JP3796878B2 - 画像形成装置における現像装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光体ドラム表面に形成された静電潜像に対してトナーを供給して静電潜像のトナー現像を行うとともに、感光体ドラム表面上でトナー現像された画像を用紙に転写して画像形成を行うレーザプリンタ等の画像形成装置に使用される現像装置に関し、特に、現像ローラ表面と供給ローラ表面間の抵抗値が変動しても供給ローラに接続される直流電源装置の定電流制御を容易に行うことが可能であるとともに、前記直流電源装置を停止しても前記直流電源装置の破損を防止することが可能であり、もって良好な画質を有する画像を常に形成可能な画像形成装置における現像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、レーザプリンタ等の画像形成装置における現像装置については各種形式の装置が提案されており、一般に、トナーカートリッジを含むトナー貯留部、トナー貯留部からのトナーを現像室に分散させるオーガ部材、分散したトナーを供給するトナー供給ローラ、トナー供給ローラから供給されたトナーを感光体の静電潜像に供給してトナー現像を行う現像ローラから構成されている。かかるトナー供給装置の一例について図5に基づき説明する。図5は従来の画像形成装置における現像装置の要部の側断面を模式的に示す説明図である。
【0003】
図5において、トナー供給装置はトナーを収納するとともに、幅方向のほぼ中央位置にトナー供給口用の孔が形成されたトナーカートリッジ100を有し、トナーカートリッジ100内には、トナーを撹拌してトナー供給口101からトナーを現像室102側に供給するアジテータ103が設けられている。また、フレームFには、トナーカートリッジ100のトナー供給用孔に対応してトナー供給用孔が形成されており、2つのトナー供給用孔によりトナー供給口101が構成される。上フレームF1と下フレームF2とにより閉塞された現像室102内のトナー供給口101の近傍位置(図5中、右側)には2つのオーガ部材109、110が回転可能に配設されており、各オーガ部材109、110はトナー供給口101から放出されるトナーを均一に分散させる作用を行う。
前記現像室102内の下方位置にはトナー供給ローラ104が回転可能に配置されており、また現像ローラ105がトナー供給ローラ104に対向して回転可能に配置されている。このトナー供給ローラ104はトナー供給口101から供給されたトナーを現像ローラ105に供給する。ここに、トナー供給ローラ104は、金属製(例えば、各種鋼材から形成されている)のローラ軸体104Aとローラ軸体104Aの周囲を被覆する導電性スポンジ材104Bとから構成されている。また、現像ローラ105は、金属製(例えば、各種鋼材から形成されている)のローラ軸体105Aと一般に導電性スポンジ材104Bよりも硬い導電性ゴム材105Bでローラ軸体105Aの周囲を被覆されている。従って、トナー供給ローラ104から現像ローラ105に対してトナーの供給が行われる際には、トナー供給ローラ104の導電性スポンジ材104Bがある程度圧縮された状態で現像ローラ105の導電性ゴム材105Bに当接されている。
さらに、現像ローラ105のローラ軸体105Aには定電圧直流電源装置112から一定電圧のバイアス電圧が印加されている。また、トナー供給ローラ104のローラ軸体104Aにも定電圧直流電源装置111から、トナーカートリッジ100において帯電したトナーがトナー供給ローラ104から現像ローラ105へ向かうような一定電圧のバイアス電圧が印加されている。
【0004】
また、前記現像ローラ105の上方で上フレームF1の内壁には、固定部材106を介してブレード107が固定されており、かかるブレード107は、現像ローラ105の表面に供給されたトナー層の層厚を規制する作用を行う。更に、現像ローラ105は感光体ドラム108と接触するように配置されており、感光体ドラム表面には、画像データに基づいてレーザ光をスキャニングするレーザ発光装置(図示せず)により静電潜像が形成される。現像ローラ105は、感光体ドラム108の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して画像のトナー現像を行い、また、感光体ドラム108の表面上でトナー現像された画像は、給紙部(図示せず)から送給された用紙上に転写されて画像の形成が行われるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の画像形成装置における現像装置においては、作動時間が長時間になるとともに、前記トナー供給ローラ104の導電性スポンジ材104Bと現像ローラ105の導電ゴム材105Bの表面にトナー粒子の表面を覆っているシリカ等の絶縁物が付着し、絶縁皮膜が形成される。また、トナー供給ローラ104と現像ローラ105のバイアス電圧は、各々定電圧直流電源装置111、112によりバイアス電圧を印加されているため、トナー供給ローラ104と現像ローラ105のバイアス電圧差は一定である。従って、この絶縁皮膜のためトナー供給ローラ104と現像ローラ105間に流れる電流が微少電流(例えば、0.1μA以下)若しくは0となり、電界による正規帯電トナーのトナー供給ローラ104から現像ローラ105への移動ができなくなる問題が発生する。
【0006】
また、導電スポンジ材104Bにトナーが十分な量保持されない場合等においては、トナー供給ローラ104と現像ローラ105間の抵抗値が減少してしまい(例えば、2MΩ以下)、トナー供給ローラ104と現像ローラ105間に流れる電流が過大電流(例えば、50μA以上)となり、導電スポンジ材104Bに保持されたトナーが過剰に帯電されたり、逆帯電されたトナーの局所的な凝集が発生する問題がある。
【0007】
また、トナー供給ローラ104にバイアス電圧を印加する定電圧直流電源装置111を定電流制御される直流電源装置に変更しても、トナー供給ローラ104と現像ローラ105間の抵抗値が減少した場合(例えば、2MΩ以下)、前記直流電源装置の制御可能電圧以下となる場合が発生する問題がある。
【0008】
さらに、トナー供給ローラ104にバイアス電圧を印加する直流電源装置を停止した場合、前記直流電源装置の電位が0Vとなり、トナー供給ローラ104と現像ローラ105間に逆電流が流れ、逆帯電トナーが現像ローラ105に移行する問題が発生する。
【0009】
また、トナー供給ローラ104のバイアス電圧は常時印加されており、定電圧直流電源装置111により、電力が常時消費されるという問題もある。
【0010】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、トナー供給ローラのローラ軸に印加するバイアス電圧を定電流制御することにより、導電スポンジ材に保持された帯電トナーを確実に現像ローラに移動させることが可能であり、もって良好な画質を有する画像を常に形成可能な画像形成装置における現像装置を提供することを目的とする。
また、トナー供給ローラにバイアス電圧を印加する定電流制御の直流電源装置と供給ローラとを接続する回路に直列に抵抗とダイオードを接続することにより、トナー供給ローラと現像ローラ間の抵抗値が減少しても、前記直流電源装置の電圧制御が可能であるとともに、前記直流電源装置を停止しても、トナー供給ローラと現像ローラ間の電流の逆流を防止し、逆極性に帯電したトナーが現像ローラに移行するのを防止することが可能であり、もって良好な画質を有する画像を常に形成可能な画像形成装置における現像装置を提供することを目的とする。
さらに、トナー補給後所定枚数印字する迄の間、トナー供給ローラにバイアス電圧を印加することにより、画像形成装置の消費電力を削減することが可能な画像形成装置における現像装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項1に係る画像形成装置における現像装置は、電子写真プロセスによって画像の形成を行う画像形成装置における現像装置であって、感光体に対向配置され感光体に形成された静電潜像をトナーによって現像する現像ローラと、前記現像ローラに現像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加手段と、前記現像ローラに対向配置され現像ローラにトナーを供給する供給ローラと、前記供給ローラのローラ軸に帯電したトナーが供給ローラから現像ローラへ向かうような供給バイアス電圧を印加する供給バイアス印加手段と、前記供給ローラに供給されるトナーのトナー貯留部とを有する現像装置において、前記供給バイアス印加手段を定電流制御する定電流制御手段と、前記供給バイアス印加手段と前記供給ローラのローラ軸とを接続する回路に直列に配設される抵抗と、前記回路の電源装置から供給ローラのローラ軸へ直列接続されるダイオードと、前記トナー貯留部にトナーを補給したことを検出するトナー補給検出手段と、印字枚数を検出する印字枚数検出手段とを備え、前記トナー補給検出手段によりトナー補給を検出後、前記印字枚数検出手段による印字枚数の検出を開始し、所定の印字枚数に達する迄の間、前記定電流制御手段により所定電流値のバイアス電圧を供給バイアス印加手段から前記抵抗とダイオードとを介して供給ローラのローラ軸に印加し、更に、前記所定の印字枚数に達した場合には、該定電流制御手段による供給バイアス印加手段から供給ローラへのバイアス電圧を印加しないことを特徴とする。
【0012】
このような特徴を有する画像形成装置における現像装置においては、供給ローラのローラ軸に供給バイアス電圧を印加する直流電源装置が定電流制御され、供給ローラと前記直流電源装置とを接続する回路に直列に抵抗とダイオードが接続される。そして、トナー補給検出手段によりトナー貯留部へのトナー補給を検出後、印字枚数検出手段により、印字枚数をカウントし、所定印字枚数に達する迄、定電流制御手段により所定電流値のバイアス電圧を供給バイアス印加手段から抵抗とダイオードとを介して供給ローラのローラ軸に印加する。更に、所定の印字枚数に達した場合には、該定電流制御手段による供給バイアス印可手段から供給ローラへのバイアス電圧を印加しない。
これにより、供給ローラと現像ローラの表面に絶縁被膜等が形成されても、供給ローラと現像ローラ間に所定電流値の電流を流すことができ、また、供給ローラと現像ローラ間の抵抗値が減少しても(例えば、2MΩ以下)、前記直流電源装置の電圧制御が可能であり、供給ローラの導電スポンジ材に保持された帯電トナーを確実に現像ローラに移動させることが可能となり、もって良好な画質を有する画像を常に形成可能となる。
また、トナー補給時の帯電不良のトナーを現像ローラに搬送するのを防止することができ、良好な画質を有する画像を常に形成可能となる。また、画像形成装置の供給バイアス印加手段の消費電力削減が可能になる。
さらに、前記直流電源装置を停止しても、トナー供給ローラと現像ローラ間の電流の逆流を防止することが可能となる。
【0013】
また、請求項2に係る画像形成装置における現像装置は、請求項1の画像形成装置における現像装置において、前記定電流制御手段により制御される電流値は2μA以下であることを特徴とする。
【0014】
このような特徴を有する画像形成装置における現像装置においては、供給ローラと現像ローラ間に2μA以下の所定電流値の電流を流すことにより、黒濃度を補い、黒ベタ等の高いデューティの印刷部分の下にカブリが発生することを抑制することが可能であり、もって良好な画質を有する画像を常に形成可能となる。
【0015】
さらに、請求項3に係る画像形成装置における現像装置は、請求項1又は請求項2の画像形成装置における現像装置において、前記定電流制御手段は、前記供給ローラの回転時間のみ供給ローラにバイアス電圧を印加することを特徴とする。
【0016】
このような特徴を有する画像形成装置における現像装置においては、トナー補給検出手段によりトナー貯留部へのトナー補給を検出後、印字枚数検出手段により、印字枚数をカウントし、所定印字枚数に達する迄、供給ローラのローラ軸に供給ローラの回転時間のみバイアス電圧を印加する。
これにより、トナー補給時の帯電不良のトナーを現像ローラに搬送するのを防止することができ、良好な画質を有する画像を常に形成可能となるとともに、画像形成装置の消費電力をより削減することが可能になる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置について、本発明をレーザプリンタにつき具体化した実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施形態に係るレーザプリンタの概略構成について図1に基づき説明する。図1はレーザプリンタの側断面である。
図1において、レーザプリンタ1は、本体ケース2、本体ケース2の後部の上面側に設けられた第1給紙トレイ3、第2給紙トレイ4、本体ケース2内に設けられた用紙搬送機構5、スキャナユニット6、プロセスユニット7、定着ユニット8、その他各第1、第2給紙トレイ3、4、用紙搬送機構5等を駆動する駆動ユニット(図示せず。本体ケース2の左端側部分に収容される)等を有する。本体ケース2の前部上面側には、プリント機構部の上面側を開放可能なトップカバー10、及び、排紙トレイ11が設けられている。この排紙トレイ11は、閉位置と開位置へ切換自在であり、開位置にてプリント済の用紙を受けるトレイとして機能する。
ここで、スキャナユニット6、プロセスユニット7及び定着ユニット8等がプリント機構部に相当する。プロセスユニット7は、ケーシング24内に感光ドラム25、帯電器26、現像ローラ27、転写ローラ28、クリーニングローラ29等を収容して本体ケース2内の所定部位に着脱可能なカートリッジ構造になっている。
【0018】
第1給紙トレイ3は、本体ケース2の後端付近部分の上面部に固定的に設けられており、第2給紙トレイ4は、本体ケース2のうちの第1給紙トレイ3の前側の上面部に着脱可能に設けられている。前記用紙搬送機構5は、第1給紙トレイ3、第2給紙トレイ4から択一的に給紙された用紙Pをプロセスユニット7へ搬送するためのものであり、第1給紙トレイ3の下端側に設けられた一対の送りローラ12a、12bと、第2給紙トレイ4の下端側に設けられた一対のレジストローラ13a、13bとを有する。送りローラ12aは駆動側ローラ、送りローラ12bは従動ローラである。レジストローラ13aは駆動側ローラ、レジストローラ13bは従動ローラである。また、レジストローラ13aの略中央部の近傍位置には給紙センサ50が配設されている。第1給紙トレイ3からレジストローラ13a、13bに至る用紙搬送経路14は、第2給紙トレイ4の下面に沿って延びる下面側搬送路14aを含み、第2給紙トレイ4を本体ケース2から取り外した状態では、下面側搬送路14aが外部に開放状態になる。
第1給紙トレイ3からピックアップローラ36を介して給紙された用紙Pは、一対の送りローラ12a、12bで送り駆動されて下面側搬送路14aを通ってレジストローラ13a、13bに達し、給紙センサ50により給紙された用紙Pの通過検出を行い、レジスト後に送り駆動されてプロセスユニット7へ搬送される。第2給紙トレイ4からピックアップローラ36を介して給紙された用紙Pは、レジストローラ13a、13bに達し、給紙センサ50により給紙された用紙Pの通過検出を行い、レジスト後に送り駆動されてプロセスユニット7に搬送される。
【0019】
前記スキャナユニット6は、プロセスユニット7の下側に配設され、レーザ発光部(図示せず)、ポリゴンミラー20、反射鏡21、23、レンズ22等を有し、レーザ発光部からのレーザビームを、鎖線で示すようにポリゴンミラー20、反射鏡21、レンズ22、反射鏡23を介してプロセスユニット7の帯電された回転中の感光ドラム25の外周部に高速走査にて照射し露光することにより感光ドラム25の表面に静電潜像が形成される。
【0020】
前記プロセスユニット7は、ケーシング24内に感光ドラム25、スコロトロン型帯電器26、現像ローラ27、転写ローラ28、クリーニングローラ29、トナーボックス30、トナー供給ローラ31等を内蔵したものであり、このプロセスユニット7を本体ケース2から取り外した状態でトナーボックス30にトナーカートリッジ54(図2参照)を挿着することにより、トナーを補給するようになっている。前記トナーカートリッジ54内のトナーは撹拌体32で撹拌されてトナーボックス30の開口30Aから放出された後、トナー供給ローラ31を介して現像ローラ27に供給され、ブレード33により一定厚さのトナー層として現像ローラ27に担持されて、感光ドラム25に供給される。尚、トナーボックス30の開口30Aの近傍位置には、2つのオーガ部材37、38が回転可能に配設されており、各オーガ部材37、38は、開口30Aから放出されたトナーをケーシング24内で均一に分散させる作用を行う。
【0021】
前記感光ドラム25の表面に形成された静電潜像は、現像ローラ27からトナーを付着させて顕像化され、用紙が感光ドラム25と転写ローラ28との間を通る間に用紙に転写され、その用紙は定着ユニット8内へ送られて定着される。尚、感光ドラム25の表面に残ったトナーは、クリーニングローラ29で一時的に回収された後、所定のタイミングで感光ドラム25を介して現像ローラ27に回収される。定着ユニット8は、用紙にトナーを熱定着させるものであり、加熱ローラ34、その加熱ローラ34に押圧された押圧ローラ35、これらの各ローラ34、35の下流側に設けられ用紙を本体ケース2の外部へ排出する一対の排出ローラ15a、15bを有する。また、排出ローラ15aの略中央部の近傍位置には排紙センサ51が配設されており、前記排紙センサ51により用紙Pの外部への排出検出を行う。
【0022】
尚、前記構成において、プロセスユニット7の感光ドラム25及び転写ローラ28を介して用紙Pが送り出される搬送速度は、定着ユニット8の加熱ローラ34、押圧ローラ35、各排出ローラ15a、15bを介して用紙Pが送り出される搬送速度と等しいか又はその搬送速度よりも大きくなるように設定されている。これは、加熱ローラ34、押圧ローラ35、各排出ローラ15a、15bを介して用紙Pが送り出される搬送速度が感光ドラム25及び転写ローラ28を介して用紙Pが送り出される搬送速度よりも大きい場合には、プロセスユニット7において用紙Pに形成される画像の形成位置にずれが生じてしまって画像が乱れてしまう虞があるからである。
【0023】
次に、プロセスユニット7の詳細な構成について図2に基づき説明する。図2はプロセスユニット7を拡大して示す側断面図である。図2において、現像室40内の下方位置にはトナー供給ローラ31が回転可能に配置されており、また現像ローラ27がトナー供給ローラ31に対向して回転可能に配置されている。このトナー供給ローラ31はトナー供給口30Aから供給されたトナーを現像ローラ27に供給する。ここに、トナー供給ローラ31は、金属製(例えば、各種鋼材から形成されている)のローラ軸体31Aとローラ軸体31Aの周囲を被覆する導電性スポンジ材31Bとから構成されている。また、現像ローラ27は、金属製(例えば、各種鋼材から形成されている)のローラ軸体27Aと一般に導電性スポンジ材31Bよりも硬い導電性ゴム材27Bでローラ軸体27Aの周囲を被覆されている。従って、トナー供給ローラ31から現像ローラ27に対してトナーの供給が行われる際には、トナー供給ローラ31の導電性スポンジ材31Bがある程度圧縮された状態で現像ローラ27の導電性ゴム材27Bに当接されている。
【0024】
また、トナーボックス30の略中央部の下方向(図2中、左下側)にはトナーカートリッジ54内のトナー量を検出するためのトナーセンサ52が回路基板に半田付け後、スキャナカバー53に螺設されている。トナーセンサ52はLEDとフォトセンサにより構成され、トナーカートリッジ54の下方の一部を挟持し、光の透過量を検出することにより、トナーの有無を検出している。
【0025】
次に、本実施形態のプロセスユニット7の制御構成について図3に基づき説明する。図3はレーザプリンタ1のプロセスユニット7の制御構成を示すブロック図である。
図3において、レーザプリンタ1は、各機器を制御するCPU61、制御プログラムを格納するROM62、処理データ等を格納するRAM62、印字枚数カウンタ値等を格納するEEPROM64、ASIC等により構成され、給紙センサ50、排紙センサ51、トナーセンサ52等のセンサが接続され、且つ、高圧電源回路部67や定電流制御部68等をコントロールするコントロール回路部66、感光ドラム25、帯電器26、現像ローラ27、転写ローラ28、及びクリーニングローラ29に高圧のバイアス電圧を印加する高圧電源回路部67、トナー供給ローラ31にバイアス電圧を印加する直流電源回路部69、直流電源回路部69を定電流制御する定電流制御部68、直流電源回路部69とトナー供給ローラ31とを接続する回路に直列に接続される抵抗70、及び、前記回路に直流電源回路部69からトナー供給ローラ31へ順方向に接続されたダイオード71とを有している。
【0026】
また、CPU61は各センサ値やROM62に格納されているプログラム等に基づいてコントロール回路部66を制御する。ここで、現像ローラ27のローラ軸体27Aにはコントロール回路部66を介して、高圧電源回路部67よりバイアス電圧(本実施形態の場合は約DC700V)が定電圧で印加されている。
また、抵抗70の抵抗値は大きく(本実施形態の場合は約300MΩ)、直流電源回路部69とトナー供給ローラ31の間の抵抗値が微少になった場合に、2μAの定電流回路のため直流電源回路部69の出力電圧は数百V(本実施形態の場合は600V)となり、直流電源回路部69の制御可能な電圧範囲である。
さらに、直流電源回路部69とトナー供給ローラ31との間にダイオード71を順方向に接続することにより、直流電源回路部69を停止して電位が0Vになっても、現像ローラ27からの電流の逆流を防止し、逆極性に帯電したトナーが現像ローラ27に移行するのを防止できる。
また、本実施形態では正帯電特性のトナーを用いるので、現像ローラ27へトナーを向かわせる電圧がトナー供給ローラ31に印加されることになる。
【0027】
次に、上記構成のレーザプリンタ1におけるプロセスユニット7のトナー供給ローラ31にバイアス電圧を印加する処理を図4のフローチャートに基づいて説明する。図4は、本実施形態に係る供給ローラ31にバイアス電圧を印加する処理のフローチャートである。
先ず、レーザプリンタ1は印字開始のコマンドを受け取ると、EEPROM64に格納されている印字枚数カウンタ値を読み出し、所定の印字枚数(本実施形態では50枚)より大きいか判定する(S1)。印字枚数カウンタ値が50枚より大きい場合は(S1:YES)、トナーセンサ52によりトナーカートリッジ54のトナー残量を検出し、トナーが残っていれば(S2:NO)、給紙センサ50により用紙の通過を検出すると印字を開始する(S11)。次に、1枚分印字が終了する迄は、印字を続け(S12:NO)、1枚分印字が終了し、排紙センサ51により用紙の排出を検出すると(S12:YES)、EEPROM64に格納されている印字枚数カウンタ値を1増やし、再度EEPROM64に格納する(S13)。次に、印字終了でなければ、トナーカートリッジ54のトナー残量を検出し、トナーが残っていれば(S2:NO)、次の用紙の印字を続け(S14:NO)、各用紙印字毎に印字枚数カウント値を1増やす(S11〜S14:NO)。また、印字終了であれば(S14:YES)印字作業を終了する。
【0028】
また、レーザプリンタ1は印字開始のコマンドを受け取り、EEPROM64に格納されている印字枚数カウンタ値を読み出し、印字枚数カウンタ値が50枚より小さい場合は(S1:NO)、コントロール回路部66を介して定電流制御部68により所定の電流値(本実施形態の場合は2μA)のバイアス電圧を直流電源回路部69からトナー供給ローラ31のローラ軸体31Aに印加する(S5)。次に、給紙センサ50により用紙の通過を検出すると印字を開始し(S6)、1枚分印字が終了する迄は、印字を続け(S7:NO)、1枚分印字が終了し、排紙センサ51により用紙の排出を検出すると(S7:YES)、コントロール回路部66を介して定電流制御部68により直流電源回路部69を停止する(S8)。次に、EEPROM64に格納されている印字枚数カウンタ値を1増やし、再度EEPROM64に格納する(S9)。次に、印字終了でなければ(S10:NO)、再度印字枚数カウンタ値をEEPROM64より読み出し、50枚より大きいか判定し(S1)、印字作業を続ける。そして、印字終了の場合は(S10:YES)、印字作業を終了する。
【0029】
また、レーザプリンタ1は印字開始のコマンドを受け取り、EEPROM64に格納されている印字枚数カウンタ値を読み出し、印字枚数カウンタ値が50枚より大きい場合は(S1:YES)、トナーセンサ52によりトナーカートリッジ54のトナー残量を検出し、トナーが残っていない場合は(S2:YES)、印字作業を停止してトナーカートリッジ54の交換を待つ(S3:NO)。次に、トナーセンサ52によりトナー残量の検出を行い、トナーの残量が十分あると検出した場合は、トナーカートリッジ54が交換されたと判断し(S3:YES)、EEPROM64に格納されている印字枚数カウンタ値を0にし、再度EEPROM64に格納する(S4)。
【0030】
次に、印字枚数カウンタ値をEEPROM64より読み出し、50枚より大きいか判定する(S1)。印字枚数カウンタ値が50枚より小さい場合は(S1:NO)、コントロール回路部66を介して定電流制御部68により所定の電流値(本実施形態の場合は2μA)のバイアス電圧を直流電源回路部69からトナー供給ローラ31のローラ軸体31Aに印加する(S5)。次に、給紙センサ50により用紙の通過を検出すると印字を開始し(S6)、1枚分印字が終了する迄は、印字を続け(S7:NO)、1枚分印字が終了し、排紙センサ51により用紙の排出を検出すると(S7:YES)、コントロール回路部66を介して定電流制御部68により直流電源回路部69を停止する(S8)。次に、EEPROM64に格納されている印字枚数カウンタ値を1増やし、再度EEPROM64に格納する(S9)。次に、印字終了でなければ(S10:NO)、再度印字枚数カウンタ値をEEPROM64より読み出し、50枚より大きいか判定し(S1)、印字作業を続ける。そして、印字終了の場合は(S10:YES)、印字作業を終了する。
【0031】
したがって、本実施形態のプロセスユニット7においては、トナー供給ローラ31のローラ軸体31Aにバイアス電圧を印加する直流電源回路部69を電流値2μAの定電流制御することにより、トナー供給ローラ31と現像ローラ27の表面に絶縁被膜等が形成されても、トナー供給ローラ31と現像ローラ27間に2μAの電流を流すことができ、トナー供給ローラ31の導電スポンジ材31Bに保持された帯電トナーを確実に現像ローラ27に移行することが可能である。また、黒濃度を補い、黒ベタ等の高デューティ印刷部分の下にカブリが発生するのを抑制することが可能であり、もって良好な画質を有する画像を常に形成可能となる。
【0032】
また、トナーセンサ52によりトナーカートリッジ54の交換を検出後、排紙センサ51により印字された用紙の排出を検出し、印字枚数をカウントし、印字枚数が50枚に達する迄、トナー供給ローラ31のローラ軸体31Aにトナー供給ローラ31の回転時間のみバイアス電圧を印加する。
これにより、トナーカートリッジ54の交換時のトナーの帯電不良のトナーを現像ローラ27に搬送するのを防止することができ、良好な画質を有する画像を常に形成可能となるとともに、画像形成装置の消費電力を削減することが可能になる。
【0033】
また、直流電源回路部69とトナー供給ローラ31との間に大きな抵抗値の抵抗70(本実施形態の場合は約300MΩ)を直列接続することにより、直流電源回路部69とトナー供給ローラ31の間の抵抗値が微少になった場合に、定電流制御部68により制御される電流値は2μAの定電流のため、直流電源回路部69の出力電圧は数百V(本実施形態の場合は600V以上)となり、制御可能な電圧範囲とすることが可能になる。
【0034】
さらに、直流電源回路部69と供給ローラ31との間に、直流電源回路部69からトナー供給ローラ31へダイオード71を順方向に直列接続することにより、直流電源回路部69を停止して電位が0Vになっても、現像ローラ27からの電流の逆流を防止し、逆極性に帯電したトナーが現像ローラ27に移行するのを防止することが可能になる。
【0035】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論であり、以下のようにしてもよい。
(a)前記実施形態では感光ドラム25を採用しているが、感光ドラム25に代えて、例えば、無端状ベルト式の感光体を採用してもよい。
(b)前記実施形態では正帯電タイプのトナーを採用しているが、負帯電タイプのトナーを採用してもよい。その場合には、トナー供給ローラ31にトナーを負帯電させるようなバイアス電圧を印加してもよい。また、この場合には、ダイオード71は逆方向に直列接続される。
【0036】
【発明の効果】
以上説明した通り請求項1に係る画像形成装置における現像装置においては、供給ローラのローラ軸に供給バイアス電圧を印加する直流電源装置が定電流制御され、供給ローラと前記直流電源装置とを接続する回路に直列に抵抗とダイオードが接続される。そして、トナー補給検出手段によりトナー貯留部へのトナー補給を検出後、印字枚数検出手段により、印字枚数をカウントし、所定印字枚数に達する迄、定電流制御手段により所定電流値のバイアス電圧を供給バイアス印加手段から抵抗とダイオードとを介して供給ローラのローラ軸に印加する。更に、所定の印字枚数に達した場合には、該定電流制御手段による供給バイアス印可手段から供給ローラへのバイアス電圧を印加しない。
これにより、供給ローラと現像ローラの表面に絶縁被膜等が形成されても、供給ローラと現像ローラ間に所定電流値の電流を流すことができ、また、供給ローラと現像ローラ間の抵抗値が減少しても(例えば、2MΩ以下)、前記直流電源装置の電圧制御が可能であり、供給ローラの導電スポンジ材に保持された帯電トナーを確実に現像ローラに移動させることが可能となり、もって良好な画質を有する画像を常に形成可能な画像形成装置における現像装置を提供することができる。
また、トナー補給時の帯電不良のトナーを現像ローラに搬送するのを防止することができ、良好な画質を有する画像を常に形成可能となる。また、画像形成装置の供給バイアス印加手段の消費電力削減が可能な画像形成装置における現像装置を提供することができる。
さらに、前記直流電源装置を停止しても、トナー供給ローラと現像ローラ間の電流の逆流を防止することが可能な画像形成装置における現像装置を提供することができる。
【0037】
また、請求項2に係る画像形成装置における現像装置においては、供給ローラと現像ローラ間に2μA以下の所定電流値の電流を流すことにより、黒濃度を補い、黒ベタ等の高いデューティの印刷部分の下にカブリが発生することを抑制することが可能であり、もって良好な画質を有する画像を常に形成可能な画像形成装置における現像装置を提供することができる。
【0038】
さらに、請求項3に係る画像形成装置における現像装置においては、トナー補給検出手段によりトナー貯留部へのトナー補給を検出後、印字枚数検出手段により、印字枚数をカウントし、所定印字枚数に達する迄、供給ローラのローラ軸に供給ローラの回転時間のみバイアス電圧を印加する。
これにより、トナー補給時の帯電不良のトナーを現像ローラに搬送するのを防止することができ、良好な画質を有する画像を常に形成可能となるとともに、画像形成装置の消費電力をより削減することが可能な画像形成装置における現像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態に係わるレーザプリンタの側断面図である。
【図2】 本実施形態に係わるレーザプリンタのプロセスユニットを拡大して示す側断面図である。
【図3】 本実施形態に係わるレーザプリンタのプロセスユニットの制御構成を示すブロック図である。
【図4】 本実施形態に係わるレーザプリンタのトナー供給ローラにバイアス電圧を印加する処理のフローチャートである。
【図5】 従来の画像形成装置における現像装置の要部の側断面を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
1 レーザプリンタ
7 プロセスユニット
25 感光ドラム
27 現像ローラ
31 トナー供給ローラ
27A、31A ローラ軸体
50 給紙センサ
51 排紙センサ
52 トナーセンサ
54 トナーカートリッジ
67 高圧電源回路部
68 定電流制御部
69 直流電源回路部
70 抵抗
71 ダイオード
Claims (3)
- 電子写真プロセスによって画像の形成を行う画像形成装置における現像装置であって、感光体に対向配置され感光体に形成された静電潜像をトナーによって現像する現像ローラと、前記現像ローラに現像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加手段と、前記現像ローラに対向配置され現像ローラにトナーを供給する供給ローラと、前記供給ローラのローラ軸に帯電したトナーが供給ローラから現像ローラへ向かうような供給バイアス電圧を印加する供給バイアス印加手段と、前記供給ローラに供給されるトナーのトナー貯留部とを有する現像装置において、
前記供給バイアス印加手段を定電流制御する定電流制御手段と、
前記供給バイアス印加手段と前記供給ローラのローラ軸とを接続する回路に直列に配設される抵抗と、
前記回路の電源装置から供給ローラのローラ軸へ直列接続されるダイオードと、
前記トナー貯留部にトナーを補給したことを検出するトナー補給検出手段と、
印字枚数を検出する印字枚数検出手段と
を備え、
前記トナー補給検出手段によりトナー補給を検出後、前記印字枚数検出手段による印字枚数の検出を開始し、所定の印字枚数に達する迄の間、前記定電流制御手段により所定電流値のバイアス電圧を供給バイアス印加手段から前記抵抗とダイオードとを介して供給ローラのローラ軸に印加し、更に、前記所定の印字枚数に達した場合には、該定電流制御手段による供給バイアス印加手段から供給ローラへのバイアス電圧を印加しないことを特徴とする画像形成装置における現像装置。 - 前記定電流制御手段により制御される電流値は2μA以下であることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置における現像装置。
- 前記定電流制御手段は、前記供給ローラの回転時間のみ供給ローラにバイアス電圧を印加することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の画像形成装置における現像装置。
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