JP7009918B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
図1は、本開示の実施形態1に係る画像形成装置1の全体構成例を示す図である。図2は、本開示の実施形態1に係る現像装置412の構成例を示す図である。図3は、本開示の実施形態1に係る現像装置412の内部構成例を示す斜視図である。図4は、本開示の実施形態1に係る現像装置412の内部構成例を示す上面図である。図5は、本開示の実施形態1に係る現像装置412の周辺及び制御機能の一例を示す図である。画像形成装置1は、電子写真プロセス技術を利用する中間転写方式によりカラー画像を用紙に形成する。画像形成装置1は、感光体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部42の中間転写ベルト421に一次転写する。中間転写ベルト421に一次転写された各色トナー像は、4色重ね合わされてから用紙に二次転写され、用紙に画像が形成される。画像形成装置1は、タンデム方式が採用されている。タンデム方式は、上記で説明したYMCKの4色に対応する感光体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方式である。
<比較例1>
原稿カバレッジ10%且つA4換算2万プリントを実施した。その後、画像形成装置1を高温多湿な環境に放置し、1週間後に原稿カバレッジ10%で再プリントを実施したところ、トナーD_tの帯電量の低下が原因で現像剤Dの嵩密度が大きくなり、現像剤排出部93から現像剤Dが過剰に排出され、100プリント後には現像剤Dの不足による画像濃度ムラが発生した。つまり、現像容器81に収容される現像剤Dに含まれるトナーD_tの帯電量の低下に応じて現像剤Dの排出量を増やす経路が現像容器81に構成されている。
<改善例1>
同様に放置し、1週間後に原稿カバレッジ10%で再プリントを実施する際、再プリントする前に、トナーD_tの帯電量は、放置前では40μC/gであったのに対し、放置後では25μC/gまで低下していることが判明した。そこで、図9に示すように、スクリュー回転数をセンター値より7.5%減少させることにより現像剤排出口93_outに向かう現像剤Dによる搬送力を低下させ、現像剤Dの過剰排出を防止した。500プリント後であっても問題は生じていない。つまり、現像剤Dに含まれるトナーD_tの帯電量が低下するにつれ、現像剤Dの排出量を減少させることにより、帯電量低下による現像剤Dの排出量変化に対応することができる。
原稿カバレッジ0.3%且つA4換算2万プリントを実施した。その後、画像形成装置1を放置し、1週間後に原稿カバレッジ10%で再プリントを実施したところ、トナーD_tの帯電量の低下が原因で現像剤Dの嵩密度が大きくなり、現像剤排出部93から現像剤Dが過剰に排出され、50プリント後には現像剤Dの不足による画像濃度ムラが発生した。つまり、現像容器81に収容される現像剤Dに含まれるトナーD_tの帯電量の低下に応じて現像剤Dの排出量を増やす経路が現像容器81に構成されている。
<改善例2>
同様に放置し、1週間後に原稿カバレッジ10%で再プリントを実施する際、再プリントする前に、トナーD_tの帯電量は、放置前では40μC/gであったのに対し、放置後では、20μC/gまで低下していることが判明した。そこで、図9に示すように、スクリュー回転数をセンター値より10%減少させることにより現像剤排出口93_outに向かう現像剤Dによる搬送力を低下させ、現像剤Dの過剰排出を防止した。500プリント後であっても問題は生じていない。つまり、現像剤Dに含まれるトナーD_tの帯電量が低下するにつれ、現像剤Dの排出量を減少させることにより、帯電量低下による現像剤Dの排出量変化に対応することができる。さらに、前歴の現像剤Dの劣化状態に合わせた現像剤Dの排出量制御を精度よく実施することができる。
上記改善例1及び改善例2において、さらにプリントを継続した。トナーD_tの帯電量が次第に上がって回復してくることで、嵩密度が低下するため、現像剤Dの排出量が減少する。改善例1では3千プリント後に、改善例2では5千プリント後に、それぞれ現像剤Dの量が過剰になることでトルクアップが発生した。
<改善例3>
同様にプリントを継続しながら、規定枚数として1千プリントごとにトナーD_tの帯電量を検知する。トナーD_tの帯電量が上昇する場合、図9に示すように、スクリュー回転数を上げていき、現像剤排出口93_outに向かう現像剤Dのスクリュー回転数による搬送力を上げることで、現像剤Dの排出不足を防止した。改善例1では、規定枚数として6千プリントごとに、改善例2では、規定枚数として1万プリントごとに、それぞれトナーD_tの帯電量は、放置前と同じ量まで回復した。以降、トナーD_tの帯電量の検知を実施しなかったが、2万プリントを実施後であっても、画像濃度ムラは発生していない。つまり、現像容器81に収容される現像剤Dに含まれるトナーD_tの帯電量の上昇に応じて現像剤Dの排出量を増やす経路が現像容器81に構成されている場合、現像剤Dに含まれるトナーD_tの帯電量が上昇するにつれ、現像剤Dの排出量を増加させることで、プリント中のトナーD_tの帯電量回復によるトナーD_tの帯電量上昇にも対応することができる。なお、現像剤Dに含まれるトナーD_tの帯電量が回復状態に近づくにつれ、現像剤Dの排出量を減少させることにより、時間が経過するにつれ、現像剤Dの排出量を滑らかに一定量に近づけることができる。
高温多湿で原稿カバレッジ10%且つA4換算1万プリントを実施した。その後、梅雨時の環境の中で空気調和機の制御をON状態にしたことを想定して、画像形成装置1を常温常湿に2時間放置した。その後、原稿カバレッジ10%で再プリントを実施したところ、トナーD_tの帯電量上昇が原因で現像剤Dの嵩密度が小さくなり、現像剤排出口93_outからの現像剤Dの排出量が低減し、3千プリント後に現像剤Dの量が過剰になることでトルクアップが発生した。
<改善例4>
常温常湿での再プリント時、トナーD_tの帯電量を検知する。予め高温多湿でトナーD_tの帯電量を検知したときの値が30μC/gであるのに対し、常温常湿で除湿され、トナーD_tの帯電量が35μC/gに上昇した。図9に示すように、スクリュー回転数変更比率を-5%から-2.5%に変更した。プリントを継続しながら、規定枚数として1千プリントごとにトナーD_tの帯電量を検知した。現像剤Dの除湿が進むにつれ、さらにトナーD_tの帯電量が上昇していく状態であるのに対し、図9に示すように、スクリュー回転数を上げていき、現像剤排出口93_outに向かう現像剤Dのスクリュー回転数による搬送力を上げることで、現像剤Dの排出不足を防止した。1万プリント後にトナーD_tの帯電量の上昇は収まって安定した。以降、トナーD_tの帯電量の検知を実施しなかったが、2万プリントを実施後であっても、画像濃度ムラは発生していない。つまり、現像容器81に収容される現像剤Dに含まれるトナーD_tの帯電量の上昇に応じて現像剤Dの排出量を減らす経路が現像容器81に構成されている場合、現像剤Dに含まれるトナーD_tの帯電量が上昇するにつれ、現像剤Dの排出量を増加させることで、環境変動等により起きる帯電量上昇にも対応することができる。なお、現像剤Dに含まれるトナーD_tの帯電量が安定状態に近づくにつれ、現像剤Dの排出量を減少させることにより、時間が経過するにつれ、現像剤Dの排出量を滑らかに一定量に近づけることができる。
実施形態2において、実施形態1と同一の構成については同一の符号を付記し、その説明については省略する。実施形態2は、実施形態1に係るマニュアル制御による現像剤Dの排出量を制御する処理については同様に実行されるので、その説明については省略する。実施形態2は、現像剤排出部193の構成が実施形態1における現像剤排出部93と異なる。よって、実施形態2においては、主に現像剤排出部193の構成及び機能について具体的に説明する。図10は、本開示の実施形態2に係るオーバーフロー型の排出機構の一例を示す図である。図10に示すように、隔壁88のうち、現像剤排出部193及び現像剤供給部92に近い方の部位に設けられている連通部194に仕切り部材195が設けられている。仕切り部材195は、ソレノイド196により連通部194の開口幅を調整自在である。また、図10に示すように、現像剤排出部193には現像剤排出口193_outが設けられている。現像剤排出口193_outは、現像容器81の底面から一定の高さの位置に設けられ、現像容器81に収容される現像剤Dの液面がその一定の高さを超えたときにあふれ出る現像剤Dを排出させる。例えば、仕切り部材195を狭めると現像剤Dが現像容器81に滞留しやすくなって現像剤Dの液面が上がることにより現像剤Dの排出量は増加する。一方、仕切り部材195を広げると現像剤Dが現像容器81に滞留しにくくなって現像剤Dの液面が下がることにより現像剤Dの排出量は減少する。また、トナーD_tの帯電量が低下することにより現像剤Dの嵩密度が大きくなると、現像剤排出口193_outから排出される現像剤Dの排出量は過小になる。一方、トナーD_tの帯電量が増加することにより現像剤Dの嵩密度が小さくなると、現像剤排出口193_outから排出される現像剤Dの排出量は過剰になる。よって、オーバーフロー型の排出機構は、スクリュー搬送力バランス型とは逆の構成となる。
実施形態3において、実施形態1,2と同一の構成については同一の符号を付記し、その説明については省略する。実施形態3は、実施形態1に係るマニュアル制御による現像剤Dの排出量を制御する処理については同様に実行されるので、その説明については省略する。実施形態3は、現像剤Dに含まれるトナーD_tの総電荷量を、感光体413の表面電位により求める点が、実施形態1,2と異なる。図12は、本開示の実施形態3に係る現像装置412の周辺及び制御機能の一例を示す図である。感光体413上に、表面電位検知部133_1及び表面電位検知部133_2が設けられている。表面電位検知部133_1及び表面電位検知部133_2は、感光体413から中間転写ベルト421に転写される現像剤Dに含まれるトナーD_tの表面電位を検知する。具体的には、表面電位検知部133_1は、露光装置411によるレーザー光の照射位置と、現像ローラー84との間に設けられ、感光体413上に作成されたパッチ画像の現像前の第1表面電位を検知する。表面電位検知部133_2は、現像ローラー84よりも感光体413の回転方向下流側に設けられ、感光体413上に作成されたパッチ画像の現像後の第2表面電位を検知する。つまり、現像の上流側と下流側との両方にトナーD_tの表面電位を検知するセンサーを設ける。パッチ画像の現像前後の表面電位の電位差がトナー層電位であることからトナーD_tの静電容量を元にトナーD_tの総電荷量を求めることができる。
11 自動原稿給紙装置、12 原稿画像走査装置、20 操作表示部
30 画像処理部、40 画像形成部、411 露光装置、412 現像装置
413 感光体、414 帯電装置、415 ドラムクリーニング装置
42 中間転写部、421 中間転写ベルト、
422 支持ローラー、423 一次転写ローラー、424 バックアップローラー
425 二次転写ローラー
50 用紙搬送部、51 給紙部、52 排紙部
53 搬送経路部、60 定着部
80 現像装置本体
81 現像容器
811 攪拌経路
812 供給経路
82 攪拌スクリュー、821 軸心、822 羽根
83 供給スクリュー、831 軸心、832 羽根
84 現像ローラー、841 マグネットローラー、842 現像スリーブ
85 規制部材、88 隔壁
90 制御部
92 現像剤供給部、92_in 現像剤供給口
93,193 現像剤排出部、93_out,193_out 現像剤排出口
94 逆巻きスクリュー、942 羽根
194 連通部、195 仕切り部材、196 ソレノイド
110 記憶部、111 制御テーブル、112 換算テーブル
121 帯電高圧電源部、122 現像バイアス電源部、123 転写高圧電源部
131 現像電流検知部、132 濃度検知部
133_1,133_2 表面電位検知部
D 現像剤、D_t トナー、D_c キャリア
Claims (10)
- 像担持体に形成される静電潜像を現像剤で現像して画像を形成する現像装置であって、
前記現像剤を収容する現像容器と、
前記像担持体に対向し、且つ前記現像容器に隣接して配置され、前記現像容器に収容されている前記現像剤を前記像担持体に搬送する現像ローラーと、
前記現像容器に設けられ、前記現像剤の一部を排出する現像剤排出部と、
を備え、
前記現像容器に収容される前記現像剤に含まれるトナーの帯電量の低下に応じて前記現像剤の排出量を減らす経路が前記現像容器に構成されている場合、
前記現像剤に含まれるトナーの帯電量が低下するにつれ、前記現像剤排出部により排出される前記現像剤の排出量が増加させられ、
前記現像剤に含まれるトナーの帯電量の回復状態又は安定状態に近づくにつれ、前記現像剤排出部により排出される前記現像剤の排出量が減少させられる、
現像装置。 - 像担持体に形成される静電潜像を現像剤で現像して画像を形成する現像装置であって、
前記現像剤を収容する現像容器と、
前記像担持体に対向し、且つ前記現像容器に隣接して配置され、前記現像容器に収容されている前記現像剤を前記像担持体に搬送する現像ローラーと、
前記現像容器に設けられ、前記現像剤の一部を排出する現像剤排出部と、
を備え、
前記現像容器に収容される前記現像剤に含まれるトナーの帯電量の低下に応じて前記現像剤の排出量を増やす経路が前記現像容器に構成されている場合、
前記現像剤に含まれるトナーの帯電量が低下するにつれ、前記現像剤排出部により排出される前記現像剤の排出量が減少させられ、
前記現像剤に含まれるトナーの帯電量の回復状態又は安定状態に近づくにつれ、前記現像剤排出部により排出される前記現像剤の排出量が増加させられる、
現像装置。 - 像担持体に形成される静電潜像を現像剤で現像して画像を形成する現像装置であって、
前記現像剤を収容する現像容器と、
前記像担持体に対向し、且つ前記現像容器に隣接して配置され、前記現像容器に収容されている前記現像剤を前記像担持体に搬送する現像ローラーと、
前記現像容器に設けられ、前記現像剤の一部を排出する現像剤排出部と、
を備え、
前記現像容器に収容される前記現像剤に含まれるトナーの帯電量の上昇に応じて前記現像剤の排出量を減らす経路が前記現像容器に構成されている場合、
前記現像剤に含まれるトナーの帯電量が上昇するにつれ、前記現像剤排出部により排出される前記現像剤の排出量が増加させられ、
前記現像剤に含まれるトナーの帯電量の回復状態又は安定状態に近づくにつれ、前記現像剤排出部により排出される前記現像剤の排出量が減少させられる、
現像装置。 - 像担持体に形成される静電潜像を現像剤で現像して画像を形成する現像装置であって、
前記現像剤を収容する現像容器と、
前記像担持体に対向し、且つ前記現像容器に隣接して配置され、前記現像容器に収容されている前記現像剤を前記像担持体に搬送する現像ローラーと、
前記現像容器に設けられ、前記現像剤の一部を排出する現像剤排出部と、
を備え、
前記現像容器に収容される前記現像剤に含まれるトナーの帯電量の上昇に応じて前記現像剤の排出量を増やす経路が前記現像容器に構成されている場合、
前記現像剤に含まれるトナーの帯電量が上昇するにつれ、前記現像剤排出部により排出される前記現像剤の排出量が減少させられ、
前記現像剤に含まれるトナーの帯電量の回復状態又は安定状態に近づくにつれ、前記現像剤排出部により排出される前記現像剤の排出量が増加させられる、
現像装置。 - 前記像担持体と前記現像ローラーとの間を流れる現像電流を検知する現像電流検知部、
をさらに備え、
前記現像電流に応じて、前記現像剤に含まれるトナーの総電荷量が求められる、
請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の現像装置。 - 前記像担持体から転写ベルトに転写される前記現像剤に含まれるトナーの表面電位を検知する表面電位検知部、
をさらに備え、
前記表面電位に基づき、前記現像剤に含まれるトナーの総電荷量が求められる、
請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の現像装置。 - 前記像担持体から転写ベルトに転写されて付着する前記現像剤に含まれるトナーのトナー濃度を検知する濃度検知部、
をさらに備え、
前記現像剤に含まれるトナーの総電荷量と、前記濃度検知部により検知されるトナー濃度に対応するトナーのトナー付着量と、に基づき、前記現像剤に含まれるトナーの帯電量が求められる、
請求項5又は6に記載の現像装置。 - 前記現像ローラーにより前記現像剤を前記像担持体に搬送する動作を停止してから一定時間を経過した場合、前記現像剤に含まれるトナーの帯電量が求められる、
請求項1~7の何れか一項に記載の現像装置。 - 周囲環境が予め設定された条件を満たした場合、前記現像剤に含まれるトナーの帯電量が求められる、
請求項1~8の何れか一項に記載の現像装置。 - 請求項1~9の何れか一項に記載の現像装置、
を備える、
画像形成装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2017209059A JP7009918B2 (ja) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | 現像装置及び画像形成装置 |
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