JP6213451B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置において、二成分現像方式が知られている。前記二成分現像方式は、トナーおよびキャリアを含む磁気ブラシを担持する現像ローラーが、回転する前記感光体の外周面に前記磁気ブラシを接触させることにより、前記感光体の外周面の静電潜像をトナー像へ現像する方式である。
一方、前記画像形成装置において、前記感光体から用紙またはベルト部材などの被転写媒体への前記トナー像の転写性を向上するために、転写前除電が行われることが知られている(例えば、特許文献1参照)。前記転写前除電は、前記感光体の外周面における現像位置と前記トナー像の転写位置との間の領域に除電光を照射することである。
ところで、前記二成分現像方式において、キャリア移行の問題が生じ得る。前記キャリア移行は、前記磁気ブラシの前記キャリアが前記感光体の外周面に移行してしまう現象である。前記キャリア移行は、キャリア現像などと称される場合がある。前記感光体の帯電電位または前記キャリアの帯電性が調整される場合、前記キャリア移行と現像不良とがトレードオフの関係となる。
前記現像不良は、例えば、前記感光体の外周面における現像されるべきでない領域にトナーが付着してしまう現像カブリまたは前記感光体に付着した前記トナーが前記キャリアの電気力によって引かれて後端側に溜まる後端溜まりなどである。
従って、前記感光体の帯電量または前記キャリアの帯電性の調整によって前記現像不良の発生を回避しつつ前記キャリア移行の問題を改善することは難しい。
また、現像部における磁石の磁力を高めることによって前記現像部における前記キャリアの保持力を高めることは、前記現像部内のスペースの制約およびコストの制約などにより難しい。
本発明の目的は、二成分現像方式で現像が行われる場合に、現像不良の発生を回避しつつキャリア移行の問題を改善することができる画像形成装置を提供することにある。
本発明の一の局面に係る画像形成装置は、現像部と、前除電発光部と、除電光制御部とを備える。前記現像部は、トナーおよびキャリアを含む磁気ブラシを担持し、回転する感光体の外周面における静電潜像が形成され得る有効外周面に前記磁気ブラシを接触させることにより前記静電潜像をトナー像へ現像する。前記前除電発光部は、前記感光体の前記有効外周面における除電対象領域に除電光を照射可能な発光部である。前記除電対象領域は、前記感光体の前記有効外周面における前記磁気ブラシが接触する磁気ブラシ接触領域の一部から前記磁気ブラシ接触領域と前記トナー像の転写位置との間の領域までを含む。前記除電光制御部は、前記除電対象領域における前記トナー像の密度が予め定められた程度を下回る場合に前記前除電発光部を点灯させ、そうでない場合に前記前除電発光部を消灯させる。
本発明によれば、二成分現像方式で現像が行われる場合に、現像不良の発生を回避しつつキャリア移行の問題を改善することができる画像形成装置を提供することが可能になる。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格を有さない。
[第1実施形態:画像形成装置の概略構成]
まず、図1,2を参照しつつ、本発明の第1実施形態に係る画像形成装置10の概略構成について説明する。画像形成装置10は、電子写真方式の画像形成装置である。図1が示すように、画像形成装置10は、筐体100内にシート供給部2、シート搬送部3、トナー補給部40、画像形成部4、光走査部5、定着部6、制御部8および操作表示部80などを備える。
まず、図1,2を参照しつつ、本発明の第1実施形態に係る画像形成装置10の概略構成について説明する。画像形成装置10は、電子写真方式の画像形成装置である。図1が示すように、画像形成装置10は、筐体100内にシート供給部2、シート搬送部3、トナー補給部40、画像形成部4、光走査部5、定着部6、制御部8および操作表示部80などを備える。
画像形成装置10は、例えば、プリンター、コピー機、ファクシミリーまたは複合機などである。前記複合機は、前記プリンターの機能および前記コピー機の機能などを併せ持つ。
図1に示される画像形成装置10は、タンデム型画像形成装置であり、カラープリンターである。そのため、画像形成部4は、中間転写ベルト48、二次クリーニング部480および二次転写部49をさらに備える。
また、画像形成部4は、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの各色に対応した複数の単色画像形成部4xを備える。さらに、画像形成装置10は、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの各色のトナー91を後述する現像部43各々に供給する複数のトナー補給部40を備える。
シート供給部2は、シート受部21およびシート送出部22を備えている。シート受部21は、複数の記録シート9を重ねて載置可能に構成されている。記録シート9は、紙、コート紙、ハガキ、封筒、およびOHPシートなどのシート状の画像形成媒体である。
シート送出部22は、記録シート9に接して回転することにより記録シート9をシート受部21から搬送路30へ向けて送り出す。
シート搬送部3は、レジストローラー31、搬送ローラー32および排出ローラー33などを備える。レジストローラー31および搬送ローラー32が、シート供給部2から供給される記録シート9を画像形成部4の二次転写部49へ向けて搬送する。さらに、排出ローラー33が画像形成後の記録シート9を搬送路30の排出口から排出トレイ101上へ排出する。
[画像形成部]
単色画像形成部4x各々は、ドラム状の感光体41、帯電部42、現像部43、前除電発光部44、一次転写部45、一次クリーニング部46および後除電発光部47などを備える。感光体41は、レーザー光によって静電潜像が書き込まれる部材であり、回転しつつトナー像を担持するトナー像担持体の一例である。例えば、感光体41各々が、有機感光体またはアモルファスシリコン感光体であることが考えられる。
単色画像形成部4x各々は、ドラム状の感光体41、帯電部42、現像部43、前除電発光部44、一次転写部45、一次クリーニング部46および後除電発光部47などを備える。感光体41は、レーザー光によって静電潜像が書き込まれる部材であり、回転しつつトナー像を担持するトナー像担持体の一例である。例えば、感光体41各々が、有機感光体またはアモルファスシリコン感光体であることが考えられる。
以下、感光体41の外周面における前記静電潜像が形成され得る領域、即ち、感光体41の外周面における画像形成可能な最大幅の領域のことを有効外周面410と称する。なお、図1〜3に示される第1方向D1は、感光体41の幅方向、即ち、感光体41の回転中心に沿う水平は方向である。また、第2方向D2は、水平面内において第1方向D1に直交する方向である。
感光体41が回転し、帯電部42が感光体41の有効外周面410を一様に帯電させる。さらに、レーザー光源51を備える光走査部5が、レーザー光を走査することにより感光体41における帯電した有効外周面410に静電潜像を書き込む。さらに、現像部43が感光体41にトナー91を供給することにより、前記静電潜像を前記トナー像へ現像する。
また、一次転写部45が、中間転写ベルト48に感光体41の有効外周面410の前記トナー像を転写する。また、一次クリーニング部46が感光体41の外周面に残存するトナー91を除去する。なお、本実施形態において、中間転写ベルト48は、感光体41から前記トナー像が転写される被転写媒体の一例である。
中間転写ベルト48は、環状に形成された無端の帯状部材である。中間転写ベルト48は、2つのローラーに架け渡された状態で回転する。画像形成部4において、単色画像形成部4x各々は、回転する中間転写ベルト48の表面に各色の前記トナー像を転写する。これにより、各色の前記トナー像が重ねられたカラー画像が中間転写ベルト48に形成される。
二次転写部49は、中間転写ベルト48に形成された前記トナー像を記録シート9に転写する。二次クリーニング部480は、中間転写ベルト48における二次転写部49を経た後の部分に残存するトナー91を除去する。
定着部6は、ヒーター611を内包する加熱ローラー61と加圧ローラー62との間に画像が形成された記録シート9を挟み込みつつ後工程へ送り出す。これにより、定着部6は、記録シート9上の画像を加熱し、記録シート9上に画像を定着させる。
本実施形態における現像部43は、二成分現像方式で現像を行う。即ち、現像部43は、トナー91およびキャリア92を含む二成分現像剤90を撹拌することによってトナー91を帯電させ、帯電したトナー91を感光体41に供給する。
キャリア92は、磁性を有する粒状物である。例えば、キャリア92が、粒状の磁性体およびその磁性体の表面にコーティングされたエポキシ樹脂などの合成樹脂被膜とを含む粒状体であることが考えられる。
図2が示すように、現像部43は、現像槽4300、現像ローラー430、撹拌部材437およびブレード438を備える。さらに、現像部43は、現像用の磁石431を備える。磁石431は、現像ローラー430に内包されている。現像ローラー430および磁石431は二成分現像剤担持用のマグネットローラーを構成している。
現像槽4300は、二成分現像剤90を収容する容器である。現像ローラー430および撹拌部材437は、現像槽4300内で回転する。現像ローラー430は、感光体41に対してそれぞれ非接触の状態で対向して回転可能に支持されている。
現像動作時において、現像ローラー430は感光体41の回転方向と反対方向へ回転する。これにより、現像ローラー430および感光体41の外周面における相互に対向する部分はそれぞれ同じ方向へ移動する。
撹拌部材437は、現像槽4300内の二成分現像剤90を撹拌する。これにより、トナー91が予め定められた極性で帯電する。また、キャリア92は、トナー91の帯電極性とは逆極性で帯電する。
現像ローラー430は、撹拌された二成分現像剤90を担持しつつ回転する二成分現像剤担持体の一例である。現像ローラー430は、担持した二成分現像剤90のうちの帯電したトナー91を感光体41に供給する。
より具体的には、現像ローラー430は、内包する磁石431の磁力の作用により、二成分現像剤90を磁気ブラシ900として担持するとともに、その磁気ブラシ900を回転する感光体41に対向する位置へ搬送する。
さらに、現像ローラー430は、回転する感光体41の有効外周面410に磁気ブラシ900を接触させることにより、前記静電潜像を前記トナー像へ現像する。以下、感光体41の有効外周面410における磁気ブラシ900が接触する領域のことを磁気ブラシ接触領域411と称する。
磁気ブラシ900中のトナー91は、現像ローラー430に印加された現像バイアスの作用によって現像ローラー430の表面から感光体41の有効外周面410における前記静電潜像の部分へ移行する。これにより、前記静電潜像がトナー像として現像される。
ブレード438は、現像ローラー430の外周面に担持される磁気ブラシ900が磁気ブラシ接触領域411へ到達する途中の位置において、磁気ブラシ900の厚みを制限する。
現像ローラー430の外周面と感光体41の有効外周面410における前記静電潜像の部分との電位差は、トナー91の帯電極性と同極性である。また、現像ローラー430の外周面と感光体41の有効外周面410における前記静電潜像以外の部分との電位差はトナー91の帯電極性と逆極性である。そのため、磁気ブラシ900中の帯電したトナー91は、磁気ブラシ接触領域411において感光体41における前記静電潜像の部分に対して選択的に付着する。
一方、磁気ブラシ900中のキャリア92は、磁気ブラシ接触領域411を通過した後も磁石431の吸引力によって現像ローラー430上に保持される。
[除電発光部]
前除電発光部44は、感光体41の有効外周面410における転写位置412よりも感光体41の回転方向上流側の第1除電対象領域413に除電光を照射する発光部である。前記転写位置は、一次転写部45に対向する位置であり、現像部43に対向する位置に対して感光体41の回転方向下流側の位置である。
前除電発光部44は、感光体41の有効外周面410における転写位置412よりも感光体41の回転方向上流側の第1除電対象領域413に除電光を照射する発光部である。前記転写位置は、一次転写部45に対向する位置であり、現像部43に対向する位置に対して感光体41の回転方向下流側の位置である。
後除電発光部47は、感光体41の有効外周面410における転写位置412よりも感光体41の回転方向下流側の第2除電対象領域414に除電光を照射する発光部である。第2除電対象領域414は、転写位置412と帯電位置との間の領域である。前記帯電位置は、帯電部42に対向する位置であり、転写位置412に対して感光体41の回転方向下流側の位置である。
前除電発光部44および後除電発光部47の各々は、例えば第1方向D1に沿って延びて形成されたLEDアレイなどである。前除電発光部44および後除電発光部47の各々は、感光体41の感光特性に応じて予め定められた波長の前記除電光を出力する。
図1が示す例では、後除電発光部47は、感光体41の有効外周面410における一次クリーニング部46に対向するクリーニング位置と前記帯電位置との間の領域に前記除電光を照射する。なお、後除電発光部47が、感光体41の有効外周面410における前記転写位置と前記クリーニング位置との間の領域に前記除電光を照射することも考えられる。
前記除電光が前除電発光部44から感光体41の有効外周面410における第1除電対象領域413に照射されることにより、前記帯電位置における感光体41から中間転写ベルト48への前記トナー像の転写性が向上する。
また、前記除電光が後除電発光部47から感光体41の有効外周面410における第2除電対象領域414に照射されることにより、感光体41の有効外周面410における電位のばらつきが解消される。その結果、感光体41の有効外周面410は、帯電部42による帯電工程を経ることにより、より均一な帯電状態となる。
制御部8は、操作表示部80を通じて入力される入力情報および各種センサーの検出結果に基づいて、画像形成装置10が備える各種の電気機器を制御する。また、制御部8は、操作表示部80に操作メニューなどを表示させる。さらに、制御部8は、ホスト装置から画像形成ジョブを受信し、その画像形成ジョブの画像に対する画像処理を実行する。
例えば、図4が示すように、制御部8は、MPU(Micro Processor Unit)81、記憶部82、画像処理部83、除電光制御部84、レーザー光制御部85および通信部86などを備える。
MPU81は、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。記憶部82は、MPU81に各種の処理を実行させるためのプログラムおよびその他の情報が予め記憶される不揮発性の情報記憶媒体である。さらに、記憶部82は、MPU81による各種情報の読み書きが可能な情報記憶媒体でもある。
制御部8は、MPU81が記憶部82に予め記憶された各種のプログラムを実行することにより画像形成装置10を統括的に制御する。
画像処理部83は、通信部86を通じて不図示のホスト装置から画像形成ジョブを入力し、画像処理を実行する。例えば、画像処理部83は、前記ホスト装置から得られる画像形成ジョブから画像データを生成する。
レーザー光制御部85は、画像処理部83から得られる前記画像データが示す各画素の濃度に応じてレーザー光源51の出力光量を制御する。これにより、前記画像データに対応する前記静電潜像が感光体41の有効外周面410に形成される。
通信部86は、パーソナルコンピューターまたは携帯端末などの前記ホスト装置との間で有線または無線による通信を実行する。例えば、通信部86は、前記ホスト装置から前記画像形成ジョブを受信する。
除電光制御部84は、前除電発光部44および後除電発光部47各々の発光状態を制御する。より具体的には、除電光制御部84は、少なくとも帯電部42および現像部43が停止しているときには前除電発光部44および後除電発光部47を消灯させる。また、除電光制御部84は、帯電部42および現像部43が動作中に、前除電発光部44および後除電発光部47を点灯させる。
除電光制御部84は、帯電部42および現像部43が動作中において、後除電発光部47を点灯状態に維持する。なお、除電光制御部84による前除電発光部44の制御の詳細については後述する。
ところで、前記二成分現像方式において、キャリア移行の問題が生じ得る。前記キャリア移行は、磁気ブラシ900のキャリア92が感光体41の外周面に移行してしまう現象である。感光体41の帯電電位またはキャリア92の帯電性が調整される場合、前記キャリア移行と現像不良とがトレードオフの関係となる。
前記現像不良は、例えば、現像カブリまたは後端溜まりなどである。前記現像カブリは、感光体41の有効外周面410における現像されるべきでない領域にトナー91が付着してしまう現像である。前記後端溜まりは、感光体41に付着したトナー91が現像ローラー430上のキャリア92の電気力によって引かれて感光体41の回転方向の下流側に溜まる現象である。
従って、感光体41の帯電量またはキャリア92の帯電性の調整によって前記現像不良の発生を回避しつつ前記キャリア移行の問題を改善することは難しい。
また、現像部43における磁石431の磁力を高めることによって現像ローラー430におけるキャリア92の保持力を高めることは、現像ローラー430内のスペースの制約およびコストの制約などにより難しい。
一方、以下に示される構成を備える画像形成装置10が採用されれば、前記二成分現像方式で現像が行われる場合において、前記現像不良の発生を回避しつつ前記キャリア移行の問題を改善することができる。
[転写前除電部]
本実施形態において、前除電発光部44および前除電発光部44の点灯状態を制御する除電光制御部84は、感光体41の有効外周面410における第1除電対象領域413に前記除電光を照射する転写前除電部の一例である。
本実施形態において、前除電発光部44および前除電発光部44の点灯状態を制御する除電光制御部84は、感光体41の有効外周面410における第1除電対象領域413に前記除電光を照射する転写前除電部の一例である。
本実施形態における第1除電対象領域413は、磁気ブラシ接触領域411の一部から磁気ブラシ接触領域411と転写位置412との間の領域までを含む。また、前除電発光部44は、現像部43の位置よりも感光体41の回転方向下流側の位置から前記磁気ブラシ接触領域411に向けて前記除電光を出射する。
本実施形態において、前除電発光部44からの前記除電光の一部は、磁気ブラシ接触領域411に照射される。この場合、前記除電光は、主に磁気ブラシ接触領域411における感光体41の回転方向下流側の部分に照射され、それより上流側への前記除電光の進行は、磁気ブラシ900によって遮られる。
一般に、前記キャリア移行は磁気ブラシ接触領域411の下流側部分において生じやすい。そのような磁気ブラシ接触領域411の下流側部分において、前記除電光の照射によって感光体41の帯電量が小さくなると、前記キャリア移行の発生が抑制される。
特に前記キャリア移行が発生しやすい領域は、現像部43の磁石431が感光体41に向けて発生させる磁界における磁力ピーク方向D0の磁力成分がピーク磁力の80%となる位置から、磁気ブラシ接触領域411における転写位置412側の端までの領域である。磁力ピーク方向D0は、磁石431が感光体41に向けて発生させる磁界における磁力がピークとなる方向である。
図2が示す例では、現像部43の磁石431における感光体41に最も近い主極4311が、感光体41に向けて磁界を発生させる。この主極4311が発生させる磁界が、感光体41に向かって起立する磁気ブラシ900を形成させる。
従って、磁石431の主極4311が感光体41に向けて発生させる磁界における磁力ピーク方向D0の磁力成分がピーク磁力の80%となる位置が、前記除電光の照射領域である第1除電対象領域413に含まれることが望ましい。
また、磁気ブラシ900の遮光作用により、磁気ブラシ接触領域411の上流側部分、即ち、主にトナー91が感光体41へ移行する現像領域における前記除電光の影響は小さい。そのため、前記除電光が前記現像領域の帯電量を低下させることに起因する現像不良は生じにくい。
なお、前除電発光部44の前記除電光に起因する前記現像不良は、感光体41の有効外周面410におけるトナー91の保持力が弱まることによって前記トナー像の一部が欠ける現象などである。感光体41の有効外周面410は、電気的な引力によってトナー91を保持する。
ところで、前記除電光に起因する前記現像不良をより確実に回避できることが望まれる。例えば、比較的高出力の前除電発光部44が選定される場合、および磁気ブラシ900の形成状態の変動によって前記遮光作用の変動が生じる場合などにおいても、前記除電光に起因する前記現像不良を回避できることが望ましい。
そこで、本実施形態における前除電発光部44および除電光制御部84は、感光体41の有効外周面410における第1除電対象領域413のうち前記トナー像の密度が予め定められた程度を下回る領域に選択的に前記除電光を照射する。
図3が示すように、本実施形態における前除電発光部44は、第1除電対象領域413における第1方向D1の全範囲に亘って形成されている。これにより、前除電発光部44は、第1除電対象領域413における第1方向D1の全範囲に前記除電光を照射可能である。なお、本実施形態における前除電発光部44は第1前除電発光部の一例である。
[前除電光制御]
次に、図5を参照しつつ、前除電光制御の一例について説明する。前記前除電光制御は、除電光制御部84による前除電発光部44の発光状態の制御である。図5は、前記前除電光制御の手順の一例を示すフローチャートである。
次に、図5を参照しつつ、前除電光制御の一例について説明する。前記前除電光制御は、除電光制御部84による前除電発光部44の発光状態の制御である。図5は、前記前除電光制御の手順の一例を示すフローチャートである。
以下の説明において、S1,S2,…は、除電光制御部84が実行する各工程の識別符号を表す。前記前除電光制御は、通信部86が前記ホスト装置から前記画像形成ジョブを受信したときに開始される画像形成処理の一部として実行される。
<工程S1>
前記前除電光制御において、まず、除電光制御部84は、第1除電対象領域413の印字率を算出する。除電光制御部84は、画像処理部83から得られる前記画像データにおける予め定められた濃度以上の画素をカウントすることによって前記印字率を算出する。第1除電対象領域413の前記印字率は、第1除電対象領域413における前記トナー像の密度に相当する。
前記前除電光制御において、まず、除電光制御部84は、第1除電対象領域413の印字率を算出する。除電光制御部84は、画像処理部83から得られる前記画像データにおける予め定められた濃度以上の画素をカウントすることによって前記印字率を算出する。第1除電対象領域413の前記印字率は、第1除電対象領域413における前記トナー像の密度に相当する。
本実施形態において、除電光制御部84は、第1除電対象領域413における第1方向D1の全範囲について前記印字率を算出する。なお、前述したように、第1方向D1は感光体41の幅方向に相当する。
<工程S2>
続いて、除電光制御部84は、第1除電対象領域413の前記印字率が予め定め設定されたしきい値未満であるか否かを判定する。
続いて、除電光制御部84は、第1除電対象領域413の前記印字率が予め定め設定されたしきい値未満であるか否かを判定する。
例えば、前記しきい値がゼロより大きな最小値であることが考えられる。この場合、工程S2は、第1除電対象領域413が前記トナー像の無い無画像領域であるか否かを判定する工程である。一般に、第1除電対象領域413が、複数の記録シート9への画像形成が連続して行われる場合における連続する2枚の記録シート9の間の領域に対応するタイミングにおいて、第1除電対象領域413が前記無画像領域となる。
また、前記画像データの内容によっては、1枚の記録シート9への画像形成が行われる途中のタイミングにおいて、第1除電対象領域413が前記無画像領域となる場合もある。
なお、前記しきい値がゼロより大きな最小値よりも大きな値であることも考えられる。
<工程S3>
第1除電対象領域413の前記印字率が前記しきい値未満である場合、除電光制御部84は、前除電発光部44を点灯させる。これにより、前除電発光部44からの前記除電光が第1除電対象領域413の全範囲に照射される。
第1除電対象領域413の前記印字率が前記しきい値未満である場合、除電光制御部84は、前除電発光部44を点灯させる。これにより、前除電発光部44からの前記除電光が第1除電対象領域413の全範囲に照射される。
<工程S4>
一方、第1除電対象領域413の前記印字率が前記しきい値未満ではない場合、除電光制御部84は、前除電発光部44を消灯させる。この場合、前記除電光は第1除電対象領域413に照射されない。
一方、第1除電対象領域413の前記印字率が前記しきい値未満ではない場合、除電光制御部84は、前除電発光部44を消灯させる。この場合、前記除電光は第1除電対象領域413に照射されない。
<工程S5>
さらに、工程S3または工程S4が実行された後、除電光制御部84は、前記画像形成ジョブに対応する現像処理が終了したか否かを判定する。そして、除電光制御部84は、前記現像処理が終了するまで工程S1〜S4の処理を繰り返す。
さらに、工程S3または工程S4が実行された後、除電光制御部84は、前記画像形成ジョブに対応する現像処理が終了したか否かを判定する。そして、除電光制御部84は、前記現像処理が終了するまで工程S1〜S4の処理を繰り返す。
以上に示されるように、本実施形態における除電光制御部84は、第1除電対象領域413における第1方向D1の全範囲での前記トナー像の密度(印字率)が予め定められた程度を下回る場合に前除電発光部44を点灯させ(S3)、その他の場合に前除電発光部44を消灯させる(S4)。
一般に、前記キャリア移行は、感光体41の有効外周面410における前記トナー像が形成されていない前記無画像領域が占める割合が大きい領域において生じやすい。一方、前記トナー像の一部が欠けるなどの前記現像不良は、前記トナー像が占める割合が大きい領域において生じやすい。本実施形態においては、前除電発光部44の前記除電光は、第1除電対象領域413が前記無画像領域になる場合、またはそれに近い状態になる場合に選択的に第1除電対象領域413に照射される。
換言すれば、前除電発光部44の前記除電光は、前記キャリア移行の抑制効果が高く、かつ、前記現像不良が生じにくい場合にのみ第1除電対象領域413に照射される。その結果、前記除電光に起因する前記現像不良をより確実に回避できることが可能となる。
[第2実施形態]
次に、図6,7を参照しつつ、第2実施形態に係る画像形成装置10Aについて説明する。画像形成装置10Aは、画像形成装置10における前除電発光部44が前除電発光部44Aに置き換えられた構成を有している。
次に、図6,7を参照しつつ、第2実施形態に係る画像形成装置10Aについて説明する。画像形成装置10Aは、画像形成装置10における前除電発光部44が前除電発光部44Aに置き換えられた構成を有している。
図6は、画像形成装置10Aにおける第2方向D2に沿って見た場合の前除電発光部44Aおよびその周辺部の構成図である。図7は、画像形成装置10Aにおける制御関連機器のブロック図である。図6,7において、図1〜5に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、画像形成装置10Aにおける画像形成装置10と異なる点について説明する。
画像形成装置10Aの前除電発光部44Aも、前除電発光部44と同様に、磁気ブラシ接触領域411の一部を含む第1除電対象領域413に前記除電光を照射可能な発光部である。
前除電発光部44Aは、第1除電対象領域413における第1方向D1の一部を成す部分対象領域4131,4132,4133に前記除電光を照射可能な単位前除電発光部441,442,443を含む。本実施形態では、前除電発光部44Aは、複数の部分対象領域4131,4132,4133各々に前記除電光を照射可能な複数の単位前除電発光部441,442,443を含む。なお、単位前除電発光部441,442,443は第2前除電発光部の一例である。
単位前除電発光部441,442,443は、例えば第1方向D1に沿って延びて形成されたLEDアレイなどである。除電光制御部84は、単位前除電発光部441,442,443各々の発光状態を個別に制御可能である。
図6が示す例では、第1除電対象領域413は、一連の第1部分対象領域4131,一対の第2部分対象領域4132および一対の第3部分対象領域4133を含む。また、前除電発光部44Aは、一連の第1部分対象領域4131に前記除電光を照射可能な第1単位前除電発光部441と,一対の第2部分対象領域4132に前記除電光を照射可能な一対の第2単位前除電発光部442と、一対の第3部分対象領域4133に前記除電光を照射可能な一対の第3単位前除電発光部443とを含む。
第1部分対象領域4131は、第1除電対象領域413における第1方向D1の中央部分を含む領域である。一対の第2部分対象領域は、第1部分対象領域4131の両側各々に隣接する領域である。一対の第3部分対象領域4133は、第1除電対象領域413の両端各々から第2部分対象領域4132各々までに亘る領域である。
例えば、第2部分対象領域4132および第3部分対象領域4133は、複数種類の記録シート9の定型サイズに応じて前記無画像領域となり得る領域である。
そして、画像形成装置10Aの除電光制御部84は、部分対象領域4131,4132,4133ごとに図5に示される前記前除電光制御を実行する。即ち、除電光制御部84は、第1部分対象領域4131の前記印字率が予め設定された前記しきい値未満であるか否かによって第1単位前除電発光部441の点灯および消灯を制御する。同様に、除電光制御部84は、一対の第2部分対象領域4132の前記印字率が予め設定された前記しきい値未満であるか否かによって一対の第2単位前除電発光部442の点灯および消灯を制御する。同様に、除電光制御部84は、第3部分対象領域4133の前記印字率が予め設定された前記しきい値未満であるか否かによって第3単位前除電発光部443の点灯および消灯を制御する。
本実施形態においても、前除電発光部44A全体は、第1除電対象領域413における第1方向D1の全範囲に前記除電光を照射可能である。従って、本実施形態においても、除電光制御部84は、第1除電対象領域413における第1方向D1の全範囲での前記トナー像の密度(印字率)が予め定められた程度を下回る場合に前除電発光部44A全体を点灯させ、そうでない場合に前除電発光部44A全体を消灯させる。
画像形成装置10Aが採用されれば、画像形成装置10が採用される場合と同様の効果が得られる。また、画像形成装置10Aによれば、前除電発光部44の前記除電光が第1除電対象領域413に照射されるタイミングおよび範囲が、よりきめ細かく制御される。従って、前記除電光に起因する前記現像不良をより確実に回避できることが可能となる。
[評価実験の結果]
以下、前除電発光部44,44Aの点灯および消灯の制御が行われる場合と行われない場合とを比較した評価実験の結果について説明する。前記評価実験の条件は以下の通りである。前記評価実験において、1分間に連続して30枚の記録シート9に画像形成が行われた。また、前記評価実験において、現像ローラー430の周速度は、感光体41の周速度の1.6倍である。また、前記評価実験において、現像ローラー430の外周面と感光体41の有効外周面410と間隔は0.3nmである。また、前記評価実験において、感光体41の有効外周面410における前記無画像領域の電位は+450Vであり、前記静電潜像の電位は+100Vである。さらに、前記評価実験において、感光体41は有機感光体である。また、前記評価実験において、現像ローラー430のバイアスの周波数、デューティー比、ピーク間電位差および中点電位は、それぞれ4.7kHz、50%、1250Vおよび350Vである。また、トナー91は正帯電性である。
以下、前除電発光部44,44Aの点灯および消灯の制御が行われる場合と行われない場合とを比較した評価実験の結果について説明する。前記評価実験の条件は以下の通りである。前記評価実験において、1分間に連続して30枚の記録シート9に画像形成が行われた。また、前記評価実験において、現像ローラー430の周速度は、感光体41の周速度の1.6倍である。また、前記評価実験において、現像ローラー430の外周面と感光体41の有効外周面410と間隔は0.3nmである。また、前記評価実験において、感光体41の有効外周面410における前記無画像領域の電位は+450Vであり、前記静電潜像の電位は+100Vである。さらに、前記評価実験において、感光体41は有機感光体である。また、前記評価実験において、現像ローラー430のバイアスの周波数、デューティー比、ピーク間電位差および中点電位は、それぞれ4.7kHz、50%、1250Vおよび350Vである。また、トナー91は正帯電性である。
前記評価実験の第1実施例では、第1除電対象領域413における第1方向D1の全範囲が前記無画像領域となる場合、即ち、第1除電対象領域413が連続する2枚の記録シート9の間の領域に対応する場合にのみ、第1除電対象領域413全体に前除電発光部44が点灯された。
また、前記評価実験の第2実施例では、第1除電対象領域413における第1方向D1の両端各々からの一部の範囲を占める一対の前記無画像領域にのみ前記除電光が照射された。即ち、画像形成装置10Aにおける第3単位前除電発光部443のみが点灯された(図6参照)。
また、前記評価実験の第1比較例では、現像処理中において常に第1除電対象領域413における第1方向D1の全範囲に前記除電光が照射された。
また、前記評価実験の第2比較例では、現像処理中において第1除電対象領域413に対する前記除電光の照射は行われなかった。
前記第1比較例においては、感光体41に移行したキャリア92の量が最も少なかったが、前記トナー像の一部が欠ける現象が生じた。
前記第2比較例においては、前記トナー像の一部が欠ける現象は生じなかったが、感光体41に移行したキャリア92の量が最も多かった。
前記第1実施例においては、前記トナー像の一部が欠ける現象は生じず、感光体41に移行したキャリア92の量が、前記第2比較例に比べて32%の量に低減された。
前記第2実施例においては、前記トナー像の一部が欠ける現象は生じず、感光体41に移行したキャリア92の量が、前記第2比較例に比べて40%の量に低減された。
前記評価実験により、画像形成装置10,10Aが採用されれば、前記現像不良の発生を回避しつつ前記キャリア移行の問題を改善できることがわかる。
[第3実施形態]
次に、図8を参照しつつ、第3実施形態に係る画像形成装置10Bについて説明する。画像形成装置10Bは、画像形成装置10における現像部43が現像部43Bに置き換えられた構成を有している。
次に、図8を参照しつつ、第3実施形態に係る画像形成装置10Bについて説明する。画像形成装置10Bは、画像形成装置10における現像部43が現像部43Bに置き換えられた構成を有している。
図8は、画像形成装置10Bにおける第2方向D2に沿って見た場合の前除電発光部44およびその周辺部の構成図である。図8において、図1〜5に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、画像形成装置10Bにおける画像形成装置10と異なる点について説明する。
画像形成装置10Bの現像部43Bは、画像形成装置10の現像部43に回収ローラー432およびキャリア回収用の磁石433が追加された構成を有している。磁石433は、回収ローラー432に内包されている。回収ローラー432および磁石433は、感光体41に移行したキャリア92を現像槽4300内へ回収するためのマグネットローラーを構成している。
回収ローラー432は、現像ローラー430の位置に対し感光体41の回転方向下流側の位置において感光体41に対して非接触の状態で対向して回転する。
回収ローラー432は、感光体41に対する電位差がトナー91の帯電極性と同極性となるバイアスが印加されている。回収ローラー432に印加されたバイアスにより、感光体41へ移行してしまったキャリア92および帯電不良のトナー91に対し、それらを回収ローラー432へ引き寄せる力が作用する。さらに、回収ローラー432内の磁石433は、感光体41側においてキャリア92を引き寄せる磁界を生成する。
従って、回収ローラー432は、感光体41へ移行してしまったキャリア92および帯電不良のトナー91を引き寄せて回収する。
画像形成装置10Bにおいて、前除電発光部44は、回収ローラー432の位置に対し感光体41の回転方向下流側の位置に配置されている。この場合、前除電発光部44の前記除電光は、回収ローラー432と感光体41との隙間を経て磁気ブラシ接触領域411に到達する。
画像形成装置10Bが採用されれば、画像形成装置10が採用される場合と同様に、磁気ブラシ接触領域411への前記除電光の照射によって前記キャリア移行が抑制される。また、それでも感光体41へ移行してしまったわずかな量のキャリア92も、回収ローラー432によって現像槽4300内へ回収される。
[応用例]
以上に示された画像形成装置10,10Bにおいて、第1除電対象領域413における前記トナー像の密度が予め定められた程度を下回る状況であるか否かを判定する方法として、前記印字率と前記しきい値との比較以外の方法が採用されることも考えられる。
以上に示された画像形成装置10,10Bにおいて、第1除電対象領域413における前記トナー像の密度が予め定められた程度を下回る状況であるか否かを判定する方法として、前記印字率と前記しきい値との比較以外の方法が採用されることも考えられる。
例えば、複数の記録シート9への画像形成が連続して行われる場合に、第1除電対象領域413が連続する2枚の記録シート9の間の領域に対応する状態であるか否かを除電光制御部84が判定する。この場合、第1除電対象領域413が連続する2枚の記録シート9の間の領域に対応する状態であるときに、除電光制御部84は、第1除電対象領域413における前記トナー像の密度が低い状態であると判定する。
また、画像形成装置10Aにおいて、除電光制御部84が、搬送路30へ送り出される記録シート9のサイズに応じて、一対の第2部分対象領域4132と一対の第3部分対象領域4133とについて、前記トナー像の密度が低い状態であるか否かを判定することも考えられる。
また、前除電発光部44および除電光制御部84を含む前記転写前除電部が、モノクロの画像形成装置に適用されることも考えられる。
なお、本発明に係る画像形成装置は、各請求項に記載された発明の範囲において、以上に示された実施形態及び応用例を自由に組み合わせること、或いは実施形態及び応用例を適宜、変形する又は一部を省略することによって構成されることも可能である。
2 :シート供給部
3 :シート搬送部
4 :画像形成部
4x :単色画像形成部
5 :光走査部
6 :定着部
8 :制御部
9 :記録シート
10,10A,10B:画像形成装置
21 :シート受部
22 :シート送出部
30 :搬送路
31 :レジストローラー
32 :搬送ローラー
33 :排出ローラー
40 :トナー補給部
41 :感光体
42 :帯電部
43,43B:現像部
44,44A:前除電発光部
45 :一次転写部
46 :一次クリーニング部
47 :後除電発光部
48 :中間転写ベルト
49 :二次転写部
51 :レーザー光源
61 :加熱ローラー
62 :加圧ローラー
80 :操作表示部
81 :MPU
82 :記憶部
83 :画像処理部
84 :除電光制御部
85 :レーザー光制御部
86 :通信部
90 :二成分現像剤
91 :トナー
92 :キャリア
100 :筐体
101 :排出トレイ
410 :感光体の有効外周面
411 :磁気ブラシ接触領域
412 :転写位置
413 :第1除電対象領域
414 :第2除電対象領域
430 :現像ローラー
431 :現像用の磁石
432 :回収ローラー
433 :キャリア回収用の磁石
437 :撹拌部材
438 :ブレード
441 :第1単位前除電発光部
442 :第2単位前除電発光部
443 :第3単位前除電発光部
480 :二次クリーニング部
611 :ヒーター
900 :磁気ブラシ
4131 :第1部分対象領域
4132 :第2部分対象領域
4133 :第3部分対象領域
4300 :現像槽
4311 :現像用の磁石の主極
D0 :磁力ピーク方向
3 :シート搬送部
4 :画像形成部
4x :単色画像形成部
5 :光走査部
6 :定着部
8 :制御部
9 :記録シート
10,10A,10B:画像形成装置
21 :シート受部
22 :シート送出部
30 :搬送路
31 :レジストローラー
32 :搬送ローラー
33 :排出ローラー
40 :トナー補給部
41 :感光体
42 :帯電部
43,43B:現像部
44,44A:前除電発光部
45 :一次転写部
46 :一次クリーニング部
47 :後除電発光部
48 :中間転写ベルト
49 :二次転写部
51 :レーザー光源
61 :加熱ローラー
62 :加圧ローラー
80 :操作表示部
81 :MPU
82 :記憶部
83 :画像処理部
84 :除電光制御部
85 :レーザー光制御部
86 :通信部
90 :二成分現像剤
91 :トナー
92 :キャリア
100 :筐体
101 :排出トレイ
410 :感光体の有効外周面
411 :磁気ブラシ接触領域
412 :転写位置
413 :第1除電対象領域
414 :第2除電対象領域
430 :現像ローラー
431 :現像用の磁石
432 :回収ローラー
433 :キャリア回収用の磁石
437 :撹拌部材
438 :ブレード
441 :第1単位前除電発光部
442 :第2単位前除電発光部
443 :第3単位前除電発光部
480 :二次クリーニング部
611 :ヒーター
900 :磁気ブラシ
4131 :第1部分対象領域
4132 :第2部分対象領域
4133 :第3部分対象領域
4300 :現像槽
4311 :現像用の磁石の主極
D0 :磁力ピーク方向
Claims (4)
- トナーおよびキャリアを含む磁気ブラシを担持し、回転する感光体の外周面における静電潜像が形成され得る有効外周面に前記磁気ブラシを接触させることにより前記静電潜像をトナー像へ現像する現像部と、
前記感光体の前記有効外周面における前記磁気ブラシが接触する磁気ブラシ接触領域の一部から前記磁気ブラシ接触領域と前記トナー像の転写位置との間の領域までを含む除電対象領域に除電光を照射可能な前除電発光部と、
前記除電対象領域における前記トナー像の密度が予め定められた程度を下回る場合に前記前除電発光部を点灯させ、そうでない場合に前記前除電発光部を消灯させる除電光制御部と、を備える画像形成装置。 - 前記前除電発光部が、前記除電対象領域における前記感光体の幅方向の全範囲に前記除電光を照射可能な第1前除電発光部を含み、
前記除電光制御部は、前記除電対象領域における前記感光体の幅方向の全範囲での前記トナー像の密度が予め定められた程度を下回る場合に前記第1前除電発光部を点灯させ、その他の場合に前記第1前除電発光部を消灯させる、請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記前除電発光部が、前記除電対象領域における前記感光体の幅方向の一部を成す部分対象領域に前記除電光を照射可能な第2前除電発光部を含み、
前記除電光制御部は、前記部分対象領域における前記トナー像の密度が予め定められた程度を下回る場合に前記第2前除電発光部を点灯させ、そうでない場合に前記第2前除電発光部を消灯させる、請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記感光体の前記有効外周面における前記除電対象領域は、前記現像部が前記感光体に向けて発生させる磁界における磁力がピークとなる方向の磁力成分がピーク磁力の80%となる位置を含む、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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