cが設置されていても良い。図5(a)の部材41aは、回転軸25aから放射状に延びた長方形のリブである。図5(b)の部材41bは、その断面形状が略楕円形状になっており、回転軸25aの根元から先端に行くに従いリブ断面が漸次細くなっているリブである。図5(c)の部材41cは、長方形で且つ回転軸25aに対して若干の角度を付けて設置されているリブである。これら部材41a、41b、51cを設けることで、排出口40に対向する部分の現像剤を滞留させつつ、現像剤面をならし平均化させることでより安定した現像剤排出が可能となる。但し、何れの構成の場合も、第1領域におけるスクリューの外径が第2領域におけるスクリューの外径よりも小さくなるようにする。これは、スクリューの外径が大きくなると、現像剤の跳ね上げにより現像剤が排出口40から排出され易くなるためである。
図6に、本実施形態における現像剤の排出特性のグラフを示す。現像剤排出特性とは、現像容器22内の現像剤量を変数としたときの単位時間あたりの現像剤排出量のことである。この単位時間当たりの排出量と単位時間当たりに現像容器22へと補給される補給量と現像に供されたトナー量の差分がバランスすることで現像容器22内の現像剤量が決まる。つまり、現像容器22内の現像剤量は単位時間当たりの最小補給量と排出特性ラインの交点aで示される現像剤量と、単位時間当たりの最大補給量と排出特性ラインの交点bで示される現像剤量の間の値を概ねとりうる。言い換えれば、この交点がそれぞれ最小補給時と最大補給時に現像剤量がバランスする点である。現像容器22内の現像剤量が著しく少なくなると、現像スリーブ28の現像剤担持量が不足(コーティング不良が発生)し、濃度ムラが生じ易くなる。一方、現像容器22内の現像剤量が著しく多くなると、現像装置4が駆動OFF状態から駆動ON状態となる立ち上げ時に、現像剤溢れを引き起こす可能性がある。
通常、現像剤排出特性は次のようにして測定できる。現像スリーブ28、第1、第2の搬送スクリュー25、26を所望の周速で駆動させた状態で、現像スリーブ28上に現像剤が均一にコーティングするまで現像容器22に現像剤を入れる。現像容器22中の現像剤循環が定常状態になるまで現像スリーブ28、第1、第2の搬送スクリュー25、26を所望の周速で駆動させる(通常1または2分)。現像スリーブ28上のコーティングが均一になったところから、少しずつ現像剤を現像剤補給口30から現像容器22に入れていき、そのときの単位時間あたりの排出量を測定する。本実施例では、10gずつ現像剤を入れていき、30秒間排出量を測定することにより、単位時間あたりの現像剤排出量を測定した。
以上は現像スリーブ28、第1の搬送スクリュー25ともにある駆動速度での排出特性であり、駆動速度が複数ある場合は、これら複数の駆動速度で上記最小現像剤量aを極力揃えなければならない。そうでないと、速度切り替え時に現像剤コーティング不良などの問題が発生してしまう可能性が高くなる。
ここで、上述のように第1の搬送スクリュー25の排出口40の対向部を含む第1領域αにおいて羽根25bを除去することで、第1領域αでその現像剤搬送方向上流側の第2領域βに対して現像剤の搬送性能を低下させている。そして、図7に示したようにこの搬送性能が低下した領域で現像剤を滞留させ、これにより現像剤面を上昇させることによって現像剤の跳ね上げを抑えると同時に剤面依存の排出を実現しようとしている。
しかしながら、この排出口40に対向する領域における現像剤の滞留度合い(現像剤の剤面の上昇度合い)は現像剤の流動性に著しく依存する。図8(a)は、現像剤の帯電量が高く、現像剤流動性が低い場合の、図8(b)は、現像剤の帯電量が低く、現像剤流動性が高い場合の、それぞれ排出口40に対向する領域の現像剤面挙動を表したものである。図中の実線の矢印はその点における現像剤の搬送速度を表している。即ち、実線の矢印の長さが長ければ搬送速度が速いことを示している。また、破線の矢印は、排出口40に対向する領域の現像剤の剤面の上昇度合いを示しており、矢印の長さが長ければ上昇度合いが大きい。
図8(a)から明らかなように、現像剤の帯電量が高く、現像剤流動性が低い場合は、排出口40に対向する領域の現像剤の搬送速度とその上流側の領域の搬送速度との差が大きく、排出口40に対向する領域で現像剤は大きく減速し滞留している。これにより現像剤の剤面が上昇し現像剤排出が促される。一方、図8(b)から明らかなように、現像剤の帯電量が低く、現像剤流動性が高い場合は、上記速度差が小さく、排出口に対向する領域で現像剤を搬送する力が低くなっても現像剤はほとんど減速しない。よって現像剤の剤面は上昇せず、現像剤排出は抑制される。
これは、現像剤の帯電量が低い場合には、現像剤中の現像剤粒子同士のクーロン相互作用が小さく、現像容器22の壁面から現像剤の表層がうけた力を現像剤中に伝え、現像剤形状を変形させる能力が小さいことが主な原因である。即ち、現像剤中のトナーは、帯電することでキャリアに静電気力で吸引された状態で存在する。トナー同士、キャリア同士は同極性であり、トナーとキャリアは異極性である。キャリアは別のキャリアによって反発力を受けつつトナーを介して別のキャリアに吸引され、同様に、トナー同士も互いに反発する一方でキャリアを介して吸引し合う。このように吸引する力である静電気力が大きいほど、現像剤は重力に従った(つまり流動性が高い)運動からずれていく、言い換えれば、静電気力によってみだされ流動性が低くなる。一方、静電記録が小さいほど、即ち、現像剤の帯電量が低いほど、重力に従った運動がみだされず、現像剤の流動性が高くなる。加えて、現像容器22の壁面から現像剤の表層が受ける力そのものも小さいためである。
このように帯電量が小さく現像剤排出が抑制されると最終的に現像剤排出量と現像剤補給量がつりあうまで増加を続け、現像剤のつりあいの剤量と現像剤溢れの限界剤量の差分が小さくなってしまう。そして現像剤溢れに対するロバスト性が小さくなると、現像装置4の駆動OFFから駆動ON(立ち上げ時)など、一瞬の現像剤面変動で現像剤溢れが発生してしまうリスクが大きくなる。
このような課題に対し有効な手段として、スクリューの回転速度を速くすることが考えられる。スクリュー回転速度を速くすると、帯電量が小さく流動性が高い場合においても、排出口に対向する滞留部で現像剤が搬送力を失い、少し遅くなった現像剤に後ろから来た現像剤がぶつかりその運動エネルギーにより現像剤面が上昇するためである。しかしながら、本来スクリュー回転速度を速くする必要がない現像剤の帯電量が高い場合においてもスクリュー回転速度を速くしてしまうと、流動性が低い現像剤に高負荷がかかる。このため、スクリューの負荷が大きくなることによるスクリューロックや現像剤劣化が著しく進んでしまう。したがって、スクリューの回転速度を、常に速くすることは好ましくない。
[スクリュー回転速度の制御]
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。
ここで、湿度をパラメータとした理由は、現像剤の帯電量は現像剤の湿度に依存するためである。即ち、現像剤の湿度が高くなれば現像剤の帯電量が低くなり、現像剤の湿度が低くなれば現像剤の帯電量が高くなる傾向があるためである。また、本実施形態では、第1の搬送スクリュー25の駆動速度は、現像剤循環に関わる第1、第2のスクリュー25、26の回転速度比率を略保ちながら制御する。つまり、排出口40に対向する第1の搬送スクリュー25の回転速度を変更した場合においても、各スクリュー25、26同士の現像剤受け渡しの効率等は変えずに排出口40近傍での排出性のみを制御するようにしている。これにより、全体の現像剤循環は大きく崩すことなく現像剤排出を良化させることができる。但し、上記現像剤循環に関わるスクリューの回転速度比率は厳密に一致させなくとも、スクリュー回転速度の±1%程度の違いであれば、略一定と見なせるため変更してもよい。本実施形態では、第1、第2の搬送スクリュー25、26は、互いにギアで接続することで、回転速度比率を保つようにしている。
また、湿度検知部53は、現像剤の湿度に関する情報(湿度情報)を検知する。本実施形態では、水分量検知手段としての水分量センサ54、温度検知手段としての温度センサ55、算出手段としての算出部56を有する。水分量センサ54は、画像形成装置の外部の水分量を検知する。このために水分量センサ54は、装置本体の外部に設置される。温度センサ55は、現像容器内の温度を検知する。このために温度センサ55は、現像容器22内に設置される。算出部56は、温度センサ55により検知した温度と水分量センサ54により検知した水分量との関係から現像剤の湿度を算出する。このために算出部56は、温度と水分量と湿度との関係が設定されたテーブルや、温度と水分量との関係から湿度を求める計算式などが記憶されており、温度と水分量から湿度を算出できるようになっている。なお、算出部56の演算は、CPU50により行っても良い。また、テーブルや計算式は、メモリ51に記憶しておいても良い。
本実施形態では、湿度検知部53が検知した湿度に関する情報をメモリ51に格納する。また、第1の搬送スクリュー25の駆動速度の制御は、現像装置4の立ち上げ時、即ち、第1、第2の駆動モータM1、M2の駆動OFFの状態から、画像形成ジョブの入力などによりこれら各モータM1、M2の駆動がONとなった時に行う。本実施形態では、メモリ51の表1に示すようなテーブルが記憶されている。そして、現像装置4の立ち上げ時(OFF/ON時)に、CPU50がメモリ51からその時の湿度情報を読み出し、その湿度情報に基づいて表1のテーブルから、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)を決定する。本実施形態では、表1のように3つのテーブルを設定しており、各テーブルはサービスモードにてユーザなどが選択できるようになっている。初期の設定はテーブル2としている。
Figure 2015222394
表1のテーブルは、現像剤湿度(相対湿度)に対してスクリュー回転速度(単位は「rpm」)がそれぞれ設定されている。なお、テーブル1は、現像剤の湿度に拘らずスクリュー回転速度を変更しないモードである。一方、テーブル2、3では、現像剤の湿度が第1の湿度の場合(例えば15%以下)よりも、第1の湿度よりも高い第2の湿度の場合の(例えば15%よりも大きい)方が、スクリュー回転速度が速くなるように設定している。即ち、湿度検知部53により検知した湿度情報が第1の湿度に対応する場合よりも、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、スクリュー回転速度が速くなるようにする。
なお、本実施形態では、スクリュー回転速度に使用する湿度情報は、所定のタイミングで、CPU50の指令により更新する。所定のタイミングは、画像形成装置の電源投入時、画像形成ジョブの開始時、所定時間経過時などがあるが、本実施形態では、所定枚数以上の画像形成を行った時点で湿度に関する情報を更新するようにしている。このために、カウンター52により画像形成枚数をカウントし、現像装置4の立ち上げ時にCPU50がカウンター52によりカウントした値が所定枚数以上であれば、メモリ51に記憶されている湿度情報の更新を行う。そして、この湿度情報に基づいてスクリュー回転速度を制御する。
図10を用いて、本実施形態の制御の具体例について説明する。本実施形態では、現像装置4の立ち上げ(OFF/ON)の度に図10のフローチャートを実行し、これにより求めたスクリュー回転速度で駆動開始するものとする。つまり本実施形態では、スクリュー回転速度の変更タイミングは現像駆動OFF/ONのタイミングである。
まず、現像駆動OFF/ONの度にその時点の画像形成枚数(プリント枚数)C(n)をメモリ51から読み出し、前回のスクリュー回転速度を湿度により変更したプリント枚数Chと比較する(S1)。そして、C(n)−Chが300枚以上であれば(S1のY)、その時の現像剤湿度をメモリ51から読み出し、スクリュー回転速度制御に用いる現像剤湿度Hとする(S2)。現像剤湿度は毎プリントごとに算出し、メモリ51に格納しておくものとする。その後、その時点のプリント枚数C(n)を直近のスクリュー回転速度を変更した枚数Chとし(S3)、メモリ51に格納している現像剤湿度Hを用いて現像駆動を立ちあげる(S4)。即ち、表1のテーブルから現像剤湿度Hのスクリュー回転速度を読み出し、そのスクリュー回転速度で現像装置4の駆動を立ち上げる。一方、S1で、前回のスクリュー回転速度を湿度により変更したプリント枚数Chとの差分が300枚未満であれば(S1のN)、前回の現像剤湿度Hを用いて現像駆動を立ちあげる(S4)。即ち、Hを更新していないので、前回のままのスクリュー回転速度で立ちあげる。
このような制御とすることによって、ある頻度(本実施例では300枚以上)でスクリュー回転速度を変更し、その時の現像剤湿度に合わせたスクリュー回転速度とすることができる。上記頻度は1枚以上、つまり毎プリントごとにスクリュー回転速度を変更してもよいが、現像容器内の湿度変化に対する実際の現像剤の湿度変化は緩慢であるため、その必要はなく本実施形態では上記枚数とした。
また、本実施形態では、現像装置4の立ち上げ時に図10の制御を行うようにしているが、この制御は、その他のタイミング、例えば、画像形成ジョブ実行中の画像と画像との間(紙間)などで行っても良い。但し、図10の制御は、湿度の変化によるスクリュー回転速度の変更を伴うので、現像装置4の立ち上げ時に行うことが好ましい。即ち、現像装置4の駆動中にスクリュー回転速度を変更する制御は比較的難しいため、駆動の立ち上げ時に変更した速度で立ち上げることで、速度の変更を容易に行える。また、本実施形態では、現像駆動のOFF/ONは、画像形成ジョブの実行中であっても、所定の画像形成枚数(例えば、150〜170枚)毎に一度、強制的に実行するようにしている。このため、画像形成ジョブの画像形成枚数に拘らず、ある程度の頻度で図10の制御が入るようになっている。
このような本実施形態の場合、現像剤の流動性が高くなる帯電量が低い状態、即ち、現像剤の湿度が高い状態で、第1の搬送スクリュー25の駆動速度が速くなるように制御される。このため、現像剤の流動性が高くて現像剤が排出口40近傍に滞留しにくくても、現像剤の剤面を上げて、現像剤の排出を適切に行える。即ち、上述したようにスクリュー回転速度を速くすると、現像剤の流動性が高い場合においても、排出口に対向する滞留部で現像剤が搬送力を失い、少し遅くなった現像剤に後ろから来た現像剤がぶつかりその運動エネルギーにより現像剤面が上昇する。このため、現像剤を排出口40から適切に排出できる。
このような本実施形態の効果について、図11及び図12を用いて説明する。図11、12は、本実施形態の効果を確認するために行った実験結果を示している。実験は、スクリュー回転速度を現像剤湿度に拘らず一定とした比較例と、本実施形態のように、現像剤湿度に応じてスクリュー回転速度を変更した実施例1とで、それぞれ以下のような条件で行った。まず、画像DUTYを複数振って、それぞれ現像剤湿度が異なる環境で現像装置を駆動し、現像容器内の現像剤量を比較した。図11、12は、この現像剤量を示しており、図11は比較例の結果、図12は実施例1の結果をそれぞれ示している。
なお、比較例では、スクリュー回転速度は一定で700(rpm)とした。また、実施例1では、表1のテーブル2を使用してスクリュー回転速度を制御した。また、画像DUTYとは、画像一枚当たりの感光ドラム上のトナーの最大総量に対する、その画像の感光ドラム上トナーの総量の比率を100分率で表したものである。トナーの最大総量とは、感光ドラム上の画像形成可能な領域の全面にトナーにより現像した(全域ベタ現像の)時のトナー消費量であり、全域ベタ現像時の画像DUTYは100%となる。
図11より、スクリュー回転速度を湿度によって制御せず一定とした比較例の場合には、湿度によって現像剤量が大きく変動する。特に現像剤湿度が60%の場合は現像剤排出量が著しく下がり、それを現像容器内の剤量で補うため現像剤量は湿度が10%の時に比べて著しく上昇する。図11、図12の破線は現像剤溢れの限界ラインを表しており、現像剤湿度が高ければ帯電量が下がり、嵩が下がるため溢れ限界ラインも現像剤量が大きい方へとシフトするが、高湿での現像剤排出不良による現像剤量増大の方が大きくなっている。
結局、比較例では高湿になるほど現像剤溢れに対しロバスト性が低くなり、現像装置の駆動立ち上げ時など、一瞬の現像剤面変動で現像剤溢れが発生してしまうリスクが大きくなる。一方、実施例1の場合は、図12に示すように、現像剤の湿度によってスクリュー回転速度を制御しているため、高湿側での排出不良は軽減され、現像剤溢れのロバスト性は確保されていることが分かる。ここで、現像剤の帯電量は現像剤湿度のみならず画像DUTYの影響を受けていることがわかる。よって、比較例、実施例1共に画像DUTYが高くなった方が現像容器内のトナーの入れ替わりが多くなるため帯電量が下がり、現像剤量が増加している。
また、本実施形態の場合、現像剤の湿度が低く、帯電量が高く流動性が低い場合には、スクリュー回転速度が低く設定される。このため、流動性が低い現像剤に高負荷がかかることを抑制して、スクリューの負荷が大きくなることによるスクリューロックや現像剤劣化を防止できる。
<第2の実施形態>
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。
まず、画像DUTYで現像剤の帯電量が変化する理由は、補給されたトナー量に対する現像容器22内での攪拌時間が異なることによって、現像容器22内トナーの攪拌時間分布が異なるからである。つまり、画像DUTYが高い画像が連続してプリントされた場合、現像容器22内トナーの多くは現像され、代わりに新しいトナーが補給される。このとき、高DUTYであればあるほど当然のことながら短時間に沢山のトナーが補給される。よって、現像容器22内のトナーの攪拌時間分布は短時間であるものが大半を占め、攪拌不足で全体としての帯電量は下がる。逆に低DUTY画像が連続してプリントされた場合、トナーはほとんど入れ替わらず、現像容器22内のトナーの攪拌時間分布は長時間であるものが大半を占める。よって全体としては帯電量が上がる。
このように本実施形態では、現像剤の帯電量に関する情報として画像DUTYを使用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13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、ビデオカウント部57を有する。本実施形態では、カウンター52及びビデオカウント部57で、取得部及びトナー消費量検知手段としてのトナー消費量検知部58を構成している。
ビデオカウント部57は、感光ドラム上に形成された画像ドット数、即ち、ビデオカウントを積算する。例えば、入力された画像データの(例えば600dpiにおける)1画素毎のレベル(0〜255レベル)を画像1面分積算する。また、カウンター52により画像形成枚数をカウントし、ある画像形成枚数分のビデオカウントを積算し、これをこの画像形成枚数に100%DUTYのビデオカウントを乗じた値で割ることで、平均画像DUTYを求められる。即ち、平均画像DUTYとは、ある画像形成枚数の平均の画像DUTYであり、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に相当する。したがって、平均画像DUTYが高ければ、単位時間あたりに消費されるトナー消費量が多かった場合を示し、この場合には、多量の新しい現像剤が現像容器22内に補給され、現像剤の帯電量が低くなる傾向となる。一方、平均画像DUTYが低ければ、単位時間あたりに消費されるトナー消費量が少なかった場合を示し、この場合には、現像容器22内の現像剤の入れ替わりが少なく、現像剤の帯電量が高くなる傾向となる。本実施形態では、トナー消費量検知部58により平均画像DUTYを算出している。
本実施形態では、トナー消費量検知部58が平均画像DUTY(トナー消費量)を算出した情報をメモリ51に格納する。また、本実施形態の場合も、現像装置4の立ち上げ時(OFF/ON時)に、CPU50がメモリ51からその時の平均画像DUTYを読み出し、その情報に基づいて表2のテーブルから、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)を決定する。本実施形態では、表2のように3つのテーブルを設定しており、各テーブルはサービスモードにてユーザなどが選択できるようになっている。初期の設定はテーブル2としている。
Figure 2015222394
表2のテーブルは、平均画像DUTYに対してスクリュー回転速度(単位は「rpm」)がそれぞれ設定されている。なお、テーブル1は、平均画像DUTYに拘らずスクリュー回転速度を変更しないモードである。一方、テーブル2、3では、平均画像DUTY(トナー消費量)が第1の消費量に対応する場合よりも、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、スクリュー回転速度が速くなるように設定している。例えば、第1の消費量に関する値として平均画像DUTY20%以下で、スクリュー回転速度が700rpmであるのに対し、第2の消費量に関する値として平均画像DUTYが20%よりも大きいと、スクリュー回転速度は800rpm以上となる。
なお、本実施形態では、スクリュー回転速度に使用する平均画像DUTYの算出は、所定枚数以上の画像形成を行った時点で行うようにしている。このために、カウンター52により画像形成枚数をカウントし、現像装置4の立ち上げ時にCPU50がカウンター52によりカウントした値が所定枚数以上であれば、平均画像DUTYを算出し、メモリ51に記憶する。そして、この平均画像DUTYに基づいてスクリュー回転速度を制御する。したがって、本実施形態の場合、平均画像DUTYは、スクリュー回転速度を更新(つまり制御)してから次に更新するまでの画像DUTYの平均となる。
図14を用いて、本実施形態の制御の具体例について説明する。本実施形態でも、現像装置4の立ち上げ(OFF/ON)の度に図14のフローチャートを実行し、これにより求めたスクリュー回転速度で駆動開始するものとする。つまり本実施形態では、スクリュー回転速度の変更タイミングは現像駆動OFF/ONのタイミングである。
まず、現像駆動OFF/ONの度にその時点の画像形成枚数(プリント枚数)C(n)をメモリ51から読み出し、そして前回のスクリュー回転速度を平均画像DUTYにより変更したプリント枚数Cdと比較する(S11)。C(n)−Chが1000枚以上であれば(S11のY)、別途計算により求めたその時の積算画像ドット数Bをメモリから読み出す。そして、b_max(C(n)−Cd)で割ることで、前回平均画像DUTYによりスクリュー回転速度を更新してからその時点までの1枚プリント当たりの平均画像DUTY<D>を求める(S12)。ここで、b_maxとは、A4、1枚プリント時の100%画像DUTYのときの画像ドット数である。また積算画像ドット数Bは、そのときの画像ドット数をb(n)として1枚プリント毎にB=B+b(n)を計算することによって逐次加算されていく数であるとする。
S12で求めた平均画像DUTY<D>をメモリ51へと格納し(S13)、次なる平均画像DUTYの計算のために積算ドット数Bをゼロにクリアする(S14)。その後、その時点のプリント枚数C(n)を平均画像DUTYによってスクリュー回転速度を変更した直近の枚数Cdとし(S15)、メモリ51に格納している平均画像DUTY<D>を用いて現像駆動を立ちあげる(S16)。即ち、表2のテーブルから平均画像DUTY<D>のスクリュー回転速度を読み出し、そのスクリュー回転速度で現像装置4の駆動を立ち上げる。一方、S11で前回のスクリュー回転速度を平均画像DUTYにより変更したプリント枚数Cdとの差分が1000枚未満であれば(S11のN)、前回の平均画像DUTY<D>を用いて現像駆動を立ちあげる(S16)。即ち、<D>を更新していないので前回のままのスクリュー回転速度で立ちあげる。このようなシーケンスとすることによって、ある頻度(本実施例では1000枚以上)でスクリュー回転速度を更新し、その時の平均画像DUTYに合わせたスクリュー回転速度とすることができる。
このような本実施形態の場合、現像剤の流動性が高くなる帯電量が低い状態、即ち、平均画像DUTYが高い(トナー消費量が多い)状態で、第1の搬送スクリュー25の駆動速度が速くなるように制御される。このため、第1の実施形態と同様に、現像剤の流動性が高くて現像剤が排出口40近傍に滞留しにくくても、現像剤の剤面を上げて、現像剤の排出を適切に行える。
このような本実施形態の効果について、図11及び図15を用いて説明する。図11、15は、本実施形態の効果を確認するために行った実験結果を示している。実験は、スクリュー回転速度を平均画像DUTYに拘らず一定とした比較例と、本実施形態のように、平均画像DUTYに応じてスクリュー回転速度を変更した実施例2とで、それぞれ以下のような条件で行った。まず、画像DUTYを複数振って、それぞれ現像剤湿度が異なる環境で現像装置を駆動し、現像容器内の現像剤量を比較した。図11、15は、この現像剤量を示しており、図11は比較例の結果、図15は実施例2の結果をそれぞれ示している。また、比較例では、スクリュー回転速度は一定で700(rpm)とした。また、実施例2では、表2のテーブル2を使用してスクリュー回転速度を制御した。
図11より、スクリュー回転速度を平均画像DUTYによって制御せず一定とした比較例の場合は、平均画像DUTYによって現像剤量が変動する。特に平均画像DUTYが100%の場合は現像剤排出量が著しく下がり、それを現像容器内の剤量で補うため現像剤量は湿度が0%の時に比べて上昇する。更にこの傾向は実施例1で説明したとおり現像剤湿度にも依存し、特に高湿度環境において顕著である。結局先述のとおり比較例では画像DUTYが高く、高湿になるほど現像剤溢れに対しロバスト性がなくなり、現像駆動OFF/ONなど、一瞬の現像剤面変動で現像剤溢れが発生してしまうリスクが大きくなる。
一方、実施例2の場合は、図15に示す通り、平均画像DUTYによってスクリュー回転速度を制御しているため、画像DUTYによる排出量のばらつきは抑えられ、0%−100%での現像剤量のばらつきは全湿度環境を通して小さくなっている。よって、比較例に比べて現像剤溢れに対し、ロバスト性が向上していることが分かる。
<第3の実施形態>
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。
このように本実施形態では、現像剤の帯電量に関する情報として、現像剤の湿度及び画像DUTYを使用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16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、ビデオカウント部57を有する。本実施形態でも、カウンター52及びビデオカウント部57で、取得部及びトナー消費量検知手段としてのトナー消費量検知部58を構成している。また、本実施形態の場合も、湿度検知部53は、水分量検知手段としての水分量センサ54、温度検知手段としての温度センサ55、算出手段としての算出部56を有する。各部の構成及び作用は、第1、第2の実施形態と同様である。
本実施形態の場合、CPU50は、前回、メモリ51に湿度検知部53により検知した湿度(湿度情報)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湿度検知部53により検知した湿度(湿度情報)をメモリ51に記憶させる。即ち、メモリ51内の湿度情報を更新する。また、CPU50は、前回、メモリ51にトナー消費量検知部58により検知した平均画像DUTYを記憶した時から、第2枚数以上の記録材に画像形成が行われるとトナー消費量検知部58により検知した平均画像DUTYをメモリ51に記憶させる。ここで、第2枚数は第1枚数とは異なり、第1枚数よりも多い。例えば、第1枚数が300枚、第2枚数が1000枚とする。
そして、CPU50は、メモリ51に記憶された湿度(湿度情報)と平均画像DUTY(トナー消費量)との関係から設定される速度に基づいて、第2の駆動モータM2を制御する。本実施形態では、表3のテーブルから、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)を決定する。また、本実施形態では、表3のように3つのテーブルを設定しており、各テーブルはサービスモードにてユーザなどが選択できるようになっている。初期の設定はテーブル2としている。ここで、表3のようにサービスモードにてテーブルを複数設けた理由は、特定のユーザや地域(環境)に応じてより適切なテーブルを選択できるようにするためである。
Figure 2015222394
表3のテーブルは、現像剤湿度及び平均画像DUTYに対してスクリュー回転速度(単位は「rpm」)がそれぞれ設定されている。なお、テーブル1は、現像剤湿度及び平均画像DUTYに拘らずスクリュー回転速度を変更しないモードである。一方、テーブル2、3では、現像剤の湿度が第1の湿度の場合(例えば15%以下)よりも、第1の湿度よりも高い第2の湿度の場合の(例えば15%よりも大きい)方が、スクリュー回転速度が速くなるように設定している。且つ、平均画像DUTY(トナー消費量)が第1の消費量に対応する場合(例えば20%以下)よりも、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(例えば20%よりも大きい)方が、スクリュー回転速度が速くなるように設定している。
図17を用いて、本実施形態の制御の具体例について説明する。本実施形態でも、現像装置4の立ち上げ(OFF/ON)の度に図17のフローチャートを実行し、これにより求めたスクリュー回転速度で駆動開始するものとする。つまり本実施形態でも、スクリュー回転速度の変更タイミングは現像駆動OFF/ONのタイミングである。
まず、現像駆動OFF/ONの度にその時点の画像形成枚数(プリント枚数)C(n)をメモリ51から読み出し、前回のメモリ51内の現像剤湿度Hを更新したプリント枚数Chと比較する(S21)。そして、C(n)−Chが300枚以上であれば(S21のY)、その時の現像剤湿度をメモリ51から読み出し、スクリュー回転速度制御に用いる現像剤湿度Hとする(S22)。現像剤湿度は毎プリントごとに算出し、メモリ51に格納しておくものとする。その後、その時点のプリント枚数C(n)を直近に現像剤湿度Hを更新した枚数Chとし(S23)、次のS24に進む。一方、S21でC(n)−Chが300枚未満であれば(S21のN)、現像剤湿度Hを更新することなく、前回のままとして次のS24に進む。
次に、メモリ51から読みだしたプリント枚数C(n)を、前回のメモリ51内の平均画像DUTYを更新したプリント枚数Cdと比較する(S24)。C(n)−Chが1000枚以上であれば(S24のY)、別途計算により求めたその時の積算画像ドット数Bをメモリから読み出す。そして、b_max(C(n)−Cd)で割ることで、前回平均画像DUTYを更新してからその時点までの1枚プリント当たりの平均画像DUTY<D>を求める(S25)。
S25で求めた平均画像DUTY<D>をメモリ51へと格納し(S26)、次なる平均画像DUTYの計算のために積算ドット数Bをゼロにクリアする(S27)。その後、その時点のプリント枚数C(n)を平均画像DUTYを更新した直近の枚数Cdとし(S28)、メモリ51に格納している現像剤湿度H及び平均画像DUTY<D>を用いて現像駆動を立ちあげる(S29)。即ち、表3のテーブルから現像剤湿度H及び平均画像DUTY<D>のスクリュー回転速度を読み出し、そのスクリュー回転速度で現像装置4の駆動を立ち上げる。
一方、S24でC(n)−Cdが1000枚未満であれば(S24のN)、平均画像DUTY<D>を更新することなく、前回のままとしてS29に進む。このようなシーケンスとすることによって、ある頻度(本実施例では300枚以上又は1000枚以上)でスクリュー回転速度を更新し、その時の現像剤湿度及び平均画像DUTYに合わせたスクリュー回転速度とすることができる。このような本実施形態の場合、現像剤湿度及び平均画像DUTYを用いてスクリュー回転速度を制御するため、より高精度に現像剤の排出を行える。
このような本実施形態の効果について、図11及び図18を用いて説明する。図11、18は、本実施形態の効果を確認するために行った実験結果を示している。実験は、スクリュー回転速度を現像剤湿度及び平均画像DUTYに拘らず一定とした比較例と、本実施形態のように、現像剤湿度及び平均画像DUTYに応じてスクリュー回転速度を変更した実施例3とで、それぞれ以下のような条件で行った。まず、画像DUTYを複数振って、それぞれ現像剤湿度が異なる環境で現像装置を駆動し、現像容器内の現像剤量を比較した。図11、18は、この現像剤量を示しており、図11は比較例の結果、図18は実施例3の結果をそれぞれ示している。また、比較例では、スクリュー回転速度は一定で700(rpm)とした。また、実施例3では、表3のテーブル2を使用してスクリュー回転速度を制御した。
図18に示す通り、実施例3においては現像剤湿度と平均画像DUTYの2つのパラメータによってスクリュー回転速度を制御しているため、実施例1や実施例2の場合と比較してもより効果的に排出量のばらつきが抑えられた。この結果、実施例3では、現像剤溢れに対しロバスト性がより向上していることが分かる。
<第4の実施形態>
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。
このように本実施形態でも、第3の実施形態と同様に、現像剤の帯電量に関する情報として、現像剤の湿度及び画像DUTYを使用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も、図16に示すように、CPU50、メモリ51、カウンター52、湿度検知部53、ビデオカウント部57を有する。本実施形態でも、カウンター52及びビデオカウント部57でトナー消費量検知部58を構成し、湿度検知部53は、水分量センサ54、温度センサ55、算出部56を有する。各部の構成及び作用は、第1、第2の実施形態と同様である。
本実施形態の場合も、CPU50は、メモリ51に記憶された湿度(湿度情報)及び平均画像DUTYに基づいてスクリュー回転速度を制御する。但し、所定のタイミング(本実施形態では現像駆動OFF/ON時)で湿度検知部53により検知される湿度がメモリ51に記憶された湿度に対し大きく変化した場合には、しばらくメモリ51内の現像剤湿度の情報を更新しない。即ち、今回検知した湿度(湿度情報)が前回検知した湿度(湿度情報)に対し、所定の湿度範囲である(に対応する)低湿度区分から低湿度区分よりも高い湿度範囲である(に対応する)高湿度区分に変化した場合を考える。この場合には、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、メモリ51に記憶された湿度を更新しない。即ち、前回のままの湿度を使用して、スクリュー回転速度を制御する。一方、それ以外の場合には、第3の実施形態と同様に、メモリ51に記憶された湿度をその時に検知した湿度に更新し、その湿度を使用してスクリュー回転速度を制御する。
言い換えれば、現像剤湿度が低湿度区分から高湿度区分へ現像剤を取り巻く環境が変わった時に、直ちにスクリュー回転速度を変更せず、所定枚数(本実施形態では500枚)プリントするまで、スクリュー回転速度をそのまま保つ。その後、500枚を超えた後の最初の現像駆動のOFF/ON時にスクリュー回転速度を、検知した湿度に応じて変更する。
なお、本実施形態の湿度区分は、前述の表3に示した区分であり、3つの区分に分けられている。即ち、第1の区分が「15%以下」、第2の区分が「15%より大きく45%以下」、第3の区分が「45%よりも大きい」である。したがって、今回検知した湿度が前回検知した湿度に対し、所定の湿度範囲である低湿度区分から低湿度区分よりも高い湿度範囲である高湿度区分に変化した場合とは、次のような場合となる。即ち、前回検知した湿度が第1の区分の範囲であり、今回検知した湿度が第2の区分又は第3の区分の範囲となった場合、或いは、前回検知した湿度が第2の区分の範囲であり、今回検知した湿度が第3の区分の範囲となった場合である。この場合には、直ちにスクリュー回転速度を変更せず、所定枚数プリントするまで、スクリュー回転速度をそのまま保つようにする。
ここで、スクリュー回転速度制御において、仮に温度センサや水分量センサの検知により決定した現像剤湿度と実際の現像剤湿度がアンマッチした場合、最も弊害が出やすいのは、次のとおりである。即ち、現像剤がそれほど高湿度ではないのに、検知決定した湿度が高湿度であり、本来あるべきスクリュー回転速度よりも速い回転速度で駆動され、現像剤排出過多となる場合である。なぜなら、現像剤排出過多により現像剤が減少する速度は一般に速く、すぐに現像剤が枯渇し、現像スリーブへと十分な現像剤が供給されず、濃度ムラ等の画像弊害を生み出す可能性が高いからである。
逆に、現像剤排出不良は長期にわたって続く場合は深刻であるが、一時の検出アンマッチくらいの期間では現像剤の増加による溢れ等のリスクは少ない。更に、現像剤を取り巻く環境が低湿度から高湿度へと変化した場合、現像剤はある程度は遅延してその環境へと追従していくため、少なからず上記のような問題は比較的起きやすいと考えられる。このような理由から、本実施形態では、温度センサや水分量センサの検知により現像剤湿度が低湿度区分から高湿度区分へと切り替わった時点から500枚プリントするまでは現像剤湿度によるスクリュー回転速度制御を行わないものとした。
一方、温度センサや水分量センサの検知により湿度区分が高湿から低湿へと切り替わる場合は、次の通りである。即ち、仮に検知した現像剤湿度と実際の現像剤湿度がアンマッチしたとしても、現像剤がそれほど低湿度ではないのに検知決定した湿度が低湿度である場合である。この場合は、本来あるべきスクリュー回転速度よりも遅い回転速度で駆動され、現像剤排出不良となる場合である。前述の通り、このような状態が長期にわたって続く場合は深刻であるが、スクリュー駆動に従い検知した現像剤湿度と実際の現像剤湿度が徐々に一致するため、一時的なアンマッチであれば現像剤の増加による溢れ等のリスクは少ない。よってこの場合は低湿度から高湿度への切り替え時のようなスクリュー回転速度変更を行わないという制御は実行する必要がない。
図19及び図20を用いて、本実施形態の制御の具体例について説明する。本実施形態でも、現像装置4の立ち上げ(OFF/ON)の度に図19のフローチャートを実行し、これにより求めたスクリュー回転速度で駆動開始するものとする。つまり本実施形態でも、スクリュー回転速度の変更タイミングは現像駆動OFF/ONのタイミングである。なお、図19のフローは、前述の図17のフローと共通する部分が多くあるため、同一のステップについては説明を省略又は簡略にし、図19について、図17のフローと異なる部分を中心に説明する。
まず、現像駆動OFF/ONの度に後述するフラグK=0であるか否かを確認する(S31)。K=0であれば(S31のY)、即ち、フラグが立ってなければ、その時点の画像形成枚数(プリント枚数)C(n)を、前回のスクリュー回転速度を湿度により変更したプリント枚数Chと比較する(S32)。次いで、前回更新した現像剤湿度H(つまりメモリ51に格納されている現像剤湿度H)に対し、今回更新しようとしている現像剤湿度H(n)が表3のテーブルにおいて、低湿度区分から高湿度区分に切り替わろうとしているかを判断する(S33)。これに該当していなければ(S33のN)、K=0のまま(S34)、S35に進む。即ち、その時の現像剤湿度をメモリ51から読み出し、スクリュー回転速度制御に用いる現像剤湿度Hとする(S35)。その後、その時点のプリント枚数C(n)を直近に現像剤湿度Hを更新した枚数Chとし(S36)、次のS38に進む。
S33で、低湿度区分から高湿度区分に切り替わろうしているならば(S33のY)、スクリュー回転速度維持フラグKに1を立て(K=1)、現像剤湿度Hを更新せず、そのまま平均画像DUTYによる制御へと移る(S37)。S38〜S43は、図17のS24〜S29と同じであるため、説明を省略する。以降、現像駆動OFF/ONの度に最初のフローでKが1か否かを確認し(S31)、K=1であれば無条件に、平均画像DUTYによる制御へと移り、S38以降のステップを実行する。
ここで、Kが1から0へと切り替わるには(フラグが解除されるには)、プリント枚数がK=1となった時点から500枚をカウントするまでとする。このフローを図20に示す。即ち、プリント開始時(プリントジョブ開始時ではない)にK=1であるか否かを確認する(S51)。そして、K=1であれば(S51のY)、プリント枚数Lをカウントし(S52)、Lが500枚以上となった時点(S53のY)でK=0、L=0とする(S54)。これにより、K=1となった時点から500枚以上プリントされることでフラグが解除され、図19のS32以降のステップに移行可能となる。
例えば、表3のテーブル3で、スクリュー回転速度の区分が「湿度15%−45%、平均画像DUTY20%−50%」の区分(900rpm)からより高湿度区分(例えば湿度60%)になった場合を考える。この場合、K=1となり、現像剤湿度Hは更新されないが、仮に、画像DUTYも同時に高DUTYとなり、平均画像DUTYが50%を超えれば、スクリュー回転速度の区分は、「湿度15%−45%、平均画像DUTY50%以上」の区分となる。そして、スクリュー回転速度は900rpmから1100rpmとなる。その後、500枚以上のプリントがなされ、K=0となった時点で、湿度が60%であるため、スクリュー回転速度の区分は、「湿度45%以上、平均画像DUTY50%以上」となり、スクリュー回転速度は、1100rpmから1400rpmに変更される。
本実施形態の場合、このような制御にすることによって、環境アンマッチというリスクを低減しつつ、環境やプリント画像の画像DUTYに応じて最適なスクリュー回転速度を選択することが可能となる。この結果、現像剤溢れなどの画像弊害を抑制し、長期にわたって安定した画像を得ることができる。
<他の実施形態>
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。
また、上述の各実施形態では、現像スリーブ28へ現像剤を供給する機能をもつ現像室23と現像スリーブ28から現像剤を回収する機能を持つ攪拌室24はそれぞれ別で上下に配置された縦攪拌型の現像装置を用いた。但し、本発明は、このような構成以外の現像装置を備えた画像形成装置にも適用可能である。例えば、図21に示すように、現像スリーブ28の駆動源と搬送スクリュー25、26の駆動源がそれぞれ別であれさえすれば、現像室23と攪拌室24とが横に配置された横攪拌型の現像装置を使用することもできる。また、図22に示すように、縦攪拌型であっても、現像スリーブ28と搬送スクリュー25、26との駆動源がそれぞれ別であれば、現像スリーブ28へ現像剤を供給する機能と現像後の剤を回収する機能が分かれていない現像装置も使用可能である。
1(1a、1b、1c、1d)・・・感光ドラム(像担持体)/4(4a、4b、4c、4d)・・・現像装置(現像手段)/22・・・現像容器/25・・・第1の搬送スクリュー/25a・・・回転軸/25b・・・羽根/26・・・第2の搬送スクリュー/31・・・ホッパー(補給手段)/32・・・補給スクリュー/40・・・排出口/50・・・CPU(制御手段)/51・・・メモリ(記憶手段)/52・・・カウンター/53・・・湿度検知部(取得部、湿度検知手段)/54・・・水分量センサ(水分量検知手段)/55・・・温度センサ(温度検知手段)/56・・・算出部(算出手段)/57・・・ビデオカウント部/58・・・トナー消費量検知部(取得部、トナー消費量検知手段)/100・・・画像形成装置/M1・・・第1の駆動モータ/M2・・・第2の駆動モータ(駆動手段)/α・・・第1領域/β・・・第2領域

Claims (9)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
JP2014107572A 2014-05-23 2014-05-23 画像形成装置 Active JP6366363B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014107572A JP6366363B2 (ja) 2014-05-23 2014-05-23 画像形成装置
CN201580026961.2A CN106415406B (zh) 2014-05-23 2015-05-22 图像形成装置
DE112015002439.5T DE112015002439T5 (de) 2014-05-23 2015-05-22 Bilderzeugungsgerät
PCT/JP2015/065489 WO2015178506A1 (ja) 2014-05-23 2015-05-22 画像形成装置
GB1621696.2A GB2541622B (en) 2014-05-23 2015-05-22 Image forming apparatus
US15/354,020 US9946191B2 (en) 2014-05-23 2016-11-17 Image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014107572A JP6366363B2 (ja) 2014-05-23 2014-05-23 画像形成装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015222394A true JP2015222394A (ja) 2015-12-10
JP6366363B2 JP6366363B2 (ja) 2018-08-01

Family

ID=54554162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014107572A Active JP6366363B2 (ja) 2014-05-23 2014-05-23 画像形成装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9946191B2 (ja)
JP (1) JP6366363B2 (ja)
CN (1) CN106415406B (ja)
DE (1) DE112015002439T5 (ja)
GB (1) GB2541622B (ja)
WO (1) WO2015178506A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019040107A (ja) * 2017-08-25 2019-03-14 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP2019082537A (ja) * 2017-10-30 2019-05-30 コニカミノルタ株式会社 現像装置及び画像形成装置
JP2020095197A (ja) * 2018-12-14 2020-06-18 コニカミノルタ株式会社 現像装置および画像形成装置
JP2020194142A (ja) * 2019-05-30 2020-12-03 コニカミノルタ株式会社 画像形成装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7146493B2 (ja) 2017-07-10 2022-10-04 キヤノン株式会社 画像形成装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04204776A (ja) * 1990-11-30 1992-07-27 Canon Inc 現像装置
JP2000112238A (ja) * 1998-09-30 2000-04-21 Fuji Xerox Co Ltd 現像装置
JP2003107904A (ja) * 2001-09-27 2003-04-11 Konica Corp 現像装置および画像形成装置
JP2003167480A (ja) * 2001-12-03 2003-06-13 Canon Inc 現像装置及びこれを備えた画像形成装置
JP2010204171A (ja) * 2009-02-27 2010-09-16 Ricoh Co Ltd 画像形成装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59100471A (ja) 1982-12-01 1984-06-09 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真複写機用現像装置
JP2002365911A (ja) * 2001-06-12 2002-12-20 Ricoh Co Ltd 現像装置及び画像形成装置
JP4909146B2 (ja) * 2007-03-29 2012-04-04 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP2008275705A (ja) * 2007-04-25 2008-11-13 Murata Mach Ltd 画像形成装置
JP4999611B2 (ja) 2007-08-30 2012-08-15 株式会社リコー 現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置
JP5196942B2 (ja) * 2007-10-09 2013-05-15 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP2009244455A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Seiko Epson Corp 現像カートリッジ、現像装置及び画像形成装置
JP4878636B2 (ja) 2009-08-26 2012-02-15 キヤノン株式会社 画像形成装置
US20110064435A1 (en) * 2009-09-16 2011-03-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Image forming apparatus and image forming method
JP5352543B2 (ja) * 2010-07-23 2013-11-27 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 現像装置およびそれを備えた画像形成装置
US20120251185A1 (en) * 2011-03-30 2012-10-04 Canon Kabushiki Kaisha Developing device
JP6012214B2 (ja) 2011-04-20 2016-10-25 キヤノン株式会社 現像装置
JP6300637B2 (ja) 2014-05-23 2018-03-28 キヤノン株式会社 現像装置
JP6261445B2 (ja) 2014-05-23 2018-01-17 キヤノン株式会社 現像装置及び画像形成装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04204776A (ja) * 1990-11-30 1992-07-27 Canon Inc 現像装置
JP2000112238A (ja) * 1998-09-30 2000-04-21 Fuji Xerox Co Ltd 現像装置
JP2003107904A (ja) * 2001-09-27 2003-04-11 Konica Corp 現像装置および画像形成装置
JP2003167480A (ja) * 2001-12-03 2003-06-13 Canon Inc 現像装置及びこれを備えた画像形成装置
JP2010204171A (ja) * 2009-02-27 2010-09-16 Ricoh Co Ltd 画像形成装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019040107A (ja) * 2017-08-25 2019-03-14 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP2019082537A (ja) * 2017-10-30 2019-05-30 コニカミノルタ株式会社 現像装置及び画像形成装置
JP7009918B2 (ja) 2017-10-30 2022-01-26 コニカミノルタ株式会社 現像装置及び画像形成装置
JP2020095197A (ja) * 2018-12-14 2020-06-18 コニカミノルタ株式会社 現像装置および画像形成装置
JP7322394B2 (ja) 2018-12-14 2023-08-08 コニカミノルタ株式会社 現像装置および画像形成装置
JP2020194142A (ja) * 2019-05-30 2020-12-03 コニカミノルタ株式会社 画像形成装置
JP7392291B2 (ja) 2019-05-30 2023-12-06 コニカミノルタ株式会社 画像形成装置

Also Published As

Publication number Publication date
GB201621696D0 (en) 2017-02-01
DE112015002439T5 (de) 2017-03-09
GB2541622A (en) 2017-02-22
US20170068183A1 (en) 2017-03-09
JP6366363B2 (ja) 2018-08-01
GB2541622B (en) 2020-08-26
CN106415406B (zh) 2020-06-09
CN106415406A (zh) 2017-02-15
US9946191B2 (en) 2018-04-17
WO2015178506A1 (ja) 2015-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4819547B2 (ja) 現像装置
JP4878636B2 (ja) 画像形成装置
JP4909146B2 (ja) 画像形成装置
JP6366363B2 (ja) 画像形成装置
US8099026B2 (en) Development device and image forming apparatus capable of reducing stress applied to developer
JP6415208B2 (ja) 現像装置
JP6598596B2 (ja) 現像装置
JP2011128526A (ja) 画像形成装置
JP2010223978A (ja) 現像装置及び画像形成装置
JP5871470B2 (ja) 画像形成装置
JP2010164853A (ja) 現像装置及び画像形成装置
US10372068B2 (en) Development device
JP6272139B2 (ja) 現像装置及び画像形成装置
US9417561B2 (en) Developing device
US20150177641A1 (en) Image forming apparatus
JP2010048859A (ja) 画像形成装置
JP2012242733A (ja) 画像形成装置
US11016417B2 (en) Developing apparatus
JP2023127147A (ja) 画像形成装置
JP2019082602A (ja) 現像装置及びこれを用いた画像形成装置
JP2021028697A (ja) 現像装置
JP2021028696A (ja) 現像装置
US20190011877A1 (en) Image forming apparatus
JP2023079747A (ja) 画像形成装置及び現像装置
JP2010066582A (ja) 画像形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170517

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180313

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180511

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180605

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180703

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6366363

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151