JP2018017917A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像形成装置は、現像電圧が印加される現像剤担持体と供給電圧が印加されると共に現像剤担持体の表面にトナーを供給する供給部材とを含む現像部と、装置内温度を検出する温度検出部と、装置内温度とガラス転移開始温度との温度差(=装置内温度−ガラス転移開始温度)に基づいて現像電圧と供給電圧との電位差(=|現像電圧−供給電圧|)を補正する制御部とを備える。
【選択図】図1
Description
ガラス転移開始温度は、示差走査熱量測定(DSC:Differential scanning calorimetry )法を用いて測定されたトナーのDSC曲線の微分曲線(横軸:温度(℃),縦軸:熱流微分値(μW/℃))を得ると共に、その微分曲線に基づいてベースライン、ガラス転移開始判定ラインおよびガラス転移開始判定接線を特定した際に、そのベースラインとガラス転移開始判定接線との交点に対応する温度である。ただし、ベースラインは、熱量微分値がほぼ一定である初期の微分曲線に沿ったラインである。ガラス転移開始判定ラインは、ベースラインの熱流微分値の1.5倍に相当する熱流微分値のラインである。ガラス転移開始判定接線は、微分曲線とガラス転移開始判定ラインとの交点において微分曲線に接する接線である。
1.画像形成装置(第1実施形態)
1−1.全体構成
1−2.現像部の構成
1−3.ブロック構成
1−4.ガラス転移開始温度の特定手順
1−5.トナーの構成
1−6.動作
1−7.作用および効果
2.画像形成装置(第2実施形態)
2−1.構成
2−2.動作
2−3.作用および効果
3.画像形成装置(第3実施形態)
3−1.構成
3−2.動作
3−3.作用および効果
4.変形例
本発明の第1実施形態の画像形成装置に関して説明する。
まず、画像形成装置の全体構成に関して説明する。
筐体1は、例えば、金属材料および高分子材料などのうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。筐体1には、画像が形成された媒体Mを排出するためのスタッカ部2が設けられており、その画像が形成された媒体Mは、筐体1に設けられた排出口1Hから排出される。
トレイ10は、例えば、筐体1に対して着脱可能に装着されており、媒体Mを収納している。送り出しローラ20は、例えば、Y軸方向に延在しており、そのY軸を中心として回転可能である。以降において説明する一連の構成要素のうち、名称中に「ローラ」という文言を含む構成要素は、送り出しローラ20と同様に、Y軸方向に延在していると共にY軸を中心として回転可能である。
現像部30は、トナーを用いて、そのトナーの付着処理(現像処理)を行う。具体的には、現像部30は、主に、静電潜像を形成すると共に、クーロン力を利用して静電潜像にトナーを付着させる。
転写部40は、現像部30により現像処理されたトナーを用いて転写処理を行う。具体的には、転写部40は、主に、現像部30により静電潜像に付着されたトナーを媒体Mに転写させる。
定着部50は、転写部40により媒体Mに転写されたトナーを用いて定着処理を行う。具体的には、定着部50は、例えば、転写部40により媒体Mに転写されたトナーを加熱しながら加圧することにより、そのトナーを媒体Mに定着させる。
搬送ローラ61〜68のそれぞれは、媒体Mの搬送経路R1〜R5を介して互いに対向するように配置された一対のローラを含んでおり、送り出しローラ20により取り出された媒体Mを搬送させる。
搬送路切り替えガイド69,70は、媒体Mに形成される画像の様式(媒体Mの片面だけに画像が形成されるか、または媒体Mの両面に画像が形成されるか)などの条件に応じて、その媒体Mの搬送方向を切り替える。
温度センサ78は、後述する電位差ΔVの補正動作を実行可能とするために、画像形成装置の内部の温度(装置内温度T)を検出する。この温度センサ78は、例えば、温度計および熱電対などのうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。
次に、現像部30の構成に関して説明する。
感光体ドラム32は、例えば、円筒状の導電性支持体と、その導電性支持体の外周面を被覆する光導電層とを含む有機系感光体であり、後述するドラムモータ87(図3参照)などの駆動源を介して回転可能である。導電性支持体は、例えば、アルミニウムなどの金属材料のうちのいずれか1種類または2種類以上を含む金属パイプである。光導電層は、例えば、電荷発生層および電荷輸送層などを含む積層体である。感光体ドラム32の一部は、筐体31に設けられた開口部31K1から露出している。
帯電ローラ33は、例えば、金属シャフトと、その金属シャフトの外周面を被覆する半導電性エピクロロヒドリンゴム層とを含んでいる。この帯電ローラ33は、感光体ドラム32を帯電させるために、その感光体ドラム32に対して圧接されている。
現像ローラ34は、例えば、金属シャフトと、その金属シャフトの外周面を被覆する半導電性ウレタンゴム層とを含んでいる。この現像ローラ34は、供給ローラ35から供給されるトナーを担持すると共に、感光体ドラム32の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させる。
供給ローラ35は、例えば、金属シャフトと、その金属シャフトの外周面を被覆する半導電性発泡シリコンスポンジ層とを含んでおり、いわゆるスポンジローラである。この供給ローラ35は、現像ローラ34に摺接しながら、感光体ドラム32の表面にトナーを供給する。
現像ブレード36は、現像ローラ34の表面に供給されたトナーの厚さを規制する。この現像ブレード36は、例えば、現像ローラ34から所定の距離を隔てた位置に配置されており、その現像ローラ34と現像ブレード36との間の距離(間隔)に基づいてトナーの厚さが制御される。また、現像ブレード36は、例えば、ステンレスなどの金属材料のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。
クリーニングブレード37は、感光体ドラム32の表面に残留した不要なトナーなどを掻き取る。このクリーニングブレード37は、例えば、感光体ドラム32の延在方向と略平行な方向に延在しており、その感光体ドラム32に対して圧接されている。また、クリーニングブレード37は、例えば、ウレタンゴムなどの高分子材料のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。
光源38は、筐体31に設けられた開口部31K2を通じて感光体ドラム32の表面を露光することにより、その感光体ドラム32の表面に静電潜像を形成する露光装置である。この光源38は、例えば、発光ダイオード(LED)ヘッドであり、LED素子およびレンズアレイなどを含んでいる。LED素子およびレンズアレイは、そのLED素子から出力された光(照射光)が感光体ドラム32の表面において結像するように配置されている。
カートリッジ39は、トナーを収納している。カートリッジ39に収納されているトナーの種類(色)は、例えば、以下の通りである。
次に、画像形成装置のブロック構成に関して説明する。
画像形成装置は、例えば、図3に示したように、画像の形成動作に関わる主要な構成要素として、画像形成制御部71と、インターフェース(I/F)制御部72と、受信メモリ73と、編集メモリ74と、パネル部75と、操作部76と、各種センサ77と、帯電電圧制御部79と、光源制御部80と、現像電圧制御部81と、供給電圧制御部82と、転写電圧制御部83と、ローラ駆動制御部84と、ドラム駆動制御部86と、移動制御部88と、ベルト駆動制御部90と、定着制御部92とを備えている。
また、画像形成装置は、例えば、図4に示したように、電位差ΔVの補正動作に関わる主要な構成要素として、時間計測部96と、時間判定部97と、温度差算出部98と、本発明の一実施形態の「第1係数決定部」である温度差係数決定部99と、補正量決定部100と、電位差補正部101とを備えている。画像形成制御部71、時間計測部96、時間判定部97、温度差算出部98、温度差係数決定部99、補正量決定部100および電位差補正部101は、本発明の一実施形態の「制御部」である。
次に、ガラス転移開始温度TGSに関して説明する。
次に、トナーの構成に関して説明する。
次に、画像形成装置の動作に関して説明する。
媒体Mの表面に画像を形成する場合には、画像形成装置は、例えば、以下で説明するように、現像処理、1次転写処理、2次転写処理および定着処理をこの順に行うと共に、必要に応じてクリーニング処理を行う。以下の説明では、随時、図1〜図3を参照する。
最初に、トレイ10に収納された媒体Mは、送り出しローラ20により取り出される。この送り出しローラ20により取り出された媒体Mは、搬送ローラ61,62により搬送経路R1に沿って矢印F1の方向に搬送される。
転写部40において、駆動ローラ42が回転すると、その駆動ローラ42の回転に応じて従動ローラ43およびバックアップローラ44が回転する。これにより、中間転写ベルト41が矢印F5の方向に移動する。
搬送経路R1に沿って搬送される媒体Mは、バックアップローラ44と2次転写ローラ46との間を通過する。
2次転写処理において媒体Mにトナーが転写されたのち、その媒体Mは、引き続き搬送経路R1に沿って矢印F1の方向に搬送されるため、定着部50に投入される。
現像部30K,30C,30M,30Yのそれぞれでは、感光体ドラム32の表面に不要なトナーが残留する場合がある。この不要なトナーは、例えば、1次転写処理において用いられたトナーの一部であり、中間転写ベルト41に転写されずに感光体ドラム32の表面に残留したトナーなどである。
画像形成装置は、上記した画像形成動作を行いながら、以下で説明するように、必要に応じて電位差ΔVの補正動作を行う。
本実施形態の画像形成装置では、トナーに関するDDSC曲線Dに基づいてガラス転移開始温度TGSを特定しておき、温度差ΔT(=T−TGS)に基づいて電位差ΔTを補正している。よって、以下で説明する理由により、高品質な画像を安定して得ることができる。
次に、本発明の第2実施形態の画像形成装置に関して説明する。
本実施形態の画像形成装置は、電位差ΔVの補正動作に関わる構成が異なると共に、その電位差ΔVの補正手順が異なることを除いて、第1実施形態の画像形成装置と同様の構成を有している。以下の説明では、随時、既に説明した第1実施形態の画像形成装置の構成要素を引用する。
画像形成装置の動作は、例えば、電位差ΔVの補正動作の内容が異なることを除いて、第1実施形態の画像形成装置の動作と同様である。この画像形成装置は、上記した画像形成動作を行いながら、以下で説明するように、必要に応じて電位差ΔVの補正動作を行う。
本実施形態の画像形成装置では、温度差ΔTおよび回数Fに基づいて電位差ΔTを補正している。
次に、本発明の第3実施形態の画像形成装置に関して説明する。
本実施形態の画像形成装置は、電位差ΔVの補正動作に関わる構成が異なると共に、その電位差ΔVの補正手順が異なることを除いて、第2実施形態の画像形成装置と同様の構成を有している。以下の説明では、随時、既に説明した第2実施形態の画像形成装置の構成要素を引用する。
画像形成装置の動作は、例えば、電位差ΔVの補正動作の内容が異なることを除いて、第2実施形態の画像形成装置の動作を同様である。この画像形成装置は、上記した画像形成動作を行いながら、以下で説明するように、必要に応じて電位差ΔVの補正動作を行う。
本実施形態の画像形成装置では、温度差ΔT、回数Fおよび印字率Rに基づいて電位差ΔVを補正している。
画像形成装置の構成および動作は、以下で説明するように、適宜変更可能である。
具体的には、例えば、第1実施形態では温度差係数C1に基づいて補正量VRを決定し、第2実施形態では温度差係数C1および回数係数C2に基づいて補正量VRを決定し、第3実施形態では温度差係数C1、回数係数C2および印字率係数C3に基づいて補正量VRを決定している。
また、例えば、第1〜第3実施形態では、時間計測部96および時間判定部97を用いることにより、経過時間Eが目標時間ESに到達した際に、電位差補正部101による電位差ΔVの補正動作を行っている。
また、例えば、第1〜第3実施形態では、装置内温度Tとして、転写部40(中間転写ベルト41)の温度を測定している。しかしながら、温度センサ78の設置場所は、任意に変更可能である。
また、例えば、図6〜図9を参照しながら説明したように、交点Bに対応する温度(以下、「交点温度」という。)をガラス転移開始温度TGSとしたが、その交点温度に対してガラス転移開始温度TGSを意図的にずらしてもよい。
図4に示した場合には、電位差ΔVの補正動作を行うために、画像形成制御部71と共に、時間計測部96、時間判定部97、温度差算出部98、温度差係数決定部99、補正量決定部100および電位差補正部101を用いた。
Claims (13)
- 現像電圧が印加される現像剤担持体と、供給電圧が印加されると共に前記現像剤担持体の表面にトナーを供給する供給部材とを含む現像部と、
装置内温度を検出する温度検出部と、
前記装置内温度と下記で説明されるガラス転移開始温度との温度差(=装置内温度−ガラス転移開始温度)に基づいて、前記現像電圧と前記供給電圧との電位差(=|現像電圧−供給電圧|)を補正する制御部と
を備えた、画像形成装置。
<ガラス転移開始温度>
ガラス転移開始温度は、示差走査熱量測定(DSC)法を用いて測定されたトナーのDSC曲線の微分曲線(横軸:温度(℃),縦軸:熱流微分値(μW/℃))を得ると共に、その微分曲線に基づいてベースライン、ガラス転移開始判定ラインおよびガラス転移開始判定接線を特定した際に、そのベースラインとガラス転移開始判定接線との交点に対応する温度である。ただし、ベースラインは、熱量微分値がほぼ一定である初期の微分曲線に沿ったラインである。ガラス転移開始判定ラインは、ベースラインの熱流微分値の1.5倍に相当する熱流微分値のラインである。ガラス転移開始判定接線は、微分曲線とガラス転移開始判定ラインとの交点において微分曲線に接する接線である。 - さらに、
前記現像剤担持体に前記現像電圧を印可する現像電圧制御部と、
前記供給部材に前記供給電圧を印加する供給電圧制御部と
を備えた、請求項1記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、前記温度差を算出する温度差算出部を含む、
請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、前記温度差に基づいて第1補正係数を決定する第1係数決定部を含む、
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 制御部は、前記第1補正係数に基づいて、前記電位差を補正するための補正量を決定する補正量決定部を含む、
請求項4記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、前記補正量に基づいて前記電位差を補正する電位差補正部を含む、
請求項5記載の画像形成装置。 - さらに、前記トナーを媒体に転写させる転写部を備え、
前記装置内温度は、前記転写部の温度である、
請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記装置内温度は、前記現像剤担持体の温度である、
請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記装置内温度は、前記現像部の内部の温度である、
請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、さらに、
前記トナーを用いて画像が形成された回数を計測する回数計測部と、
前記回数に基づいて第2補正係数を決定する第2係数決定部と
を含むことにより、
前記第1補正係数と前記第2補正係数とに基づいて前記補正量を決定すると共に、その補正量に基づいて前記電位差を補正する、
請求項6ないし請求項9のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、さらに、
前記トナーを用いた画像の形成に伴うドット数を計測するドット数計測部と、
前記ドット数に基づいて印字率を算出する印字率算出部と、
前記印字率に基づいて第3補正係数を決定する第3係数決定部と
を含むことにより、
前記第1補正係数と前記第3補正係数とに基づいて前記補正量を決定すると共に、その補正量に基づいて前記電位差を補正する、
請求項6ないし請求項9のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、さらに、
前記トナーを用いて画像が形成された回数を計測する回数計測部と、
前記回数に基づいて第2補正係数を決定する第2係数決定部と、
前記トナーを用いた画像の形成に伴うドット数を計測するドット数計測部と、
前記ドット数に基づいて印字率を算出する印字率算出部と、
前記印字率に基づいて第3補正係数を決定する第3係数決定部と
を含むことにより、
前記第1補正係数と前記第2補正係数と前記第3補正係数とに基づいて前記補正量を決定すると共に、その補正量に基づいて前記電位差を補正する、
請求項6ないし請求項9のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、さらに、
前記トナーを用いた画像の形成開始後の経過時間を計測する時間計測部と、
前記経過時間が目標時間に到達したか否かを判定する時間判定部と
を含むことにより、
前記経過時間が前記目標時間に到達したとき、前記電位差を補正する、
請求項1ないし請求項12のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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