JP5742795B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、特許文献1に記載の現像装置は、キャリアーの付着を防止するための手段を有していないため、経時的にキャリアーが付着・堆積するのを防止することができず、その結果、各現像部へ一定量のキャリアーを安定して補給することができない。
前記複数の現像部に、対応する有色トナーを供給するトナー供給部と、
前記トナー供給部とは独立して設けられ、前記複数の現像部にキャリアーを供給するキャリアー供給部と、
前記キャリアー供給部の動作を制御する制御部と、を備えた画像形成装置であって、
前記キャリアー供給部が、
前記キャリアーを収容するキャリアー収容部と、
前記キャリアー収容部のキャリアー供給口から自由落下してきた所定量のキャリアーを受け、前記複数の現像部のそれぞれに案内するキャリアー振分部と、
前記キャリアー振分部を摺動可能に支持する支持枠部と、
前記キャリアー振分部を振動させる加振部と、を有し、
前記キャリアー振分部は、前記複数の現像部のそれぞれに接続される複数のキャリアー受け部を有し、
前記制御部は、キャリアー補給時に、前記キャリアー収容部から前記所定量のキャリアーを自由落下させるとともに、前記複数のキャリアー受け部が、順次、前記キャリアー供給口に対応する位置となるように、前記支持枠部上で前記キャリアー振分部を摺動させる
ことを特徴とする。
図1は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置1の全体構成を概略的に示す図である。図2は、実施の形態に係る画像形成装置1の制御系の主要部を示す図である。
図1、2に示す画像形成装置1は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置1は、感光体ドラム413上に形成されたY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各色トナー像を中間転写ベルト421に転写(一次転写)し、中間転写ベルト421上で4色のトナー像を重ね合わせた後、用紙Sに転写(二次転写)することにより、画像を形成する。
また、画像形成装置1には、YMCKの4色に対応する感光体ドラム413を中間転写ベルト421の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト421に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。
自動原稿給紙装置11は、原稿トレイに載置された原稿Dを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置12へ送り出す。自動原稿給紙装置11は、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Dの画像(両面を含む)を連続して一挙に読み取ることができる。
原稿画像走査装置12は、自動原稿給紙装置11からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をCCD(Charge Coupled Device)センサー12aの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部10は、原稿画像走査装置12による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部30において所定の画像処理が施される。
電荷発生層は、電荷発生材料(例えばフタロシアニン顔料)を樹脂バインダー(例えばポリカーボネイト)に分散させた有機半導体からなり、露光装置411による露光により一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料(電子供与性含窒素化合物)を樹脂バインダー(例えばポリカーボネート樹脂)に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。
感光体ドラム413は、動力伝達機構(図示略)を介して駆動モーター(図示略)に接続される。制御部100が駆動モーターの駆動電流を制御することにより、感光体ドラム413は一定の周速度で回転する。
露光装置411は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム413に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム413の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム413の表面電荷(負電荷)が中和される。感光体ドラム413の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成されることとなる。
現像装置412は、二成分現像方式の現像装置であり、感光体ドラム413の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。現像装置412の詳細な構成については後述する。
中間転写ベルト421は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー423にループ状に張架される。複数の支持ローラー423のうちの少なくとも一つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。駆動ローラーとなる支持ローラー423が回転することにより、中間転写ベルト421は矢印A方向に一定速度で走行する。一次転写ローラー422によって中間転写ベルト421が感光体ドラム413に圧接されることにより、中間転写ベルト421に各色トナー像が順次重ねて一次転写される。
中間転写ベルト421及び二次転写ベルト432を介して、二次転写ローラー431Aがバックアップローラー423Aに圧接されることにより、転写ニップが形成される。この転写ニップを用紙Sが通過する際、中間転写ベルト421に担持されているトナー像が用紙Sに二次転写される。具体的には、トナーと逆極性の電圧(転写バイアス)を二次転写ローラー431Aに印加することにより、トナー像は用紙Sに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Sは二次転写ベルト432によって、定着部60に向けて搬送される。
給紙部51を構成する3つの給紙トレイユニット51a〜51cには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙S(規格用紙、特殊用紙)が予め設定された種類ごとに収容される。
そして、画像形成部40において、中間転写ベルト421のトナー像が用紙Sの一方の面に一括して二次転写され、定着部60において定着工程が施される。画像形成された用紙Sは、排紙ローラー52aを備えた排紙部52により機外に排紙される。
キャリアー供給部90は、キャリアー案内部93に接続されたキャリアー流路97Y、97M、97C、97Kを介して、所定量のキャリアーを現像部81Y、81M、81C、81Kに供給する。
なお、図4に示す現像部81の構成は一例であり、二成分現像剤を用いて、すなわち二成分現像方式(ハイブリッド現像方式を含む)により、感光体ドラム413にトナー像を形成するものであれば、特に制限されない。
現像容器816は、現像剤を補給するための現像剤補給口816a(図4では攪拌部材814の略上方)を有する。トナー流路83を流下してきたトナーと、キャリアー流路97を流下してきたキャリアーが混合され、現像剤補給口816aを介して現像容器816に補給される。
正極性に帯電したキャリアーの周囲に、負極性に帯電したトナーが、主として両者の電気的な吸引力により付着する。そして、現像剤は、攪拌部材813によって搬送される過程で、搬送ローラー812に供給される。
搬送スリーブ812bの略上方には、現像剤規制部材815が、搬送スリーブ812bから所定距離だけ離間して対向配置される。現像剤規制部材815は、ステンレス鋼材等の磁性体で形成された板状の部材であり、搬送ローラー812と平行に延在する。
磁石体812aは、搬送ローラー812の軸方向に延在する、複数の磁極(図示略)を有する。これらの複数の磁極によって、搬送スリーブ812bで現像剤を搬送するための磁界(磁力線)が形成される。
現像ローラー811と搬送ローラー812との間に電界を形成することにより、搬送スリーブ812bで搬送されている現像剤からトナーだけが脱離して、現像ローラー811に供給される。現像ローラー811は、感光体ドラム413にトナーを供給して、感光体ドラム413上の静電潜像を可視化する。
これにより、劣化したキャリアーが新しいキャリアーに入れ替わるので、現像容器816内のトナーは常に均一に帯電される。したがって、プリント枚数や環境変化に左右されず安定した画質を実現することができる。
なお、図5に示すキャリアー収容部92の構成は一例であり、所定量のキャリアーを精度よく計量でき、計量したキャリアーをキャリアー案内部93に落下させるものであれば、キャリアー収容部92の構成は特に制限されない。
磁極N1は、キャリアー規制部材923によってキャリアーの層厚を規制する層厚規制位置P3に対応して配置される。ここでは、層厚規制位置P3において計量スリーブ922bにキャリアーが吸着するので、層厚規制位置P3とキャリアーの吸着位置P1は同じとなる。磁極N2は、キャリアーを脱離・落下させるキャリアーの脱離位置P2に対応して配置される。磁極S1は、磁極N1と磁極N2の中間に配置される。
これにより、キャリアーの搬送性と、脱離位置P2におけるキャリアーの剥離性能を確保することができる。
磁極N1と磁極S1、及び磁極S1と磁極N2により、吸着位置P1から脱離位置P2にわたって、キャリアーを計量スリーブ922bに拘束する磁界が形成される。
また、磁極N2と磁極N1により、脱離位置P2のキャリアー搬送方向下流側に、反発磁界(キャリアーを計量スリーブ922bから離間させる磁界)が形成される。
キャリアーの穂立ちは、この状態を保持したまま、計量スリーブ922bの回転(反時計回り)に伴い層厚規制位置P3を通過する。キャリアー規制部材923と計量スリーブ922bとのギャップによって穂切りが行われ、計量スリーブ922b上には一定厚のキャリアー層が形成される。
そして、このキャリアーは、キャリアー収容部92の下部に接続されたキャリアー案内部93に落下し、キャリアー流路97を介して供給先となる現像部81に案内される(図3参照)。
図6、図7に示すように、キャリアー案内部93は、キャリアー収容部92から落下してきたキャリアーを受けるキャリアー受け部材94、キャリアー受け部材94の下部に接続されるキャリアー振分部材95、及びキャリアー振分部材95を回転摺動可能に支持する支持枠体96等を備える。キャリアー受け部材94、キャリアー振分部材95、及び支持枠体96は、例えば樹脂材料からなる成形体である。
また、下段円筒部94Bの下部周縁には、周壁942が形成されており、この周壁942の内側に、キャリアー振分部材95の上部が遊嵌されるようになっている。
キャリアー流路97Y、97M、97C、97Kは、弾性を有するフレキシブルチューブで構成される。キャリアー流路97Y、97M、97C、97Kの取付角度は、キャリアーが転動可能な角度(安息角以上(例えば20°以上))に設定される。キャリアー流路97Y、97M、97C、97Kの他端は、トナー流路83の途中に形成された補給口(図示略)に接続される。
キャリアー振分部材95の下面において、キャリアー供給口95Ya、95Ma、95Ca、95Kaの径方向外側には、例えば半球状の4つの支持脚部952が下方に突出して形成される。
図12、図13に示すように、支持枠体96は、略円筒状の部材である。支持枠体96の底部には、キャリアー振分部材95を載置する載置部961が円環状に形成される。支持枠体96の周壁963の内側に、キャリアー振分部材95の下部が遊嵌される。つまり、キャリアー振分部材95は、キャリアー受け部材94と支持枠体96によって、回転可能な状態で上下方向から狭持される。
ただし、キャリアー振分部材95に均等に振動が生じるように、支持脚部952及び段差部962は、それぞれ中心に関して点対称に形成されるのが好ましい。
下段受け部95Y、95M、95C、95Kに落下してきたキャリアーは、キャリアー供給口95Ya、95Ma、95Ca、95Kaを介してキャリアー流路97Y、97M、97C、97Kに送出される。そして、このキャリアーは、キャリアー流路97Y、97M、97C、97Kを流下し、トナー流路83Y、83M、83C、83Kを流下してきたトナーとともに現像部81Y、81M、81C、81Kに供給される(図3参照)。
図14はキャリアー供給処理の一例を示すフローチャートである。図14に示すキャリアー供給処理は、例えば画像形成装置1において画像形成動作が開始されることに伴い、CPU101がROM102に格納されている所定のプログラムを実行することにより実現される。このキャリアー供給処理により、キャリアー供給部90の各ブロックが制御される。
また、図15にキャリアー収容部92の計量ローラー922の動作を示し、図16に図15の(a)〜(h)におけるキャリアー振分部材95の状態を示す。
キャリアー供給条件は、現像部81内の現像剤が劣化したことを判断するために予め設定される指標であり、例えば画像形成が行われたプリント枚数(例えば1000枚)等である。現像条件や環境条件に応じて、キャリアー供給条件は適宜に設定される。
落下してきたキャリアーは、下段受け部95Yを介してキャリアー流路97Y内を転動し、トナーとともに現像部81Yに供給される。このとき、キャリアーの一部(例えば供給量の1/10程度)は、下段受け部95Yの表面に付着することとなる。
ステップS105において、制御部100は、キャリアー振分部材95を正転させ、キャリアーの落下位置にC用の下段受け部95Cを合わせる(例えば2秒、図15(d)、図16(d)参照)。
ステップS107において、制御部100は、キャリアー振分部材95を正転させ、キャリアーの落下位置にK用の下段受け部95Kを合わせる(例えば2秒、図15(f)、図16(f)参照)。
ステップS109において、制御部100は、キャリアー振分部材95を逆転させ、キャリアーの落下位置にY用の下段受け部95Yを合わせ、初期状態に戻す(例えば6秒、図15(h)、図16(h)参照)。
下段受け部95Y、95M、95C、95Kの全部にキャリアーが供給された後、支持脚部952が一回だけ段差部962を乗り越えるだけでもよいが、下段受け部95Y、95M、95C、95Kに付着したキャリアーを振り落とすためには、できるだけ多く振動が生じる構成とするのが好ましい。
また、キャリアー供給部90は、キャリアーを収容するキャリアー収容部92と、キャリアー収容部92から自由落下してきた所定量のキャリアーを受け、複数の現像部81Y、81M、81C、81Kのそれぞれに案内するキャリアー振分部材95(キャリアー振分部)と、キャリアー振分部材95を摺動可能に支持する支持枠体96(支持枠部)と、キャリアー振分部材95を振動させる加振部98と、を有する。
また、サービスマンによる現像剤の定期交換が不要となるので、装置のダウンタイムが低減される。
そして、制御部100は、キャリアー補給時に、キャリアー収容部92から所定量のキャリアーを自由落下させるとともに、複数の下段受け部95Y、95M、95C、95Kが、順次、キャリアーの落下位置となるように、支持枠体96(支持枠部)上でキャリアー振分部材95(キャリアー振分部)を回転させる。
これにより、比較的簡易な構成で複数の現像部81Y、81M、81C、81Kにキャリアーを振り分けることができる。
そして、キャリアー振分部材95のキャリアー補給時の回転動作(正転開始から逆転して元に戻るまで)に伴って、支持脚部952が段差部962を乗り越えることにより、キャリアー振分部材95に振動が生じる。つまり、支持脚部952と段差部962とで、加振部98が構成されている。
これにより、キャリアー振分部材95を振動させる振動発生装置を設ける必要はないので、比較的簡易な構成で複数の現像部81Y、81M、81C、81Kにキャリアーを振り分けることができる上、振動発生装置の設置スペースも必要ないので設計が容易となる。
これにより、下段受け部95Y、95M、95C、95Kに付着したキャリアーは、振動により確実に振り落とされる。
これにより、キャリアー補給時のキャリアー振分部材95の状態が安定するので、下段受け部95Y、95M、95C、95Kは、落下してきたキャリアーを確実に受け止めることができる。
81 現像部
82 トナー供給部
83 トナー流路
90 キャリアー供給部
91 キャリアーボトル
92 キャリアー収容部
93 キャリアー案内部
94 キャリアー受け部材
95 キャリアー振分部材(キャリアー振分部)
95Y、95M、95C、95K 下段キャリアー受け部
96 支持枠体(支持枠部)
97 キャリアー流路
98 加振部
100 制御部
412 現像装置
952 支持脚部
962 段差部
Claims (10)
- 複数の感光体のそれぞれに形成された静電潜像を、対応する有色トナーとキャリアーからなる現像剤で現像してトナー像を形成する複数の現像部と、
前記複数の現像部に、対応する有色トナーを供給するトナー供給部と、
前記トナー供給部とは独立して設けられ、前記複数の現像部にキャリアーを供給するキャリアー供給部と、
前記キャリアー供給部の動作を制御する制御部と、を備えた画像形成装置であって、
前記キャリアー供給部が、
前記キャリアーを収容するキャリアー収容部と、
前記キャリアー収容部のキャリアー供給口から自由落下してきた所定量のキャリアーを受け、前記複数の現像部のそれぞれに案内するキャリアー振分部と、
前記キャリアー振分部を摺動可能に支持する支持枠部と、
前記キャリアー振分部を振動させる加振部と、を有し、
前記キャリアー振分部は、前記複数の現像部のそれぞれに接続される複数のキャリアー受け部を有し、
前記制御部は、キャリアー補給時に、前記キャリアー収容部から前記所定量のキャリアーを自由落下させるとともに、前記複数のキャリアー受け部が、順次、前記キャリアー供給口に対応する位置となるように、前記支持枠部上で前記キャリアー振分部を摺動させる
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記キャリアー振分部は、円筒状に形成されるとともに、上面に同一円周上に形成され、
前記制御部は、前記複数のキャリアー受け部が、順次、前記キャリアー供給口に対応する位置となるように、前記支持枠部上で前記キャリアー振分部を回転させる
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記キャリアー振分部の下面には下方に突出する支持脚部が形成され、
前記支持枠部における前記キャリアー振分部との摺動面には段差部が形成され、
前記支持脚部と前記段差部とで前記加振部が構成され、
前記キャリアー振分部のキャリアー補給時の回転動作に伴って、前記支持脚部が前記段差部を乗り越えることにより、前記キャリアー振分部に振動が生じることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記支持脚部は、前記複数のキャリアー受け部のそれぞれにキャリアーの補給が行われた後、少なくとも一回は前記段差部を乗り越えることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記支持脚部と前記段差部は、前記複数のキャリアー受け部の何れか一つがキャリアーの落下位置となっているときに、互いに重ならないことを特徴とする請求項3又は4に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、キャリアーの非補給時に、前記キャリアー振分部を回転させることを特徴とする請求項2から5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記キャリアー振分部の下面には下方に突出する支持脚部が形成され、
前記支持枠部における前記キャリアー振分部との摺動面には段差部が形成され、
前記支持脚部と前記段差部とで前記加振部が構成され、
前記キャリアー振分部のキャリアー補給時の摺動動作に伴って、前記支持脚部が前記段差部を乗り越えることにより、前記キャリアー振分部に振動が生じることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記支持脚部は、前記複数のキャリアー受け部のそれぞれにキャリアーの補給が行われた後、少なくとも一回は前記段差部を乗り越えることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記支持脚部と前記段差部は、前記複数のキャリアー受け部の何れか一つがキャリアーの落下位置となっているときに、互いに重ならないことを特徴とする請求項7又は8に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、キャリアーの非補給時に、前記キャリアー振分部を摺動させることを特徴とする請求項1又は7、8、9のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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