JP5942378B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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また、特許文献2には、キャリアー貯蔵容器の底部に設けたキャリアー補給用シャッターを開閉させることにより、現像部にキャリアーを供給するキャリアー供給部を備えた現像装置が開示されている。
前記現像部に前記キャリアーを供給するキャリアー供給部と、前記現像部に前記トナーを供給するトナー供給部を、独立して備え、
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容器と、
前記キャリアー容器内に回転可能に支持され、周面上に前記キャリアーを保持して吸着位置から脱離位置まで搬送する計量スリーブと、
前記計量スリーブに回転不能に内包され、前記計量スリーブの回転に伴い前記キャリアーが搬送されるように磁界を形成する磁石体と、
前記吸着位置と前記脱離位置との間に、前記計量スリーブから所定距離だけ離間して対向配置され、前記計量スリーブ上に保持された前記キャリアーの穂切りを行う層厚規制部材と、
前記脱離位置で脱離して落下する前記キャリアーを前記現像部に案内するキャリアー案内部と、を備え、
所定量の前記キャリアーが前記脱離位置に到達するように、前記計量スリーブの回転量を制御する制御部と、
異なる色成分に対応して複数の前記現像部と、を備え、
前記キャリアー案内部が、
前記現像部のそれぞれに接続される複数のキャリアー流路と、
前記キャリアーの供給先として前記キャリアー流路の何れか一つを選択するゲート選択部と、を有し、
前記ゲート選択部が、
前記計量スリーブから脱離した前記キャリアーを受ける漏斗部材と、
前記キャリアー流路のそれぞれに通じる複数の接続口が同一円周上に形成され、前記漏斗部材を回転可能に支持する漏斗受け部材と、を有し、
前記漏斗部材に形成された前記キャリアーの流下口が前記接続口の何れかに一致するように前記漏斗部材が回転することを特徴とする。
本発明の一側面を反映した画像形成装置は、二成分現像方式により、感光体に形成された静電潜像をトナーとキャリアーからなる現像剤で現像して可視化されたトナー像を形成する現像部を備えた画像形成装置であって、
前記現像部に前記キャリアーを供給するキャリアー供給部と、前記現像部に前記トナーを供給するトナー供給部を、独立して備え、
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容器と、
前記キャリアー容器内に回転可能に支持され、周面上に前記キャリアーを保持して吸着位置から脱離位置まで搬送する計量スリーブと、
前記計量スリーブに回転不能に内包され、前記計量スリーブの回転に伴い前記キャリアーが搬送されるように磁界を形成する磁石体と、
前記吸着位置と前記脱離位置との間に、前記計量スリーブから所定距離だけ離間して対向配置され、前記計量スリーブ上に保持された前記キャリアーの穂切りを行う層厚規制部材と、
前記脱離位置で脱離して落下する前記キャリアーを前記現像部に案内するキャリアー案内部と、
前記吸着位置から前記脱離位置にわたる前記キャリアーの搬送領域外に、前記計量スリーブから離間して対向配置され、前記キャリアーを保持するように磁界を形成するキャリアー保持部材と、を備え、
前記磁石体が、前記吸着位置から前記脱離位置にわたる前記キャリアーの搬送領域に、前記キャリアーを拘束するための磁界を形成する第1の磁極と、
前記脱離位置に、前記キャリアーを脱離させるための磁界を形成する第2の磁極と、
前記層厚規制部材が配置された層厚規制位置に対応して配置される第3の磁極と、を有し、
所定量の前記キャリアーが前記脱離位置に到達するように、前記計量スリーブの回転量を制御する制御部を備え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C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、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、CMYK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。
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にレーザー光を照射すると、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。そして、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。
ベルトクリーニング装置426は、中間転写ベルト421の表面に摺接されるベルトクリーニングブレードを有する。二次転写後に中間転写ベルト421の表面に残存する転写残トナーは、ベルトクリーニングブレードによって掻き取られ、除去される。
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53aを備えた排紙部53により機外に排紙される。
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、特に制限はない。
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933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は位置される。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。そして、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。
図5に示すように、キャリアー計量部92は、キャリアー容器921、計量ローラー922、キャリアー規制部材923、残量検出センサー924等を備える。
これにより、キャリアー容器921内のキャリアーが不足して、現像部81に一定量のキャリアーを供給できなくなるという不具合が生じるのを防止できる。
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。
すなわち、キャリアー規制部材923の計量ローラー922側の端部は、磁極N1によって磁極N1と逆極性(S極)に磁化される。そして、層厚規制位置P3に、磁極N1からキャリアー規制部材923に向かう磁界(磁力線)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(離間距離G)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。
これにより、一定量のキャリアーを確実に脱離位置P2まで搬送することができるとともに、容易に脱離させることができる。したがって、現像部81に一定量のキャリアーを容易に供給することができる。
図7〜図9に示すように、キャリアー案内部93は、キャリアー計量部92から落下してきたキャリアーを受ける漏斗部材931、漏斗部材931を回転可能に支持する漏斗受け部材932、キャリアーが流下するキャリアー流路933等を備える。
キャリアー供給流路933Y、933M、933C、933Kの一端は、それぞれ漏斗受け部材932のキャリアー流通口932a(Y)、932a(M)、932a(C)、932a(K)に接続される。キャリアー供給流路933Y、933M、933C、933K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。
具体的には、図10に示すフローチャートに従って、キャリアーの供給が行われる。
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。
ステップS103において、制御部100は、計量スリーブ922bを回転させ、所定量のキャリアーをキャリアー案内部93(漏斗部材931)に落下させる。落下してきたキャリアーは、漏斗部材931を介してキャリアー流路933Y内を転動し、トナーとともに現像部81Yに供給される。
以降、キャリアー供給条件が成立するごと、例えば1000枚の画像形成が行われるごとにキャリアーの供給が行われる。
なお、現像部81では、トリクル機構により、キャリアー及びトナーの供給に伴い、劣化したキャリアーを含む余剰分の現像剤が排出される。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、常にトナーを均一に帯電することができ、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。
また、キャリアーの磁化特性を利用し、磁石体922aでキャリアーを着磁して搬送するため、計量ローラー922の周縁部からキャリアーが漏れ出すことはない。また、キャリアー容器921からキャリアーをそのまま落下させるわけではないので、キャリアー容器921内のキャリアー量(かさ密度)が変化しても、一定量のキャリアーを現像部81に供給することができる。
さらには、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、マシンのダウンタイムを低減することができる。
これにより、一つのキャリアー供給部90を設けるだけで、複数の現像部81にキャリアーを供給することができるので、装置構成が簡単になる。
これにより、キャリアーを搬送するための部材(搬送スクリュー等)を別途設ける必要はないので、装置構成がさらに簡単になる。
図11は第2の実施の形態に係るキャリアー計量部92を示す図であり、図12は計量ローラー922とキャリアー規制部材923の位置関係を示す図である。
第2の実施の形態は、第1の実施の形態に比較して、キャリアー計量部92の構成が異なり、その他の構成は同じである。したがって、キャリアー計量部92についてのみ説明する。また、第1の実施の形態と同一又は対応する構成要素には同一の符号を付し、これらの説明は簡略化する。
キャリアー収容部925aには羽根車926が回転可能に配置される。キャリアー収容部925aの右側は計量ローラー922によって閉塞される(層厚規制位置P3を除く)。キャリアー収容部925aに収容されているキャリアーは、羽根車926により計量ローラー922まで効率よく搬送される。
キャリアー規制部材923は、計量ローラー922の斜め下方に、計量スリーブ922bから所定距離Gだけ離間して対向配置されることになる。キャリアー規制部材923と計量ローラー922との離間距離Gは、例えば0.1〜1.0mmに設定される。キャリアー規制部材923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、計量ローラー922と平行に延在する。
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。
すなわち、キャリアー規制部材923の計量ローラー922側の端部は、磁極N1によって磁極N1と逆極性(S極)に磁化される。そして、層厚規制位置P3に、磁極N1からキャリアー規制部材923に向かう磁界(磁力線)が形成される。
また、磁極S2と磁極S1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。
層厚規制位置P3では、磁極N1とキャリアー規制部材923により形成された磁界に沿って、計量スリーブ922bの法線方向にキャリアーの穂立ちが形成される。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(離間距離G)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。
これにより、一定量のキャリアーを確実に脱離位置P2まで搬送することができるとともに、容易に脱離させることができる。したがって、現像部81に一定量のキャリアーを容易に供給することができる。
例えば、計量ローラー922の磁石体922aの磁極の構成は、上記実施の形態で示した構成に限定されない。
また、上記実施の形態では、複数の現像装置412Y、412M、412C、412Kを備えたカラー画像形成装置を例示したが、本発明は、現像装置を一つだけ備えるモノクロ画像形成装置にも適用することができる。この場合、キャリアーの供給先を選択するためのゲート選択部(漏斗部材931、932)は不要となる。
10 画像読取部
20 操作表示部
30 画像処理部
40 画像形成部
50 搬送部
60 定着部
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 キャリアー計量部
921 キャリアー容器
922 計量ローラー
922a 磁石体
922b 計量スリーブ
923 キャリアー規制部材
924 残量検出センサー
93 キャリアー案内部
100 制御部
Claims (5)
- 二成分現像方式により、感光体に形成された静電潜像をトナーとキャリアーからなる現像剤で現像して可視化されたトナー像を形成する現像部を備えた画像形成装置であって、
前記現像部に前記キャリアーを供給するキャリアー供給部と、前記現像部に前記トナーを供給するトナー供給部を、独立して備え、
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容器と、
前記キャリアー容器内に回転可能に支持され、周面上に前記キャリアーを保持して吸着位置から脱離位置まで搬送する計量スリーブと、
前記計量スリーブに回転不能に内包され、前記計量スリーブの回転に伴い前記キャリアーが搬送されるように磁界を形成する磁石体と、
前記吸着位置と前記脱離位置との間に、前記計量スリーブから所定距離だけ離間して対向配置され、前記計量スリーブ上に保持された前記キャリアーの穂切りを行う層厚規制部材と、
前記脱離位置で脱離して落下する前記キャリアーを前記現像部に案内するキャリアー案内部と、を備え、
所定量の前記キャリアーが前記脱離位置に到達するように、前記計量スリーブの回転量を制御する制御部と、
異なる色成分に対応して複数の前記現像部と、を備え、
前記キャリアー案内部が、
前記現像部のそれぞれに接続される複数のキャリアー流路と、
前記キャリアーの供給先として前記キャリアー流路の何れか一つを選択するゲート選択部と、を有し、
前記ゲート選択部が、
前記計量スリーブから脱離した前記キャリアーを受ける漏斗部材と、
前記キャリアー流路のそれぞれに通じる複数の接続口が同一円周上に形成され、前記漏斗部材を回転可能に支持する漏斗受け部材と、を有し、
前記漏斗部材に形成された前記キャリアーの流下口が前記接続口の何れかに一致するように前記漏斗部材が回転することを特徴とする画像形成装置。
- 前記磁石体が、前記吸着位置から前記脱離位置にわたる前記キャリアーの搬送領域に、前記キャリアーを拘束するための磁界を形成する第1の磁極と、
前記脱離位置に、前記キャリアーを脱離させるための磁界を形成する第2の磁極と、
前記層厚規制部材が配置された層厚規制位置に対応して配置される第3の磁極と、を有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記キャリアー供給部が、前記現像部よりも上方に位置し、
前記計量スリーブから脱離した前記キャリアーが、自由落下運動により前記キャリアー案内部を流下することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 前記キャリアー供給部が、前記キャリアー容器に収容されている前記キャリアーの量を検出するキャリアー量検出部と、
前記キャリアー量検出部による検出結果に基づいて、前記キャリアー容器に所定量の前記キャリアーを補給するキャリアー補給部と、を備えることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の画像形成装置。 - 二成分現像方式により、感光体に形成された静電潜像をトナーとキャリアーからなる現像剤で現像して可視化されたトナー像を形成する現像部を備えた画像形成装置であって、
前記現像部に前記キャリアーを供給するキャリアー供給部と、前記現像部に前記トナーを供給するトナー供給部を、独立して備え、
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容器と、
前記キャリアー容器内に回転可能に支持され、周面上に前記キャリアーを保持して吸着位置から脱離位置まで搬送する計量スリーブと、
前記計量スリーブに回転不能に内包され、前記計量スリーブの回転に伴い前記キャリアーが搬送されるように磁界を形成する磁石体と、
前記吸着位置と前記脱離位置との間に、前記計量スリーブから所定距離だけ離間して対向配置され、前記計量スリーブ上に保持された前記キャリアーの穂切りを行う層厚規制部材と、
前記脱離位置で脱離して落下する前記キャリアーを前記現像部に案内するキャリアー案内部と、
前記吸着位置から前記脱離位置にわたる前記キャリアーの搬送領域外に、前記計量スリーブから離間して対向配置され、前記キャリアーを保持するように磁界を形成するキャリアー保持部材と、を備え、
前記磁石体が、前記吸着位置から前記脱離位置にわたる前記キャリアーの搬送領域に、前記キャリアーを拘束するための磁界を形成する第1の磁極と、
前記脱離位置に、前記キャリアーを脱離させるための磁界を形成する第2の磁極と、
前記層厚規制部材が配置された層厚規制位置に対応して配置される第3の磁極と、を有し、
所定量の前記キャリアーが前記脱離位置に到達するように、前記計量スリーブの回転量を制御する制御部を備えることを特徴とする画像形成装置。
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