JP6229940B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
この画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック(以下、Y、M、C、Kと記す)のトナー像を作像するための4つの作像ユニット1Y,M,C,Kを備えている。また、この他に、露光装置4Y,M,C,K、転写ユニット11、定着装置33,給紙部30、レジストローラ32、トナーカートリッジ7Y,M,C,Kなどを備えている。
作像ユニット1は、潜像担持体たるドラム状の感光体2の周囲に、ドラムクリーニング装置6、除電装置(不図示)、帯電装置3、現像装置5等を備えている。作像ユニット1は、プリンタ本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっている。
上記、色毎の4つの現像装置5Y,M,C,Kを備えた画像形成装置では、現像ローラ51の感光体2への適切な押圧力が色毎に異なる。色毎に異なるバネ荷重を有するバネ54を用いて、現像ローラ51を感光体2へ押圧する方法があるが、各色で現像装置5の構成部品が異なるため、色毎の組分けが必要となり、現像装置5の組立工程が複雑化してしまう。そこで、本実施形態では、各色の現像装置5の構成部品を共通とし、構成部品に依らずに、バネ54による押圧力に影響を与える力を、各色の現像装置5で異ならせることで、各色の現像装置5で押圧力を所望の押圧力に調整する。
S×sl+W×wl+K×kl=P×pl+N×nl (1)
sl、wl、kl、pl、nlは、それぞれ、バネ荷重S、現像装置の自重W、駆動力K、摩擦力P、加圧反力Nの作用点と回動軸59との距離を表す。
また、現像ローラ51と感光体2との間の摩擦係数をμとすると
P= μ×N (2)
となり、(2)式を(1)式に代入し、Nに関して整理すると、Nは以下の式で表される。
N=(S×sl+W×wl+K×kl)/(μ×pl+nl) (3)
なお、駆動力Kは摩擦力Pの大小等により変化するほか、各荷重はその他の荷重による影響により変化するが、上式では簡単のため、各荷重を独立した荷重として扱っている。
このように、構成部品に依存しないトナー収容量を各現像装置5で異ならせることで、バネ荷重が同じであっても、各色の現像装置で押圧力を所望の押圧力に調整することが可能となる。
収容されるトナー量を1[N]範囲で変化させたとき、現像装置5の自重Wとしては4〜5[N]の範囲で変化し、押圧力Nとしては13.60〜14.00[N]に変化する。すなわち、各現像装置5のトナー量を1[N]の範囲で異ならせることで、各現像装置5における押圧力を0.4[N]の範囲で調整可能である。
また、トナーを介した現像ローラμを0.05の範囲で変化させたとき、押圧力Nとしては13.66〜13.94[N]に変化する。すなわち、各現像装置5で、摩擦係数μを0.05の範囲で異ならせることで、各現像装置5における押圧力を0.28[N]の範囲で調整可能である。
また、トルクに比例する駆動力Kを5[N]の範囲で変化させたとき、押圧力Nとしては13.70〜13.90[N]に変化する。すなわち、各現像装置5で、駆動力Kを5[N]の範囲で異ならせることで、各現像装置5における押圧力を0.20[N]の範囲で調整可能である。
上述のように、摩擦係数μや駆動力Kの変動幅に対して、自重Wの変動幅を大きく取る構成とすることが望ましい。自重Wの変動幅を大きく取ることで、摩擦係数μや駆動力Kの変動をトナーの収容量により吸収可能である。
(態様A)
トナーを担持して回転する現像ローラ51などの現像剤担持体を有し、現像剤担持体を感光体2などの潜像担持体に押圧して現像を行う現像装置5を複数備えた画像形成装置である。複数の現像装置5Y,M、C,Kの構成部品は共通であり、各現像装置で、構成部品に依らずに、現像剤担持体の潜像担持体への押圧力に影響を与える力を異ならせることで、現像剤担持体の潜像担持体への押圧力のそれぞれを、少なくとも一つが他と異なる所望の押圧力に調整する押圧力調整手段を備える。
例えば、図2に示す現像装置を用いて、現像剤担持体の感光体への押圧に関する力について説明する。現像装置5に作用する荷重としては、現像装置の自重W、現像装置を潜像担持体側に付勢する付勢部材であるバネ54のバネ荷重S、現像剤担持体の回転駆動に伴い現像剤担持体のギヤのピッチ円56から圧力角方向に発生する駆動力K、現像剤担持体と潜像担持体との間の周速差に起因する摩擦力Pある。これらが、現像剤担持体を潜像担持体へと押し付ける押圧力として作用し、この反力として押圧反力Nを潜像担持体より受ける。現像装置の筺体には、現像剤担持体を潜像担持体に対して押し当てる際の回動軸59を備えており、現像装置に作用する回動軸59まわりの上記種々の荷重によるモーメントの総和は釣り合っている。すなわち、押圧力は、バネ荷重S、現像装置の自重W、駆動力K、摩擦力Pなどの各荷重と、各荷重と回動軸59との距離とで決められる。
(態様A)において、現像装置は現像剤担持体を潜像担持体に押圧するための付勢部材としてバネを有し、押圧力調整手段は付勢部材による現像剤担持体の潜像担持体への押圧力に影響を与える、現像装置の自重W、現像剤担持体を回転させる回転駆動手段から発生する駆動力K、または、現像剤担持体の潜像担持体との摩擦力を各現像装置で異ならせることで、押圧力を各現像装置で所望の値に調整する。これにより、構成部品を共通とした複数の現像装置を備えた画像形成装置でも、各現像装置の所望の押圧力に調整できる。
(態様A)または(態様B)において、押圧力調整手段は各現像装置に収容されるトナー量を異ならせることにより、押圧力を各現像装置で所望の値に調整する。これによれば、上記実施形態について説明したように、トナー収容量が少ないと押圧力は小さいが、トナー収容量を多くすることで押圧力を大きくなる。上記画像形成装置において、各現像装置におけるトナー収容量を異なるようにすることは、各現像装置の構成部品を組み分ける方法と比べて容易に実施することができる。
(態様C)において、押圧力調整手段は各現像装置に収容される初期のトナー量を異ならせることにより、押圧力を各現像装置で所望の値に調整する。
(態様B)または(態様C)において、現像装置は収容されるトナー量が閾値より少なくなったことを検知するトナー量検知手段と、トナー量検知手段の検知結果に基づき現像装置内へトナーを補給するトナー補給手段とを備え、押圧力調整手段は各現像装置でトナー補給手段によるトナー補給量を異ならせることにより、押圧力を各現像装置で所望の値に調整する。これにより、経時においても、各現像装置の所望の押圧力に調整できる。
(態様A)または(態様B)において、押圧力調整手段は各現像装置の駆動手段による各現像剤担持体の駆動速度を異ならせることにより、押圧力を各現像装置で所望の値に調整する。これによれば、上記実施形態について説明したように、現像剤担持体と潜像担持体との周速差が大きいと、トナーを担持した現像剤担持体と潜像担持体との間の摩擦力Pが大きくなり、押圧力が小さくなる。上記画像形成装置において、現像装置の駆動手段による各現像剤担持体の駆動速度を異ならせることにより、周速差を異ならせて摩擦力Pを異ならせることができる。
(態様A)、(態様B)または(態様E)において、押圧力調整手段は各現像装置に収容するトナーの摩擦係数に寄与する特性を異ならせることにより、押圧力を各現像装置で所望の値に調整する。これによれば、上記実施形態について説明したように、摩擦力Pは、トナーを介した現像剤担持体と潜像担持体との間の摩擦係数μに比例するため、摩擦係数μに寄与するトナー特性を各現像装置で異ならせることで、容易に押圧力の調整を行うことができる。μに寄与するトナー特性としては、トナーの円形度がある。
2 感光体
3 帯電装置
4 露光装置
5 現像装置
6 ドラムクリーニング装置
7 トナーカートリッジ
11 転写ユニット
14 中間転写ベルト
16 2次転写ローラ
51 現像ローラ
52 規制ブレード
53 供給ローラ
54 バネ
55 トナー量検出手段
56 現像ローラの駆動ギヤのピッチ円
59 回動軸
S バネ荷重S
W 現像装置の自重
K 駆動力K
P 摩擦力P
N 押圧反力
Claims (2)
- トナーを担持して回転する現像剤担持体を有し、該現像剤担持体を潜像担持体に押圧して現像を行う現像装置を複数備えた画像形成装置において、
上記現像装置は収容されるトナー量が閾値より少なくなったことを検知するトナー量検知手段と、該トナー量検知手段の検知結果に基づき該現像装置内へトナーを補給するトナー補給手段とを有し、
上記複数の現像装置の構成部品は共通であり、各現像装置に収容される初期のトナー量を異ならせることにより、上記現像剤担持体の上記潜像担持体への押圧力に影響を与える力を異ならせることで、該現像剤担持体の該潜像担持体への押圧力のそれぞれを、少なくとも一つが他と異なる所望の押圧力に調整する押圧力調整手段を備え、
上記押圧力調整手段は各現像装置で該トナー補給手段によるトナー補給量を異ならせることにより、前記トナー補給手段によるトナー補給後の上記押圧力を各現像装置で所望の押圧力に調整することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1の画像形成装置において、上記現像装置は上記現像剤担持体を上記潜像担持体に押圧するための付勢部材を有し、上記押圧力調整手段は該付勢部材による該現像剤担持体の該潜像担持体への押圧力に影響を与える、該現像装置の自重、該現像剤担持体を回転させる回転駆動手段から発生する駆動力、または、該現像剤担持体の該潜像担持体との摩擦力を各現像装置で異ならせることで、上記押圧力を各現像装置で所望の押圧力に調整することを特徴とする画像形成装置。
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