JP5162973B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
詳しくは、納品時に、ユーザーの設置場所にて、画像形成装置の初期設定や動作確認をおこなう直前に、空の現像部に2成分現像剤が充填(供給)される。また、現像剤交換時には、現像部から既設の現像剤(寿命に達して劣化した現像剤である。)が取出された後に、空の現像部に新品の現像剤が充填される。
また、特許文献3等には、画像形成装置に設置される現像部(現像装置)に予め現像剤を収容しておく技術が開示されている。さらに、特許文献3等では、像担持体に対向する現像部の開口部に可動式のシャッタを設けて、現像部の使用が開始されるときにシャッタを開放して現像工程を実施できる状態にしている。
また、特許文献3等の技術は、現像部の開口部にシャッタが設けられているために、予め現像部に収容された現像剤(現像剤担持体に担持された現像剤である。)によって像担持体の表面がキズつく不具合が抑止される効果が期待できる。しかし、現像剤交換時には現像剤の充填を手動でおこなう必要があるために、作業性が不充分であった。さらに、現像部に可動式のシャッタを設けているために、現像部の構成が複雑になったり、像担持体と現像剤担持体との距離に制約が生じたりしていた。
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
図1において、1は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の装置本体、2は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、3は原稿Dを原稿読込部4に搬送する原稿搬送部、4は原稿Dの画像情報を読み込む原稿読込部、7は転写紙等の記録媒体Pが収容される給紙部、9は記録媒体Pの搬送タイミングを調整するレジストローラ、11Y、11M、11C、11BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像が形成される像担持体としての感光体ドラム、12は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上を帯電する帯電部、13は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に形成される静電潜像を現像する現像部(現像装置)、14は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に形成されたトナー像を記録媒体P上に重ねて転写する転写バイアスローラ(1次転写バイアスローラ)、15は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上の未転写トナーを回収するクリーニング部、を示す。
なお、図示は省略するが、各感光体ドラム11Y、11C、11M、11BKの上方には、キャリア(磁性キャリア)と各色(イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック)のトナー(トナー粒子)とを現像部13に補給する各色の現像剤容器がそれぞれ設置されている。
まず、原稿Dは、原稿搬送部3の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部4のコンタクトガラス5上に載置される。そして、原稿読込部4で、コンタクトガラス5上に載置された原稿Dの画像情報が光学的に読み取られる。
そして、まず、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKの表面は、帯電部12との対向部で、一様に帯電される(帯電工程である。)。こうして、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部2において、4つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程である。)。
その後、現像工程後の感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、それぞれ、中間転写ベルト17との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト17の内周面に当接するように転写バイアスローラ14が設置されている。そして、転写バイアスローラ14の位置で、中間転写ベルト17上に、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される(1次転写工程である。)。
その後、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、不図示の除電ランプ(除電部)を通過して、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKにおける一連の作像プロセスが終了する。
その後、中間転写ベルト17表面は、中間転写ベルトクリーニング部16の位置に達する。そして、中間転写ベルト17上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部16に回収されて、中間転写ベルト17における一連の転写プロセスが終了する。
詳しくは、記録媒体Pを収納する給紙部7から、給紙ローラ8により給送された記録媒体Pが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ9に導かれる。レジストローラ9に達した記録媒体Pは、タイミングを合わせて、2次転写ニップに向けて搬送される。
そして、定着工程後の記録媒体Pは、排紙ローラによって、装置本体1外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
図2は、作像部及び現像剤容器28を示す構成図である。図3(A)は現像部13の上部(第1搬送スクリュ13b1の位置である。)を長手方向にみた概略断面図であって、図3(B)は現像部13の下部(第2搬送スクリュ13b2及び第3搬送スクリュ13b3の位置である。)を長手方向にみた概略断面図である。図4は、現像部13の端部(第3中継部13hの位置である。)を示す断面図である。
なお、各作像部はほぼ同一構造であって、各現像剤容器もほぼ同一構造であるために、図2〜図4にて作像部及び現像剤容器は符号のアルファベット(Y、C、M、BK)を除して図示する。
像担持体としての感光体ドラム11は、負帯電の有機感光体であって、不図示の回転駆動機構によって反時計方向に回転駆動される。
クリーニング部15は、感光体ドラム11に摺接するクリーニングブレード15aが設置されていて、感光体ドラム11上の未転写トナーを機械的に除去・回収する。クリーニングブレード15aは、ウレタン、EPDM、NBR、シリコーン、イソプレン等のゴム材料で形成されている。なお、本実施の形態では、感光体ドラム11に対するクリーニングブレード15aの当接方向をカウンター方向としたが、感光体ドラム11に対するクリーニングブレード15aの当接方向をトレーディング方向とすることもできる。
図2を参照して、現像剤容器28は、現像工程によって現像部13で消費された現像剤を補給するための、現像剤G(トナーT及びキャリアC)を収容している。そして、現像剤容器28は、現像部13に新品のトナーTを補給するトナーカートリッジとして機能するとともに、現像部13に新品のキャリアCを補給する供給手段として機能する。具体的に、現像部13に設置されたトナー濃度検知手段としての磁気センサ86(第3搬送スクリュ13b3の搬送経路中に設置されている。)によって検知されるトナー濃度(現像剤G中のトナーの割合である。)の情報や、感光体ドラム11に対向する画像濃度検知手段としての光学センサ40によって検知される画像濃度(感光体ドラム11上に所定のタイミングで形成されるパッチパターンの画像濃度である。)の情報に基いて、シャッタ駆動部81によってシャッタ機構80の開閉動作をおこなって、現像剤容器28から補給経路を経て現像部13内に向けて現像剤Gを適宜に補給する。
なお、本実施の形態では、現像剤容器28の現像剤Gにおける、キャリアCに対するトナーTの混合率(トナー濃度)が比較高く設定されている。
図2〜図4を参照して、現像部13は、現像剤担持体としての現像ローラ13a、搬送部材としての搬送スクリュ13b1〜13b3(オーガスクリュ)、ドクターブレード13c、等で構成されている。
現像ローラ13aは、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂等の非磁性体を円筒形に形成してなるスリーブが現像駆動モータ92によって時計方向に回転されるように構成されている。図3を参照して、現像ローラ13aのスリーブ13a2内には、スリーブの周面に現像剤Gの穂立ちを生じるように磁界を形成するマグネット13a1が固設されている。マグネット13a1から発せられる法線方向磁力線に沿うように、現像剤G中のキャリアCがスリーブ13a2上にチェーン状に穂立ちする。このチェーン状に穂立ちしたキャリアCに帯電したトナーTが付着されて、磁気ブラシが形成される。磁気ブラシは、スリーブ13a2の回転によってスリーブ13a2と同方向(時計方向)に移送される。
3つの搬送スクリュ13b1〜13b3は、現像部13内に収容された現像剤Gを長手方向(図2の紙面垂直方向である。)に循環しながら撹拌・混合する。
第1搬送スクリュ13b1は、現像ローラ13aに対向する位置に配設されていて、現像剤Gを水平方向に搬送する(図3(A)の破線矢印に示す右方向の搬送である。)とともに、現像ローラ13a上に現像剤Gを供給(図3(A)の白矢印方向の供給である。)する。
3つの搬送スクリュ13b1〜13b3は、現像ローラ13aや感光体ドラム11と同様に、回転軸がほぼ水平になるように配設されている。また、現像ローラ13aと3つの搬送スクリュ13b1〜13b3とは、図示せぬギア列を介して、第2駆動部としての現像駆動モータ92によって回転駆動される。
図3(B)を参照して、第2搬送スクリュ13b2による搬送経路の下流側と、第3搬送スクリュ13b3による搬送経路の上流側と、は第2中継部13gを介して連通している。また、図3(A)及び図3(B)を参照して、第1搬送スクリュ13b1による搬送経路の下流側と、第3搬送スクリュ13b3による搬送経路の上流側と、は第1中継部13fを介して連通している。また、図3(A)及び図3(B)、図4を参照して、第3搬送スクリュ13b3による搬送経路の下流側と、第1搬送スクリュ13b1による搬送経路の上流側と、は第3中継部13hを介して連通している。図4を参照して、第3搬送スクリュ13b3による搬送経路において第3中継部13hの近傍に滞留して盛り上がった現像剤Gが、第3中継部13hを介して第1搬送スクリュ13b1による搬送経路の上流側に搬送(供給)されることになる。
なお、図示は省略するが、第3搬送スクリュ13b3による搬送経路中には、装置内を循環する現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段としての磁気センサ86が設置されている。そして、磁気センサ86によって検知されるトナー濃度の情報(又は、光学センサ40によって検知される画像濃度の情報)に基いて、現像剤容器28から補給経路(供給管29、補給口13e)を介して現像部13内に向けて所定のトナー濃度の現像剤Gが供給される。
なお、本実施の形態では、補給口13eや排出口13dを第1搬送スクリュ13a1による搬送経路中に配設したが、補給口13eや排出口13dの位置はこれに限定されるものではない。
図5は、現像剤充填時の制御を示すタイミングチャートであって、以下の説明において適宜に参照する。
まず、装置本体1に空の現像部13を設置した状態で、現像剤容器28の設置場所に初期剤用の現像剤容器(必ずしも、図2で説明した現像剤容器28の容量と同等のものでなくてもよい。)を設置する。そして、図2で説明した補給経路13e、29を利用して、現像部13を駆動しながら現像剤の充填をおこなう。すなわち、本実施の形態における現像剤充填手段は、現像駆動モータ92(第2駆動部)を稼動させて現像部13に現像剤を充填する手段である。さらに換言すると、現像剤充填時に用いられる駆動手段は、現像工程時に用いられる駆動手段である。なお、現像剤容器は、その開口(現像剤を排出するための開口である。)に設置されたキャップ(又はシール)を取出した後に、装置本体1に設置される。
このように、感光体ドラム11を現像剤充填開始と同時に回転駆動するのではなく、現像剤充填開始から暫くした後に感光体ドラム11を回転駆動することで、感光体ドラム11に当接するクリーニングブレード15aへの負荷が軽減される。すなわち、クリーニングブレード15aのエッジ部(当接部)にトナーが介在しない状態で感光体ドラム11が長時間駆動される不具合が抑止される。したがって、クリーニングブレード15aがめくれる不具合が抑止される。
これにより、現像ローラ13a上に現像剤が担持され始めたときには、感光体ドラム11は回転停止した状態ではなく回転しているために、現像ローラ13a上に担持された現像剤が感光体ドラム11表面の一部に集中的に摺接してドラム表面にキズが生じる不具合が抑止される。そして、回転を開始した感光体ドラム11上には、即座にトナー(地肌汚れによるトナーである。)が供給されるために、クリーニングブレード15aのエッジ部(当接部)にも即座にトナーが供給されてクリーニングブレード15aのめくれが抑止される。
なお、上述したタイマー85によって検知される所定時間(本実施の形態では2秒である。)は、現像剤充填が開始されてから現像ローラ13a上に現像剤が供給される直前までの時間であって、装置の開発時に実験やシュミレーションにより定められる値である。
これに対して、現像剤充填開始後に、磁気センサ86(トナー濃度検知手段)の検知結果が所定値に達した後に、感光体ドラム11の回転駆動を開始してもよい。具体的に、図6に示すように、空の現像部13への現像剤の充填が開始されてから、現像部13に現像剤がほぼ行き渡った状態になると、磁気センサ86の近傍にも現像剤が充分に行き渡りセンサ出力が急上昇する。したがって、磁気センサ86の出力が所定値A(充分に上昇した値である。)に達したときに、現像ローラ13a上に現像剤が担持され始めたものとして、感光体ドラム11の回転駆動を開始する。このような場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお、このような制御を確実にするためには、磁気センサ86を第1搬送スクリュ13b1による搬送経路の上流側に設置することが好ましい。
また、現像剤充填開始後に、所定時間が経過してもトルク検知センサ84(トルク検知手段)の検知結果が所定値Bに達しないとき、現像駆動モータ92及びドラム駆動モータ91の稼動を停止してもよい。
さらに、現像剤充填開始後であって感光体ドラム11の駆動を開始した後に、感光体ドラム11上にトナー像(パッチパターン)を形成しても光学センサ40(画像濃度検知手段)の検知結果が所定値に達しないとき(パッチパターンの画像濃度が低いときである。)も、現像剤充填手段に異常が生じていて感光体ドラム11上に正常なパッチパターンが形成できないものとして、現像駆動モータ92及びドラム駆動モータ91の稼動を停止してもよい。
これらの場合にも、現像剤充填手段の異常を正確に検知して、それによる不具合の発生を抑止することができる。
詳しくは、現像ローラ13a上に現像剤が担持されて、感光体ドラム11の駆動が開始された後に、所定のタイミングで感光体ドラム11の作像幅全域にわたって帯状のトナー像を形成する。具体的には、図5を参照して、現像剤充填開始から10秒後に、帯電DCバイアスを約1秒間オフすることにより、感光体ドラム11上に帯状パターンを形成する。
この帯状パターンはそのままクリーニングブレード15aに達するために、クリーニングブレード15aのエッジ部の全域に積極的にトナーが供給されて、エッジ部にトナーが介在することでクリーニングブレード15aのめくれが抑止される。
しかし、現像剤交換をおこなう現像方式(現像工程にともない補給経路からトナーの補給のみをおこなう現像方式である。)のものについては、現像部13に収容された現像剤(既設の劣化した現像剤である。)を現像部13から取り出した後に、空の現像部13に対して本実施の形態における現像剤充填制御をおこなうことになる。その場合にも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、その場合、現像部13に収容された現像剤を現像部13から取り出す動作は、自動でおこなうことが好ましい。具体的には、現像部の搬送経路中の底部に開閉自在な開口(通常時には閉鎖されている。)を設けて、現像部13を駆動しながら開口から現像剤を排出する。その場合の現像剤排出制御は、本実施の形態における現像剤充填制御の技術思想を取り入れることが好ましい。
11、11Y、11C、11M、11BK 感光体ドラム(像担持体)、
13 現像部(現像装置)、
13a 現像ローラ(現像剤担持体)、
13e 補給口(補給経路)、
15a クリーニングブレード、
28 現像剤容器、
29 供給管(補給経路)、
40 光学センサ(画像濃度検知手段)、
84 トルク検知センサ(トルク検知手段)、
85 タイマー、
86 磁気センサ(トナー濃度検知手段)、
91 ドラム駆動モータ(第1駆動部)、
92 現像駆動モータ(第2駆動部)、
G 現像剤(2成分現像剤)、 T トナー、 C キャリア。
Claims (10)
- 像担持体と、
前記像担持体に近接するように配置された現像剤担持体を具備して、前記像担持体上に形成される潜像を現像する現像部と、
前記像担持体を駆動する第1駆動部と、
前記現像部を駆動する第2駆動部と、
前記第2駆動部を稼動させて前記現像部に現像剤を充填する現像剤充填手段と、
前記像担持体に当接して当該像担持体に付着する未転写トナーを除去するクリーニングブレードと、
前記現像部に収容された現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、
を備え、
現像剤が収容されていない状態の前記現像部に新たに現像剤を充填する場合に、前記第2駆動部を稼動させて前記現像部の駆動を開始するとともに前記現像剤充填手段による現像剤の充填を開始して前記トナー濃度検知手段の検知結果が所定値に達した後に、前記第1駆動部を稼動させて前記像担持体の駆動を開始することを特徴とする画像形成装置。 - 現像剤が収容されていない状態の前記現像部に新たに現像剤を充填する場合に、前記第2駆動部を稼動させて前記現像部の駆動を開始するとともに前記現像剤充填手段による現像剤の充填を開始して所定時間が経過しても前記トナー濃度検知手段の検知結果が前記所定値に達しないとき、前記第1駆動部及び前記第2駆動部の稼動を停止することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 像担持体と、
前記像担持体に近接するように配置された現像剤担持体を具備して、前記像担持体上に形成される潜像を現像する現像部と、
前記像担持体を駆動する第1駆動部と、
前記現像部を駆動する第2駆動部と、
前記第2駆動部を稼動させて前記現像部に現像剤を充填する現像剤充填手段と、
前記像担持体に当接して当該像担持体に付着する未転写トナーを除去するクリーニングブレードと、
前記現像部の駆動トルクを検知するトルク検知手段と、
を備え、
現像剤が収容されていない状態の前記現像部に新たに現像剤を充填する場合に、前記第2駆動部を稼動させて前記現像部の駆動を開始するとともに前記現像剤充填手段による現像剤の充填を開始して前記トルク検知手段の検知結果が所定値に達した後に、前記第1駆動部を稼動させて前記像担持体の駆動を開始することを特徴とする画像形成装置。 - 現像剤が収容されていない状態の前記現像部に新たに現像剤を充填する場合に、前記第2駆動部を稼動させて前記現像部の駆動を開始するとともに前記現像剤充填手段による現像剤の充填を開始して所定時間が経過しても前記トルク検知手段の検知結果が前記所定値に達しないとき、前記第1駆動部及び前記第2駆動部の稼動を停止することを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
- 像担持体と、
前記像担持体に近接するように配置された現像剤担持体を具備して、前記像担持体上に形成される潜像を現像する現像部と、
前記像担持体を駆動する第1駆動部と、
前記現像部を駆動する第2駆動部と、
前記第2駆動部を稼動させて前記現像部に現像剤を充填する現像剤充填手段と、
前記像担持体に当接して当該像担持体に付着する未転写トナーを除去するクリーニングブレードと、
前記第2駆動部の稼働時間を検知するタイマーと、
を備え、
現像剤が収容されていない状態の前記現像部に新たに現像剤を充填する場合に、前記第2駆動部を稼動させて前記現像部の駆動を開始するとともに前記現像剤充填手段による現像剤の充填を開始して前記タイマーによって所定時間が経過したのを検知した後に、前記第1駆動部を稼動させて前記像担持体の駆動を開始することを特徴とする画像形成装置。 - 前記像担持体上に形成されたトナー像の画像濃度を検知する画像濃度検知手段を備え、
現像剤が収容されていない状態の前記現像部に新たに現像剤を充填する場合に、前記第2駆動部を稼動させて前記現像部の駆動を開始するとともに前記現像剤充填手段による現像剤の充填を開始した後に前記第1駆動部を稼動させて前記像担持体の駆動を開始して当該像担持体上にトナー像を形成しても前記画像濃度検知手段の検知結果が所定値に達しないとき、前記第1駆動部及び前記第2駆動部の稼動を停止することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。 - 現像剤が収容されていない状態の前記現像部に新たに現像剤を充填する場合に、前記第2駆動部を稼動させて前記現像部の駆動を開始するとともに前記現像剤充填手段による現像剤の充填を開始した後に、前記第1駆動部を稼動させて前記像担持体の駆動を開始して前記現像部への現像剤の充填が終了するまでの間に、前記像担持体上にトナー像を形成することを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記像担持体上に形成されるトナー像は、所定のタイミングで前記像担持体の作像幅全域にわたって形成される帯状のトナー像であることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 現像工程によって消費されるトナー又は現像剤を前記現像部に補給するための補給経路を備え、
前記現像剤充填手段は、前記補給経路に設置される現像剤容器から前記現像部に現像剤を充填することを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記現像剤は、トナーとキャリアとを有する2成分現像剤であることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれかに記載の画像形成装置。
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
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