JP2011150218A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】現像が高速化しても現像性を低下させることなく、かつ画像形成装置の小型化が可能な現像装置を提供する。
【解決手段】現像装置141は、感光体ドラム135と対向して配置されており、感光体ドラム135に形成された静電潜像にトナーを供給する第1のローラ9と、第1のローラ9よりも大きな直径を有しており、第1のローラ9よりも上であってかつ、第1のローラ9に対して感光体ドラム135の回転方向R4の下流側に感光体ドラム135と対向して配置されており、感光体ドラム135に形成された静電潜像にトナーを供給する第2のローラ11と、感光体ドラム135よりも下であって、第1のローラ9及び第2のローラ11と対向して配置されており、第1のローラ9及び第2のローラ11にトナーを供給する第3のローラ13と、を備える。
【選択図】図3

Description

本発明は静電潜像を現像する現像装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
電子写真技術は現像ローラと称されるローラから感光体ドラムにトナーを供給することにより、感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する。タッチダウン現像は電子写真技術で用いられる現像方式の一つである。タッチダウン現像では以下のプロセスにより静電潜像を現像する。2成分現像剤により構成されて磁気ローラ上に形成された磁気ブラシから、2成分現像方式によりトナーを現像ローラに供給して、現像ローラにトナー薄膜を形成する。現像ローラには直流電圧と交流電圧を重畳したバイアスが印加されており、現像ローラと感光体ドラムの対向箇所で現像ローラからトナーを飛翔させて感光体ドラムにトナーを供給する。これにより感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する。
電子写真技術において現像を高速化するために、感光体ベルトに形成された静電潜像に2本の現像ローラによってトナーを供給する技術がある(特許文献1参照)。
特開2007−33587号公報
画像形成装置によって形成された画像の画質を評価する場合にハーフ画像が用いられる。ハーフ画像とはドット画像であり、例えば4ドットに1回トナーを供給して形成された画像である。感光体ドラムと現像ローラの対向箇所の距離、すなわちギャップの大きさは、感光体ドラムと現像ローラの回転により変動する。これはハーフ画像においてトナー画像のドット間のピッチにムラが生じる原因となる。ハーフ画像はドット画像なのでハーフ画像の静電潜像は電界が弱い。このためハーフ画像の静電潜像は現像しにくく、現像が高速化すれば現像性が低下し、上記ムラが酷くなる。
また、現像を高速化、すなわち印刷を高速化すれば画像形成装置が大型化する。高速印刷ができる画像形成装置において装置の小型化が課題となっている。
本発明は、現像が高速化しても現像性を低下させることなく、かつ画像形成装置の小型化が可能な現像装置及びこれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明の第1の局面に係る現像装置は、像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置であって、前記像担持体と対向して配置されており、前記像担持体に形成された静電潜像にトナーを供給する第1のローラと、前記第1のローラよりも大きな直径を有しており、前記第1のローラよりも上であってかつ、前記第1のローラに対して前記像担持体の回転方向の下流側に前記像担持体と対向して配置されており、前記像担持体に形成された静電潜像にトナーを供給する第2のローラと、前記像担持体よりも下であって、前記第1のローラ及び前記第2のローラと対向して配置されており、前記第1のローラ及び前記第2のローラにトナーを供給する第3のローラと、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、第1のローラと第2のローラによってトナーを静電潜像に供給しているので、現像が高速化しても現像性が低下するのを防ぐことができる。また、像担持体が第3のローラより上に配置された構造を有する現像装置において、第2のローラの直径を第1のローラの直径よりも大きく、言い換えれば、第1のローラの直径を第2のローラの直径よりも小さくしている。これにより、現像装置の横方向の寸法を小型化できる。
上記構成において、前記第1のローラの線速を前記第2のローラの線速より大きくする線速調整部をさらに備える、ようにすることができる。
この構成によれば、第1のローラの線速を第2のローラの線速より大きくしている。このため、第1のローラの直径が第2のローラの直径より小さくても、第1のローラから十分なトナーを静電潜像に供給することができるので、現像性を向上させることができる。
上記構成において、前記第3のローラは2成分現像剤を担持しながら回転することにより2成分現像剤を搬送し、前記第1及び第2のローラと対向する対向箇所で2成分現像剤中のトナーを前記第1及び第2のローラに供給する、ようにすることができる。
この構成は本発明を2成分現像方式の現像装置に適用したものである。
上記目的を達成する本発明の第2の局面に係る画像形成装置は、静電潜像が形成される像担持体と前記現像装置とを備えたことを特徴とする。
この構成によれば、現像装置の横方向の寸法を小型化できるので、画像形成装置の横方向の寸法を小型化することができる。
上記構成において、タンデムに配置された複数の前記現像装置と、複数の前記現像装置にそれぞれに対応して設けられており、タンデムに配置された複数の前記像担持体と、複数の前記現像装置及び複数の前記像担持体よりも上に配置されており、複数の前記像担持体に形成されたトナー画像が重ねて転写されることにより、カラーのトナー画像が形成される転写ベルトと、を備えるようにすることができる。
タンデム式の画像形成装置は横方向の寸法が不可避的に大きくなる。この構成によれば、現像装置の横方向の寸法を小型化できるので、タンデム式の画像形成装置において横方向の寸法を小型化するのに有効である。
上記構成において、前記第1のローラからトナーを飛翔させて前記像担持体に形成された静電潜像にトナーを供給するために、直流電圧と交流電圧を重畳して前記第1のローラに印加する第1のローラ用電源部と、前記第2のローラからトナーを飛翔させて前記像担持体に形成された静電潜像にトナーを供給するために、直流電圧と交流電圧を重畳して前記第2のローラに印加する第2のローラ用電源部とをさらに備える、ようにすることができる。
この構成は本発明をタッチダウン現像方式の画像形成装置に適用したものである。
本発明によれば、現像が高速化しても現像性を低下させることなく、かつ画像形成装置の小型化を可能にすることができる。
本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造の概略を示す図である。 上記画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。 上記画像形成装置に備えられた一組の感光体ドラムと現像装置の断面を示す図である。 第1のローラ用電源部の構成を示すブロック図である。 現像装置に備えられるローラの位置関係を模式的に示す図である。 比較例の実験結果を示す表である。 実施例1の実験結果を示す表である。 実施例2の実験結果を示す表である。
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態に係る画像形成装置1の内部構造の概略を示す図である。画像形成装置1はタンデム型のカラープリンタである。画像形成装置1は用紙貯留部110、画像形成部130及び定着部160を備える。
用紙貯留部110は画像形成装置1の最下部に配置されており、用紙Pの束を貯留することができる用紙トレイ111を備える。用紙トレイ111は画像形成装置1に差し込んで装着される。用紙Pを補給するときは画像形成装置1から用紙トレイ111を引き出す。用紙トレイ111に貯留された用紙Pの束において、最上位の用紙Pがピックアップローラ113の駆動により、用紙搬送路115へ向けて繰り出される。用紙Pは用紙搬送路115を通って、画像形成部130へ搬送される。
画像形成部130は搬送されてきた用紙Pにトナー画像を形成する。画像形成部130はトナー画像を転写ベルト131に転写する順番に従ってタンデムに配置された、マゼンタ用ユニット133M、シアン用ユニット133C、イエロー用ユニット133Y、ブラック用ユニット133Bkを備える。これらのユニットは同様の構成を有しており、マゼンタ用ユニット133Mを例にして説明する。
マゼンタ用ユニット133Mは感光体ドラム135を備える。感光体ドラム135の周りには帯電器137、露光装置139、現像装置141及びクリーナ143が配置されている。帯電器137は感光体ドラム135の周面を一様に帯電させる。露光装置139はパソコン等から送信された画像データの中でマゼンタデータに対応する光を生成し、一様に帯電された感光体ドラム135の周面に照射する。これにより、感光体ドラム135の周面にはマゼンタデータに対応する静電潜像が形成される。この状態で感光体ドラム135の周面に現像装置141からマゼンタトナーを供給することにより、周面にはマゼンタデータに対応するトナー画像が形成される。
転写ベルト131は感光体ドラム135と1次転写ローラ145により挟まれた状態でD方向(時計周り)に動くことができる。マゼンタデータに対応するトナー画像は感光体ドラム135から転写ベルト131に転写される。感光体ドラム135の周面に残っているマゼンタトナーはクリーナ143によって除去される。以上がマゼンタ用ユニット133Mの説明である。
転写ベルト131は各色のユニット133M,C,Y,Bkよりも上に配置されている。転写ベルト131にはマゼンタデータに対応するトナー画像が転写され、このトナー画像に重ねてシアンデータに対応するトナー画像が転写され、同様に、イエローデータに対応するトナー画像、ブラックデータに対応するトナー画像が重ねて転写される。これにより転写ベルト131にカラーのトナー画像が形成される。このカラーのトナー画像は2次転写ローラ149によって、先ほど説明した用紙貯留部110から搬送されてきた用紙Pに転写される。
カラーのトナー画像が転写された用紙Pは定着部160に送られる。定着部160は加熱ローラ161と加圧ローラ163を備える。これらのローラによってカラーのトナー画像が転写された用紙Pが挟まれる。これにより、カラーのトナー画像に熱と圧力が加えられて、カラーのトナー画像を用紙Pに定着させる。用紙Pは排紙部169に排紙される。
図2は図1に示す画像形成装置1の電気的な構成を示すブロック図である。画像形成装置1は用紙貯留部110、画像形成部130、定着部160、制御部200、操作表示部300、第1のローラ用電源部61、第2のローラ用電源部63及び第3のローラ用電源部65がバスによって相互に接続された構成を有する。用紙貯留部110、画像形成部130及び定着部160に関しては図1で説明しているので、説明を省略する。
制御部200はMPU(Micro Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及び画像メモリ等を備える。MPUは画像形成装置1を動作させるために必要な制御を、画像形成装置1を構成する上記ハードウェアに対して実行する。ROMは画像形成装置1の動作の制御に必要なソフトウェアを記憶している。RAMはソフトウェアの実行時に発生するデータの一時的な記憶及びアプリケーションソフトの記憶等に利用される。画像メモリは画像データ(パソコンから送信された画像データ等)を一時的に記憶する。
操作表示部300には操作キー及び表示画面が設けられている。表示画面には各種の操作及び動作の内容等が表示される。
第1のローラ用電源部61、第2のローラ用電源部63及び第3のローラ用電源部65は、直流電圧と交流電圧を重畳させた電圧を現像装置141に供給して、重畳電圧を現像装置141内のローラに印加する。これらの電源部については後で詳細に説明する。
現像装置141には線速調整部67が設けられている。線速調整部67については後で説明する。
次に、現像装置141の構成と動作を説明する。図3は一組の感光体ドラム135と現像装置141の断面を示す図である。感光体ドラム135は像担持体の一例である。現像装置141で用いられる現像剤は2成分現像剤である。2成分現像剤を構成するトナー及びキャリアの図示は省略されている。現像装置141等を構成する要素は厚みを省略して表現しているので、ハッチングは付されていない。
現像装置141は第1のローラ9、第2のローラ11及び第3のローラ13、攪拌スクリュー15,17及びこれらを収容する筐体19を備える。
攪拌スクリュー15,17は筐体19内の攪拌室21に配置されている。攪拌室21は仕切板23により二つの攪拌空間25,27に分けられている。攪拌空間25に攪拌スクリュー17、攪拌空間27に攪拌スクリュー15が配置されている。攪拌空間25,27には2成分現像剤が収容されている。
攪拌スクリュー15,17が回転することにより2成分現像剤が攪拌される。これによりトナーとキャリアが摩擦帯電し、トナーとキャリアが静電気的に結合した状態となる。この状態の2成分現像剤のうち、攪拌空間27に収容されている2成分現像剤が磁力により、第3のローラ13に汲み上げられる。
第3のローラ13は磁気ローラと称されており、攪拌スクリュー15、第1のローラ9及び第2のローラ11と対向して筐体19内に配置されている。第3のローラ13が第1のローラ9と対向する箇所を対向箇所37-1、第2のローラ11と対向する箇所を対向箇所37-2とする。第3のローラ13は第1のローラ9及び第2のローラ11よりも下に配置されている。
第3のローラ13は非回転部29に備えられる周面31とギャップを有した状態で、非回転部29に被さっている。非回転部29は厚肉円筒の形状を有しており、その円筒内にシャフト33が回転可能に配置されている。シャフト33に第3のローラ13が固定されている。第3のローラ13はシャフト33が回転することにより周面31に沿って回転方向R3に回転する。
非回転部29の周面31にはN極の磁極とS極の磁極が回転方向R3に沿って交互に配置されている。これらの磁極の磁力によって、2成分現像剤を磁気ブラシの状態で第3のローラ13に吸い付ける(担持する)ための磁界が形成される。第3のローラ13が磁気ブラシ状態の2成分現像剤を担持しながら回転方向R3に回転することにより、二成分現像剤は対向箇所37-1及び対向箇所37-2に搬送される。この途中でブレード35によって第3のローラ13に担持されている2成分現像剤の厚みが規制される。
2成分現像剤中のトナーは、対向箇所37-1において回転方向R1に回転する第1のローラ9に供給され、対向箇所37-2において回転方向R2に回転する第2のローラ11に供給される。詳細には、第3のローラ13には第3のローラ用電源部65で生成された直流電圧と交流電圧を重畳させたバイアスが印加されている。キャリアが第3のローラ13に吸い付けられた状態で上記バイアスによりトナーだけが飛翔し、第1のローラ9及び第2のローラ11に引き寄せられて、第1のローラ9及び第2のローラ11に吸い付く。
第1のローラ9及び第2のローラ11に供給されなかったトナーを含む2成分現像剤は、第3のローラ13に担持されて、剥離極と称される磁極上まで搬送される。この磁極の隣は汲み上げ極と称される磁極である。汲み上げ極は上述した攪拌空間27に収容されている2成分現像剤を汲み上げる機能を有する。剥離極と汲み上げ極の極性は同じである。このため、これらの磁極間上では磁界が形成されないので、2成分現像剤は第3のローラ13から剥離して、攪拌室21に導かれて再利用される。
第1のローラ9について説明する。第1のローラ9は対向箇所47-1で感光体ドラム135と対向して配置されている。第1のローラ9は非回転部39に備えられる周面41とギャップを有した状態で、非回転部39に被さっている。非回転部39は厚肉円筒の形状を有しており、その円筒内にシャフト43が回転可能に配置されている。シャフト43に第1のローラ9が固定されている。第1のローラ9はシャフト43が回転することにより周面41に沿って回転方向R1に回転する。回転方向R1は第3のローラ13の回転方向R3と同じ向きであり、本実施形態では時計周りである。
第1のローラ9は第3のローラ13と対向する対向領域37-1でトナーを吸い付けて、トナーを担持しながら回転方向R1に回転することによりトナーを搬送する。そして、対向領域47-1においてトナーを感光体ドラム135に形成された静電潜像に供給する。詳しくは、感光体ドラム135は回転方向R1と逆方向の回転方向R4に回転している。第1のローラ9には第1のローラ用電源部61で生成された直流電圧と交流電圧を重畳させたバイアスが印加されている。搬送されてきたトナーは上記バイアスにより第1のローラ9から飛翔し、感光体ドラム135の周面に形成された静電潜像によって引き寄せられて、感光体ドラム135に移動する。これにより、感光体ドラム135の周面の静電潜像が現像され、周面にトナー画像が形成される。
第2のローラ11は対向箇所47-2で感光体ドラム135と対向して配置されている。第2のローラ11は第1のローラ9よりも上であって、第1のローラ9に対して感光体ドラム135の回転方向R4の下流側に配置されている。第2のローラ11の回転方向R2は第1のローラ9の回転方向R1と同じ向きである。第2のローラ11の直径は第1のローラ9の直径よりも大きい。第2のローラ11は第1のローラ9と同様に非回転部及びシャフトを備えている。これらの構造は第1のローラ9に備えられる非回転部39及びシャフト43と同様の構造なので説明を省略する。
第2のローラ11は第1のローラ9と同様に感光体ドラム135に形成された静電潜像にトナーを供給する。詳細に説明すると、第2のローラ11には第2のローラ用電源部63で生成された直流電圧と交流電圧を重畳させたバイアスが印加されている。搬送されてきたトナーは上記バイアスにより第2のローラ11から飛翔し、感光体ドラム135の周面に形成された静電潜像によって引き寄せられて、感光体ドラム135に移動する。
感光体ドラム135上にはこれと接触した転写ベルト131が配置されている。転写ベルト131はD方向に動いており、第1のローラ9及び第2のローラ11がトナーを静電潜像に供給することにより形成されたトナー画像(現像された静電潜像)は転写ベルト131に転写される。
本実施形態では第1のローラ9の線速と第2のローラ11の線速を図2に示す線速調整部67によって調整している。線速調整部67はモータMからの動力を第1のローラ9及び第2のローラ11に伝達するギアにより構成されており、現像装置141に備えられている。モータMは制御部200によって回転が制御される。現像装置141の組み立て時にそのギアの径を調整することによって、第1のローラ9の線速と第2のローラ11の線速を調整する。これにより、第1のローラ9の線速と第2のローラ11の線速を同じにすること、又は第1のローラの線速を第2のローラ11の線速より大きくすることができる。
後で説明する実施例1では感光体ドラム135の線速に対する第1のローラ9の線速の比が、感光体ドラム135の線速に対する第2のローラ11の線速の比と同じになる調整がされている。実施例2では感光体ドラム135の線速に対する第1のローラ9の線速の比が、感光体ドラム135の線速に対する第2のローラ11の線速の比より大きくなる調整がされている。
線速調整部67として、モータMの換わりに、第1のローラ9を回転させるモータ、第2のローラ11を回転させるモータを別々に設けて、制御部200によって各モータを制御することにより、第1のローラ9の線速と第2のローラ11の線速を調整するようにしてもよい。
上述したように、第3のローラ13は2成分現像剤中のトナーを第1のローラ9及び第2のローラ11に供給する。第1のローラ9及び第2のローラ11はトナーを感光体ドラム135に形成された静電潜像に供給する。この役割を果たすために、第1のローラ9、第2のローラ11、第3のローラ13に対して、それぞれ直流電圧と交流電圧を重畳させた電圧が印加される。
第1のローラ9に印加される重畳電圧は第1のローラ用電源部61から供給される。第2のローラ11に印加される重畳電圧は第2のローラ用電源部63から供給される。第3のローラ13に印加される重畳電圧は第3のローラ用電源部65から供給される。これらの電源部は同じ構成を有するので、第1のローラ用電源部61を例にして説明する。図4は第1のローラ用電源部61の構成を示すブロック図である。
第1のローラ用電源部61の一端はコンデンサ69を介して接地されている。第1のローラ用電源部61の他端は出力端となり、第1のローラ9に接続されている。第1のローラ用電源部61は電圧生成部71及び電圧制御部73を備える。電圧生成部71は直流電源75と交流電源77を備える。これらの電源75,77は直列に接続されている。直流電源75ではトランス79で発生した交流がダイオード81により整流されて直流が生成される。交流電源77ではトランス83で交流が生成される。直流電源75から出力された直流電圧と交流電源77から出力された交流電圧を重畳した電圧が、第1のローラ9に印加される。これにより、第1のローラ9で担持されたトナーは図3に示す対向領域47-1で飛翔して、感光体ドラム135に形成された静電潜像に供給される。
電圧制御部73は直流電源75から出力される直流電圧及び交流電源77から出力される交流電圧を制御する。
本実施形態では図3に示すように、現像装置141は感光体ドラム135が第3のローラ13より上に配置された構造を有する。この構造において、第2のローラ11の直径を第1のローラ9の直径よりも大きく、言い換えれば、第1のローラ9の直径を第2のローラ11の直径よりも小さくしている。これにより、現像装置141の横方向の寸法を小型化できることについて図5を用いて説明する。
図5は現像装置141に備えられるローラの位置関係を模式的に示す図である。本実施形態のローラの位置関係を「Emb」で示し、比較例のローラの位置関係を「Com」で示している。比較例は第1のローラ9と第2のローラ11の直径が同じである。本実施形態は第1のローラ9の直径が第2のローラ11の直径よりも小さい。
第2のローラ11の直径は本実施形態が比較例よりも大きくされているが、本実施形態では第1のローラ9の直径が第2のローラ11の直径よりも小さくされている。このため、本実施形態は比較例よりも第1のローラ9、第2のローラ11及び第3のローラ13を配置するのに必要な横方向の寸法を小さくすることができる。したがって、本実施形態によれば現像装置141の横方向の寸法を小型でき、これにより画像形成装置1の横方向の寸法を小型化することができる。
本実施形態のようにタンデム式の画像形成装置1では、図1に示すように各色の現像装置141とそれに対応する感光体ドラム135がタンデムに配置されているので、画像形成装置の横方向の寸法が不可避的に大きくなる。本実施形態では現像装置141の横方向の寸法を小型化できるので、タンデム式の画像形成装置1において横方向の寸法を小型化するのに有効である。
本実施形態では第1のローラ9と第2のローラ11により静電潜像にトナーを供給するので現像性を向上させることが可能となる。この効果について実施例と比較例を用いて説明する。
[実施例1、実施例2、比較例の共通条件]
<感光体ドラム135>
・材料:アモルファスシリコン
・表面電位:250V
・線速:380mm/sec
<第1のローラ9(第1の現像ローラ)>
・直径:10mm
・感光体ドラム135とのギャップ(対向箇所47-1の距離):100μm
・バイアス
直流電圧:100V
交流電圧:実施例1,2と比較例で異なる
<第2のローラ11(第2の現像ローラ)>
・直径:20mm
・感光体ドラム135とのギャップ(対向箇所47-2の距離):100μm
・バイアス
直流電圧:100V
交流電圧:実施例1,2と比較例で異なる
<第3のローラ13(磁気ローラ)>
・直径:20mm
・第1のローラ9及び第2のローラ11とのギャップ(対向箇所37-1,37-2の距離):320μm
・バイアス
直流電圧:可変
交流電圧:1.8kVp-p
交流電圧のデューティ比:70%
交流電圧の周波数:4.5kHz
<2成分現像剤>
・トナー個数平均粒径:6μm
・キャリア個数平均粒径:35μm
・トナー帯電量:15μC/g
[比較例の特有の条件]
<第1のローラ9に印加するバイアス>
・交流電圧:0kV
・波形:直流の波形
<第2のローラ11に印加するバイアス>
・交流電圧:1.2kVp-p、1.3kVp-p、1.4kVp-p、1.5kVp-p、1.6kVp-p、1.7kVp-p
・交流電圧のデューティ比:50%
・交流電圧の周波数:4.5kHz
・波形:連続矩形波
<線速比>
・感光体ドラム135の線速に対する第1のローラ9の線速の比:1.5
・感光体ドラム135の線速に対する第2のローラ11の線速の比:1.5
[実施例1の特有の条件]
<第1のローラ9に印加するバイアス>
・交流電圧:1.2kVp-p、1.3kVp-p、1.4kVp-p、1.5kVp-p、1.6kVp-p、1.7kVp-p
・交流電圧のデューティ比:50%
・交流電圧の周波数:4.5kHz
・波形:連続矩形波
<第2のローラ11に印加するバイアス>
・交流電圧:1.4kVp-p
・交流電圧のデューティ比:50%
・交流電圧の周波数:4.5kHz
・波形:連続矩形波
<線速比>
比較例と同じ
[実施例2の特有の条件]
<第1のローラ9に印加するバイアス>
実施例1と同じ
<第2のローラ11に印加するバイアス>
実施例1と同じ
<線速比>
・感光体ドラム135の線速に対する第1のローラ9の線速の比:2.0
・感光体ドラム135の線速に対する第2のローラ11の線速の比:1.5
比較例、実施例1及び実施例2についてハーフ画像を形成する実験をした。また、感光体ドラム135と現像ローラ(第1のローラ9、第2のローラ11)の間に電流のリークが発生したか調べた。比較例の実験結果を図6に示し、実施例1の実験結果を図7に示し、実施例2の実験結果を図8に示す。
「ハーフ画像」の欄はハーフ画像のドット間のピッチにムラが生じているレベルの評価である。ムラが生じているレベルに応じて目視により、「○」、「△」、「×」の評価をした。「×」、「△」、「○」となるにしたがってムラを抑制できたことを示している。
「リーク防止」の欄は、ベタ画像に点状パターンが形成されていれば、電流のリークが発生したと判断した。「○」は電流のリークが発生していないこと、「×」は電流のリークが発生したことを示している。
比較例、実施例1及び実施例2は感光体ドラム135の線速が380mm/secであり、高速現像にした。電流のリークについては比較例、実施例1及び実施例2が同じ結果であった。したがって、実施例1,2では第1のローラ9に交流電圧を印加しているが、この電圧の印加は電流のリークが発生し易くなる原因とはならないことが分かった。
比較例ではハーフ画像のムラが酷くなっていた。比較例では第1のローラ9に交流電圧を印加していないので、第1のローラ9からのトナー供給が不十分であり、現像性が低下したからと思われる。第2のローラ11に印加する交流電圧を大きくすれば(1.6kVp-p、1.7kVp-p)、現像性が向上する。このためハーフ画像のムラが酷くなることを抑制できるが、電流のリークが発生した。
実施例1では比較例に比べてハーフ画像のムラの抑制を向上させることができた。実施例1では第1のローラ9に交流電圧を印加しているので、第1のローラ9からのトナー供給により、現像性が向上したからと思われる。
実施例2では実施例1に比べて、第1のローラ9に印加する交流電圧を下げても、ハーフ画像のムラを抑制できた。実施例2では感光体ドラム135に対する第1のローラ9の線速比(2.0)を、感光体ドラム135に対する第2のローラ11の線速比(1.5)よりも大きくしている。このため、第1のローラ9の直径が小さくてもトナーの供給能力が向上したからと思われる。
以上説明したように、実施例1,2によれば、第1のローラ9と第2のローラ11によってトナーを静電潜像に供給しているので、現像が高速化しても現像性が低下するのを防ぐことができる。
また、実施例2によれば、感光体ドラム135の線速に対する第1のローラ9の線速の比が、感光体ドラム135の線速に対する第2のローラ11の線速の比よりも大きくしている。すなわち、第1のローラ9の線速を第2のローラ11の線速より大きくしている。これにより第1のローラ9の直径が第2のローラ11の直径より小さくても、第1のローラ9から十分なトナーを静電潜像に供給することができるので、現像性を向上させることができる。
本実施形態はタッチダウン現像に適用した場合を説明した。これに限らず、2本の現像ローラを用いた現像であれば、タッチダウン現像以外の2成分現像及び1成分現像にも本発明を適用することができる。
本実施形態では画像形成装置1としてプリンタを例に説明したが、コピー機、ファクシミリ機及びこれらの機能を有する複合機にも、本実施形態に係る現像装置141を適用することができる。
1 画像形成装置
9 第1のローラ
11 第2のローラ
13 第3のローラ
61 第1のローラ用電源部
63 第2のローラ用電源部
67 線速調整部
135 感光体ドラム(像担持体)
141 現像装置

Claims (6)

  1. 像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置であって、
    前記像担持体と対向して配置されており、前記像担持体に形成された静電潜像にトナーを供給する第1のローラと、
    前記第1のローラよりも大きな直径を有しており、前記第1のローラよりも上であってかつ、前記第1のローラに対して前記像担持体の回転方向の下流側に前記像担持体と対向して配置されており、前記像担持体に形成された静電潜像にトナーを供給する第2のローラと、
    前記像担持体よりも下であって、前記第1のローラ及び前記第2のローラと対向して配置されており、前記第1のローラ及び前記第2のローラにトナーを供給する第3のローラと、を備えることを特徴とする現像装置。
  2. 前記第1のローラの線速を前記第2のローラの線速より大きくする線速調整部をさらに備える、ことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
  3. 前記第3のローラは2成分現像剤を担持しながら回転することにより2成分現像剤を搬送し、前記第1及び第2のローラと対向する対向箇所で2成分現像剤中のトナーを前記第1及び第2のローラに供給する、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の現像装置。
  4. 静電潜像が形成される像担持体と請求項3に記載の現像装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
  5. タンデムに配置された複数の前記現像装置と、
    複数の前記現像装置にそれぞれに対応して設けられており、タンデムに配置された複数の前記像担持体と、
    複数の前記現像装置及び複数の前記像担持体よりも上に配置されており、複数の前記像担持体に形成されたトナー画像が重ねて転写されることにより、カラーのトナー画像が形成される転写ベルトと、を備えることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
  6. 前記第1のローラからトナーを飛翔させて前記像担持体に形成された静電潜像にトナーを供給するために、直流電圧と交流電圧を重畳して前記第1のローラに印加する第1のローラ用電源部と、
    前記第2のローラからトナーを飛翔させて前記像担持体に形成された静電潜像にトナーを供給するために、直流電圧と交流電圧を重畳して前記第2のローラに印加する第2のローラ用電源部とをさらに備える、ことを特徴する請求項4又は5に記載の画像形成装置。
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