JP2016167021A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】扁平状の金属顔料を含むトナーを効率的に回収できる。【解決手段】画像形成装置は、トナー画像を保持する像保持体と、前記トナー画像を前記像保持体から転写体へ転写する転写部材と、直流の現像電圧が印加され、外周面に形成された磁気ブラシから扁平状の金属顔料を含むトナーを前記像保持体へ供給して前記トナー画像を形成しつつ、前記転写部材による転写後に前記像保持体に残留した前記トナーを前記磁気ブラシにて回収する供給体と、を備える。【選択図】図3
Description
本発明は、画像形成装置に関する。
特許文献1には、感光体上に現像した金色トナー像と金色トナー像以外の他の色のトナー像とを像担持体に積層した後、定着して画像形成する画像形成装置であって、前記他の色のトナー像上に前記金色トナー像が像担持体に積層されることを特徴とする画像形成装置が開示されている。
金属顔料を含むトナーで形成された画像が、感光体等の像保持体から中間転写体等の転写体に転写された際に、金属顔料を含むトナーが像保持体に残留する場合がある。特に、金属顔料を含むトナーは、金属顔料に電荷注入が生じて、逆極性化しやすく、像保持体に残留しやすい。この像保持体に残留したトナーを効率的に回収し、再利用できることが望ましい。
本発明は、交流の現像電圧のみを印加する場合に比べ、扁平状の金属顔料を含むトナーを効率的に回収できることを目的とする。
請求項1の発明は、トナー画像を保持する像保持体と、前記トナー画像を前記像保持体から転写体へ転写する転写部材と、直流の現像電圧が印加され、外周面に形成された磁気ブラシから扁平状の金属顔料を含むトナーを前記像保持体へ供給して前記トナー画像を形成しつつ、前記転写部材による転写後に前記像保持体に残留した前記トナーを前記磁気ブラシにて回収する供給体と、を備える。
請求項2の発明は、第1値の転写電流又は転写電圧を前記転写部材に供給し、画像形成装置内が予め定められた湿度以上となった場合に、前記第1値よりも低い第2値の転写電流又は転写電圧を前記転写部材に供給する供給部を備える。
請求項3の発明は、前記供給体が前記像保持体へ供給するトナーを収容する容器と、第1値の転写電流又は転写電圧を前記転写部材に供給し、前記容器に収容されたトナーのトナー消費量が予め定められた量以上となった場合に、前記第1値よりも低い第2値の転写電流又は転写電圧を前記転写部材に供給する供給部と、を備える。
請求項4の発明は、第1電圧値の現像電圧が前記供給体に印加される場合に、第1値の転写電流又は転写電圧を前記転写部材に供給し、前記第1電圧値よりも低い第2電圧値の現像電圧が前記供給体に印加される場合に、前記第1値よりも低い第2値の転写電流又は転写電圧を前記転写部材に供給する供給部を備える。
本発明の請求項1の構成によれば、交流の現像電圧のみを印加する場合に比べ、扁平状の金属顔料を含むトナーを効率的に回収できる。
本発明の請求項2の構成によれば、画像形成装置内が予め定められた湿度以上となった場合に、第1値の転写電流又は転写電圧を転写部材に供給する場合に比べ、扁平状の金属顔料を含むトナーを効率的に回収できる。
本発明の請求項3の構成によれば、容器に収容されたトナーのトナー消費量が予め定められた量以上となった場合に、第1値の転写電流又は転写電圧を転写部材に供給する場合に比べ、扁平状の金属顔料を含むトナーを効率的に回収できる。
本発明の請求項4の構成によれば、第2電圧値の現像電圧が供給体に印加される場合に、第1値の転写電流又は転写電圧を転写部材に供給する場合に比べ、扁平状の金属顔料を含むトナーを効率的に回収できる。
以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。なお、各図に示す矢印Hは鉛直方向を示し、矢印Wは水平方向であって装置幅方向を示す。
<画像形成装置10の構成>
図1は、画像形成装置10を正面側から見た構成を示す概略図である。この図に示されるように、画像形成装置10は、電子写真方式により用紙等の記録媒体Pに画像を形成する画像形成部12と、記録媒体Pを搬送する搬送装置50と、画像形成装置10の各部の動作を制御する制御部70と、を有している。
図1は、画像形成装置10を正面側から見た構成を示す概略図である。この図に示されるように、画像形成装置10は、電子写真方式により用紙等の記録媒体Pに画像を形成する画像形成部12と、記録媒体Pを搬送する搬送装置50と、画像形成装置10の各部の動作を制御する制御部70と、を有している。
(搬送装置50)
図1に示されるように、搬送装置50は、記録媒体Pが収容される収容器51と、収容器51から二次転写位置NTへ記録媒体Pを搬送する複数の搬送ロール52と、を有している。さらに、搬送装置50は、二次転写位置NTから定着装置40へ記録媒体Pを搬送する複数の搬送ベルト58と、定着装置40から記録媒体Pの排出部(図示省略)へ向けて記録媒体Pを搬送する搬送ベルト54と、を有している。
図1に示されるように、搬送装置50は、記録媒体Pが収容される収容器51と、収容器51から二次転写位置NTへ記録媒体Pを搬送する複数の搬送ロール52と、を有している。さらに、搬送装置50は、二次転写位置NTから定着装置40へ記録媒体Pを搬送する複数の搬送ベルト58と、定着装置40から記録媒体Pの排出部(図示省略)へ向けて記録媒体Pを搬送する搬送ベルト54と、を有している。
(画像形成部12)
画像形成部12は、トナー画像を形成するトナー画像形成部20と、トナー画像形成部20で形成されたトナー画像を記録媒体Pに転写する転写装置30と、記録媒体Pに転写されたトナー画像を加熱及び加圧して記録媒体Pに定着する定着装置40と、を有している。
画像形成部12は、トナー画像を形成するトナー画像形成部20と、トナー画像形成部20で形成されたトナー画像を記録媒体Pに転写する転写装置30と、記録媒体Pに転写されたトナー画像を加熱及び加圧して記録媒体Pに定着する定着装置40と、を有している。
トナー画像形成部20は、色ごとにトナー画像を形成するように複数備えられている。この実施形態では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)、特別色(V)の計5色のトナー画像形成部20が設けられている。この各色のトナー画像形成部20は、特別色(V)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の順で、後述の転写ベルト31の搬送方向の上流側から下流側に向けて配置されている。
画像形成部12では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のトナー画像形成部20が標準装備されており、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)が標準色となっている。一方、特別色(V)のトナー画像形成部20は、例えば、オプションとして、追加装備が可能なトナー画像形成部20として構成されている。
図1に示す(V)、(Y)、(M)、(C)、(K)は、上記各色に対応する構成部分を示している。なお、本明細書の説明では、(V)、(Y)、(M)、(C)、(K)の括弧を省略して、V、Y、M、C、Kと記載する場合がある。特別色(V)には、例えば、銀色や金色等の色が用いられる。本実施形態では、後述するように、特別色(V)として、扁平状の金属顔料(以下、金属顔料という)を含むトナーによる銀色を用いる例について説明する。なお、金属顔料を含むトナーにおいては、金属顔料以外の顔料を含んでいてもよい。
〔トナー画像形成部20〕
トナー画像形成部20Y、20M、20C、20K(以下、20Y〜20Kと示す)及びトナー画像形成部20Vは、それぞれ、図2及び図3に示されるように、トナー画像を保持する感光体ドラム21(像保持体の一例)を有している。感光体ドラム21は、図示しない駆動部によって、図2及び図3における時計周り方向に回転するようになっている。
トナー画像形成部20Y、20M、20C、20K(以下、20Y〜20Kと示す)及びトナー画像形成部20Vは、それぞれ、図2及び図3に示されるように、トナー画像を保持する感光体ドラム21(像保持体の一例)を有している。感光体ドラム21は、図示しない駆動部によって、図2及び図3における時計周り方向に回転するようになっている。
また、トナー画像形成部20Y〜20K及びトナー画像形成部20Vは、感光体ドラム21を帯電させる帯電器22と、帯電器22によって帯電された感光体ドラム21を露光して感光体ドラム21に静電潜像を形成する露光装置23と、を有している。さらに、トナー画像形成部20Y〜20K及びトナー画像形成部20Vは、露光装置23によって感光体ドラム21に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像装置24と、を有している。帯電器22、露光装置23及び現像装置24は、この順で、感光体ドラム21の回転方向に沿って配置されている。
本実施形態では、帯電器22は、例えば、負極性の電位(例えば、−800V)に感光体ドラム21を帯電させる。
露光装置36は、制御部70が取得した画像データに応じて変調された露光光Lを感光体ドラム21に照射して、感光体ドラム21の露光された部分の電位を低下させることで(例えば−100V)、感光体ドラム21に静電潜像を形成するようになっている。すなわち、感光体ドラム21は、露光された露光部分が、相対的に電位が低い低電位部となり、それ以外の部分が、相対的に電位が高い高電位部となる。
現像装置24は、磁性を有するキャリア及びトナーを含む現像剤Gを収容する容器241と、容器241に収容された現像剤Gを感光体ドラム21に供給する現像ロール242(供給体の一例)と、現像ロール242に現像電圧を印加する給電部246(印加部の一例)と、を有している。
容器241内では、現像剤Gが撹拌されることによる摩擦により、トナーが負極性に帯電し、キャリアが正極性に帯電する。このトナーは、静電力によりキャリアに保持される。
現像ロール242は、円筒状に形成されており、駆動部(図示省略)により回転する。現像ロール242の内部には、磁石(図示省略)が配置されている。この磁石の磁力によって、現像ロール242の外周面にキャリアが穂立ちすることで、磁気ブラシが形成される。
給電部246によって現像ロール242に現像電圧が印加されて、現像ロール242の電位が、感光体ドラム21上の低電位部(露光部分)と高電位部との中間電位になる。そして、磁気ブラシを形成するキャリアに保持されたトナーが、現像ロール242と低電位部(露光部分)との電位差により、感光体ドラム21上の低電位部へ転移する。これによって、感光体ドラム21上の静電潜像が現像(可視化)される。
このように、静電潜像が現像装置24によって現像されることで、画像データに基づくトナー画像が形成される。制御部70が取得する画像データとしては、例えば、外部装置(図示省略)で生成され該外部装置から取得した画像データなどがある。
なお、トナー画像形成部20Y、20M、20C、20Kは、感光体ドラム21からトナー画像が転写された後に感光体ドラム21に残留したトナーを除去する除去部29(クリーニング部)を有している。除去部29は、感光体ドラム21の外周面に接触してトナーを掻き取ることでトナーを感光体ドラム21から除去するブレードで構成されている。
〔転写装置30〕
転写装置30は、各色の感光体ドラム21のトナー画像を、転写ベルト31(中間転写体)に重畳して一次転写し、該重畳されたトナー画像を二次転写位置NTで記録媒体Pに二次転写するようになっている。具体的には、転写装置30は、図1に示されるように、トナー画像が転写され該トナー画像を記録媒体Pに転写する転写体の一例としての転写ベルト31と、転写部材の一例としての一次転写ロール33と、二次転写ロール34と、を備えている。
転写装置30は、各色の感光体ドラム21のトナー画像を、転写ベルト31(中間転写体)に重畳して一次転写し、該重畳されたトナー画像を二次転写位置NTで記録媒体Pに二次転写するようになっている。具体的には、転写装置30は、図1に示されるように、トナー画像が転写され該トナー画像を記録媒体Pに転写する転写体の一例としての転写ベルト31と、転写部材の一例としての一次転写ロール33と、二次転写ロール34と、を備えている。
[転写ベルト31]
転写ベルト31(転写体の一例)は、図1に示されるように、無端状を成し、複数のロール32に巻き掛けられて姿勢が決められている。この実施形態では、転写ベルト31は、正面視で装置幅方向に長い逆鈍角三角形状の姿勢とされている。複数のロール32のうち、図1に示すロール32Dは、図示しないモータの動力により転写ベルト31を矢印A方向に周回させる駆動ロールとして機能する。転写ベルト31は、矢印A方向に周回することで、一次転写された各色のトナー画像を、各色の一次転写位置Tから二次転写位置NTへ搬送するようになっている。
転写ベルト31(転写体の一例)は、図1に示されるように、無端状を成し、複数のロール32に巻き掛けられて姿勢が決められている。この実施形態では、転写ベルト31は、正面視で装置幅方向に長い逆鈍角三角形状の姿勢とされている。複数のロール32のうち、図1に示すロール32Dは、図示しないモータの動力により転写ベルト31を矢印A方向に周回させる駆動ロールとして機能する。転写ベルト31は、矢印A方向に周回することで、一次転写された各色のトナー画像を、各色の一次転写位置Tから二次転写位置NTへ搬送するようになっている。
また、複数のロール32のうち、図1に示すロール32Tは、転写ベルト31に張力を付与する張力付与ロールとして機能する。複数のロール32のうち、図1に示すロール32Bは、二次転写ロール34の対向ロール32Bとして機能する。対向ロール32Bには、前述の通り逆さ鈍角三角形状の姿勢とされた転写ベルト31の鈍角を成す下端側の頂部が巻き掛けられている。この転写ベルト31は、前述した姿勢で装置幅方向に延びる上辺部において、各色の感光体ドラム21に下方から接触している。
[一次転写ロール33]
一次転写ロール33(転写部材の一例)は、各感光体ドラム21のトナー画像を転写ベルト31に転写するロールであり、転写ベルト31の内側に配置されている。各一次転写ロール33は、転写ベルト31を挟んで、対応する色の感光体ドラム21に対して対向配置されている。また、一次転写ロール33には、供給部の一例としての給電部37(図2参照)によって、トナー極性とは逆極性の一次転写電流又は一次転写電圧が供給されるようになっている。これにより、トナー画像形成部20の感光体ドラム21と一次転写ロール33との間に転写電界が形成されて、感光体ドラム21に形成されたトナー画像に対して静電力が作用し、当該トナー画像が一次転写位置Tで転写ベルト31に転写される。なお、「一次転写電流又は一次転写電圧が供給される」とは、一次転写電流が流され、又は、一次転写電圧が印加されることである。
一次転写ロール33(転写部材の一例)は、各感光体ドラム21のトナー画像を転写ベルト31に転写するロールであり、転写ベルト31の内側に配置されている。各一次転写ロール33は、転写ベルト31を挟んで、対応する色の感光体ドラム21に対して対向配置されている。また、一次転写ロール33には、供給部の一例としての給電部37(図2参照)によって、トナー極性とは逆極性の一次転写電流又は一次転写電圧が供給されるようになっている。これにより、トナー画像形成部20の感光体ドラム21と一次転写ロール33との間に転写電界が形成されて、感光体ドラム21に形成されたトナー画像に対して静電力が作用し、当該トナー画像が一次転写位置Tで転写ベルト31に転写される。なお、「一次転写電流又は一次転写電圧が供給される」とは、一次転写電流が流され、又は、一次転写電圧が印加されることである。
[二次転写ロール34]
二次転写ロール34は、転写ベルト31に重畳されたトナー画像を記録媒体Pに転写するロールである。二次転写ロール34は、図1に示されるように、対向ロール32Bとの間に転写ベルト31を挟むように配置されており、二次転写ロール34と転写ベルト31とは予め定められた荷重にて接触している。このように接触している二次転写ロール34と転写ベルト31の間が二次転写位置NTとされる。この二次転写位置NTには、収容器51から適時に記録媒体Pが供給されるようになっている。二次転写ロール34は、図1における時計周り方向へ回転駆動される。
二次転写ロール34は、転写ベルト31に重畳されたトナー画像を記録媒体Pに転写するロールである。二次転写ロール34は、図1に示されるように、対向ロール32Bとの間に転写ベルト31を挟むように配置されており、二次転写ロール34と転写ベルト31とは予め定められた荷重にて接触している。このように接触している二次転写ロール34と転写ベルト31の間が二次転写位置NTとされる。この二次転写位置NTには、収容器51から適時に記録媒体Pが供給されるようになっている。二次転写ロール34は、図1における時計周り方向へ回転駆動される。
また、二次転写ロール34には、給電部80によって、対向ロール32Bに負極性の電圧が印加され、対向ロール32Bと二次転写ロール34との間に電位差が生じる。すなわち、対向ロール32Bに負極性の電圧が印加されることで、対向ロール32Bの対向電極をなす二次転写ロール34にトナー極性と逆極性の二次転写電圧(正極性の電圧)が間接的に印加される。これにより、対向ロール32Bと二次転写ロール34との間に転写電界が形成されて、転写ベルト31のトナー画像に対して静電力が作用し、二次転写位置NTを通過する記録媒体Pに、転写ベルト31からトナー画像が転写される。
〔定着装置〕
定着装置40は、複数のロール43に巻き掛けられた定着ベルト41と加圧ロール42とで形成される定着ニップNFにおいてトナー画像を加熱しつつ加圧することで、トナー画像を記録媒体Pに定着する構成とされている。
定着装置40は、複数のロール43に巻き掛けられた定着ベルト41と加圧ロール42とで形成される定着ニップNFにおいてトナー画像を加熱しつつ加圧することで、トナー画像を記録媒体Pに定着する構成とされている。
ロール43のうち、例えば、ロール43Hが駆動ロールとされており、ロール43Hが回転駆動することで、定着ベルト41が矢印R方向に周回するようになっている。
また、ロール43Hの内部には、ハロゲンランプ等の熱源44が設けられている。この熱源44によってロール43Hを介して定着ベルト41が加熱される。
また、加圧ロール42は、図示せぬモータから伝達される駆動力により、定着ベルト41の周速度と同様の周速度で回転するようになっている。
<要部構成>
本実施形態では、トナー画像形成部20Vにおける現像装置24Vの容器241には、特別色(V)としての銀色のトナー(以下、銀色トナーという)とキャリアとを有する現像剤Gが収容されている(図3参照)。すなわち、トナー画像形成部20Vは、銀色トナーでトナー画像を形成する構成とされている。なお、以下、説明の便宜上、銀色トナーで形成されたトナー画像を「銀色画像」と称する。
本実施形態では、トナー画像形成部20Vにおける現像装置24Vの容器241には、特別色(V)としての銀色のトナー(以下、銀色トナーという)とキャリアとを有する現像剤Gが収容されている(図3参照)。すなわち、トナー画像形成部20Vは、銀色トナーでトナー画像を形成する構成とされている。なお、以下、説明の便宜上、銀色トナーで形成されたトナー画像を「銀色画像」と称する。
銀色トナー112は、図8に示されるように、扁平状の金属顔料の一例としての顔料110とバインダー樹脂111とを含んで構成されている。顔料110は、アルミニウム等の金属で構成されている。そして、顔料110を平面に置いて側方から見ると、顔料110は、図4(B)に示されるように、図中左右方向の寸法が図中上下方向の寸法に対して長くなる形状とされている。顔料110は、左右方向の寸法と上下方向の寸法との寸法比が、後述のカラー色トナーの顔料における当該寸法比よりも大きくされている。また、銀色トナーでは金属顔料を用いているため、銀色トナーの導電性は、後述のカラー色トナーの導電性よりも高くなっている。このため、銀色トナーは、後述のカラー色トナーに比べ、電荷が注入されやすい性質を有している。
また、図4(B)に示す顔料110を図中上方から見ると、顔料110は、図4(A)に示されるように、側方から見た形状に対して広がった形状とされ、顔料110は、顔料110を平面に置いた状態(図4(B)参照)で、上方及び下方を向く一対の反射面110Aを有している。このように、顔料110は、扁平形状とされている。なお、銀色トナーは、顔料の形状に倣って扁平形状をしている。
一方、トナー画像形成部20Y〜20Kで用いられるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、及びブラック(K)のトナーは、扁平状の金属顔料を含まず、扁平状の金属顔料以外の顔料(例えば、有機顔料、無機顔料)とバインダー樹脂とを含んで構成されている。当該顔料は、銀色トナーの顔料110に比して、球形状に近い形状をしている。
なお、本明細書では、説明の便宜上、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、及びブラック(K)を「カラー色」と称し、カラー色のトナーを「カラー色トナー」と称し、カラー色トナーで形成されたトナー画像を「カラー色画像」と称する。
ここで、銀色トナーは、粒径がカラー色トナーの粒径よりも大きく、粒径分布が、図5に示されるように、カラー色トナーの粒径分布よりも広くなっている。なお、図5では、銀色トナーの粒径分布を実線で示し、カラー色トナーの一例としてシアントナーの粒径分布を破線で示している。図5に示す例では、シアントナーの粒径分布は、おおよそ2μm以上7μm以下の範囲(aの範囲)となっている。これに対して、図5に示す例では、銀色トナーの粒径分布は、おおよそ2μm以上14μm以下の範囲(bの範囲)となっている。
また、記録媒体Pに形成された銀色画像は、図6に示されるように、大径トナーの比率が大きいほど、フロップインデックス値(FI:Flop Index値)が高くなる。なお、ここでいう大径トナーとは、例えば、10μm以上のトナーをいう。また、記録媒体Pに形成された銀色画像における大径トナーの比率は、例えば、E-Spart Analyzer(ホソカワミクロン製)や画像を撮影後の画像解析により測定する。
フロップインデックス値(FI:Flop Index値)は、ASTM E2194に準じて測定される値であり、反射光によって視認される金属光沢感を表す指数である。このフロップインデックス値が大きいほど、金属光沢感が向上していることを示す。
ここで、大径トナーの比率が大きいほど、フロップインデックス値が高くなるのは、以下の理由によると推察される。すなわち、大径トナーは、大径トナーよりも小径のトナーに比べ、大きな顔料を含むか、多数の顔料を含むため、記録媒体Pを被覆する顔料110の面積が広くなる。これにより、顔料110から反射光量が多くなり、フロップインデックス値が大きくなると推察される。
さらに、大径トナーは、大径トナーよりも小径のトナーに比べ、トナー1粒あたりのトナー電荷量が多い。このため、大径トナーは、静電力の作用を受けて現像されやすく、現像装置24から消費されやすい。これにより、大径トナーの比率を意図的に多くした銀色トナーを補給しない限り、経時的に、現像装置24内の大径トナーの比率が低下する。経時的に現像装置24内の大径トナーの比率が低下することで、経時的にフロップインデックス値が低下する。
なお、トナー1粒あたりのトナー電荷量は、「(単位質量あたりのトナー電荷量)×(粒径)3」に相当する(比例する)値である。上記「単位質量あたりのトナー電荷量」は、例えば、吸引式電荷量測定装置によって、該測定装置が備えるファラデーケージに吸引及び捕集されるトナーの電荷量と質量を測定することで、求められる。上記「粒径」は、例えば、粒度分布測定装置によって体積平均粒径を測定することで、求められる。
さらに、大径トナーは、前述のように、大径トナーよりも小径のトナーに比べ、大きな顔料を含むか、多数の顔料を含むため、一次転写位置Tにおいて、電荷注入を受けて逆極性化しやすい。このため、大径トナーは、図7に示すように、感光体ドラム21V上に一次転写後の残トナーとして、残留しやすい。したがって、ブレード等の除去部29を有する構成(比較例)では、フロップインデックス値を大きくする大径トナーが感光体ドラム21Vから除去され、大径トナーが有効利用されない。
なお、図7は、感光体ドラム21V上における転写前の銀色画像の銀色トナーの粒度分布(破線)と、感光体ドラム21V上における残トナーの粒度分布(破線)とを示すグラフである。この図7からもわかるように、10μm前後の粒径のトナーが、転写前の銀色画像よりも残トナーに多く含まれる。
そこで、トナー画像形成部20Vは、大径トナーが多く含まれる残トナーを現像ロール242で回収し、大径トナーを再利用する構成とされる。具体的には、トナー画像形成部20Vは、以下のように構成される。
トナー画像形成部20Vは、図3に示されるように、トナー画像形成部20Y〜20K(図2参照)と異なり、一次転写後の残トナーを除去する除去機構を有していない。除去機構としては、感光体ドラム21Vに対する物理的な接触によってトナーを除去する除去機構、静電力によってトナーを除去する除去機構がある。物理的な接触による除去機構としては、残トナーを掻き取るブレードなどがある。物理的な接触と静電力による除去機構としては、例えば、回転ブラシなどがある。
なお、残トナーを一時的に保持する保持機構を有していてもよい。すなわち、物理的な接触や静電力によって感光体ドラム21Vから一旦取ってから、再び感光体ドラム21Vに戻す機構を有していてもよい。
前述のように、トナー画像形成部20Vが除去機構を有さないことで、感光体ドラム21Vは、回転により、現像ロール242Vに対向する位置(現像位置)へ残トナーを搬送する。具体的には、残トナーは、帯電器22Vに対向する位置(帯電位置)及び露光装置23Vに対向する位置(露光位置)を通過した後に、現像ロール242Vに対向する位置(現像位置)に至る。
残トナー(ここでは、トナー粒子が集合したもの)は、帯電位置を通過する際に、帯電器22Vによる帯電によって、少なくとも一部のトナー粒子が負極性の電位に帯電する。なお、残トナーは、帯電器22Vによる帯電によっても、正極性の電位を維持するトナー粒子が存在する場合がある。
一方、現像装置24Vでは、現像ロール242Vに現像電圧が印加されることで、現像ロール242Vの電位が、感光体ドラム21V上の低電位部(露光部分)と高電位部との中間電位になる。これにより、現像ロール242Vは、その外周面でキャリアによって形成された磁気ブラシから銀色トナーを、現像ロール242Vと低電位部(露光部分)との電位差により、感光体ドラム21V上の低電位部へ供給する。
さらに、現像ロール242Vは、その外周面でキャリアによって形成された磁気ブラシにて、感光体ドラム21Vによって現像位置へ搬送された残トナーを回収する。具体的には、現像ロール242Vは、磁気ブラシを構成するキャリアが残トナーを掻き取ること(物理的な接触)、及び、キャリアが残トナーと摩擦することで生じる帯電による静電力によって、残トナーを回収する。このように、現像ロール242Vは、銀色トナーを磁気ブラシから感光体ドラム21Vへ供給しつつ、残トナーを磁気ブラシにて回収する。
本実施形態では、トナー画像形成部20Vにおける現像装置24Vの給電部246Vが、現像ロール242Vに印加される現像電圧は、直流の現像電圧とされ、現像ロール242Vには、交流の現像電圧が印加されない。なお、トナー画像形成部20Y〜20Kにおける現像装置24の給電部246では、現像ロール242に交流の現像電圧を印加する。
<要部構成の作用>
次に、要部構成の作用について説明する。ここでは、制御部70が銀色画像を形成する指令を受けた場合における作用について説明する。
次に、要部構成の作用について説明する。ここでは、制御部70が銀色画像を形成する指令を受けた場合における作用について説明する。
制御部70は、銀色画像を形成する指令を受けると、トナー画像形成部20Vを稼働させる(図1参照)。
制御部70によって稼働されたトナー画像形成部20Vでは、感光体ドラム21V及び現像ロール242Vが回転する。回転する感光体ドラム21Vは、帯電器22Vによって帯電される。露光装置23Vは、画像データに応じて各露光光Lを出射して、帯電した感光体ドラム21Vに露光する。これにより、感光体ドラム21Vの外周面に静電潜像が形成される。
現像装置24Vでは、現像剤Gが容器241V内で撹拌されることによる摩擦により、トナーが負極性に帯電し、キャリアが正極性に帯電する。このトナーは、静電力によりキャリアに保持される。
このキャリアCAが、現像ロール242Vの内部に配置された磁石(図示省略)の磁力によって、現像ロール242Vの外周面で穂立ちすることで、現像ロール242Vに磁気ブラシが形成される(図8参照)。
磁気ブラシを形成するキャリアに保持されたトナーが、電位差により、感光体ドラム21Vへ供給される。これによって、感光体ドラム21V上の静電潜像が現像され、感光体ドラム21V上に銀色画像が形成される。
一方、一次転写ロール33Vには、給電部37Vによって、トナー極性とは逆極性の一次転写電流(一次転写電圧)が供給される。これにより、トナー画像形成部20Vの感光体ドラム21Vと一次転写ロール33Vとの間に転写電界が形成されて、感光体ドラム21Vに形成された銀色画像に対して静電力が作用し、銀色画像が一次転写位置TVで転写ベルト31に転写される。
転写ベルト31への転写の際に、感光体ドラム21Vと転写ベルト31との隙間(ギャップ)で生じる放電によって、銀色トナーが正極性の電荷の注入を受けて正極性に帯電する場合がある。この場合では、一次転写ロール33V(転写ベルト31)から反発される静電力(感光体ドラム21Vに吸着される静電力)が作用し、銀色トナーが感光体ドラム21Vに残留する。
感光体ドラム21Vに残留した残トナーは、感光体ドラム21Vの回転により、帯電器22Vによる帯電位置及び露光装置23Vによる露光位置を通過した後に、現像ロール242に対向する現像位置に搬送される。
残トナーは、帯電位置を通過する際に、帯電器22Vによる帯電によって、少なくとも一部が負極性に帯電する。なお、残トナーは、帯電器22Vによる帯電によっても、正極性の電位を維持するトナーが存在する場合がある。
現像装置24Vでは、前述のように、現像ロール242Vが、その外周面でキャリアによって形成された磁気ブラシから銀色トナーを、電位差により、感光体ドラム21Vへ供給する。
さらに、現像ロール242は、図8に示されるように、その外周面でキャリアCAによって形成された磁気ブラシにて、感光体ドラム21Vによって現像位置へ搬送された残トナーを回収する。具体的には、現像ロール242Vは、磁気ブラシを構成するキャリアCAが残トナーを掻き取ること(物理的な接触)、及び、キャリアCAが残トナーと摩擦することで生じる帯電による静電力によって、残トナーが回収する。なお、残トナーは、キャリアCAとの摩擦帯電により負極性の電位が付与される。
ここで、本実施形態では、現像ロール242に直流の現像電圧が印加される。このため、残トナーが分極化し、図8に示されるように、直流電圧による電界方向(矢印X方向)に沿って、残トナーが立ち上がる。これにより、残トナーの感光体ドラム21Vとの接触面積が低下し、磁気ブラシからの掻き取り力及び静電力をうけやすい姿勢となる。このため、現像ロール242Vに交流の現像電圧を印加する場合に比べ、大径トナーを多く含む残トナーが磁気ブラシで効率的に回収されて、再利用される。これにより、現像装置24Vの容器241Vに収容された現像剤において、大径トナーの経時的な減少が抑制され、フロップインデックス値の経時的な低下も抑制される。
なお、転写ベルト31に転写される銀色画像は、二次転写位置NTにて転写ベルト31から記録媒体Pに転写される。記録媒体Pに転写された銀色画像は、定着装置40にて、記録媒体Pに定着される。
≪第2実施形態≫
次に、本発明の第2実施形態に係る画像形成装置の一例について説明する。なお、第1実施形態と同一部分については、同一符号を付してその説明を適宜省略する。
次に、本発明の第2実施形態に係る画像形成装置の一例について説明する。なお、第1実施形態と同一部分については、同一符号を付してその説明を適宜省略する。
現像装置24Vでは、高湿度環境下において、銀色トナーの摩擦による帯電量が下がり、感光体ドラム21Vに供給される銀色トナーの電荷分布が低帯電側にシフトする(絶対値が0に近づく)。これにより、転写電界を受けた残トナーの電荷分布が、逆極性側(正極性側)にシフトし、残トナーの回収効率が低下する。
そこで、第2実施形態では、高湿度環境下において、一次転写ロール33Vに供給する転写電流値を下げる。
具体的には、図9に示されるように、制御部70が、画像形成装置10内に配置された湿度計200で測定された湿度に基づいて、給電部37V(供給部の一例)が一次転写ロール33Vに供給する転写電流を制御する。
制御部70による制御により、給電部37V(供給部の一例)は、画像形成装置10内が予め定められた湿度(例えば、80%RH)未満である場合に、第1値(例えば、45μA)の転写電流を一次転写ロール33Vに供給する。また、給電部37Vは、画像形成装置10内が予め定められた湿度(例えば、80%RH)以上となった場合に、第1値よりも低い第2値(例えば、22.5μA)の転写電流を一次転写ロール33Vに供給する。
このように、高湿度環境下において、一次転写ロール33Vに供給する転写電流値を下げることで、放電による銀色トナーへの逆極性の電荷注入が減る。このため、残トナーの電荷分布が、逆極性側(正極性側)にシフトすることが抑制され、回収効率の低下が抑制される。
<第2実施形態の変形例>
第2実施形態では、画像形成装置10内の湿度に従って一次転写ロール33Vに供給する転写電流値を制御したが、これに限られず、画像形成装置10内の湿度に従って、一次転写ロール33Vに供給する転写電圧値を制御してもよい。
第2実施形態では、画像形成装置10内の湿度に従って一次転写ロール33Vに供給する転写電流値を制御したが、これに限られず、画像形成装置10内の湿度に従って、一次転写ロール33Vに供給する転写電圧値を制御してもよい。
第2実施形態では、第1値と第2値との2段階で転写電流を制御したが、これに限られず、例えば、画像形成装置10内の湿度に応じて3段階以上の多段階で転写電流を制御してもよい。
≪第3実施形態≫
次に、本発明の第3実施形態に係る画像形成装置の一例について説明する。なお、第1実施形態と同一部分については、同一符号を付してその説明を適宜省略する。
次に、本発明の第3実施形態に係る画像形成装置の一例について説明する。なお、第1実施形態と同一部分については、同一符号を付してその説明を適宜省略する。
現像装置24Vでは、現像ロール242Vから感光体ドラム21Vへ銀色トナーが供給されることでトナーが消費される一方で、消費されずに容器241Vに残った銀色トナーは、経時的に劣化し、摩擦による帯電量が下がる。このため、感光体ドラム21Vに供給される銀色トナーの電荷分布が低帯電側にシフトする(絶対値が0に近づく)。これにより、残トナーの電荷分布が、逆極性側(正極性側)にシフトし、残トナーの回収効率が低下する。
そこで、第3実施形態では、現像装置24Vの容器241Vにおけるトナー消費量(トナー残存量)に従い、一次転写ロール33Vに供給する転写電流値を下げる。ここで、トナー消費量は、制御部70が画像処理部71から取得した画像データのピクセル数をカウントし換算する。
そして、画像データのピクセルカウント数の積算値が、予め定められた値未満である場合に、制御部70による制御により、給電部37Vが、第1値(例えば、45μA)の転写電流を一次転写ロール33Vに供給する。また、給電部37Vは、予め定められた値以上となった場合に、第1値よりも低い第2値(例えば、22.5μA)の転写電流を一次転写ロール33Vに供給する。
このように、トナー消費量に従って、一次転写ロール33Vに供給する転写電流値を下げることで、残トナーの電荷分布が、逆極性側(正極性側)にシフトすることが抑制され、回収効率の低下が抑制される。
<第3実施形態の変形例>
第3実施形態では、トナー消費量に従って一次転写ロール33Vに供給する転写電流値を制御したが、これに限られず、トナー消費量に従って、一次転写ロール33Vに供給する転写電圧値を制御してもよい。
第3実施形態では、トナー消費量に従って一次転写ロール33Vに供給する転写電流値を制御したが、これに限られず、トナー消費量に従って、一次転写ロール33Vに供給する転写電圧値を制御してもよい。
第3実施形態では、第1値と第2値との2段階で転写電流を制御したが、これに限られず、例えば、トナー消費量(トナー濃度)に応じて3段階以上の多段階で転写電流を制御してもよい。
第3実施形態では、画像データのピクセル数をカウントしたが、これに限られず、その他の方法でトナー消費量を検出してもよい。例えば、トナーを感光体ドラム21Vへ供給するために駆動させる部材の駆動時間からトナー消費量を測ることが可能である。
≪第4実施形態≫
次に、本発明の第4実施形態に係る画像形成装置の一例について説明する。なお、第1実施形態と同一部分については、同一符号を付してその説明を適宜省略する。
次に、本発明の第4実施形態に係る画像形成装置の一例について説明する。なお、第1実施形態と同一部分については、同一符号を付してその説明を適宜省略する。
銀色トナーとキャリアとの摩擦による帯電量が下がると、銀色トナーとキャリアとの静電的拘束力が弱くなるため、現像ロール242Vから感光体ドラム21Vへ供給されるトナー量が増加し、感光体ドラム21V上での銀色画像のトナー濃度が上昇する。
そこで、本実施形態では、給電部246Vが現像ロール242Vへ印加する現像電圧を低下させて、現像ロール242Vの電位と、感光体ドラム21V上の露光部分との電位差を小さくし、現像ロール242Vから感光体ドラム21Vへ供給されるトナー量を低減することで、銀色画像のトナー濃度が一定になるように制御する。これより、現像電圧の値によりトナー帯電の低下が検出される。
具体的には、感光体ドラム21V上のトナー画像濃度を検出する濃度センサ210に基づき、感光体ドラム21V上のトナー画像濃度が予め定められた濃度よりも高い場合は、現像ロール242Vに印加する現像電圧を現在値より低くし、当該濃度が低い場合は現在値よりも高く調整する。本実施形態においては、予め定められた枚数毎に画像濃度を調整する動作をプリント動作とは別に実施する。
また、第2実施形態で説明したように、銀色トナーの摩擦による帯電量が下がると、感光体ドラム21Vに供給される銀色トナーの電荷分布が低帯電側にシフトする。これにより、残トナーの電荷分布が、逆極性側(正極性側)にシフトし、残トナーの回収効率が低下する。
そこで、現像電圧が予め定められた値(たとえば−250V)以上においては、第一転写は第1値(例えば、45μA)の転写電流を一次転写ロール33Vに供給する。また現像電圧が予め定められた値(たとえば−250V)未満の場合は、第1値よりも低い第2値(例えば、22.5μA)の転写電流を一次転写ロール33Vに供給する。
このように、現像電圧を低下させた場合に、一次転写ロール33Vに供給する転写電流値を下げることで、残トナーの電荷分布が、逆極性側(正極性側)にシフトすることを抑制し、回収効率の低下が抑制される。
<第4実施形態の変形例>
第4実施形態では、現像電圧を低下させるのに従って、一次転写ロール33Vに供給する転写電流値を制御したが、これに限られず、現像電圧の低下に従って、一次転写ロール33Vに供給する転写電圧値を制御してもよい。
第4実施形態では、現像電圧を低下させるのに従って、一次転写ロール33Vに供給する転写電流値を制御したが、これに限られず、現像電圧の低下に従って、一次転写ロール33Vに供給する転写電圧値を制御してもよい。
≪第1〜第4実施形態の変形例≫
前述の第1〜第4実施形態では、金属顔料を含むトナーとして、銀色トナーを用いたが、これに限られず、金色などの金属色のトナーを用いてもよい。なお、金色のトナーは、例えば、アルミニウムなどで構成された金属顔料と黄色の顔料と含んで構成される。すなわち、金属顔料を含むトナーとしては、金属顔料以外の顔料を含んでいてもよい。
前述の第1〜第4実施形態では、金属顔料を含むトナーとして、銀色トナーを用いたが、これに限られず、金色などの金属色のトナーを用いてもよい。なお、金色のトナーは、例えば、アルミニウムなどで構成された金属顔料と黄色の顔料と含んで構成される。すなわち、金属顔料を含むトナーとしては、金属顔料以外の顔料を含んでいてもよい。
前述の第1〜第4実施形態では、各色のトナー画像形成部20は、転写ベルト31に銀色画像を転写する構成であったが、これに限られない。例えば、各色のトナー画像形成部20は、直接、記録媒体Pにトナー画像を転写する構成であってもよい。この場合では、記録媒体Pが、銀色画像が転写される転写体の一例として機能する。
前述の第1〜第4実施形態では、現像ロール242Vに印加される現像電圧が直流の現像電圧とされ、現像ロール242Vには、交流の現像電圧が印加されなかったが、これに限られない。例えば、現像ロール242Vに、直流の現像電圧に重畳して現像電圧を印加してもよい。
本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、その主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形、変更、改良が可能である。例えば、上記に示した変形例は、適宜、複数を組み合わせて構成してもよい。
10 画像形成装置
21V 感光体ドラム(像保持体の一例)
33V 一次転写ロール(転写部材の一例)
37V 給電部(供給部の一例)
242 現像ロール(供給体の一例)
246 給電部(印加部の一例)
21V 感光体ドラム(像保持体の一例)
33V 一次転写ロール(転写部材の一例)
37V 給電部(供給部の一例)
242 現像ロール(供給体の一例)
246 給電部(印加部の一例)
Claims (4)
- トナー画像を保持する像保持体と、
前記トナー画像を前記像保持体から転写体へ転写する転写部材と、
直流の現像電圧が印加され、外周面に形成された磁気ブラシから扁平状の金属顔料を含むトナーを前記像保持体へ供給して前記トナー画像を形成しつつ、前記転写部材による転写後に前記像保持体に残留した前記トナーを前記磁気ブラシにて回収する供給体と、
を備える画像形成装置。 - 第1値の転写電流又は転写電圧を前記転写部材に供給し、画像形成装置内が予め定められた湿度以上となった場合に、前記第1値よりも低い第2値の転写電流又は転写電圧を前記転写部材に供給する供給部
を備える請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記供給体が前記像保持体へ供給するトナーを収容する容器と、
第1値の転写電流又は転写電圧を前記転写部材に供給し、前記容器に収容されたトナーのトナー消費量が予め定められた量以上となった場合に、前記第1値よりも低い第2値の転写電流又は転写電圧を前記転写部材に供給する供給部と、
を備える請求項1に記載の画像形成装置。 - 第1電圧値の現像電圧が前記供給体に印加される場合に、第1値の転写電流又は転写電圧を前記転写部材に供給し、前記第1電圧値よりも低い第2電圧値の現像電圧が前記供給体に印加される場合に、前記第1値よりも低い第2値の転写電流又は転写電圧を前記転写部材に供給する供給部
を備える請求項1に記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015047397A JP2016167021A (ja) | 2015-03-10 | 2015-03-10 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015047397A JP2016167021A (ja) | 2015-03-10 | 2015-03-10 | 画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2016167021A true JP2016167021A (ja) | 2016-09-15 |
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ID=56897735
Family Applications (1)
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JP2015047397A Pending JP2016167021A (ja) | 2015-03-10 | 2015-03-10 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2016167021A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018066822A (ja) * | 2016-10-18 | 2018-04-26 | 富士ゼロックス株式会社 | 現像装置及び画像形成装置 |
-
2015
- 2015-03-10 JP JP2015047397A patent/JP2016167021A/ja active Pending
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