JP2017191198A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】現像ローラに対するトナー付着量の安定化を図ることができる技術を提供する。
【解決手段】現像剤担持体31の回転軸よりも上方において現像剤担持体31の表面に当接または近接して配置される第1部材34と、第1部材34よりも現像剤担持体31の回転方向の上流側であって第1部材34よりも下方の位置において現像剤担持体31の表面に近接して配置される第2部材33と、を備え、現像剤担持体31の表面において第1部材34が当接または最も近接する第1位置K1と、現像剤担持体31の表面において第2部材33と最も近接する第2位置K2と、の間の回転方向の間隔が変更可能であり、現像装置が画像形成動作を行っている間は該間隔が維持されることを特徴とする。
【選択図】図8
【解決手段】現像剤担持体31の回転軸よりも上方において現像剤担持体31の表面に当接または近接して配置される第1部材34と、第1部材34よりも現像剤担持体31の回転方向の上流側であって第1部材34よりも下方の位置において現像剤担持体31の表面に近接して配置される第2部材33と、を備え、現像剤担持体31の表面において第1部材34が当接または最も近接する第1位置K1と、現像剤担持体31の表面において第2部材33と最も近接する第2位置K2と、の間の回転方向の間隔が変更可能であり、現像装置が画像形成動作を行っている間は該間隔が維持されることを特徴とする。
【選択図】図8
Description
本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。
複写機等の画像形成装置で用いられる画像形成方式の一つに電子写真記録方式がある。この方式では、像担持体たる感光ドラム表面を帯電装置によって均一に帯電し、露光装置によって静電潜像を形成する。そして、現像装置によって静電潜像をトナー像に現像して顕像化し、トナー像を中間転写体などの転写装置を介して紙などの記録材に転写し、最後に定着装置によって永久画像を形成する。
現像装置は、特許文献1に記載のように、現像枠体に収容した非磁性一成分トナーを、供給ローラによって現像ローラに供給し、現像ブレードによって現像ローラ上でのトナー厚みを略一定にして感光ドラム表面に供給し、潜像を現像するのが一般的である。ここで、特許文献2には、現像剤として非磁性一成分トナーを用いる構成において、供給ローラを廃した構成の現像装置が提案されている。この構成では、現像ローラに当接する供給ガイドを設け、現像ローラと供給ガイドで形成される空間にトナーを搬送して溜め、トナー自重と現像ローラの回転力との相乗効果によってトナーを現像ローラに供給する。
現像ローラとしては、特許文献3、4に示されるように、ローラ表面に抵抗値または誘電率の異なる2種類の部分を規則的に一定のパターンピッチで露出混在させることで、ローラ表面に多数の微小電界を形成する構成が提案されている。この構成によれば、微小電界によって発生するグラディエント力によりトナーをローラ表面に引き付けて担持し、感光ドラム上の静電潜像に適量のトナーを付着させることができるので、画像濃度が高く、線図の再現性・階調性に優れた画像を得ることができる。なお、前述の誘電率の異なる部分を表面に設けた現像ローラは、その誘電部の材料によって、誘電部の抵抗が環境に依存して変化してしまう場合があり、使用する環境によっては現像ローラに対するトナーの付着量が変化する。このような課題を解決するために、特許文献4には、誘電部の体積抵抗の変動差が少なくなるような材料を用いる手法が開示されている。
供給ローラを用いる装置構成においては、供給ローラを回転させるための機構が現像ローラ等を回転させるための機構とは別に必要となり、さらに供給ローラ自身も小型化に限度があることから、現像装置全体の小型化・簡素化に限度がある。他方、供給ローラを用いない上記装置構成では、問題は軽減されるものの、現像ローラ表面上の誘電部が、使用環境によって抵抗変化してしまい、現像ローラ上のトナーコート量が環境によって変わってしまうことがあるという課題がある。このような課題の解決のために、特許文献4のように、使用環境によって誘電部の体積抵抗の変動差が少なくなるような材料を用いることは、有効な手法の一つと考えられる。
しかしながら、誘電体の抵抗変動を材料で抑制する手法では、利用できる材料に制限が出来てしまう。安価かつ大量に精算可能な現像ローラに対して所望の特性を持たせることは困難な場合があり、大量生産との兼ね合いにおいてその適用に限界がある。
本発明は、現像剤担持体としての現像ローラに対する現像剤としてのトナー付着量の安定化を図ることができる技術を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の現像装置は、
画像形成装置に用いられる現像装置であって、
現像剤が収容される枠体と、
前記枠体の現像剤の収容室に回転可能に配置され、現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の回転軸よりも上方において前記現像剤担持体の表面に当接または近接して配置される第1部材と、
前記第1部材よりも前記現像剤担持体の回転方向の上流側であって前記第1部材よりも下方の位置において前記現像剤担持体の表面に近接して配置される第2部材と、
を備え、
前記現像剤担持体の表面において前記第1部材が当接または最も近接する第1位置と、前記現像剤担持体の表面において前記第2部材と最も近接する第2位置と、の間の前記回転方向の間隔が変更可能であり、現像装置が画像形成動作を行っている間は前記間隔が維持されることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の現像装置は、
画像形成装置に用いられる現像装置であって、
現像剤が収容される収容室を形成する可撓性を有する容器と、前記容器の外側で移動可能に設けられ可動部材であって、移動により前記容器に当たる位置が変化することで前記容器の形状を変化させることが可能な可動部材と、を有する枠体と、
前記収容室に回転可能に配置され、現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の回転軸よりも上方において前記現像剤担持体の表面に当接または近接して配置される規制部材と、
を備え、
前記容器は、前記規制部材よりも前記現像剤担持体の回転方向の上流側であって前記規制部材よりも下方の位置において前記現像剤担持体の表面に近接する近接部の位置を、前記可動部材の移動による変形によって変更可能に構成されており、
前記近接部と、前記現像剤担持体の表面において前記規制部材が当接または最も近接する位置と、の間の前記回転方向の間隔が変更可能であることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の現像装置は、
画像形成装置に用いられる現像装置であって、
現像剤が収容される枠体と、
前記枠体の現像剤の収容室に回転可能に配置され、現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の回転軸よりも上方において前記現像剤担持体の表面に当接する第1規制部材と、
前記第1規制部材よりも前記現像剤担持体の回転方向の上流側であって前記第1規制部材よりも下方の位置において前記現像剤担持体の表面に近接する一方の端部と、前記表面から離れた他方の端部と、を有する第2規制部材と、
を備え、
前記現像剤担持体の回転軸の方向に見たときにおける、前記表面と前記第1規制部材との接点と、前記第2規制部材の前記一方の端部と前記他方の端部とを結ぶ仮想線を延長して前記表面と交わる交点と、の間の距離が変更可能であり、現像装置が画像形成動作を行っている間は前記距離が維持されることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
像担持体と、
上記現像装置であって、前記像担持体に形成された潜像を、記録材に転写するための現像剤像として現像する現像装置と、
少なくとも前記現像装置を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする。
画像形成装置に用いられる現像装置であって、
現像剤が収容される枠体と、
前記枠体の現像剤の収容室に回転可能に配置され、現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の回転軸よりも上方において前記現像剤担持体の表面に当接または近接して配置される第1部材と、
前記第1部材よりも前記現像剤担持体の回転方向の上流側であって前記第1部材よりも下方の位置において前記現像剤担持体の表面に近接して配置される第2部材と、
を備え、
前記現像剤担持体の表面において前記第1部材が当接または最も近接する第1位置と、前記現像剤担持体の表面において前記第2部材と最も近接する第2位置と、の間の前記回転方向の間隔が変更可能であり、現像装置が画像形成動作を行っている間は前記間隔が維持されることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の現像装置は、
画像形成装置に用いられる現像装置であって、
現像剤が収容される収容室を形成する可撓性を有する容器と、前記容器の外側で移動可能に設けられ可動部材であって、移動により前記容器に当たる位置が変化することで前記容器の形状を変化させることが可能な可動部材と、を有する枠体と、
前記収容室に回転可能に配置され、現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の回転軸よりも上方において前記現像剤担持体の表面に当接または近接して配置される規制部材と、
を備え、
前記容器は、前記規制部材よりも前記現像剤担持体の回転方向の上流側であって前記規制部材よりも下方の位置において前記現像剤担持体の表面に近接する近接部の位置を、前記可動部材の移動による変形によって変更可能に構成されており、
前記近接部と、前記現像剤担持体の表面において前記規制部材が当接または最も近接する位置と、の間の前記回転方向の間隔が変更可能であることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の現像装置は、
画像形成装置に用いられる現像装置であって、
現像剤が収容される枠体と、
前記枠体の現像剤の収容室に回転可能に配置され、現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の回転軸よりも上方において前記現像剤担持体の表面に当接する第1規制部材と、
前記第1規制部材よりも前記現像剤担持体の回転方向の上流側であって前記第1規制部材よりも下方の位置において前記現像剤担持体の表面に近接する一方の端部と、前記表面から離れた他方の端部と、を有する第2規制部材と、
を備え、
前記現像剤担持体の回転軸の方向に見たときにおける、前記表面と前記第1規制部材との接点と、前記第2規制部材の前記一方の端部と前記他方の端部とを結ぶ仮想線を延長して前記表面と交わる交点と、の間の距離が変更可能であり、現像装置が画像形成動作を行っている間は前記距離が維持されることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
像担持体と、
上記現像装置であって、前記像担持体に形成された潜像を、記録材に転写するための現像剤像として現像する現像装置と、
少なくとも前記現像装置を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする。
本発明によれば、現像剤担持体としての現像ローラに対する現像剤としてのトナー付着量の安定化を図ることができる。
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
(実施例1)
<画像形成装置とプロセスカートリッジ>
本発明が適用される画像形成装置としては、電子写真方式の作像プロセスを採用した複写機、レーザビームプリンタ(LBP)、プリンタ、ファクシミリ、マイクロフィルムリーダプリンタ、記録機等が挙げられる。これら画像形成装置は、作像プロセス部で記録材(転写材、印字用紙、感光紙、静電記録紙等)に中間転写方式あるいは直接転写方式で形成担持させた目的の画像情報の未定着現像剤像を固着像として定着させる。なお、各図における図の左右方向は、水平方向と一致し、上下方向は鉛直方向と一致する。すなわち、図の上方から下方に向かって重力が作用する。
<画像形成装置とプロセスカートリッジ>
本発明が適用される画像形成装置としては、電子写真方式の作像プロセスを採用した複写機、レーザビームプリンタ(LBP)、プリンタ、ファクシミリ、マイクロフィルムリーダプリンタ、記録機等が挙げられる。これら画像形成装置は、作像プロセス部で記録材(転写材、印字用紙、感光紙、静電記録紙等)に中間転写方式あるいは直接転写方式で形成担持させた目的の画像情報の未定着現像剤像を固着像として定着させる。なお、各図における図の左右方向は、水平方向と一致し、上下方向は鉛直方向と一致する。すなわち、図の上方から下方に向かって重力が作用する。
図1を参照して、本発明の実施例に係る画像形成装置について説明する。図1は、実施例1に係る画像形成装置の一例であるレーザビームプリンタの概略構成を示す模式的断面図である。図1に示すように、実施例1に係る画像形成装置は、画像形成本体70内にプ
ロセスカートリッジ1を着脱可能に備えている。像担持体たる感光ドラム10は、R1方向に回転可能に設けられている。感光ドラム10を均一に帯電するため、帯電手段たる帯電ローラ11には画像形成本体70内部に設けられた帯電装置用電圧印加手段71から所定の直流電圧が印加される。光学手段たる露光装置2は、該感光ドラム10表面に静電潜像を形成するため、非図示の情報処理機器より送られてきた画像情報により変調されたレーザーを感光ドラム10表面に照射する。現像手段たる現像装置3は、負帯電性の非磁性一成分現像剤T(以下トナー)が内包されている。現像装置3は、現像装置用電圧印加手段72により現像ローラ31に所定の直流電圧を印加してトナーを感光ドラム10表面に供給することで感光ドラム10表面の静電潜像を現像し、感光ドラム10表面に可視像(以下トナー像)を形成する。転写手段たる転写ローラ41は、感光ドラム10上のトナー像(現像剤像)を該トナー像の形成と同期してカセット76から搬送されてきた記録材Pに転写するため、転写装置用電圧印加手段73により所定電圧を印加される。このとき、トナー像の大部分は記録材Pへ転写されるが、一部は感光ドラム10上に残存する。この残存したトナーは、クリーニング装置5によって回収される。また、定着手段たる定着装置60は、記録材P上に転写されたトナー像を、熱と圧力によって永久画像として記録材Pに定着させる。定着が終了した記録材Pは排紙トレイ74上に蓄積される。
ロセスカートリッジ1を着脱可能に備えている。像担持体たる感光ドラム10は、R1方向に回転可能に設けられている。感光ドラム10を均一に帯電するため、帯電手段たる帯電ローラ11には画像形成本体70内部に設けられた帯電装置用電圧印加手段71から所定の直流電圧が印加される。光学手段たる露光装置2は、該感光ドラム10表面に静電潜像を形成するため、非図示の情報処理機器より送られてきた画像情報により変調されたレーザーを感光ドラム10表面に照射する。現像手段たる現像装置3は、負帯電性の非磁性一成分現像剤T(以下トナー)が内包されている。現像装置3は、現像装置用電圧印加手段72により現像ローラ31に所定の直流電圧を印加してトナーを感光ドラム10表面に供給することで感光ドラム10表面の静電潜像を現像し、感光ドラム10表面に可視像(以下トナー像)を形成する。転写手段たる転写ローラ41は、感光ドラム10上のトナー像(現像剤像)を該トナー像の形成と同期してカセット76から搬送されてきた記録材Pに転写するため、転写装置用電圧印加手段73により所定電圧を印加される。このとき、トナー像の大部分は記録材Pへ転写されるが、一部は感光ドラム10上に残存する。この残存したトナーは、クリーニング装置5によって回収される。また、定着手段たる定着装置60は、記録材P上に転写されたトナー像を、熱と圧力によって永久画像として記録材Pに定着させる。定着が終了した記録材Pは排紙トレイ74上に蓄積される。
<現像装置>
図2を参照して、本発明の実施例に係る現像装置3の構成について説明する。図2は、実施例1に係る現像装置3の概略構成を示す模式的断面図である。現像装置3は、少なくとも、現像剤たるトナーT、回転可能な現像剤担持体としての現像ローラ31、現像枠体32、第2部材あるいは第2規制部材としてのトナー搬送部材33、第1部材あるいは第1規制部材としての現像ブレード34を備える。現像枠体32は、現像剤収容室である内部空間にトナーが収容されるとともに、収容室下方に設けられた開口部を塞ぐような位置に現像ローラ31が回転可能に配置されており、収容室下面は現像ローラ31へ向かって下るように傾斜した傾斜面となっている。現像枠体32に収容されているトナーは、自重、収容室下面の傾斜、及びトナー搬送部材33の回転によって、現像ローラ31へ向かって移動する。また、現像装置3は、現像ブレード34が当接する領域とは異なる領域において現像ローラ31に当接するように現像枠体32に設けられ、開口部と現像ローラ31との隙間からトナーが収容室外部へ漏れるのを防ぐ可撓性シート38を有する。トナーTは、非磁性負帯電性を有し、例えば非磁性スチレンアクリル系+ポリエステル系樹脂などの材料が使用される。
図2を参照して、本発明の実施例に係る現像装置3の構成について説明する。図2は、実施例1に係る現像装置3の概略構成を示す模式的断面図である。現像装置3は、少なくとも、現像剤たるトナーT、回転可能な現像剤担持体としての現像ローラ31、現像枠体32、第2部材あるいは第2規制部材としてのトナー搬送部材33、第1部材あるいは第1規制部材としての現像ブレード34を備える。現像枠体32は、現像剤収容室である内部空間にトナーが収容されるとともに、収容室下方に設けられた開口部を塞ぐような位置に現像ローラ31が回転可能に配置されており、収容室下面は現像ローラ31へ向かって下るように傾斜した傾斜面となっている。現像枠体32に収容されているトナーは、自重、収容室下面の傾斜、及びトナー搬送部材33の回転によって、現像ローラ31へ向かって移動する。また、現像装置3は、現像ブレード34が当接する領域とは異なる領域において現像ローラ31に当接するように現像枠体32に設けられ、開口部と現像ローラ31との隙間からトナーが収容室外部へ漏れるのを防ぐ可撓性シート38を有する。トナーTは、非磁性負帯電性を有し、例えば非磁性スチレンアクリル系+ポリエステル系樹脂などの材料が使用される。
現像ローラ31は、トナーTを担持するためのものであり、現像枠体32の下方に設けられた開口部に配設されている。図4(a)に示すように、本実施例における現像ローラ31として、トナーの担持面が、導電体部からなる表面上に電荷を保持できる誘電体部が微小面積で複数散在露出するように構成された現像ローラを用いた。具体的には、現像ローラ31は、軸芯体31aの外周上に、導電性ゴム材料からなる弾性層31bと、体積抵抗1×1011Ω・cm以下の導電体部31c1と体積抵抗1×1013Ω・cm以上の誘電体部31dを有する表面層31cから構成される。この現像ローラ31は、弾性層31b上に、誘電体粒子を分散した導電性樹脂材料からなる表面層を例えばコーティング等で形成して、その表面を研磨して作製することができる。
現像枠体32は、トナーTを収容するためのものであり現像装置における現像剤収容部に相当する。トナー搬送部材33は、軸部33aと搬送部(シート状部)33bから成る。軸部33aは、HIPS等で構成され矢印R2方向に現像枠体32の現像剤収容室内を回転可能である。軸部33aの回転によって、搬送部33bにおいて軸部33aから現像ローラ31へ向かって延びる面の角度が変化し、現像ローラ31表面においてトナー搬送部材33と近接する位置が変化する。搬送部33bは、厚み50〜200μm程度のポリエチレンテレフタラートシートなどの薄型弾性体で構成され、トナーTを現像ローラ31
近接部へ搬送する。現像ブレード34は、厚み50〜120μmのSUS等金属板で構成され、現像ローラ31に10〜50gf/cm程度の当接圧を持って当接することによって、現像ローラ31上のトナー厚みを略一定に規制する。現像装置3は、このような構成により、現像ローラ31に担持され現像ブレード34により量が規制されたトナーTを感光ドラム10に供給する。
近接部へ搬送する。現像ブレード34は、厚み50〜120μmのSUS等金属板で構成され、現像ローラ31に10〜50gf/cm程度の当接圧を持って当接することによって、現像ローラ31上のトナー厚みを略一定に規制する。現像装置3は、このような構成により、現像ローラ31に担持され現像ブレード34により量が規制されたトナーTを感光ドラム10に供給する。
画像形成前、現像ローラ31と感光ドラム10は100μm程度の隙間をもって離間している。画像形成信号が送られてくると、画像形成本体は非図示の駆動手段によって現像装置の駆動入力部36に駆動入力を行い回転駆動が開始される。続いて、感光ドラム10と現像ローラ31の当接・離間機構によって当接動作を行う。本実施例では、駆動入力部36は、現像ローラ31と感光ドラム10が当接している時は、現像ローラ31の回転ギアとかみ合って現像ローラ31を回転させる(R3方向)。一方、現像ローラ31と感光ドラム10が離間している時は、駆動入力部36はトナー搬送部材33の回転ギアとかみ合ってトナー搬送部材33を回転させる(R2方向)。すなわち、トナー搬送部材33は、離間時のみ回転駆動し、当接時には停止するようにしている。このような機構を採用した理由は後述する。
<現像ローラへのトナーコート機構>
図3及び図4を参照して、現像ローラ31へのトナーコート機構について説明する。図3は、現像ローラ31へのトナーコートのメカニズムを説明する模式的断面図である。現像ローラ31へのトナーコートは、図3に示されるようなトナー循環Wとトナー溜まりSを作ることによって達成することができる。図3のようなトナー循環Wができると、現像ローラ31の回転力により現像ローラ31表面を伝って駆けのぼるトナーは、現像ブレード34で規制され容器下側に向かうトナーTとの転がり摩擦によって現像ローラ31上を矢印R3方向に転がり、帯電する。現像ローラ31上のトナーTが帯電すると、帯電したトナーTと現像ローラ上の誘電体部31dとが摺擦され、誘電体部31dは帯電される。
図3及び図4を参照して、現像ローラ31へのトナーコート機構について説明する。図3は、現像ローラ31へのトナーコートのメカニズムを説明する模式的断面図である。現像ローラ31へのトナーコートは、図3に示されるようなトナー循環Wとトナー溜まりSを作ることによって達成することができる。図3のようなトナー循環Wができると、現像ローラ31の回転力により現像ローラ31表面を伝って駆けのぼるトナーは、現像ブレード34で規制され容器下側に向かうトナーTとの転がり摩擦によって現像ローラ31上を矢印R3方向に転がり、帯電する。現像ローラ31上のトナーTが帯電すると、帯電したトナーTと現像ローラ上の誘電体部31dとが摺擦され、誘電体部31dは帯電される。
現像ローラ31の表面層31cにおける平面図を図4(b)、図4(b)のaa断面図を図4(c)に示す。誘電体部31dが帯電されることにより、誘電体部31dと導電体部31c1との間に、図4(c)の電気力線Eで示すように微小閉電界(マイクロフィールド)が形成される。この微小閉電界によって生じるグラディエント力(上田他著「静電気の基礎」P.15)を受けて、現像ローラ31近傍の無帯電トナーTは現像ローラ31表面に吸引され担持される。
誘電体部31dの大きさ(現像ローラ31(導電体部31c1)の周面に露出する部分(円形状部)の大きさ)は、例えば直径が5〜500μm程度にすることが望ましい。これは、表面に電荷を保持し、画像ムラを抑制するために必要なトナーを現像ローラ31に付着させるために最適な値である。直径≧5μmであれば、誘電体部31d表面に十分な電荷を保持し、十分な微小閉電界を形成することができる。直径<5μmである場合には、誘電体部31d表面に保持する電位量が少なく、十分な微小閉電界を形成することができない。また、直径>500μmである場合には、誘電体部31dと導電体部31c1の電位差が大きくなり、ムラの多い画像となる。
前述した誘電体部31dの帯電は、トナーと現像ローラの摺擦機会を増やすほど大きくなる。つまり、現像ローラ表面のトナーの動きが多いほど誘電体部31dの帯電量は増加する。現像ローラ表面のトナーの動きを増やすためには、図3に示したトナー循環Wを活発にすればよい。これによって誘電体部31dの帯電量は増加し、誘電体部31dと導電体部31c1との隣接部には微小閉電界が形成される。そして、トナー搬送部材33により現像ローラ近接部のトナー溜まりSに搬送されたトナーは、グラディエント力を受けて現像ローラ表面に吸引され担持される。
<トナー搬送手段・現像ブレードの配置>
図3、図5、図6を参照して、トナー搬送部材33、現像ブレード34の配置について説明する。図5は、現像装置3における現像ローラ31周辺の構成を現像ローラ31の回転軸方向に見た模式的断面図であって、現像ローラ31中心Oを通り重力方向・水平方向の仮想直線を引いて現像ローラ31周辺領域を4分割して示している。この図において、トナー搬送部材33の回転中心33Oと、現像ブレード34が現像ローラ31と当接する位置34Nとが、現像ローラ31がR3方向に回転しているときは、第1象限にあたる領域81に配置されていると良い。すなわち、現像ブレード34は現像ローラ31の回転軸よりも上方において現像ローラ31と当接するとともに、トナー搬送部材33の回転軸は、現像ローラ31の回転軸よりも上方に位置する。トナー搬送部材33が現像ローラ31と最も近接する部位である先端部の位置は、現像ブレード34の当接位置よりも現像ローラ31の回転方向の上流側に位置する。すなわち、現像ブレードと搬送部材は、現像ローラが回転しても現像ブレードの規制位置を越えられなかったトナーを、現像ローラ表面における現像ブレードとの接触位置とトナー搬送部材の近接位置との間の領域が面する空間に滞留させるように対向配置される。以上のような配置とするのは、前述したトナー循環による現像ローラ31上のトナー帯電をより効果的に発現させるためである。この点について、図3を用いて詳細に説明する。
図3、図5、図6を参照して、トナー搬送部材33、現像ブレード34の配置について説明する。図5は、現像装置3における現像ローラ31周辺の構成を現像ローラ31の回転軸方向に見た模式的断面図であって、現像ローラ31中心Oを通り重力方向・水平方向の仮想直線を引いて現像ローラ31周辺領域を4分割して示している。この図において、トナー搬送部材33の回転中心33Oと、現像ブレード34が現像ローラ31と当接する位置34Nとが、現像ローラ31がR3方向に回転しているときは、第1象限にあたる領域81に配置されていると良い。すなわち、現像ブレード34は現像ローラ31の回転軸よりも上方において現像ローラ31と当接するとともに、トナー搬送部材33の回転軸は、現像ローラ31の回転軸よりも上方に位置する。トナー搬送部材33が現像ローラ31と最も近接する部位である先端部の位置は、現像ブレード34の当接位置よりも現像ローラ31の回転方向の上流側に位置する。すなわち、現像ブレードと搬送部材は、現像ローラが回転しても現像ブレードの規制位置を越えられなかったトナーを、現像ローラ表面における現像ブレードとの接触位置とトナー搬送部材の近接位置との間の領域が面する空間に滞留させるように対向配置される。以上のような配置とするのは、前述したトナー循環による現像ローラ31上のトナー帯電をより効果的に発現させるためである。この点について、図3を用いて詳細に説明する。
図3は、図5において現像ローラ31がR3方向に回転し、トナー搬送部材33の回転中心33Oと現像ブレード34と現像ローラ31の当接位置34Nが領域81に配置されている状態を示している。この状態において、現像ブレード34は、現像ローラ31回転方向に沿って駆け上るトナーの流れを遮断して下方側へ向かわせるトナーの流れを作っており、前述した理想的なトナー循環Wを形成している。また、トナー搬送部材33を所定位置に停止させておくことで、現像ローラ31とトナー搬送部材33とが作る空間にトナー溜まりSを作っている。このトナー溜まりSに溜まったトナーを現像ローラ31にコートさせることができる。
図6は、本実施例の変形例1、2について説明する模式的断面図である。本実施例においては、理想的なトナー循環Wを作るために第1の規制部材として現像ブレード34を配置した例を示したが、必ずしも現像ブレード34である必要はない。第1の規制部材として、例えば、図6(a)に示したように、現像ブレード34とは別の部材であるトナー返し部材35を、トナーの流れの一部をせき止めてトナー循環Wを形成せしめるように配置しても良い(変形例1)。なお、トナー返し部材35は、現像ブレード34のように現像ローラ31とは当接せず、最も近接する近接部と現像ローラ31周面との間には、トナーの担持量を適切に規制できるように設定された隙間が形成されている。あるいは、図6(b)に示されるように、現像枠体32の一部として形成されたトナー返し部32aがトナーの流れの一部をせき止めてトナー循環Wを形成するように構成する、すなわち、現像枠体32自体にトナー返しの機能を持たせても良い(変形例2)。なお、この場合、現像ブレード34は、トナー返し部材35やトナー返し部32aの位置よりも現像ローラ31の回転方向下流側に配置される。
<環境情報の検知と第2規制部材の動作>
本実施例の特徴は、画像形成本体に温度湿度を検出できる環境検知手段を搭載し、この出力値に応じて第2の規制部材たるトナー搬送部材33の停止位置を決定する、というものである。
本実施例の特徴は、画像形成本体に温度湿度を検出できる環境検知手段を搭載し、この出力値に応じて第2の規制部材たるトナー搬送部材33の停止位置を決定する、というものである。
図1に図示される温湿度環境センサ78は、画像形成装置本体(装置本体)70の周囲の環境雰囲気を検出する環境検出手段を構成している。制御部77は、温湿度環境センサ78(環境検出手段)により検出された温湿度等の環境雰囲気に基づいて、駆動部や、帯
電装置等に印加される印加電圧や、露光装置から出力される光量などの所定の値に制御することが可能である。
電装置等に印加される印加電圧や、露光装置から出力される光量などの所定の値に制御することが可能である。
図7を参照して、トナー搬送部材33の動作について説明する。軸部33aを中心にR2方向に回転可能なトナー搬送部材33は、画像形成時には停止する。ここで、「画像形成時」とは、図1において、非図示の情報処理機器より送られてきた画像情報により感光ドラム10表面に形成された静電潜像が現像位置に到達し、現像装置3が静電潜像を可視像化するため現像動作を行っているとき、とする。また、「非画像形成時」とは、感光ドラム10や現像装置3が駆動手段によって駆動しているが静電潜像の可視像化を行っていないとき、とする。上記タイミングでトナー搬送部材33を停止させる理由について以下に述べる。
まず、画像形成時にトナー搬送部材33を停止させるのは、現像ローラ31上に安定したトナーコートを形成させるためである。安定したトナーコート形成のためには、前述したように図3に示されるトナー循環Wとトナー溜まりSを形成する必要がある。ここで、画像形成時にトナー搬送部材33を動作させてしまうと、図7(a)に示されるように、トナー搬送部材33先端部が現像ローラ31から離れた位置に存在するときはトナー循環Wもトナー溜まりSも形成されない。よって、画像形成中にはトナー搬送部材33を現像ローラ31の近傍で停止させておく必要がある。
次に、現像ブレード通過前の現像ローラ上のトナーコート量を決定する要素について、図7(b)を用いて説明する。現像ブレード通過前のトナーコート量は、以下の2つの要素によって決定される。
(1)現像ローラ上のトナー、あるいは、誘電体部31dの帯電量が大きいほど、大きなグラディエント力が働くのでトナーコート量は増加する。
(2)トナー搬送部材と現像ローラと現像ブレードで形成されるトナー溜まりSに溜まったトナーが現像ローラと接触する領域であるトナーコート領域V(図中破線部)が広い方がトナー吸引機会も増えるためトナーコート量は増加する。
(1)現像ローラ上のトナー、あるいは、誘電体部31dの帯電量が大きいほど、大きなグラディエント力が働くのでトナーコート量は増加する。
(2)トナー搬送部材と現像ローラと現像ブレードで形成されるトナー溜まりSに溜まったトナーが現像ローラと接触する領域であるトナーコート領域V(図中破線部)が広い方がトナー吸引機会も増えるためトナーコート量は増加する。
ここで、トナーコート領域Vは、現像ブレード34と現像ローラ31との接点(最近接部)であるK1と、トナー搬送部材33の延長線と現像ローラ31との交点であるK2との距離(間隔)を変えることによって任意に変更可能な領域である。ここで、延長線とは、一方の端部としての撹拌部33b先端と、他方の端部としての軸部33aとを結ぶ仮想線を延長した線である。なお、本発明における第1位置は、本実施例におけるK1に対応するが、本発明における第2位置は、トナー搬送部材33の姿勢によって変化し、K2と一致する場合もあれば、厳密にはK2と異なる位置となる場合もある。かかる位置を特定する目的は、現像ローラ31表面においてトナーの滞留空間に面する範囲を特定するためのものであり、本実施例ではK2を本発明の第2位置と略同じ位置と考えて説明する。K1とK2との距離は、トナー搬送部材33を回転させて、現像ローラ31においてトナー搬送部材33と近接する部位の位置を変化させることで変更可能である。また、上述したように、画像形成動作を行っている間は、トナー搬送部材33の回転が停止され、したがって、K1とK2との距離は所定の距離で維持される。また、上記(1)に記したトナーTや誘電体部31dの帯電量は、実使用時の環境で変動することが知られており、具体的には、高温多湿環境になるほど減少し、低温低湿環境になるほど上昇する。したがって、トナーコート量も装置の使用環境に応じて変動し、高温多湿側ではコート量は減少し、低温低湿側ではコート量は増加する。
そこで、本実施例では、温湿度環境センサ78が検知する絶対水分量の値に応じて、制御部77が駆動部を制御してトナー搬送部材33の停止位置を変え、トナーコート領域Vを可変させる。すなわち、制御部77は、温湿度環境センサ78が検知する温度及び検知
湿度から取得される絶対水分量が所定の閾値未満(第1閾値未満)の場合には、低温・低湿環境として、後述する低温・低湿環境において必要な制御を行う。一方、制御部77は、温湿度環境センサ78によって取得される絶対水分量が所定の閾値(第2閾値)より大きい場合には、高温・高湿環境として、後述する高温・高湿環境において必要な制御を行う。温湿度環境センサ78によって取得される絶対水分量が第1閾値以上かつ第2閾値以下の場合は、常温・常湿環境として、常温・常湿環境に適したトナーコート領域Vの形成状態を維持する。これにより、環境変化によらずトナーコート量を略均一にすることができる。下記表1、2は、絶対水分量によってトナー搬送手段の停止位置を変更した場合と変更しない場合の現像ブレード通過前のトナーコート量を測定した実験結果である。図8に、各状態におけるトナー搬送部材33の停止位置について示す。
湿度から取得される絶対水分量が所定の閾値未満(第1閾値未満)の場合には、低温・低湿環境として、後述する低温・低湿環境において必要な制御を行う。一方、制御部77は、温湿度環境センサ78によって取得される絶対水分量が所定の閾値(第2閾値)より大きい場合には、高温・高湿環境として、後述する高温・高湿環境において必要な制御を行う。温湿度環境センサ78によって取得される絶対水分量が第1閾値以上かつ第2閾値以下の場合は、常温・常湿環境として、常温・常湿環境に適したトナーコート領域Vの形成状態を維持する。これにより、環境変化によらずトナーコート量を略均一にすることができる。下記表1、2は、絶対水分量によってトナー搬送手段の停止位置を変更した場合と変更しない場合の現像ブレード通過前のトナーコート量を測定した実験結果である。図8に、各状態におけるトナー搬送部材33の停止位置について示す。
本実施例では、絶対水分量が0.5g/m3以上15.0g/m3以下の場合は、常温常湿環境とし、図8(b)に示すトナー搬送部材33の先端が現像ローラ31に対して最も近接する回転位相でトナー搬送部材33の回転を停止させる。このときのK1とK2との間の現像ローラ31の周面に沿った間隔(現像ローラ31の回転方向の間隔)が、本発明の第1間隔に対応し、このときのトナー搬送部材33の回転位相が第1位相に対応する。低温低湿環境であることを判断するための閾値(第1閾値)を、絶対水分量0.5g/m3とし、温湿度環境センサ78の検出値が0.5g/m3未満の場合に、制御部77は、装置環境が低温低湿環境にあると判断するようにした。この場合、図8(a)に示すように、トナー攪拌部材33の角度が、図8(b)の位相から10°回転方向下流側の位相において、トナー搬送部材33の回転を停止させる。このときのK1とK2との間の現像ローラ31の周面に沿った間隔(現像ローラ31の回転方向の間隔)が、本発明の第2間隔に対応し、このときのトナー搬送部材33の回転位相が第2位相に対応する。また、高温高湿環境であることを判断するための閾値(第2閾値)を、絶対水分量15.0g/m3とし、温湿度環境センサ78の検出値が15.0g/m3より大きい場合に、制御部77は、装置環境が高温高湿環境にあると判断するようにした。この場合、図8(c)に示すように、トナー攪拌部材33の角度が、図8(b)の位相から10°回転方向上流側の位相において、トナー搬送部材33の回転を停止させる。このときのK1とK2との間の現像ローラ31の周面に沿った間隔(現像ローラ31の回転方向の間隔)が、本発明の第3間隔に対応し、このときのトナー搬送部材33の回転位相が第3位相に対応する。なお、トナーコート量へ影響を与える絶対水分量の境界は、上記に限定されるものではなく、トナーの材質や装置構成等に応じて適宜変更されるものである。
<実施例1>
※停止位置
図8(a):トナー搬送部材先端が図8(b)の位置から10°回転方向下流の位置
図8(b):トナー搬送部材先端が現像ローラに最近接する位置
図8(c):トナー搬送部材先端が図8(b)の位置から10°回転方向上流の位置
図8(a):トナー搬送部材先端が図8(b)の位置から10°回転方向下流の位置
図8(b):トナー搬送部材先端が現像ローラに最近接する位置
図8(c):トナー搬送部材先端が図8(b)の位置から10°回転方向上流の位置
以上に示されるように、環境検知手段の検出結果によってトナー搬送手段の停止位置を制御することで、環境が変わっても適量のトナーをコートすることが可能な現像装置を提供できる。上記表では、トナー搬送部材の停止位置を現像ローラと最近接する位置から10°ずつ可変させるようにしているが、環境センサによって得られた絶対水分量によって、より細かく設定しても良い。その場合、例えば、各絶対水分量に対して対応する停止位置を、画像形成装置本体の記録メモリに細かく設定し、環境センサで得られた値と照らし合わせて対応する停止位置に止める。あるいは、上記表の3つの停止位置と絶対水分量に対し線形補間した位置で止めるようにしても良い。
また、本実施例においては、トナー搬送部材の回転と停止は、感光ドラム10と現像装置3との離間・当接と同期している。すなわち、当接時(画像形成時)にはトナー搬送部材の回転ギアが駆動部から外れてトナー搬送部材は停止し、離間時(非画像形成時)にトナー搬送部材の回転ギアと駆動部とが噛みあってトナー搬送部材が動作する構成となっている。それゆえ、画像形成本体内の制御部は、非画像形成時の離間時間を制御することによってトナー搬送手段の停止位置を制御でき、画像形成時に常に同じ場所で停止させることができる。
<変形例3>
図9は、実施例1の変形例3に係る現像装置の模式的断面図である。本実施例では、トナー搬送部材33が第2規制部材を兼ねることで、トナーコート領域Vを変動させているが、図9に示すように、トナー搬送部材33とは別の部材を第2規制部材として設けても良い。本変形例における第2規制部材371は、現像枠体32のトナー収容部内に回転可能に設けられた部材である。第2規制部材371は、回転軸である軸部371aと、図9(a)に示す広いトナーコート領域Vを形成するための第1規制部371bと、図9(b)に示す狭いトナーコート領域Vを形成するための第2規制部371cと、を備える。このような構成においても、回動可能な第2規制部材371が回動することでK2の位置を変えることができ、トナーコート領域Vを変動させることができる。
図9は、実施例1の変形例3に係る現像装置の模式的断面図である。本実施例では、トナー搬送部材33が第2規制部材を兼ねることで、トナーコート領域Vを変動させているが、図9に示すように、トナー搬送部材33とは別の部材を第2規制部材として設けても良い。本変形例における第2規制部材371は、現像枠体32のトナー収容部内に回転可能に設けられた部材である。第2規制部材371は、回転軸である軸部371aと、図9(a)に示す広いトナーコート領域Vを形成するための第1規制部371bと、図9(b)に示す狭いトナーコート領域Vを形成するための第2規制部371cと、を備える。このような構成においても、回動可能な第2規制部材371が回動することでK2の位置を変えることができ、トナーコート領域Vを変動させることができる。
<変形例4>
図14は、実施例1の変形例4に係る現像装置の模式的断面図である。本実施例では、トナー搬送部材33が回転することによってトナーコート領域Vを変更させる構成としているが、回転以外の変位によってトナーコート領域Vを変更できるように構成してもよい。図14に示すように、第2規制部材372は、現像枠体32のトナー収容部内を角度(姿勢)を変えずに上下に昇降移動する構成となっている。図14(a)は、第2規制部材372が広いトナーコート領域V(第1間隔)を形成するための第1位置にあるときを示し、図14(b)は、第2規制部材372が狭いトナーコート領域V(第2間隔)を形成するための第2位置にあるときを示している。このように、第2規制部材の回転以外の変位によってトナーコート領域Vを変動させる構成としてもよい。なお、本構成によれば、第2規制部材372の傾斜面、すなわち、K2よりも上方の現像ローラ31から離れた位置からK2へ向かって下るように延びる傾斜面の傾斜状態を維持した状態で、K2の位置を変えるように変位することが可能となる。したがって、K2の位置にかかわらずトナー循環Wを好適に形成できる。
図14は、実施例1の変形例4に係る現像装置の模式的断面図である。本実施例では、トナー搬送部材33が回転することによってトナーコート領域Vを変更させる構成としているが、回転以外の変位によってトナーコート領域Vを変更できるように構成してもよい。図14に示すように、第2規制部材372は、現像枠体32のトナー収容部内を角度(姿勢)を変えずに上下に昇降移動する構成となっている。図14(a)は、第2規制部材372が広いトナーコート領域V(第1間隔)を形成するための第1位置にあるときを示し、図14(b)は、第2規制部材372が狭いトナーコート領域V(第2間隔)を形成するための第2位置にあるときを示している。このように、第2規制部材の回転以外の変位によってトナーコート領域Vを変動させる構成としてもよい。なお、本構成によれば、第2規制部材372の傾斜面、すなわち、K2よりも上方の現像ローラ31から離れた位置からK2へ向かって下るように延びる傾斜面の傾斜状態を維持した状態で、K2の位置を変えるように変位することが可能となる。したがって、K2の位置にかかわらずトナー循環Wを好適に形成できる。
<変形例5>
図15は、実施例1の変形例5に係る現像装置の模式的断面図である。トナー搬送部材33とは別の部材の第2規制部材として、図15に示すような第2規制部材373を設けてもよい。第2規制部材373は、現像ローラ31表面に近接して回転可能に配置された軸部373aと、軸部373aから上方に延びるシート状部373bと、を有している。図14(a)は、第2規制部材373が広いトナーコート領域V(第1間隔)を形成する
ための第1位相にあるときを示しており、シート状部材373bが現像ローラ31表面から離れるように開き、軸部373aが現像ローラ31表面に最も近接する配置となる。図14(b)は、第2規制部材373が狭いトナーコート領域V(第2間隔)を形成するための第2位相にあるときを示しており、シート状部373bが現像ローラ31の表面に近づくことによってトナーコート領域Vが狭められた配置となる。
図15は、実施例1の変形例5に係る現像装置の模式的断面図である。トナー搬送部材33とは別の部材の第2規制部材として、図15に示すような第2規制部材373を設けてもよい。第2規制部材373は、現像ローラ31表面に近接して回転可能に配置された軸部373aと、軸部373aから上方に延びるシート状部373bと、を有している。図14(a)は、第2規制部材373が広いトナーコート領域V(第1間隔)を形成する
ための第1位相にあるときを示しており、シート状部材373bが現像ローラ31表面から離れるように開き、軸部373aが現像ローラ31表面に最も近接する配置となる。図14(b)は、第2規制部材373が狭いトナーコート領域V(第2間隔)を形成するための第2位相にあるときを示しており、シート状部373bが現像ローラ31の表面に近づくことによってトナーコート領域Vが狭められた配置となる。
<変形例6>
図16は、実施例1の変形例6に係る現像装置3の概略構成を示す模式的断面図である。変形例6に係る現像装置3が、トナーが、現像枠体32内に直接収容されるのではなく、現像枠体32内に設けられた可撓性を有する袋状の容器39内に収容される構成となっている。そして、現像枠体32内における可撓性容器39の外側の領域に、現像枠体32内を移動可能に設けられた可動部材374を備える。可動部材374は、現像枠体32内を移動する際に可撓性容器39に当接するとともに、当たる位置が変化することで、可撓性容器39を変形させることができる。本変形例では、可動部材374の移動による可撓性容器39の変形によって、可撓性容器39において現像ローラ31に近接する近接部の位置、範囲を変化させることを特徴とする。
図16は、実施例1の変形例6に係る現像装置3の概略構成を示す模式的断面図である。変形例6に係る現像装置3が、トナーが、現像枠体32内に直接収容されるのではなく、現像枠体32内に設けられた可撓性を有する袋状の容器39内に収容される構成となっている。そして、現像枠体32内における可撓性容器39の外側の領域に、現像枠体32内を移動可能に設けられた可動部材374を備える。可動部材374は、現像枠体32内を移動する際に可撓性容器39に当接するとともに、当たる位置が変化することで、可撓性容器39を変形させることができる。本変形例では、可動部材374の移動による可撓性容器39の変形によって、可撓性容器39において現像ローラ31に近接する近接部の位置、範囲を変化させることを特徴とする。
図17は、実施例1の変形例6に係る現像装置の模式的断面図であり、可撓性容器39の形状の変化の態様を説明する図である。
図17(a)は、広いトナーコート領域V(第1間隔)を形成する際の可撓性容器39の形状を示しており、可動部材374は可撓性容器39に対して当接圧をかけない退避位置にある。すなわち、可撓性容器39は、可動部材374によって形状が規制された状態にはない(非規制状態)。これにより、可撓性容器39の内壁面は現像ローラ31表面から大きく離れ、広いトナーコート領域Vが形成される。
図17(b)は、狭いトナーコート領域V(第2間隔)を形成する際の可撓性容器39の形状を示している。すなわち、可動部材374は、トナーコート領域Vを狭めるべく、所定の当接位置に移動し、可撓性容器39に対して所定の当接圧をかけて、可撓性容器39の内壁面が現像ローラ31表面に接近するように可撓性容器39を変形させる。可撓性容器39は、可動部材374との当接箇所において上記形状が維持されるように、変形が規制される状態となる(規制状態)。
図17(a)は、広いトナーコート領域V(第1間隔)を形成する際の可撓性容器39の形状を示しており、可動部材374は可撓性容器39に対して当接圧をかけない退避位置にある。すなわち、可撓性容器39は、可動部材374によって形状が規制された状態にはない(非規制状態)。これにより、可撓性容器39の内壁面は現像ローラ31表面から大きく離れ、広いトナーコート領域Vが形成される。
図17(b)は、狭いトナーコート領域V(第2間隔)を形成する際の可撓性容器39の形状を示している。すなわち、可動部材374は、トナーコート領域Vを狭めるべく、所定の当接位置に移動し、可撓性容器39に対して所定の当接圧をかけて、可撓性容器39の内壁面が現像ローラ31表面に接近するように可撓性容器39を変形させる。可撓性容器39は、可動部材374との当接箇所において上記形状が維持されるように、変形が規制される状態となる(規制状態)。
(実施例2)
図10、図11を参照して、本発明の実施例2について説明する。実施例2の特徴は、画像形成装置本体にトナーの状態を検出できるトナー状態検知手段を搭載し、この出力値に応じて第2規制部材の停止位置を決定する、というものである。本構成ではトナーの状態を通算の印字枚数で規定している。実施例2において、実施例1と共通する構成については、同じ符号を付し、再度の説明は省略する。実施例2においてここで説明しない事項は、実施例1と同様である。
図10、図11を参照して、本発明の実施例2について説明する。実施例2の特徴は、画像形成装置本体にトナーの状態を検出できるトナー状態検知手段を搭載し、この出力値に応じて第2規制部材の停止位置を決定する、というものである。本構成ではトナーの状態を通算の印字枚数で規定している。実施例2において、実施例1と共通する構成については、同じ符号を付し、再度の説明は省略する。実施例2においてここで説明しない事項は、実施例1と同様である。
<トナー状態検知手段>
図10は、本実施例に係る画像形成装置の概略構成を示す模式的断面図である。本実施例に係る画像形成装置は、トナーの状態を検知する手段の一例として、印刷した枚数(画像形成を行った回数)をカウントする枚数カウンタ79を備える。すなわち、制御部77は、枚数カウンタ79のカウント数をもとにトナーの状態を判断し、トナーの状態に応じて駆動部を制御してトナー搬送部材33の停止位置を変え、トナーコート領域Vを可変させる。枚数カウンタ79は、累積の印刷枚数をカウントし、印刷と同時に逐次枚数をカウントしていく。
図10は、本実施例に係る画像形成装置の概略構成を示す模式的断面図である。本実施例に係る画像形成装置は、トナーの状態を検知する手段の一例として、印刷した枚数(画像形成を行った回数)をカウントする枚数カウンタ79を備える。すなわち、制御部77は、枚数カウンタ79のカウント数をもとにトナーの状態を判断し、トナーの状態に応じて駆動部を制御してトナー搬送部材33の停止位置を変え、トナーコート領域Vを可変させる。枚数カウンタ79は、累積の印刷枚数をカウントし、印刷と同時に逐次枚数をカウントしていく。
潜像の現像に用いられないまま現像枠体32内に留まるトナーは、現像装置が画像形成動作を繰り返すたびに、トナー同士での擦れや、トナー搬送部材33や現像ブレード4と
の擦れなどによって劣化していく。トナーの劣化が促進されると現像ローラ31表面の微小閉電界によるトナー引き付け効果が低減してしまい、現像装置使用期間の後半において十分なトナーコート量を得ることができなくなる可能性がある。トナーコート量不足は画像不良を発生させる可能性がある。本実施例では、トナーの劣化が促進された状況と判断できる所定の印刷枚数(画像形成の実行回数)に達したときに、トナーコート領域Vを拡大してトナー吸引機会を増やすことにより、トナーコート量の不足が発生しないようにする。図11(a)は、トナー規制部材33が通常のトナーコート領域V(第1間隔)を形成するための第1位置にあるときを示し、図11(b)は、トナー規制部材33が広いトナーコート領域V(第3間隔)を形成するための第3位置にあるときを示している。すなわち、制御部77は、枚数カウンタ79のカウント数が所定の閾値未満の場合、トナー劣化の影響はまだ少ないとして、通常のトナーコート領域Vが形成される回転位相(第1位相)でトナー攪拌部材33を停止させる。本実施例では、閾値枚数として6000枚とした。一方、カウント数が所定の閾値以上の場合、すなわち6000枚を超えた場合、トナーの劣化が促進されているとして、拡大したトナーコート領域Vが形成される回転位相(第3位相)でトナー攪拌部材33を停止させる。下記表3、4は印刷枚数によってトナー搬送手段の停止位置を変更した場合と変更しない場合の現像ブレード通過前のトナーコート量を測定した実験結果である。
の擦れなどによって劣化していく。トナーの劣化が促進されると現像ローラ31表面の微小閉電界によるトナー引き付け効果が低減してしまい、現像装置使用期間の後半において十分なトナーコート量を得ることができなくなる可能性がある。トナーコート量不足は画像不良を発生させる可能性がある。本実施例では、トナーの劣化が促進された状況と判断できる所定の印刷枚数(画像形成の実行回数)に達したときに、トナーコート領域Vを拡大してトナー吸引機会を増やすことにより、トナーコート量の不足が発生しないようにする。図11(a)は、トナー規制部材33が通常のトナーコート領域V(第1間隔)を形成するための第1位置にあるときを示し、図11(b)は、トナー規制部材33が広いトナーコート領域V(第3間隔)を形成するための第3位置にあるときを示している。すなわち、制御部77は、枚数カウンタ79のカウント数が所定の閾値未満の場合、トナー劣化の影響はまだ少ないとして、通常のトナーコート領域Vが形成される回転位相(第1位相)でトナー攪拌部材33を停止させる。本実施例では、閾値枚数として6000枚とした。一方、カウント数が所定の閾値以上の場合、すなわち6000枚を超えた場合、トナーの劣化が促進されているとして、拡大したトナーコート領域Vが形成される回転位相(第3位相)でトナー攪拌部材33を停止させる。下記表3、4は印刷枚数によってトナー搬送手段の停止位置を変更した場合と変更しない場合の現像ブレード通過前のトナーコート量を測定した実験結果である。
以上に示されるように、ある枚数印刷すると、トナーの状態が新品状態から変わってしまい、図3で示しているトナー循環Wが小さくなってしまう。その場合、所望量のトナーコートが出来なくなってしまい、結果的に新品状態よりも現像コート量が少なくなってしまう。そこで、トナー状態検知手段の検出結果によってトナー搬送手段の停止位置を制御することで、トナーの状態が変わった場合でも適量のトナーをコートすることが可能となる。本実施例では、枚数カウンタを用いることで、トナーの状態を検知していたが、現像装置に含まれるトナー量を測定する手段を用いて、含まれるトナー量に応じて停止位置を変えても良い。また、本制御は、実施例1の環境検知による制御と合わせて行うことで、より安定したトナーコートを形成させることが可能となる。
(実施例3)
図8、図12を参照して、本発明の実施例3について説明する。実施例3の特徴は、画
像形成装置本体に現像ローラ31上のトナーコート状態を検出できるトナーコート検知手段を搭載し、その出力値に応じて第2規制部材の停止位置を決定する、というものである。実施例3において、実施例1と共通する構成については、同じ符号を付し、再度の説明は省略する。実施例3においてここで説明しない事項は、実施例1と同様である。
図8、図12を参照して、本発明の実施例3について説明する。実施例3の特徴は、画
像形成装置本体に現像ローラ31上のトナーコート状態を検出できるトナーコート検知手段を搭載し、その出力値に応じて第2規制部材の停止位置を決定する、というものである。実施例3において、実施例1と共通する構成については、同じ符号を付し、再度の説明は省略する。実施例3においてここで説明しない事項は、実施例1と同様である。
<トナーコート状態検知手段>
図12は、本発明の実施例3に係る画像形成装置の構成を説明する模式図であり、(a)は本実施例に係る画像形成装置の模式的断面図、(b)は本実施例におけるトナーコート検知手段の構成説明図である。本実施例に係る画像形成装置は、トナーコートを検知する手段として、感光ドラム10に担持されたトナーの反射濃度を検知する手段を用いることで、トナーコート量の検知を達成する。図12(b)に示すように、感光ドラム10近傍に、光源51aと受光センサ51bとからなる濃度検知センサ51を配置している。
図12は、本発明の実施例3に係る画像形成装置の構成を説明する模式図であり、(a)は本実施例に係る画像形成装置の模式的断面図、(b)は本実施例におけるトナーコート検知手段の構成説明図である。本実施例に係る画像形成装置は、トナーコートを検知する手段として、感光ドラム10に担持されたトナーの反射濃度を検知する手段を用いることで、トナーコート量の検知を達成する。図12(b)に示すように、感光ドラム10近傍に、光源51aと受光センサ51bとからなる濃度検知センサ51を配置している。
本実施例では、画像形成装置の電源が入れられたときにトナーコート量の検知動作を実行する。トナーコート量の検知、すなわち、単位面積当たりのトナーの載り量の検知においては、トナーの反射濃度を検知するために5mm×5mmのベタ画像のパッチを検知用画像として感光ドラム10上に現像させる。このベタ画像を感光ドラム10近傍に配置した濃度検知センサ51で読み取ることにより、現像ローラ31上のトナーコート量を測定する。ここで得られる検知反射濃度は、図13に示すように、現像ローラ31上のトナーコート量と相関しており、反射濃度を検出することによって、現像ローラ31上のトナーコート量を測定することが可能となる。図13は、反射濃度と現像ローラ上のトナーコート量との関係を示すグラフである。本実施例では、検出される反射濃度からトナーコート量を推測し、そのトナーコート量に応じて、トナーコート領域Vを調整することで、トナーコート量を所望の量に調整する。所望の載り量は、本実施例では、0.36mg/cm^2としたが、限定されるものではなく、トナーの材質や装置構成等によって適宜設定される。下記表5、6は、検出した反射濃度によってトナー搬送手段の停止位置を変更した場合と変更しない場合の現像ブレード通過前のトナーコート量を測定した実験結果である。
<実施例3>
※停止位置
図8(a):トナー搬送部材先端が図8(b)の位置から10°回転方向下流の位置
図8(b):トナー搬送部材先端が現像ローラに最近接する位置
図8(c):トナー搬送部材先端が図8(b)の位置から10°回転方向上流の位置
図8(a):トナー搬送部材先端が図8(b)の位置から10°回転方向下流の位置
図8(b):トナー搬送部材先端が現像ローラに最近接する位置
図8(c):トナー搬送部材先端が図8(b)の位置から10°回転方向上流の位置
以上に示されるように、トナーコート状態検知手段の検出結果によってトナー搬送部材33の停止位置を制御することで、トナーコート量が変わった場合に、所望のトナーコート量へと補正することが可能となる。
本実施例では、画像形成装置の電源が入れられたことをトリガーに本制御を行っているが、例えば環境センサによって温度や湿度が変わったことを検知して、それをトリガーに本制御を行うようにしても良い。
本制御は、実際に現像ローラにコートされているトナーのコート状態を検知してから補正をかけるため、過剰なトナーがコートされている場合は、本来画像を形成していない部分へもトナーを供給してしまうかぶりといった弊害が発生する恐れがある。感光ドラム上にベタ画像を現像させる際に、本来画像を形成していない部分へトナーを付着してしまい、駄にトナーを消費してしまうなどの問題を生じさせる恐れがある。従って、実施例1の構成と組み合わせて、実施することが望ましい。そうすることで、実施例1の構成での環境センサによる制御で粗調し、実施例3のトナーコート量を測定する制御で微調することで、上記不具合を起こすことなく、より精度良く所望のトナーコート量に補正することができる。
上記各実施例は、可能な限りそれぞれの構成を互いに組み合わせることができる。
10…感光ドラム(像担持体)、3…現像装置、31…現像ローラ(現像剤担持体)、32…現像枠体、33…トナー搬送部材(第2部材、第2規制部材)、34…現像ブレード(第1部材、第1規制部材)
Claims (20)
- 画像形成装置に用いられる現像装置であって、
現像剤が収容される枠体と、
前記枠体の現像剤の収容室に回転可能に配置され、現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の回転軸よりも上方において前記現像剤担持体の表面に当接または近接して配置される第1部材と、
前記第1部材よりも前記現像剤担持体の回転方向の上流側であって前記第1部材よりも下方の位置において前記現像剤担持体の表面に近接して配置される第2部材と、
を備え、
前記現像剤担持体の表面において前記第1部材が当接または最も近接する第1位置と、前記現像剤担持体の表面において前記第2部材と最も近接する第2位置と、の間の前記回転方向の間隔が変更可能であり、現像装置が画像形成動作を行っている間は前記間隔が維持されることを特徴とする現像装置。 - 前記第1部材と前記第2部材は、前記現像剤担持体が回転しても前記第1位置を越えることができなかった現像剤を、前記現像剤担持体の表面における前記第1位置と前記第2位置との間の領域が面する空間に滞留させるように、前記回転方向に対向して配置されることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 前記第2部材は、前記第2位置が前記回転方向に変化するように、前記収容室内を回転可能に設けられており、少なくとも、前記間隔が第1間隔となる第1位相と、前記間隔が前記第1間隔よりも狭い第2間隔となる第2位相と、を有することを特徴とする請求項1または2に記載の現像装置。
- 前記第2部材は、前記間隔が前記第1間隔よりも広い第3間隔となる第3位相を有することを特徴とする請求項3に記載の現像装置。
- 前記第2部材は、回転する軸部と、前記軸部から前記第2位置に向かって延びるシート状部と、を有し、前記軸部の回転によって、前記シート状部において前記軸部から前記第2位置に向かって延びる面の角度が変化し、前記間隔が変更されることを特徴とする請求項3または4に記載の現像装置。
- 前記第2部材は、現像剤を前記現像剤担持体に向かって移動させるべく前記収容室に回転可能に設けられた搬送部材であり、現像装置が画像形成動作を行っている間は回転が停止されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の現像装置。
- 前記第2部材は、前記現像剤担持体に対し、前記第1位相にあるときに前記第1間隔を形成する前記第2位置で近接する第1規制部と、前記第2位相にあるときに前記第2間隔を形成する前記第2位置で近接する第2規制部と、を有することを特徴とする請求項3または4に記載の現像装置。
- 前記第2部材は、前記第2位置よりも上方の前記現像剤担持体から離れた位置から前記第2位置へ向かって下るように延びる傾斜面を有するとともに、前記第2位置が前記回転方向に変化するように、前記収容室内を移動可能に設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の現像装置。
- 前記第2部材は、前記現像剤担持体の表面に近接して配置された軸部と、前記軸部から上方に延びるシート状部と、を有し、前記第2位置が前記軸部との近接位置となる第1位相と、前記第2位置が前記シート状部との近接位置となる第2位相と、を有することを特
徴とする請求項1または2に記載の現像装置。 - 前記第1部材は、前記現像剤担持体に担持される現像剤の量を規制する規制部材であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の現像装置。
- 画像形成装置に用いられる現像装置であって、
現像剤が収容される収容室を形成する可撓性を有する容器と、前記容器の外側で移動可能に設けられた可動部材であって、移動により前記容器に当たる位置が変化することで前記容器の形状を変化させることが可能な可動部材と、を有する枠体と、
前記収容室に回転可能に配置され、現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の回転軸よりも上方において前記現像剤担持体の表面に当接または近接して配置される規制部材と、
を備え、
前記容器は、前記規制部材よりも前記現像剤担持体の回転方向の上流側であって前記規制部材よりも下方の位置において前記現像剤担持体の表面に近接する近接部の位置を、前記可動部材の移動による変形によって変更可能に構成されており、
前記近接部と、前記現像剤担持体の表面において前記規制部材が当接または最も近接する位置と、の間の前記回転方向の間隔が変更可能であることを特徴とする現像装置。 - 前記枠体に収容される現像剤は、非磁性一成分現像剤であることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の現像装置。
- 前記現像剤担持体は、現像剤を担持する面が、導電体部からなる面上に複数の誘電体部が散在するように構成されていることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の現像装置。
- 画像形成装置に用いられる現像装置であって、
現像剤が収容される枠体と、
前記枠体の現像剤の収容室に回転可能に配置され、現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の回転軸よりも上方において前記現像剤担持体の表面に当接する第1規制部材と、
前記第1規制部材よりも前記現像剤担持体の回転方向の上流側であって前記第1規制部材よりも下方の位置において前記現像剤担持体の表面に近接する一方の端部と、前記表面から離れた他方の端部と、を有する第2規制部材と、
を備え、
前記現像剤担持体の回転軸の方向に見たときにおける、前記表面と前記第1規制部材との接点と、前記第2規制部材の前記一方の端部と前記他方の端部とを結ぶ仮想線を延長して前記表面と交わる交点と、の間の距離が変更可能であり、現像装置が画像形成動作を行っている間は前記距離が維持されることを特徴とする現像装置。 - 記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
像担持体と、
請求項1〜13のいずれか1項に記載の現像装置であって、前記像担持体に形成された潜像を、記録材に転写するための現像剤像として現像する現像装置と、
少なくとも前記現像装置を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 温度及び湿度を検知する検知手段と、
をさらに備え、
前記制御部は、
前記検知手段が検知した温度及び湿度から取得される絶対水分量が所定の閾値以上の場合、前記間隔が第1間隔となるように前記現像装置を制御し、
前記絶対水分量が所定の閾値未満の場合、前記間隔が前記第1間隔よりも狭い第2間隔となるように前記現像装置を制御することを特徴とする請求項15に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、前記所定の閾値を第1閾値とし、
前記絶対水分量が前記第1閾値以上かつ前記第1閾値よりも大きい第2閾値以下の場合、前記間隔が前記第1間隔となるように前記現像装置を制御し、
前記絶対水分量が前記第2閾値より大きい場合、前記間隔が前記第1間隔よりも広い第3間隔となるように前記現像装置を制御することを特徴とする請求項16に記載の画像形成装置。 - 画像形成を行った回数をカウントするカウンタをさらに備え、
前記制御部は、
前記カウンタのカウント数が所定の閾値未満の場合、前記間隔が第1間隔となるように前記現像装置を制御し、
前記カウント数が所定の閾値以上の場合、前記間隔が前記第1間隔よりも広い第3間隔となるように前記現像装置を制御することを特徴とする請求項15に記載の画像形成装置。 - 前記現像剤担持体が担持する現像剤の単位面積当たりの載り量を検知する検知手段をさらに備え、
前記制御部は、前記検知手段が検知する前記載り量を所定の載り量とすべく、前記現像装置を制御して前記間隔を変更することを特徴とする請求項15に記載の画像形成装置。 - 前記検知手段は、前記像担持体に担持される現像剤像の反射濃度を検知する濃度検知センサを有し、前記濃度検知センサが検知した前記反射濃度に基づいて前記載り量を検知することを特徴とする請求項19に記載の画像形成装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016080140A JP2017191198A (ja) | 2016-04-13 | 2016-04-13 | 画像形成装置 |
| US15/481,364 US10108105B2 (en) | 2016-04-13 | 2017-04-06 | Developing apparatus and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016080140A JP2017191198A (ja) | 2016-04-13 | 2016-04-13 | 画像形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017191198A true JP2017191198A (ja) | 2017-10-19 |
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ID=60086224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016080140A Pending JP2017191198A (ja) | 2016-04-13 | 2016-04-13 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2017191198A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020052399A (ja) * | 2018-09-21 | 2020-04-02 | キヤノン株式会社 | 現像部材、電子写真プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置 |
-
2016
- 2016-04-13 JP JP2016080140A patent/JP2017191198A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020052399A (ja) * | 2018-09-21 | 2020-04-02 | キヤノン株式会社 | 現像部材、電子写真プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置 |
| JP7362383B2 (ja) | 2018-09-21 | 2023-10-17 | キヤノン株式会社 | 現像部材、電子写真プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置 |
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