JP5492803B2 - Developing device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式により形成された静電潜像を現像するための現像装置、及び該現像装置を備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to a developing device for developing an electrostatic latent image formed by an electrophotographic method, and an image forming apparatus including the developing device.
近年、少なくともキャリア及びトナーを含む2成分現像剤を、現像剤担持体の表面に担持させて磁気ブラシを形成し、磁気ブラシからトナー担持体に供給されるトナーにより、トナー担持体の表面にトナー層を形成し、トナー層から像担持体にトナーを飛翔させることにより、像担持体の表面の静電潜像をトナー画像として現像する、いわゆる、タッチダウン方式(ハイブリッド方式とも言われる。)の現像装置が注目されている。 In recent years, a two-component developer containing at least a carrier and toner is carried on the surface of a developer carrying member to form a magnetic brush, and the toner supplied from the magnetic brush to the toner carrying member is used to form a toner on the surface of the toner carrying member. A so-called touch-down method (also referred to as a hybrid method) in which an electrostatic latent image on the surface of the image carrier is developed as a toner image by forming a layer and causing toner to fly from the toner layer to the image carrier. Development devices are attracting attention.
タッチダウン方式の現像装置の場合、現像剤中に現像に寄与しない微粉や外添剤等が多く含まれていると、現像性を低下する原因となる。そこで、現像性を向上させるために、トナー担持体と像担持体との間隔を狭くしたり、交流(AC)ピーク電圧(Vpp)を高くしたりする対策が採られる。しかし、そのような対策を採った場合、トナー担持体と像担持体との間において印加電圧のリークが発生しやすい。その結果、2成分現像剤のうちキャリアを移動させずに、十分に帯電したトナーのみをトナー担持体へ移動させるというタッチダウン方式の作用が充分に機能しなくなる。 In the case of a touch-down developing device, if the developer contains a large amount of fine powder, external additives, and the like that do not contribute to development, it may cause a decrease in developability. Therefore, in order to improve developability, measures are taken such as reducing the interval between the toner carrier and the image carrier or increasing the alternating current (AC) peak voltage (Vpp). However, when such measures are taken, leakage of the applied voltage tends to occur between the toner carrier and the image carrier. As a result, the touch-down operation of moving only the sufficiently charged toner to the toner carrier without moving the carrier of the two-component developer does not function sufficiently.
そこで、トナー担持体の構成材質として、アルミニウム素管を用い、アルミニウム素管の表面に5μm以上のアルミニウム酸化皮膜処理を施すと共に、アルミニウム酸化皮膜処理が施されたトナー担持体と像担持体との間隔を、印加電圧のリークが発生しない所定の範囲に設定した現像装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、トナー担持体の表面に樹脂被覆層を形成し、樹脂被覆層中に、例えばカーボンブラック等の抵抗調整剤を含有させてトナー担持体の表面の体積抵抗及び表面抵抗を調整することにより、トナー担持体と像担持体との間の印加電圧のリークを抑制する現像装置も提案されている(例えば、特許文献2参照)。
Therefore, an aluminum base tube is used as a constituent material of the toner carrier, and the surface of the aluminum base tube is subjected to an aluminum oxide film treatment of 5 μm or more, and the toner carrier subjected to the aluminum oxide film treatment and the image carrier A developing device has been proposed in which the interval is set within a predetermined range in which leakage of an applied voltage does not occur (see, for example, Patent Document 1).
Further, by forming a resin coating layer on the surface of the toner carrier, and adjusting the volume resistance and surface resistance of the surface of the toner carrier by containing a resistance adjusting agent such as carbon black in the resin coating layer, A developing device that suppresses leakage of applied voltage between the toner carrier and the image carrier has also been proposed (see, for example, Patent Document 2).
しかし、特許文献1に記載される現像装置においては、トナーのエージングにより、トナーがアルミニウム酸化皮膜上で摩擦帯電しやすくなって、トナーの表面電荷が大きくなる、いわゆる、チャージアップ現象が発生するために、トナーがトナー担持体の表面に固着することが生じやすい。特に、高画質化のために粒径の小さいトナーを用いる場合、チャージアップ現象によるトナー担持体の表面へのトナーの固着が一層発生しやすい。
However, in the developing device described in
一方、特許文献2に記載される現像装置においては、トナー担持体の表面の樹脂被覆層によりチャージアップ現象の発生を抑え、トナー担持体の表面へのトナーの固着を防ぎ、また、抵抗調整剤によりトナー担持体の表面の体積抵抗及び表面抵抗を調整することが可能となり、印加電圧のリークの抑制にも有効である。 On the other hand, in the developing device described in Patent Document 2, the occurrence of charge-up phenomenon is suppressed by the resin coating layer on the surface of the toner carrier, the toner is prevented from sticking to the surface of the toner carrier, and the resistance adjuster This makes it possible to adjust the volume resistance and surface resistance of the surface of the toner carrier, and is effective in suppressing leakage of the applied voltage.
しかしながら、特許文献2に記載される現像装置においても、更なる高速現像を行なう場合、トナー担持体から像担持体へのトナーの移行時間の減少により現像性能が低下しやすい。かかる現像性能の低下を抑えるためには、更に高いACピーク電圧を印加する必要が生じる。高いACピーク電圧が印加される際のリークを抑制するためには、樹脂被覆層中に含まれる抵抗調整剤による抵抗を上げることが有効であるが、抵抗を上げると、連続現像(印字)時にトナー担持体の表面に電荷が溜まって、トナー画像のハーフ濃度が徐々に上昇する一方、ベタ濃度が徐々に薄くなる。
一方、そのようなトナー画像の濃度変化を許容範囲に抑えるためには、現像開始までの時間を長く採る必要があり、その結果、現像効率、ひいては画像形成装置による生産性(ファーストコピータイム)の低下は避けられない。
However, in the developing device described in Patent Document 2, when further high-speed development is performed, the development performance tends to be lowered due to the reduction of the toner transfer time from the toner carrier to the image carrier. In order to suppress such a decrease in development performance, it is necessary to apply a higher AC peak voltage. In order to suppress leakage when a high AC peak voltage is applied, it is effective to increase the resistance by the resistance adjusting agent contained in the resin coating layer. However, if the resistance is increased, during continuous development (printing) Electric charges accumulate on the surface of the toner carrier, and the half density of the toner image gradually increases, while the solid density gradually decreases.
On the other hand, in order to suppress such a change in the density of the toner image within an allowable range, it is necessary to take a long time until the start of development. A decline is inevitable.
本発明は、現像性能及び現像効率の低下を抑制すると共に、トナー画像の濃度変化を抑制することができる現像装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、前記現像装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a developing device that can suppress a decrease in developing performance and developing efficiency and can suppress a change in density of a toner image.
Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus including the developing device.
本発明は、少なくともキャリア及びトナーを含む2成分現像剤を担持し、該2成分現像剤に含まれるキャリアによる磁気ブラシが表面に形成される現像剤担持体と、表面に静電潜像が形成される像担持体に対向配置され、前記現像剤担持体から供給されるトナーを担持して前記磁気ブラシによりトナー層を形成するトナー担持体と、前記トナー担持体から前記像担持体の表面の静電潜像をトナー画像として現像するために前記トナー担持体と前記像担持体との間に電位差を形成するように、前記トナー担持体に電圧を印加する電圧印加部と、前記電圧印加部から前記トナー担持体への印加電圧について、現像開始前の電圧が現像時の飽和電圧よりも高くなるように、前記電圧印加部を制御する印加電圧制御部と、を備える現像装置に関する。 The present invention carries a two-component developer containing at least a carrier and a toner, a developer carrier on which a magnetic brush is formed on the surface by a carrier contained in the two-component developer, and an electrostatic latent image is formed on the surface A toner carrier that is disposed opposite to the image carrier and carries toner supplied from the developer carrier and forms a toner layer with the magnetic brush; and from the toner carrier to the surface of the image carrier. A voltage application unit for applying a voltage to the toner carrier so as to form a potential difference between the toner carrier and the image carrier for developing an electrostatic latent image as a toner image; The present invention relates to a developing device comprising: an applied voltage control unit that controls the voltage application unit so that a voltage before starting development is higher than a saturation voltage at the time of development.
また、前記トナー担持体の表面は、抵抗調整剤を含有する樹脂層により被覆されていることが好ましい。 The surface of the toner carrier is preferably covered with a resin layer containing a resistance adjusting agent.
また、前記印加電圧制御部は、現像開始前の前記トナー担持体への印加電圧について、該印加電圧による該トナー担持体の表面電位が現像時の飽和電圧の±3Vの範囲に収まるように、前記電圧印加部を制御することが好ましい。 Further, the applied voltage control unit is configured so that the surface potential of the toner carrier due to the applied voltage is within a range of ± 3 V of the saturation voltage during development, with respect to the applied voltage to the toner carrier before the start of development. It is preferable to control the voltage application unit.
また、本発明は、前記現像装置と、表面に静電潜像が形成されると共に、前記現像装置の前記トナー層からトナーの供給を受けて静電潜像にトナー画像が形成される1又は複数の像担持体と、前記像担持体に形成されたトナー画像を直接的又は間接的にシート状の被転写材に転写する転写部と、転写されたトナー画像をシート状の被転写材に定着する定着部と、を備える画像形成装置に関する。 According to the present invention, an electrostatic latent image is formed on the surface of the developing device, and a toner image is formed on the electrostatic latent image by receiving toner from the toner layer of the developing device. A plurality of image carriers, a transfer unit that directly or indirectly transfers a toner image formed on the image carrier to a sheet-like transfer material, and the transferred toner image on a sheet-like transfer material The present invention relates to an image forming apparatus including a fixing unit for fixing.
本発明によれば、現像性能及び現像効率の低下を抑制すると共に、トナー画像の濃度変化を抑制することができる現像装置を提供することができる。
また、本発明によれば、前記現像装置を備える画像形成装置を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a developing device capable of suppressing a decrease in developing performance and developing efficiency and suppressing a change in density of a toner image.
In addition, according to the present invention, an image forming apparatus including the developing device can be provided.
以下、図面を参照して本発明の画像形成装置の実施形態を説明する。
図1により、本実施形態における画像形成装置としてのコピー機1における全体構造を説明する。図1は、コピー機1の各構成要素の配置を説明するための図である。
Hereinafter, an embodiment of an image forming apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
With reference to FIG. 1, the overall structure of a
図1に示すように、画像形成装置としてのコピー機1は、コピー機1における上下方向Zの上方側に配置される画像読取装置300と、コピー機1における上下方向Zの下方側に配置され画像読取装置300により読み取られた画像情報に基づいてシート状の被画像形成材としての用紙Tにトナー画像を形成する装置本体Mと、を備える。
なお、コピー機1の説明において、副走査方向Xをコピー機1の「左右方向」ともいい、主走査方向Y(図1を貫く方向)をコピー機1の「前後方向」ともいう。コピー機1の上下方向Zは、副走査方向X及び主走査方向Yと直交する。
As shown in FIG. 1, a
In the description of the
まず、画像読取装置300について説明する。
図1に示すように、画像読取装置300は、蓋部材70と、原稿Gの画像を読み取る読取部301と、を備える。
蓋部材70は、読取部301に対して不図示の連結部により開閉可能に連結されている。蓋部材70は、後述する読取面302Aを保護する機能を有する。
First, the
As shown in FIG. 1, the
The lid member 70 is connected to the
読取部301は、筐体306と、筐体306の上方側に配置される読取面302Aと、を備える。また、読取部301は、筐体306の内部空間304に、光源を含む照明部340と、複数のミラー321、322及び323と、副走査方向Xに移動する第1枠体311及び第2枠体312と、結像レンズ357と、読取装置としてのCCD358と、CCD358により読み取られた画像情報に対して所定の処理をすると共に該画像情報を装置本体M側に出力させるCCD基板361と、を備える。照明部340及び第1ミラー321は、第1枠体311に収容される。第2ミラー322及び第3ミラー323は、第2枠体312に収容される。
The
読取面302Aは、副走査方向X及び主走査方向Yと直交する方向に拡がり、読取部301における副走査方向Xの大部分に亘っている。原稿Gは、読取面302Aに載置される。第1枠体311及び第2枠体312それぞれは、後述する光路Hの長さ(光路長)を一定に保持しながら副走査方向Xに移動する。これにより、読取面302Aに載置された原稿Gの画像が読み取られる。
The
筐体306の内部空間304において、複数のミラー321、322及び323は、原稿Gからの光を結像レンズ357に入光させるための光路Hを形成する。また、第1枠体311が副走査方向Xに一定速度Aで移動すると共に、第2枠体312が副走査方向Xに一定速度A/2で移動するため、画像読み取り動作時においても、光路Hの長さは一定に維持される。これにより、読取面302Aに載置された原稿Gの画像が読取面302Aに読み取られる。
In the
次に、装置本体Mについて説明する。
装置本体Mは、所定の画像情報に基づいて用紙Tに所定のトナー画像を形成する画像形成部GKと、用紙Tを画像形成部GKに給紙すると共にトナー画像が形成された用紙Tを排紙する給排紙部KHとを有する。
装置本体Mにおける外形は、筐体部としてのケース体BDにより構成される。
Next, the apparatus main body M will be described.
The main body M of the apparatus forms an image forming unit GK that forms a predetermined toner image on the paper T based on predetermined image information, and feeds the paper T to the image forming unit GK and discharges the paper T on which the toner image is formed. A paper supply / discharge unit KH for paper.
The outer shape of the apparatus main body M is configured by a case body BD as a casing.
図1に示すように、画像形成部GKは、像担持体(感光体)としての感光体ドラム2a、2b、2c、2dと、帯電部10a、10b、10c、10dと、露光ユニットとしてのレーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dと、現像装置16a、16b、16c、16dと、トナーカートリッジ5a、5b、5c、5dと、トナー供給部6a、6b、6c、6dと、ドラムクリーニング部11a、11b、11c、11dと、除電器12a、12b、12c、12dと、中間転写ベルト7と、1次転写ローラ37a、37b、37c、37dと、2次転写ローラ8と、対向ローラ18と、定着部9と、を備える。
As shown in FIG. 1, the image forming unit GK includes
図1に示すように、給排紙部KHは、給紙カセット52と、手差し給紙部64と、用紙Tの搬送路Lと、レジストローラ対80と、第1排紙部50aと、第2排紙部50bとを備える。なお、搬送路Lは、後述するように、第1搬送路L1と、第2搬送路L2と、第3搬送路L3と、手差し搬送路Laと、戻り搬送路Lbと、後処理搬送路Lcとの集合体である。
As shown in FIG. 1, the paper feed / discharge unit KH includes a
以下、画像形成部GK及び給排紙部KHの各構成について詳細に説明する。
まず、画像形成部GKについて説明する。
画像形成部GKにおいては、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に沿って上流側から下流側に順に、帯電部10a、10b、10c、10dによる帯電、レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dによる露光、現像装置16a、16b、16c、16dによる現像、中間転写ベルト7及び1次転写ローラ37a、37b、37c、37dによる1次転写、除電器12a、12b、12c、12dによる除電、及びドラムクリーニング部11a、11b、11c、11dによるクリーニングが行われる。
また、画像形成部GKにおいては、中間転写ベルト7、2次転写ローラ8及び対向ローラ18による2次転写、並びに定着部9による定着が行われる。
Hereinafter, each configuration of the image forming unit GK and the paper supply / discharge unit KH will be described in detail.
First, the image forming unit GK will be described.
In the image forming unit GK, charging by the charging
Further, in the image forming unit GK, secondary transfer by the intermediate transfer belt 7, the secondary transfer roller 8 and the
感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれは、円筒形状の部材からなり、感光体又は像担持体として機能する。感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれは、中間転写ベルト7の進行方向に対して直交する方向に延びる機軸を中心に矢印の方向に回転可能に配置される。感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれにおける表面には、静電潜像が形成され得る。
Each of the
帯電部10a、10b、10c、10dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に対向して配置される。帯電部10a、10b、10c、10dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面を一様に負(マイナス極性)又は正(プラス極性)に帯電させる。
Each of the charging
レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dは、露光ユニットとして機能するものであり、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面から離間して配置される。レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dそれぞれは、不図示のレーザ光源、ポリゴンミラー、ポリゴンミラー駆動用モータ等を有して構成される。
The
レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dそれぞれは、読取部301により読み込まれた画像に関する画像情報に基づいて感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面を走査露光する。レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dそれぞれにより走査露光されることで、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面の露光された部分の電荷が除去される。これにより、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に静電潜像が形成される。
Each of the
現像装置16a、16b、16c、16dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dにそれぞれ対応して設けられ、感光体ドラム2a、2b、2c、2dの表面に対向して配置される。現像装置16a、16b、16c、16dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に形成された静電潜像に各色のトナーを付着させて、カラーのトナー画像を感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に形成する。現像装置16a、16b、16c、16dそれぞれは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4つの色に対応する。現像装置16a、16b、16c、16dそれぞれの詳細については後述する。
The developing
トナーカートリッジ5a、5b、5c、5dそれぞれは、現像装置16a、16b、16c、16dそれぞれに対応して設けられており、現像装置16a、16b、16c、16dそれぞれに対して供給される各色のトナーを収容する。トナーカートリッジ5a、5b、5c、5dそれぞれは、イエローのトナー、シアンのトナー、マゼンタのトナー、ブラックのトナーを収容する。
The
トナー供給部6a、6b、6c、6dそれぞれは、トナーカートリッジ5a、5b、5c、5d及び現像装置16a、16b、16c、16dにそれぞれ対応して設けられており、トナーカートリッジ5a、5b、5c、5dそれぞれに収容された各色のトナーを、現像装置16a、16b、16c、16dそれぞれに対して供給する。トナー供給部6a、6b、6c、6dそれぞれと現像装置16a、16b、16c、16dそれぞれとは、不図示のトナー供給路により結ばれている。
The
中間転写ベルト7には、感光体ドラム2a、2b、2c、2dに形成された各色のトナー画像が順次1次転写される。中間転写ベルト7は、従動ローラ35、駆動ローラからなる対向ローラ18、テンションローラ36等に掛け渡される。テンションローラ36が中間転写ベルト7を内側から外側に付勢するため、中間転写ベルト7には所定の張力が与えられる。
To the intermediate transfer belt 7, the toner images of the respective colors formed on the
中間転写ベルト7を挟んで感光体ドラム2a、2b、2c、2dと反対の側には、1次転写ローラ37a、37b、37c、37dそれぞれが対向して配置される。
中間転写ベルト7における所定部分は、1次転写ローラ37a、37b、37c、37dそれぞれと、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれとにより挟み込まれる。この挟み込まれた所定部分は、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれにおける表面に押し当てられる。感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれと1次転写ローラ37a、37b、37c、37dそれぞれとの間で、それぞれ1次転写ニップN1a、N1b、N1c、N1dが形成される。1次転写ニップN1a、N1b、N1c、N1dそれぞれにおいて、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれに現像された各色のトナー画像が中間転写ベルト7に順次1次転写される。これにより、中間転写ベルト7には、フルカラーのトナー画像が形成される。
A predetermined portion of the intermediate transfer belt 7 is sandwiched between the
1次転写ローラ37a、37b、37c、37dそれぞれには、不図示の1次転写バイアス印加部により、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれに形成された各色のトナー画像を中間転写ベルト7に転写させるための1次転写バイアスが印加される。
To the
除電器12a、12b、12c、12dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に対向して配置される。除電器12a、12b、12c、12dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に光を照射することにより、1次転写が行われた後の感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面を除電する(電荷を除去する)。
The
ドラムクリーニング部11a、11b、11c、11dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に対向して配置される。ドラムクリーニング部11a、11b、11c、11dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に残存したトナーや付着物を除去すると共に、除去されたトナー等を所定の回収機構へ搬送して、回収させる。
The
2次転写ローラ8は、中間転写ベルト7に1次転写されたフルカラーのトナー画像を用紙Tに2次転写させる。2次転写ローラ8には、不図示の2次転写バイアス印加部により、中間転写ベルト7に形成されたフルカラーのトナー画像を用紙Tに転写させるための2次転写バイアスが印加される。 The secondary transfer roller 8 secondarily transfers the full-color toner image primarily transferred to the intermediate transfer belt 7 onto the paper T. A secondary transfer bias for transferring the full color toner image formed on the intermediate transfer belt 7 to the paper T is applied to the secondary transfer roller 8 by a secondary transfer bias applying unit (not shown).
2次転写ローラ8は、中間転写ベルト7に対して当接したり離間したりする。具体的には、2次転写ローラ8は、中間転写ベルト7に当接される当接位置と中間転写ベルト7から離間する離間位置とに移動可能に構成される。詳細には、2次転写ローラ8は、中間転写ベルト7の表面に1次転写されたフルカラ−のトナー画像を用紙Tに2次転写させる場合には当接位置に配置され、他の場合には離間位置に配置される。 The secondary transfer roller 8 contacts or separates from the intermediate transfer belt 7. Specifically, the secondary transfer roller 8 is configured to be movable between a contact position where the secondary transfer roller 8 is in contact with the intermediate transfer belt 7 and a spaced position where the secondary transfer roller 8 is separated from the intermediate transfer belt 7. Specifically, the secondary transfer roller 8 is disposed at the contact position when the full-color toner image primarily transferred onto the surface of the intermediate transfer belt 7 is secondarily transferred to the paper T, and in other cases. Are arranged at spaced positions.
中間転写ベルト7における2次転写ローラ8とは反対側には、対向ローラ18が配置される。中間転写ベルト7における所定部分は、2次転写ローラ8と対向ローラ18とによって挟み込まれる。そして、用紙Tは中間転写ベルト7の外面(トナー画像が1次転写された面)に押し当てられる。中間転写ベルト7と2次転写ローラ8との間で2次転写ニップN2が形成される。2次転写ニップN2において、中間転写ベルト7に1次転写されたフルカラーのトナー画像が用紙Tに2次転写される。
A
定着部9は、用紙Tに2次転写されたトナー画像を構成する各色のトナーを溶融及び加熱して、用紙Tに定着させる。定着部9は、ヒータにより加熱される加熱回転体9aと、加熱回転体9aに圧接される加圧回転体9bと、を備える。加熱回転体9aと加圧回転体9bとは、トナー画像が2次転写された用紙Tを挟み込んで加圧すると共に、搬送する。加熱回転体9aと加圧回転体9bとの間に挟まれた状態で用紙Tが搬送されることによって、用紙Tに転写されたトナーは、溶融及び加圧されることで、用紙Tに定着される。
The fixing
次に、給排紙部KHについて説明する。
図1に示すように、装置本体Mの下部には、用紙Tを収容する2個の給紙カセット52が上下に配列されて配置される。給紙カセット52は、装置本体Mの筐体から水平方向に引き出し可能に構成される。給紙カセット52には、用紙Tが載置される載置板60が配置される。給紙カセット52には、用紙Tが載置板60の上に積層された状態で収容される。載置板60に載置された用紙Tは、給紙カセット52における用紙送り出し側の端部(図1において左側の端部)に配置されるカセット給紙部51により搬送路Lに送り出される。カセット給紙部51は、載置板60上の用紙Tを取り出すための前送りコロ61と、用紙Tを1枚ずつ搬送路Lに送り出すための給紙ローラ対63とからなる重送防止機構を備える。
Next, the paper supply / discharge unit KH will be described.
As shown in FIG. 1, in the lower part of the apparatus main body M, two
装置本体Mの右側面(図1において右側)には、手差し給紙部64が設けられる。手差し給紙部64は、給紙カセット52にセットされる用紙Tとは異なる大きさや種類の用紙Tを装置本体Mに供給することを主目的として設けられる。手差し給紙部64は、閉状態において装置本体Mの右側面の一部を構成する手差しトレイ65と、給送ローラとしての給紙コロ66とを備える。手差しトレイ65は、開状態において1又は複数の用紙Tを載置可能な載置部として機能し、その下端が給紙コロ66の近傍に回動自在(開閉自在)に取り付けられる。給紙コロ66は、開状態の手差しトレイ65に載置された用紙Tを筐体306の内部の手差し搬送路Laに向けて送り出す(給紙する)。
A manual
装置本体Mにおける上方側には、第1排紙部50a及び第2排紙部50bが設けられる。第1排紙部50a及び第2排紙部50bは、用紙Tを装置本体Mの外部に排紙する。第1排紙部50a及び第2排紙部50bの詳細については後述する。
A first
用紙Tを搬送する搬送路Lは、カセット給紙部51から2次転写ニップN2までの第1搬送路L1と、2次転写ニップN2から定着部9までの第2搬送路L2と、定着部9から第1排紙部50aまでの第3搬送路L3と、手差し給紙部64から供給される用紙を第1搬送路L1に合流させる手差し搬送路Laと、第3搬送路L3を上流側から下流側へ搬送する用紙を表裏反転させて第1搬送路L1に戻す戻り搬送路Lbと、第3搬送路L3を上流側から下流側へ搬送する用紙を第2排紙部50bに接続された後処理装置(図示せず)に搬送する後処理搬送路Lcと、を備える。
The conveyance path L for conveying the paper T includes a first conveyance path L1 from the cassette
また、第1搬送路L1の途中には、第1合流部P1及び第2合流部P2が設けられている。第3搬送路L3の途中には、第1分岐部Q1が設けられている。
第1合流部P1は、手差し搬送路Laが第1搬送路L1に合流する合流部である。第2合流部P2は、戻り搬送路Lbが第1搬送路L1に合流する合流部である。
第1分岐部Q1は、後処理搬送路Lcが第3搬送路L3から分岐する分岐部である。第1分岐部Q1には、整流部材58が設けられている。整流部材58は、定着部9から搬出された用紙Tの搬送方向を、第1排紙部50aに向かう第3搬送路L3又は第2排紙部50bに向かう後処理搬送路Lcに整流させる(切り換える)。
Moreover, the 1st junction part P1 and the 2nd junction part P2 are provided in the middle of the 1st conveyance path L1. A first branch portion Q1 is provided in the middle of the third transport path L3.
The first joining part P1 is a joining part where the manual feed path La joins the first transport path L1. The second junction P2 is a junction where the return conveyance path Lb merges with the first conveyance path L1.
The first branch portion Q1 is a branch portion where the post-processing transport path Lc branches from the third transport path L3. A rectifying
第1搬送路L1の途中(詳細には、第2合流部P2と2次転写ローラ8との間)には、用紙Tを検出するためのセンサと、用紙Tのスキュー(斜め給紙)補正や画像形成部GKにおけるトナー画像の形成とタイミングを合わせるためのレジストローラ対80とが配置される。センサは、用紙Tの搬送方向におけるレジストローラ対80の直前(搬送方向における上流側)に配置される。レジストローラ対80は、センサからの検出信号情報に基づいて上述の補正やタイミング調整をして用紙Tを搬送する。
In the middle of the first transport path L1 (specifically, between the second joining portion P2 and the secondary transfer roller 8), a sensor for detecting the paper T and correction of the skew (oblique paper feeding) of the paper T In addition, a
戻し搬送路Lbは、用紙Tに両面印刷を行う際に、既に印刷されている面とは反対面(未印刷面)を中間転写ベルト7に対向させるために設けられる搬送路である。戻し搬送路Lbによれば、第1分岐部Q1から第1排紙部50a側に搬送された用紙Tを表裏反転させて第1搬送路L1に戻して、2次転写ローラ8の上流側に配置されたレジストローラ対80の上流側に搬送させることができる。戻し搬送路Lbにより表裏反転された用紙Tには、2次転写ニップN2において未印刷面に対して所定のトナー画像が転写される。
The return conveyance path Lb is a conveyance path that is provided to make the opposite surface (unprinted surface) opposite to the already printed surface to the intermediate transfer belt 7 when performing duplex printing on the paper T. According to the return conveyance path Lb, the sheet T conveyed from the first branching section Q1 to the first
第3搬送路L3における端部には、第1排紙部50aが形成される。第1排紙部50aは、装置本体Mにおける上方側に配置される。第1排紙部50aは、装置本体Mの右側面側(図1において右側、手差し給紙部64側)に向けて開口している。第1排紙部50aは、第3搬送路L3を搬送される用紙Tを装置本体Mの外部に排紙する。
A first
第1排紙部50aにおける開口側には、排紙集積部M1が形成される。排紙集積部M1は、装置本体Mにおける上面(外面)に形成される。排紙集積部M1は、装置本体Mにおける上面が下方に窪んで形成された部分である。排紙集積部M1の底面は、装置本体Mにおける上面の一部を構成する。排紙集積部M1には、所定のトナー画像が形成され第1排紙部50aから排紙された用紙Tが積層して集積される。
On the opening side of the first
後処理搬送路Lcにおける端部には、第2排紙部50bが形成される。第2排紙部50bは、装置本体Mにおける上方側に配置される。第2排紙部50bは、装置本体Mの左側面側(図1において左側、後処理装置が連結される側)に向けて開口している。第2排紙部50bは、後処理搬送路Lcを搬送される用紙Tを装置本体Mの外部に排紙する。
第2排紙部50bにおける開口側には、後処理装置(図示せず)が連結される。後処理装置は、画像形成装置(コピー機1)から排出される用紙の後処理(ステープル、パンチ等)を行うものである。
なお、各搬送路の所定位置には用紙検出用のセンサが配置される。
A second
A post-processing device (not shown) is connected to the opening side of the second
A paper detection sensor is disposed at a predetermined position on each conveyance path.
次に、主搬送路L1からL3(第1搬送路L1、第2搬送路L2及び第3搬送路L3を合わせて以下「主搬送路」ともいう)及び戻り搬送路Lbにおける紙詰まり(JAM)を解消するための構造について簡単に説明する。
図1に示すように、装置本体Mの左側面側(図1において左側)には、主搬送路L1からL3及び戻り搬送路Lbが主に上下方向に延びるように並列している。装置本体Mの左側面側(図1において左側)には、装置本体Mの側面の一部を形成するように、カバー体40が設けられている。カバー体40は、その下端部において、支点軸43を介して装置本体Mに連結されている。支点軸43は、その軸方向が主搬送路L1からL3及び戻り搬送路Lbを横断する方向に沿って配設されている。カバー体40は、支点軸43を中心として閉位置(図1に示す位置)と開位置(図示せず)との間を回動自在に構成されている。
Next, a paper jam (JAM) in the main transport path L1 to L3 (the first transport path L1, the second transport path L2, and the third transport path L3 are collectively referred to as “main transport path” hereinafter) and the return transport path Lb. A structure for eliminating the problem will be briefly described.
As shown in FIG. 1, on the left side surface of the apparatus main body M (left side in FIG. 1), main conveyance paths L1 to L3 and a return conveyance path Lb are arranged in parallel so as to mainly extend in the vertical direction. A
カバー体40は、支点軸43によって装置本体Mに回動自在に連結された第1のカバー部41と、同じ支点軸43によって装置本体Mに回動自在に連結された第2のカバー部42とから構成されている。第1のカバー部41は、第2のカバー部42よりも装置本体Mの外側(側面側)に位置する。なお、図1において、左下がりの破線でハッチングされた部分が第1のカバー部41であり、右下がりの破線でハッチングされた部分が第2のカバー部42である。
The
カバー体40が閉位置に位置する状態において、第1のカバー部41は、その外面側が装置本体Mの外面(側面)の一部を形成している。
また、カバー体40が閉位置に位置する状態において、第2のカバー部42は、その内面側(装置本体M側)が主搬送路L1からL3の一部を形成している。
更に、カバー体40が閉位置に位置する状態において、第1のカバー部41の内面側と第2のカバー部42の外面側とが、戻り搬送路Lbの少なくとも一部を形成している。つまり、戻り搬送路Lbは、第1のカバー部41と第2のカバー部42との間に形成されている。
In the state where the
In the state where the
Further, in a state where the
本実施形態のコピー機1は、このような構成のカバー体40を備えることにより、主搬送路L1からL3で紙詰まり(JAM)が発生した際には、カバー体40を図1に示す閉位置から、開位置(図示せず)に回動して主搬送路L1からL3を開放することにより、主搬送路L1からL3に詰まった用紙を処理することができる。一方、戻り搬送路Lbで紙詰まりが発生した際には、カバー体40を開位置に回動した後、支点軸43を中心に第2のカバー部42を装置本体M側(図1において右側)に回動させて戻り搬送路Lbを開放することにより、戻り搬送路Lbに詰まった用紙を処理することができる。
The copying
次に、図2から図4を参照して、本実施形態のコピー機1の特徴部分である現像装置16a,16b,16c,16dに係る構成について説明する。前述の通り、コピー機1は、4個の現像装置16a,16b,16c,16dを備えているが、それぞれ同様の構成を有しているため、ここでは現像装置16aを代表して用いて説明する。
Next, a configuration related to the developing
図2は、本実施形態のコピー機における現像装置16aの構成及び感光体ドラム2aを説明するための断面図である。図3は、現像ローラ150の表面に所定厚さのトナー層193が形成される様子を示す部分拡大図である。図4は、現像ローラ150の表面に所定厚さのトナー層193が形成された状態を示す部分拡大図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the configuration of the developing
図2及び図3に示すように、本実施形態の現像装置16aは、少なくとも磁性キャリア及びトナーを含む2成分現像剤を収容する現像容器110と、現像容器110の内部に配置される攪拌ローラ120a、120bと、一方の攪拌ローラ120aの垂直方向における上方に配置される現像剤担持体としての磁気ローラ130と、磁気ローラ130に近接して配置される層厚規制ブレード140と、層厚規制ブレード140の垂直方向における上方に配置されるトナー飛散防止カバー部材141と、磁気ローラ130に対向して配置されるトナー担持体としての現像ローラ150と、現像ローラ150の回転を検知する回転検知部251と、第1電圧印加部261と、第2電圧印加部(電圧印加部)262と、制御部270と、記憶部280と、を備える。
As shown in FIGS. 2 and 3, the developing
現像容器110には、トナーカートリッジ5a(図1参照)からトナー供給部6a(図1参照)を介してトナー192が供給される。
攪拌ローラ120a、120bは、現像容器110に収容された2成分現像剤190を攪拌する。攪拌された2成分現像剤190には、摩擦により静電気が発生し、本実施形態において、磁性キャリア(キャリア)191はマイナスに帯電し、トナー192はプラスに帯電する。また、静電気力により、トナー192は、磁性キャリア191に付着する。
To the developing
The stirring
磁気ローラ130は、所定方向に回転可能であって、磁気ローラ130の表面を構成する磁気スリーブ131と、磁気スリーブ131の内部に配置された複数の磁気ローラ磁極部材132から137と、を備える。
磁気スリーブ131は、円筒形状を有し、非磁性部材により構成される。磁気スリーブ131は、図2及び図3に示す矢印Bの方向に回転駆動される。磁気スリーブ131には、後述の第1電圧印加部261により、所定の第1バイアス電圧V1が印加される。
The
The
図2及び図3に示すように、複数の磁気ローラ磁極部材132から137は、磁気スリーブ131の内部において、周方向に並んで所定間隔あけて固定される。
磁気ローラ磁極部材132は、磁気ローラ130における後述する現像スリーブ151に最も近接する部分に対応して配置される。磁気ローラ磁極部材132は、外側(磁気スリーブ131の周面側)にN極が位置するように配置される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the plurality of magnetic roller
The magnetic roller
図3に示すように、磁気ローラ磁極部材132から137の磁力によって、現像容器110に収容された2成分現像剤190の一部は、磁気スリーブ131の表面に保持される。また、磁気ローラ130の表面に保持された一部の2成分現像剤190は、現像剤層(磁気ブラシ)194を形成する。
As shown in FIG. 3, a part of the two-
層厚規制ブレード140は、磁気ローラ130の表面に形成される現像剤層194の層厚を規制する。つまり、層厚規制ブレード140は、磁気ローラ130に保持された2成分現像剤190により形成された現像剤層194の層厚(高さ)を規制して、この層厚規制ブレード140を通過した現像剤層194の層厚を一定に保つ。層厚規制ブレード140は、板状の部材からなり、その先端部側が磁気スリーブ131の表面に対向し且つ近接するように、配置される。層厚規制ブレード140の先端部と磁気スリーブ131の表面との間には、所定の隙間(ギャップ)が形成される。
The layer
トナー飛散防止カバー部材141は、現像装置16aのケース体の一部を構成する部材である。トナー飛散防止カバー部材141は、層厚規制ブレード140の垂直方向における上方であって、磁気ローラ130の側方(図2における左側)に配置される。トナー飛散防止カバー部材141は、トナー192が現像装置16aの外部へ飛散することを抑制する。
The toner scattering
現像ローラ150は、磁気ローラ130に対向して配置される。現像ローラ150の表面には、磁気ローラ130から移動したトナー192により、トナー層193が形成される。具体的には、層厚規制ブレード140により層厚が規制された現像剤層(磁気ブラシ)から現像ローラ150の表面にトナー192が移動されて、トナー層193が形成される。現像ローラ150は、現像ローラ150の表面を構成する現像スリーブ151と、現像スリーブ151の内部に配置された現像ローラ磁極部材152と、を備える。
The developing
現像スリーブ151は、円筒形状を有し、非磁性部材により構成される。現像スリーブ151の表面は、抵抗調整剤を含有する樹脂層153により被覆されている。現像スリーブ151は、磁気スリーブ131と対向する位置において、現像スリーブ151の移動方向が磁気スリーブ131の移動方向とは反対方向(図2及び図3に示す矢印Cの方向)となるように、回転駆動される。現像スリーブ151には、後述の第2電圧印加部262により、所定の第2バイアス電圧V2が印加される。
The developing
現像ローラ磁極部材152は、現像スリーブ151の内部において、第1磁気ローラ磁極部材132と対向して固定配置される。現像ローラ磁極部材152は、現像ローラ150における磁気スリーブ131に最も近接する部分に対応して配置される。
言い換えると、現像ローラ磁極部材152と第1磁気ローラ磁極部材132とは、現像スリーブ151と磁気スリーブ131とが最も近接する領域を挟んで、互いに対向して配置される。
The developing roller
In other words, the developing roller
現像ローラ磁極部材152は、第1磁気ローラ磁極部材132と向かい合う側の端部において、第1磁気ローラ磁極部材132における外側の極性とは異なる極性を有する。つまり、現像ローラ磁極部材152は、外側(現像スリーブ151の周面側)にS極が位置するように配置される。そして、磁気ローラ130の内部に配置された第1磁気ローラ磁極部材132と、現像ローラ150の内部に配置された現像ローラ磁極部材152との間には、磁界171が形成される。磁気ローラ130と現像ローラ150との間における磁界171が形成された領域においては、現像剤層194は、磁界171の影響を受けて磁気ローラ130の表面から立ち上がり、磁気ブラシを形成して現像ローラ150に接触する。
The developing roller
図2に示すように、第1電圧印加部261は、後述の印加電圧制御部271から出力される制御信号S4を受けて、磁気ローラ130に第1バイアス電圧V1を印加する。
第2電圧印加部262は、後述の印加電圧制御部271から出力される制御信号S4を受けて、現像ローラ150に第2バイアス電圧V2を印加する。
バイアス電圧差(磁気ローラ130に印加された第1バイアス電圧V1と現像ローラ150に印加された第2バイアス電圧V2と関係)VBにより、磁気ローラ130と現像ローラ150との間でトナー192を移動させる電界が生じる。バイアス電圧差VBとは、第1バイアス電圧V1を基準した場合における第1バイアス電圧V1と第2バイアス電圧V2との電圧差である。
As shown in FIG. 2, the first
The second
The
図2に示すように、回転検知部251は、現像ローラ150の回転を検知する。詳細には、回転検知部251は、現像ローラ150が回転開始したことを検知して検知信号S1を出力する。
As shown in FIG. 2, the
図2に示すように、制御部270は、印加電圧制御部271と、現像前制御部272と、現像時制御部273と、モード設定部274と、タイマ275と、連続印刷判定部276とを有する。
As shown in FIG. 2, the
印加電圧制御部271は、後述の現像前制御部272から出力される制御信号S3又は後述の現像時制御部273から出力される制御信号S2を受けて、第1電圧印加部261及び第2電圧印加部262に制御信号S4を出力する。
The applied
タイマ275は、回転検知部251による検知信号S1を受けて、現像開始前モードの経過時間を計時する。
連続印刷判定部276は、コピー機1に連続する印刷の指示があるか否かを判定する。
The
The continuous
モード設定部274は、通常の現像モード又は現像開始前モードを選択的に設定する(切り替える)。
通常の現像モードは、現像装置16aによる現像が行われる際に、現像ローラ150の表面に所定厚さのトナー層193を形成するモードである。現像開始前モードは、現像装置16aによる現像が開始される前に、現像ローラ150の表面にトナー層193を形成するモードである。具体的には、モード設定部274は、コピー機1の電源オンにより所定時間に亘って、現像開始前モードに設定する。また、モード設定部274は、所定時間に亘る現像開始前モードが終了した場合に、現像開始前モードから通常の現像モードに切り替える。
The
The normal development mode is a mode in which a
現像前制御部272は、現像開始前モードにおいて、バイアス電圧差VBを第1電圧差VB1とするように印加電圧制御部27に指示する。現像時制御部273は、通常の現像モードにおいて、バイアス電圧差VBを第2電圧差VB2とするように印加電圧制御部271に指示する。
バイアス電圧差VBを第1電圧差VB1とすることにより、磁気ローラ130と現像ローラ150との間には、磁気ローラ130と現像ローラ150との間において多くの量のトナー192を移動させる電界が生じる。また、バイアス電圧差VBを第2電圧差VB2とすることにより、磁気ローラ130と現像ローラ150との間には、磁気ローラ130と現像ローラ150との間において第1電圧差VB1の場合よりも少ない量のトナー192を移動させる電界が生じる。
The
By setting the bias voltage difference VB to the first voltage difference VB1, an electric field that moves a large amount of
図4に示すように、バイアス電圧差VBを第2電圧差VB2とした所定時間経過後には、移動可能なトナー192の移動は、磁気ローラ130と現像ローラ150との間を移動しない平衡状態となる。つまり、トナー192の移動の平衡状態とは、磁気ローラ130から現像ローラ150へ向かう方向へのトナー192の移動及び現像ローラ150から磁気ローラ130へ向かう方向へのトナー192の移動が釣り合っている状態である。
As shown in FIG. 4, after a predetermined time has elapsed when the bias voltage difference VB is set to the second voltage difference VB2, the movement of the
なお、この平衡状態からバイアス電圧差VBの変化があった場合には、トナー192は、磁気ローラ130から現像ローラ150、又は現像ローラ150から磁気ローラ130に移動可能である。例えば、第2電圧差VB2における平衡状態から第2電圧差VB2よりも大きいバイアス電圧差VBに変更された場合には、プラス帯電したトナー192は、現像ローラ150から磁気ローラ130に移動される。また、第2電圧差VB2における平衡状態から第2電圧差VB2よりも小さいバイアス電圧差VBに変更された場合には、プラス帯電したトナー192は、磁気ローラ130から現像ローラ150に移動される。
When the bias voltage difference VB is changed from this equilibrium state, the
図2に示すように、現像時制御部273は、後述する記憶部280を参照して、記憶部280に記憶された第2電圧差VB2に関する電圧情報を取得する。現像時制御部273は、記憶部280に記憶された電圧情報に基づいて、印加電圧制御部271に指示する。具体的には、現像時制御部273は、通常の現像時において、印加電圧制御部271に制御信号S2を出力することによりバイアス電圧差VBを第2電圧差VB2とするように指示する。これにより、現像ローラ150の表面には、所定厚さのトナー層193が形成される。
As illustrated in FIG. 2, the
図2に示すように、現像前制御部272は、現像開始前モードにおいて、バイアス電圧差VBを第1電圧差VB1とするように印加電圧制御部271に指示する。
As shown in FIG. 2, the
現像前制御部272は、後述する記憶部280を参照して、記憶部280に記憶された第1電圧差VB1に関する電圧情報を取得する。現像前制御部272は、回転検知部251から出力される検知信号S1を受けて、バイアス電圧差VBを第1電圧差VB1とするように印加電圧制御部271に指示する。
The
具体的には、現像前制御部272は、回転検知部251から出力される検知信号S1及び記憶部280に記憶された電圧情報に基づいて、現像開始前モードにおいて、最初の回転で、バイアス電圧差VBが第1電圧差VB1となるように印加電圧制御部271に対して制御信号S3を出力する。そして、最後の回転で、現像時制御部273から印加電圧制御部271に対して、バイアス電圧差VBを第2電圧差VB2とするように制御信号S2を出力する。
Specifically, the
第1電圧差VB1は、磁気ローラ130から現像ローラ150に多くの量のトナーが移動する電界を生じさせるバイアス電圧差VBである。また、第2電圧差VB2は、磁気ローラ130から現像ローラ150に第1電圧差VB1の場合よりも少ない量のトナーが移動する電界を生じさせるバイアス電圧差VBである。
The first voltage difference VB1 is a bias voltage difference VB that generates an electric field in which a large amount of toner moves from the
図2に示すように、記憶部280は、バイアス電圧差記憶部281を有する。
バイアス電圧差記憶部281には、バイアス電圧差VBを第1電圧差VB1、第2電圧差VB2とするための第1バイアス電圧V1及び第2バイアス電圧V2に関する電圧情報が記憶されている。
As illustrated in FIG. 2, the
The bias voltage
次に、本実施形態の現像装置16aの具体的な動作につき、図2から図6を参照しながら説明する。図5は、本実施形態の現像装置16aの動作を示すフローチャートである。図6は、第2電圧印加部262による第2バイアス電圧V2の制御のタイミングを示す電圧制御タイミングチャートである。
まず、図5に示すように、ステップST1において、ユーザの操作によりコピー機1の電源がオンとされる。
Next, a specific operation of the developing
First, as shown in FIG. 5, in step ST1, the power of the
次に、ステップST2において、モード設定部274は、現像開始前モードに設定する。現像開始前モードは、現像装置16aにより現像が行われる際に、多くの量のトナー192を現像ローラ150の表面に移送させるモードである。
Next, in step ST2, the
ステップST2において、図2及び図3に示すように、2成分現像剤190は、まず、攪拌ローラ120a,120bにより攪拌される。攪拌された2成分現像剤190に摩擦による静電気が発生する。これにより、磁性キャリア191はマイナスに帯電し、トナー192はプラスに帯電する。また、静電気力により磁性キャリア191にトナー192が付着する。
In step ST2, as shown in FIGS. 2 and 3, the two-
図3に示すように、2成分現像剤190は、磁気スリーブ131の内部に配置された磁気ローラ磁極部材132から137の磁力により、回転方向Bに回転する磁気ローラ130の表面に保持される。複数の磁気ローラ磁極部材134から137の磁力により、磁気ローラ130の表面には、現像剤層(磁気キャリア)194が形成される。
磁気ローラ130の表面に形成された現像剤層194は、磁気スリーブ131の回転に伴って回転移動し、層厚規制ブレード140に接触して所定の層厚に規制される。
As shown in FIG. 3, the two-
The
層厚規制ブレード140により所定の層厚に規制された現像剤層194は、磁気ローラ130と現像ローラ150との対向位置の近傍に移動して、磁界171が形成された領域に位置する。この領域において、現像剤層194は、磁界171の影響を受けて立ち上がって、磁気ブラシを形成して、現像ローラ150に接触する。その後、処理は、ステップST3に進む。
The
そして、図5に示すように、ステップST3において、現像前制御部272は、磁気ローラ130と現像ローラ150との間のバイアス電圧差VBを第1電圧差VB1とするように、印加電圧制御部271に制御信号S3を出力する。この出力により、図6に示すように、磁気ローラ130には、一定の電圧V1が印加される。一方、現像ローラ150には、現像時の飽和電圧V2よりも高い電圧V3が印加される。具体的には、現像開始前の現像ローラ150への印加電圧V3は、その印加電圧V3により上昇する現像スリーブ151の電位が現像時の飽和電圧V2の±3Vの範囲に収まる制御が行えるように、V2=DC330V、V3=DC430Vに設定される。
As shown in FIG. 5, in step ST3, the
これにより、図2から図4に示すように、磁気ローラ130の表面に保持された2成分現像剤190を構成するプラスに帯電しているトナー192は、バイアス電圧差VBとしての第1電圧差VB1による電界の影響を受ける。そして、多くの量のトナー192が、現像ローラ150側に移送される。これにより、現像ローラ150の表面には、トナー層193が厚く形成される。その後、処理は、ステップST4に進む。
As a result, as shown in FIGS. 2 to 4, the positively charged
そして、ステップST4において、タイマ275により計時される現像開始前モードの時間が所定の時間tを経過したか否かが判定される。現像開始前モードの時間が所定の時間tを経過していないと判定された場合(NO)には、処理は、ステップST3に戻り、現像開始前モードの状態が継続される。一方、現像開始前モードの時間が所定の時間tを経過したと判定された場合(YES)には、処理は、ステップST5に進む。
In step ST4, it is determined whether or not the pre-development start mode time counted by the
ステップST5において、モード設定部274は、現像開始前モードから通常の現像モードに切り替える。現像モードは、磁気ローラ130の表面に所定の層厚に規制されて形成されている現像剤層194におけるトナー192の適量を、現像ローラ150側に移送させるモードである。具体的には、モード設定部274は、現像装置16aにより感光体ドラム2aへのトナー画像の形成が行われない間に、現像開始前モードから通常の現像モードに切り替えることができる。その後、処理は、ステップST6に進む。
In step ST5, the
図2及び図5に示すように、ステップST6において、現像時制御部273は、現像ローラ150の最初の1回転で、取得した記憶部280の電圧情報に基づいて、磁気ローラ130と現像ローラ150との間のバイアス電圧差VBを第1電圧差VB1から第2電圧差VB2に変更するように、印加電圧制御部271に制御信号S2を出力する。この出力により、図6に示すように、現像ローラ150への印加電圧は、現像前の高い電圧V3=DC430Vから現像時の飽和電圧V2=DC330Vに切り替えられる。
As shown in FIGS. 2 and 5, in step ST <b> 6, the
これにより、磁気ローラ130の表面に保持されている2成分現像剤190を構成するプラスに帯電しているトナー192は、図3及び図4に示すように、バイアス電圧差VBとしての第2電圧差VB2による電界の影響を受ける。そのため、現像開始前モードよりも少ない量のトナー192が、磁気ブラシにより現像ローラ150に移送される。これによって、現像ローラ150の表面には、所定厚さのトナー層193が形成される。
As a result, the positively charged
図5に示すように、ステップST7において、コピー機1に対してユーザにより、用紙Tに画像を形成(印刷)させる指示が行われる。ユーザのコピー機1への印刷の指示は、画像を1枚の用紙Tに印刷させる指示であってもよく、あるいは、複数枚数の用紙Tに画像を印刷させる指示であってもよい。
ステップST7における用紙Tに画像を印刷させる指示により、コピー機1による用紙Tに画像を印刷させる動作が開始される。その後、処理は、ステップST8に進む。
As shown in FIG. 5, in step ST7, the user instructs the
In response to an instruction to print an image on the paper T in Step ST7, an operation for printing an image on the paper T by the copying
図4及び図5に示すように、ステップST8において、現像装置16aは、現像ローラに形成されたトナー層193により、感光体ドラム2aに形成された静電潜像を現像する。
具体的には、トナー層193が形成された現像ローラ150の表面は、感光体ドラム2aの表面と対向する。そして、現像ローラ150と感光体ドラム2aとの電位差によって静電潜像が現像される。つまり、感光体ドラム2aにおいては、表面に静電潜像が形成されると共に、現像装置16aのトナー層193からトナーの供給を受けて静電潜像にトナー画像が形成される。
As shown in FIGS. 4 and 5, in step ST8, the developing
Specifically, the surface of the developing
そして、図1に示すように、感光体ドラム2aに現像されたトナー画像が中間転写ベルト7に順次1次転写される。中間転写ベルト7に1次転写されたトナー画像は、2次転写ローラ8により用紙Tに2次転写される。用紙Tに2次転写されたトナー画像は定着部9に搬送されて、定着部9によりトナーが用紙Tに定着される。
その後、用紙Tは、第3搬送路L3により第1排紙部50aに搬送され、第1排紙部50aから排紙集積部M1に排出される。このようにして、コピー機1による用紙Tの印刷が完了する。
As shown in FIG. 1, the toner images developed on the
Thereafter, the paper T is transported to the first
次に、図5に示すように、ステップST9において、連続印刷判定部276は、コピー機1に連続する印刷の指示があるか否かを判定する。連続印刷判定部276は、連続する印刷の指示があると判定した場合(YES)には、現像装置16aにより感光体ドラム2aへのトナー画像の形成が連続して行われるため、通常の現像モードを維持して、処理は、ステップST8に戻る。一方、連続印刷判定部276は、連続する印刷の指示がないと判定した場合(NO)には、現像装置16aにより感光体ドラム2aへのトナー画像の形成が連続して行われないため、処理は、ステップST10に進む。
Next, as illustrated in FIG. 5, in step ST <b> 9, the continuous
図5に示すように、ステップST10において、通常の現像モードは終了して、ステップST2に戻る。 As shown in FIG. 5, in step ST10, the normal development mode ends, and the process returns to step ST2.
このように、本実施形態によれば、現像開始前において、第2電圧印加部262から現像ローラ150への印加電圧、即ち、磁気ローラ130と現像ローラ150との間のバイアス電圧差VBを通常の現像時の第2電圧差VB2よりも高い第1電圧差VB1に制御することにより、現像ローラ150の表面における電荷溜まりが飽和に達するまでの上昇時間を短縮することが可能である。
そのため、本実施形態によれば、現像装置16aによる現像効率を低下させないで、連続現像時において電荷溜りによるトナー画像の濃度変化を抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, the voltage applied from the second
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to suppress a change in density of the toner image due to charge accumulation during continuous development without reducing the development efficiency of the developing
本実施形態のコピー機1における現像装置16aによれば、例えば、次のような効果が奏される。
本実施形態においては、2成分現像剤190に含まれるキャリア191による磁気ブラシ194が表面に形成される磁気ローラ130から供給されるトナー192を担持してトナー層193を形成する現像ローラ150への印加電圧について、現像開始前の電圧が現像時の飽和電圧よりも高くなるように、印加電圧制御部271を制御する印加電圧制御部271を備える。
According to the developing
In this embodiment, the
そのため、現像ローラ150が飽和電位に達して現像ローラ150の表面に所定厚さのトナー層を形成するまでに要する時間を短縮することができる。これにより、現像装置16aの現像効率を、ひいては画像形成装置による生産性(ファーストコピータイム)を向上することができると共に、現像初期における濃度の低下を抑制することができる。
Therefore, the time required for the developing
また、現像モードでは、現像ローラ150への印加電圧を現像時の飽和電圧に制御することによって、現像ローラ150の表面への電荷の溜まりを抑制することができる。これにより、連続現像時における電荷の溜まりに起因する画像濃度の変化も抑えることができる。従って、高速に且つ連続的に現像を行なう場合に、現像初期から現像完了までの長い範囲において、安定した濃度の現像を行なうことができる。
In the development mode, by controlling the voltage applied to the developing
また、本実施形態においては、現像ローラ150における現像スリーブ151の表面は、抵抗調整剤を含有する樹脂層153により被覆されている。そのため、現像スリーブ151の表面とトナー192との摩擦帯電によるチャージアップ現象の発生、及びチャージアップによる現像スリーブ151の表面へのトナー192の固着を抑制できる。また、抵抗調整剤による現像スリーブ151の表面の体積抵抗及び表面抵抗を調整することにより、現像ローラ150と感光体ドラムとの間の印加電圧のリークを抑制することができる。
従って、現像初期において高い電圧を印加した場合においてもリークを抑えて、多くの量のトナー192を現像ローラ150へ移動させるという作用を十分に機能させることができる。
In this embodiment, the surface of the developing
Therefore, even when a high voltage is applied in the early stage of development, the effect of suppressing a leak and moving a large amount of
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、前述の実施形態においては、トナー192がプラスに帯電した場合について説明しているが、これに制限されない。トナー192は、マイナスに帯電していてもよい。具体的には、前述の実施形態においては、プラスに帯電したトナー192を使用する場合について説明している。このように、プラスに帯電したトナー192を使用する場合は、第1電圧差VB1は、第2電圧差VB2よりも大きいバイアス電圧差VBである。
As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention can be implemented with a various form, without being limited to embodiment mentioned above.
For example, in the above-described embodiment, the case where the
これに対し、マイナスに帯電したトナー192を使用する場合には、第1電圧差VB1を、第2電圧差VB2よりも小さいバイアス電圧差VBとする。これにより、マイナスに帯電したトナー192を使用する場合においても、前述の実施形態と同様の効果を奏することができる。
この点以外に関し、マイナスに帯電したトナー192を使用する場合における構成、作用及び効果は、プラスに帯電したトナー192を使用する場合と同様である。
On the other hand, when the negatively charged
Except for this point, the configuration, operation, and effect when using the negatively charged
また、前述の実施形態においては、現像ローラ150に対する印加電圧を変更する手段として、DC電圧Vdcを変更する場合について説明したが、これに代えて、AC電圧のデューティ比を変更するものであってもよい。
In the above-described embodiment, the case where the DC voltage Vdc is changed as means for changing the voltage applied to the developing
前述の実施形態は、中間転写ベルト7を用いて複数色のトナー画像を用紙Tに転写するカラーの間接転写方式の画像形成装置であるが、画像形成装置の種類は、これに制限されず、中間転写ベルトを用いない直接転写方式の画像形成装置や、モノクロ印刷用の画像形成装置であってもよい。 The above-described embodiment is a color indirect transfer type image forming apparatus that transfers a plurality of color toner images onto the paper T using the intermediate transfer belt 7, but the type of the image forming apparatus is not limited to this, The image forming apparatus may be a direct transfer type that does not use an intermediate transfer belt, or an image forming apparatus for monochrome printing.
本発明の画像形成装置の種類は、特に限定がなく、カラーコピー機、プリンタ、ファクシミリ、又はこれらの複合機などであってもよい。
シート状の被転写材としては、用紙Tに制限されず、例えば、フィルムシートであってもよい。
The type of the image forming apparatus of the present invention is not particularly limited, and may be a color copier, a printer, a facsimile, or a complex machine thereof.
The sheet-shaped transfer material is not limited to the paper T, and may be a film sheet, for example.
次に、図7により、本発明の実施例及び比較例について説明する。ただし、本発明は、以下の実施例のみに限定されるものでない。図7は、現像ローラ150へ印加する電圧を一定に固定した比較例と、この電圧を変更するように制御した実施例とについて、現像スリーブ151の電位の時間変化を示すグラフである。
Next, examples and comparative examples of the present invention will be described with reference to FIG. However, the present invention is not limited to the following examples. FIG. 7 is a graph showing the change with time of the potential of the developing
実験に供した実施例及び比較例における共通な条件は、以下の通りである。
感光体ドラムの表面の線速:250mm/sec
感光体ドラムの暗電位:250V、感光体ドラムの明電位:20V
感光体ドラムの外径:φ30mm、現像ローラの外径φ16mm、現像ローラと感光体ドラムとの距離(間隔):0.1mm
現像剤中のトナー量:25μC/g、トナーの粒径(平均粒径):7.0μm
現像ローラの表面にアルミニウムの酸化皮膜を形成し、この酸化皮膜の表面に、抵抗調整剤として、カーボンを含有したウレタン樹脂を被覆する。この表面被覆材料の厚みは15μmとした。
Common conditions in the examples and comparative examples subjected to the experiment are as follows.
Linear velocity of the surface of the photosensitive drum: 250 mm / sec
Photoconductor drum dark potential: 250V, Photoconductor drum light potential: 20V
The outer diameter of the photosensitive drum: φ30 mm, the outer diameter of the developing roller φ16 mm, the distance (interval) between the developing roller and the photosensitive drum: 0.1 mm
Toner amount in developer: 25 μC / g, toner particle size (average particle size): 7.0 μm
An aluminum oxide film is formed on the surface of the developing roller, and the surface of the oxide film is coated with a urethane resin containing carbon as a resistance adjusting agent. The thickness of this surface coating material was 15 μm.
比較例の場合には、現像ローラ150に常に一定のDC電圧Vdc1330Vを印加する。一方、実施例の場合には、印加開始から2.5秒間、DC電圧Vdc430Vを印加し、その後、DC電圧Vdc330Vに変更する制御を行った。
In the case of the comparative example, a constant DC voltage Vdc 1330 V is always applied to the developing
上記の実験を行ったところ、現像スリーブ151の電位は、図7に示すような時間変化を示した。その電位の時間変化を見てみると、比較例の場合には、電圧の印加開始から現像スリーブ151が飽和電位に達して、表面に所定厚さのトナー層を形成するまでに、5.0秒以上の時間t1が必要であった。これに対して、実施例の場合には、電圧の印加開始から現像スリーブ151が飽和電位に達して、表面に所定厚さのトナー層を形成するまでに、2.0秒の時間t2しか必要ないことが確認できた。これらの時間t1、t2が画像形成の待ち時間となる。
When the above experiment was performed, the potential of the developing
1……コピー機(画像形成装置)、2a、2b、2c、2d……感光体ドラム(像担持体)、7……中間転写ベルト(転写部)、8……2次転写ローラ(転写部)、9……定着部、16a、16b、16c、16d……現像装置、130……磁気ローラ(現像剤担持体)、150……現像ローラ(トナー担持体)、153……樹脂層、190……2成分現像剤、191……磁性キャリア(キャリア)、192……トナー、193……トナー層、194……現像剤層(磁気ブラシ)、261……第1電圧印加部、262……第2電圧印加部(電圧印加部)、271……印加電圧制御部、T……用紙(被転写材)、V1……第1バイアス電圧、V2……第2バイアス電圧
DESCRIPTION OF
Claims (3)
表面に静電潜像が形成される像担持体に対向配置され、前記現像剤担持体から供給されるトナーを担持して前記磁気ブラシによりトナー層を形成するトナー担持体と、
前記トナー担持体から前記像担持体の表面の静電潜像をトナー画像として現像するために前記トナー担持体と前記像担持体との間に電位差を形成するように、前記トナー担持体に電圧を印加する電圧印加部と、
前記電圧印加部から前記トナー担持体への印加電圧について、現像開始前の電圧が現像時の飽和電圧よりも高くなるように、前記電圧印加部を制御する印加電圧制御部と、を備え、
前記印加電圧制御部は、現像開始前の前記トナー担持体への印加電圧について、該印加電圧による該トナー担持体の表面電位が現像時の飽和電圧の±3Vの範囲に収まるように、前記電圧印加部を制御する現像装置。 A developer carrying member that carries a two-component developer containing at least a carrier and a toner, and on which a magnetic brush is formed by a carrier contained in the two-component developer;
A toner carrier that is disposed opposite to an image carrier on which an electrostatic latent image is formed, carries toner supplied from the developer carrier, and forms a toner layer with the magnetic brush;
In order to develop an electrostatic latent image on the surface of the image carrier from the toner carrier as a toner image, a voltage is applied to the toner carrier so as to form a potential difference between the toner carrier and the image carrier. A voltage applying unit for applying
An applied voltage control unit that controls the voltage application unit so that a voltage before the start of development is higher than a saturation voltage at the time of development, with respect to the voltage applied from the voltage application unit to the toner carrier ,
The applied voltage control unit is configured to apply the voltage applied to the toner carrier before the start of development so that the surface potential of the toner carrier due to the applied voltage is within a range of ± 3 V of a saturation voltage during development. that controls the application unit developing device.
請求項1に記載の現像装置。 The developing device according to claim 1, wherein a surface of the toner carrier is covered with a resin layer containing a resistance adjusting agent.
表面に静電潜像が形成されると共に、前記現像装置の前記トナー層からトナーの供給を受けて静電潜像にトナー画像が形成される1又は複数の像担持体と、
前記像担持体に形成されたトナー画像を直接的又は間接的にシート状の被転写材に転写する転写部と、
転写されたトナー画像をシート状の被転写材に定着する定着部と、を備える
画像形成装置。 A developing device according to claim 1 or 2 ,
One or more image carriers on which an electrostatic latent image is formed and a toner image is formed on the electrostatic latent image upon receipt of toner from the toner layer of the developing device;
A transfer unit that directly or indirectly transfers the toner image formed on the image carrier to a sheet-like transfer material;
An image forming apparatus comprising: a fixing unit that fixes a transferred toner image to a sheet-like transfer material.
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