JP2012003047A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の静電複写プロセスによる画像形成を行う画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image by an electrostatic copying process, such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer.
複写機またはプリンタ等の電子写真方式による画像形成装置では、一様に帯電させた感光体の表面に画像書き込み部からの出力光により露光を行って静電潜像を形成し、静電潜像を現像器にて現像してトナー像となした後、トナー像を記録紙等の転写材に転写することが行われる。トナー像を転写された転写材は、定着装置を通過し、熱及び圧力が印加されてトナーは転写材上に定着される。 In an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer, an electrostatic latent image is formed on a uniformly charged surface of a photosensitive member by exposing it to light output from an image writing unit. The toner is developed with a developing device to form a toner image, and then the toner image is transferred to a transfer material such as recording paper. The transfer material onto which the toner image has been transferred passes through a fixing device, and heat and pressure are applied to fix the toner onto the transfer material.
このような画像形成装置において、感光体上の静電潜像の現像には、現像性に優れていることから、トナーとキャリアから成る現像剤(2成分現像剤)を用いる現像方式(2成分現像方式)が多く用いられている。 In such an image forming apparatus, the development of the electrostatic latent image on the photosensitive member is excellent in developability, and therefore, a development system (two-component developer) using a developer (two-component developer) composed of a toner and a carrier. Development system) is often used.
2成分現像方式では、現像剤中のトナーとキャリアは現像器に付随する攪拌槽内にて撹拌され、トナーは摩擦帯電によりキャリアから電荷を付与され、キャリア外面に静電的に付着した状態となる。トナーが付着されたキャリア、すなわち現像剤は、例えば磁気ロールを内包する現像スリーブのような現像剤搬送体にて感光体との対向部分である現像領域へと搬送される。そして、現像領域にて現像剤中のトナーはキャリアから離れて感光体における静電潜像部分に付着し、トナー画像となる。現像剤搬送体に残ったトナー及びキャリアは攪拌槽に戻され、再び現像に供される。 In the two-component development method, the toner and carrier in the developer are stirred in a stirring tank attached to the developing device, and the toner is charged from the carrier by frictional charging and electrostatically attached to the outer surface of the carrier. Become. The carrier to which the toner is attached, that is, the developer, is transported to a developing region that is a portion facing the photosensitive member by a developer transporting member such as a developing sleeve containing a magnetic roll. In the developing area, the toner in the developer is separated from the carrier and adheres to the electrostatic latent image portion on the photoconductor to form a toner image. The toner and carrier remaining on the developer transport body are returned to the agitation tank and again used for development.
2成分現像方式においては、攪拌槽内のトナーは現像動作を繰り返すことによって消費されて減少するので、消費されたトナーを補充するように構成される。 In the two-component development system, the toner in the agitation tank is consumed and reduced by repeating the development operation, and thus is configured to replenish the consumed toner.
一方、キャリアは現像動作により減少することなく、反復使用される。しかし、反復使用により繰り返し撹拌されるとキャリアが劣化する。例えばキャリア表面の樹脂コート層が剥がれ、抵抗値が、未使用、あるいは初期の状態に比べて低下する。抵抗値が低下したキャリアは、現像電界下で電荷注入により帯電極性が反転し易く、感光体に移行しやすくなるので、感光体における画像書き込み部の最大出力の出力光で照射された部分(トナー付着量の多い部分であり、以下ベタ露光部と記す)にキャリアが付着するなどの不具合を誘発する。したがって、攪拌槽内の現像剤から反復使用されて劣化したキャリアを除去することが必要となる。 On the other hand, the carrier is used repeatedly without being reduced by the developing operation. However, the carrier deteriorates when it is repeatedly stirred by repeated use. For example, the resin coat layer on the carrier surface is peeled off, and the resistance value is lower than that in the unused or initial state. The carrier having a lowered resistance value is easily reversed in charge polarity by charge injection under a developing electric field and easily transferred to the photoconductor. Therefore, the portion irradiated with the maximum output light of the image writing portion (toner on the photoconductor) (toner This is a portion with a large amount of adhesion, and induces problems such as carrier adhesion to the solid exposure portion). Therefore, it is necessary to remove the carrier that has been repeatedly used and deteriorated from the developer in the stirring tank.
この問題を解決するものとして、現像によって消費されるトナーの補充をする過程で、トナーと一緒に新しいキャリアを攪拌槽内に少しずつ補給するとともに、トナーとキャリアの供給により攪拌槽から溢れた現像剤を排出することにより、攪拌槽内の劣化したキャリアを排出し、攪拌槽内の現像剤の、劣化したキャリアの比率の増大を抑制する、いわゆるトリクル方式の現像器が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 To solve this problem, in the process of replenishing the toner consumed by development, a new carrier is gradually replenished into the stirring tank together with the toner, and the development overflowing from the stirring tank by supplying the toner and the carrier. A so-called trickle-type developing device has been proposed that discharges the deteriorated carrier in the stirring tank by discharging the agent and suppresses the increase in the ratio of the deteriorated carrier of the developer in the stirring tank (for example, , See Patent Document 1).
また、現像剤搬送体により現像領域に搬送した現像剤中の劣化したキャリアを感光体上に移行させることにより、現像剤中の劣化したキャリアを排出する技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 Further, a technique has been proposed in which the deteriorated carrier in the developer conveyed to the development region by the developer transport body is transferred onto the photosensitive member to discharge the deteriorated carrier in the developer (for example, Patent Documents). 2).
特許文献1に記載の、いわゆるトリクル現像方式による現像剤中の劣化したトナーの比率が増大することを抑制する技術においては、廃棄される現像剤中に、劣化したキャリアのみではなく補給されてから間もないキャリアが含まれるので効率が悪い。また、現像剤中には劣化したキャリアが残存するので、劣化したキャリアによる不具合、例えばベタ露光部にキャリアが付着する不具合の発生を抑えることは困難である。
In the technique described in
特許文献2にて提案されている技術は、地肌ポテンシャル(感光体の帯電電位と、現像バイアス電位との差)を通常の画像形成時の地肌ポテンシャルよりも大きくすることにより、現像領域に搬送された現像剤のキャリアを感光体に移行させるものである。しかし、そのメカニズム上、劣化したキャリアのみを選択的に感光体に移行させることは困難であり、劣化したキャリアとともに、劣化していないキャリアまで感光体に移行させてしまうので、効率が悪い。そして、現像剤中には劣化したキャリアが残存するので、劣化したキャリアによる不具合、例えば感光体のベタ露光部にキャリアが付着する不具合の発生を抑えることは困難である。また、劣化したキャリアを感光体に移行させるに際しては、地肌ポテンシャルを通常の画像形成時の地肌ポテンシャルよりも大きく設定する必要があるので、通常の画像形成動作を行いながら劣化したキャリアを除去することはできない、という問題もある。
The technique proposed in
本発明は、画像形成動作中においても、現像剤から劣化したキャリアを除去することが可能で、ベタ露光部キャリア付着を発生させない画像形成装置を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus that can remove deteriorated carrier from a developer even during an image forming operation, and does not cause solid exposure part carrier adhesion.
上記課題は以下の手段により解決される。 The above problem is solved by the following means.
1.感光体と、
前記感光体に出力光を照射し前記感光体に静電潜像を形成する画像書き込み部と、
前記感光体に所定の間隔にて対向して回転可能に配置され、トナーとキャリアからなる現像剤を担持して前記感光体との対向位置まで搬送する現像剤搬送体を有する現像器と、を有し、
前記感光体と現像剤搬送体との対向位置で、前記感光体と前記現像剤搬送体との間の電界により前記現像剤搬送体に担持された現像剤のうちのトナーを前記感光体に移行させて前記感光体に担持された静電潜像を現像する画像形成装置において、
前記現像剤搬送体との間に電界を形成して初期と比較して劣化したキャリアを前記現像剤搬送体から除去するキャリア除去部と、
前記キャリア除去部が除去したキャリアの劣化の度合いを測定するキャリア測定部と、
前記キャリア測定部の測定結果に基づいて前記キャリア除去部と前記現像剤搬送体との間の電界の強さを変更する電界強度変更部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
1. A photoreceptor,
An image writing unit that irradiates the photosensitive member with output light and forms an electrostatic latent image on the photosensitive member;
A developing device having a developer conveying body that is rotatably disposed facing the photoconductor at a predetermined interval and carries a developer composed of toner and a carrier and conveys the developer to a position facing the photoconductor; Have
The toner in the developer carried on the developer transport body is transferred to the photoconductor by an electric field between the photoconductor and the developer transport body at a position where the photoconductor and the developer transport body face each other. In the image forming apparatus for developing the electrostatic latent image carried on the photoreceptor,
A carrier removing unit that forms an electric field between the developer transport body and removes the deteriorated carrier from the developer transport body from the initial stage;
A carrier measuring unit for measuring the degree of deterioration of the carrier removed by the carrier removing unit;
An electric field strength changing unit that changes the strength of the electric field between the carrier removing unit and the developer transport body based on the measurement result of the carrier measuring unit;
An image forming apparatus comprising:
2.前記キャリア除去部は、前記現像剤搬送体と前記感光体との対向位置よりも前記現像剤搬送体の回転方向上流側に配置され、
前記キャリア除去部と前記現像剤搬送体との間の電界の強さは、少なくとも前記画像書き込み部の最大出力の出力光で照射された前記感光体の照射部分と前記現像剤搬送体との間の電界の強さよりも強いことを特徴とする前記1に記載の画像形成装置。
2. The carrier removing unit is disposed on the upstream side in the rotation direction of the developer transport body from a position where the developer transport body and the photosensitive body face each other.
The strength of the electric field between the carrier removal unit and the developer transport body is at least between the irradiated portion of the photoconductor and the developer transport body irradiated with the output light of the maximum output of the image writing unit. 2. The image forming apparatus as described in 1 above, wherein the image forming apparatus is stronger than the electric field.
3.前記キャリア測定部は前記キャリア除去部が除去したキャリアの劣化の度合いを、当該キャリアを介して流れる電流値にて測定することを特徴とする前記1に記載の画像形成装置。 3. 2. The image forming apparatus according to 1, wherein the carrier measuring unit measures the degree of deterioration of the carrier removed by the carrier removing unit based on a current value flowing through the carrier.
4.前記キャリア測定部は前記キャリア除去部が除去したキャリアの劣化の度合いを、当該キャリアの透磁率にて測定することを特徴とする前記1に記載の画像形成装置。 4). 2. The image forming apparatus according to 1, wherein the carrier measuring unit measures the degree of deterioration of the carrier removed by the carrier removing unit based on the magnetic permeability of the carrier.
5.前記電界強度変更部による前記キャリア除去部と前記現像剤搬送体との間の電界の強さの変更は、前記キャリア除去部に印可する電圧を変更することによりなされることを特徴とする前記1に記載の画像形成装置。 5. The change of the electric field strength between the carrier removing unit and the developer transporting body by the electric field strength changing unit is performed by changing a voltage applied to the carrier removing unit. The image forming apparatus described in 1.
6.前記電界強度変更部による前記キャリア除去部と前記現像剤搬送体との間の電界の強さの変更は、前記キャリア除去部と前記現像剤搬送体との対向位置における間隔を変更することによりなされることを特徴とする前記1に記載の画像形成装置。 6). The change of the electric field strength between the carrier removal unit and the developer transport body by the electric field strength changing unit is performed by changing the interval at the facing position between the carrier removal unit and the developer transport body. 2. The image forming apparatus as described in 1 above.
本発明により、画像形成動作中においても、現像剤から劣化したキャリアを除去することが可能で、ベタ露光部キャリア付着を発生させない画像形成装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus that can remove deteriorated carrier from a developer even during an image forming operation and does not cause solid carrier exposure.
以下、本発明の実施の形態の一例である画像形成装置を説明する。なお、本発明はこの形態に限定されるものではない。 Hereinafter, an image forming apparatus as an example of an embodiment of the present invention will be described. The present invention is not limited to this form.
図1は、本発明の実施の第1の形態である画像形成装置を説明する図である。 FIG. 1 is a diagram for explaining an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
画像形成装置10は電子写真方式により記録紙に画像、あるいは文字をプリントして排出する画像形成装置である。
The
画像形成装置10は、原稿読み取り部100、画像処理部200(図4に表示)、画像書き込み部300、画像形成部400、転写部450、現像器500、定着部600、給紙搬送部700、操作表示部800、及び、制御部900を備えている。
The
操作表示部800からは、画像形成装置10を動作させるための条件、たとえば、画像形成を行う記録紙の枚数、サイズ等を、ジョブ情報として入力することができる。また、操作表示部800にはスタートボタンが配され、スタートボタンをONすることにより、入力されたジョブ情報に基づいて画像形成装置10の画像形成を開始させることができる。
From the
制御部900は画像形成装置10の各部の動作を制御する。また、操作表示部800から入力されたジョブ情報を踏まえて、画像形成装置10が実行する画像形成動作を制御する。
The
画像形成装置10の上部には、自動原稿送り装置DFが搭載されている。自動原稿送り装置DFの原稿台上に載置された原稿dは矢印方向に搬送され、原稿読み取り部100の光学系により原稿の画像が読みとられ、画像情報が取得される。
An automatic document feeder DF is mounted on the upper part of the
取得された画像情報は、画像処理部200にて必要な画像処理がなされ、画像書き込み部300に送付される。
The acquired image information is subjected to necessary image processing by the image processing unit 200 and sent to the
画像書き込み部300は、半導体レーザにて画像情報に基づく出力光を画像形成部400の画像形成部400の感光体ドラム410に照射する。
The
画像形成部400は感光体ドラム410、イレーサランプ420、帯電器430、クリーナ460、を有する。
The
非図示の駆動手段により図示矢印方向に回転される感光体ドラム410は、イレーサランプ420に照射されて除電がなされた後、帯電器430により電荷を付与され、画像書き込み部300により画像情報に基づく出力光を照射される。画像書き込み部300による出力光の照射により、感光体ドラム410の周面に画像情報に基づく静電潜像が形成される。感光体ドラム410は感光体として機能する。
The
感光体ドラム410に形成された静電潜像は現像器500により現像され、トナー像となる。現像器500の構成、動作は後述する。
The electrostatic latent image formed on the
感光体ドラム410上のトナー像は、転写部450にて、給紙搬送部700により搬送された記録紙Sに転写され、定着部600を経て転写されたトナー像が定着された記録紙Sは画像形成装置10の外部に排出される。
The toner image on the
クリーナ460は、クリーニングブレード461を回転する感光体ドラム410の周面に当接させて感光体ドラム410の周面を摺擦し、周面に残留しているトナーを削り取り、除去する。
The cleaner 460 causes the
記録紙Sへのトナー像の転写後、感光体ドラム410は、外周面に残留しているトナーをクリーナ460により除去された後、イレーサランプ420による除電、帯電器430による電荷の付与がなされ、新たな静電潜像の形成に供される。
After the toner image is transferred to the recording paper S, the toner remaining on the outer peripheral surface of the
画像形成装置と搭載される現像器について、以下説明する。 The image forming apparatus and the developing device mounted will be described below.
本発明の実施の形態1の画像形成装置は、以下に説明する現像器500を搭載したものである。
The image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention is equipped with a developing
図2は、現像器500の構成、及び、現像動作を説明する模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the configuration of the developing
図示される510は現像器筐体であり、トナーとキャリアが混合された現像剤(2成分現像剤)を収容するとともに攪拌槽として機能する現像剤収容室513を構成する。
現像器筐体510には、現像剤搬送体として機能する現像スリーブ551、現像スリーブ551に内包され固定の磁極を有する磁界発生手段であるマグネットロール552、現像スリーブ551に付着し、搬送される現像剤の層厚を所定量に規制する層厚規制部材555、現像剤収容室513内の現像剤を攪拌する一対の撹拌スクリュー561、562が配置される。また、571はキャリア付着ローラ、572は回収ローラ、573はスクレーパ、574はキャリア排出スクリューである。
The developing
現像器筐体510の図示上方に示される520は新鮮なトナーを貯留するトナーホッパ、530は新鮮なキャリアを貯留するキャリアホッパである。トナーホッパ520及びキャリアホッパ530から現像剤収容室513内の現像剤の状況に応じてそれぞれに貯留されているトナーあるいはキャリアが非図示の供給経路を介して現像剤収容室513に供給される。
A
また、514は、現像剤収容室513内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサ、517は、現像剤収容室513内の現像剤の総量を検出するための現像剤上面検知センサである。
撹拌スクリュー561及び562は、互いに相反する方向に等速で回転し、現像剤収容室513内の現像剤を撹拌し、トナーとキャリアと混合するとともに、摩擦帯電させる。本実施形態の画像形成装置に現像剤として使用されるトナーは負帯電特性を有し、キャリアは、正帯電特性を有するように、トナーを構成する樹脂粒子、及びキャリアの表面をコートする樹脂の材質が選定されており、攪拌により摩擦されることにより、トナーはマイナスに、キャリアはプラスに帯電される。そして、マイナスに帯電したトナーは、プラスに帯電したキャリアの周囲に付着する。
The agitating screws 561 and 562 rotate at mutually constant speeds in opposite directions to agitate the developer in the
現像スリーブ551は、例えばステンレス材を用いた非磁性の円筒状の部材であり、感光体ドラム410の周面に対し、所定の間隙(例えば、本実施の形態においては0.3mm)を保って、非図示の回転駆動手段により感光体ドラム410の回転(図2の時計方向回転)に対し、互いに対向する位置において逆方向に回転(図2の時計方向回転)するように構成される。
The developing
マグネットロール552は、現像スリーブ551の内側に、現像スリーブ551と同心に固定されている。マグネットロール552には、複数個の磁極、例えば磁極N1、N2、N3、S1、S2が交互に配されており、非磁性の現像スリーブ551の周面に磁力を作用させる。
The
マグネットロール552の磁力により、現像剤収容室513内の現像剤、すなわち、トナーが付着されたキャリアが、現像スリーブ551の周面に付着する。
Due to the magnetic force of the
回転する現像スリーブ551は、周面に付着した、現像剤を感光体ドラム410との対向位置(現像領域)に搬送する。
The rotating developing
層厚規制部材555は、現像器筐体510に、その自由端部が現像スリーブ551の周面から所定の間隙(例えば、本実施の形態においては0.25mm)になるように配置されており、回転する現像スリーブ551の周面に付着し、搬送される現像剤の層の厚さ、すなわち層厚を所定の範囲に規制し、現像剤搬送量を規制する。例えば、本実施の形態における現像スリーブ551の現像剤搬送量は、200g/m2である。
The layer
感光体ドラム410の表面は帯電器430によりマイナス極性に均一に帯電されたのち、画像書き込み部300により画像情報に基づく出力光LBを照射(書き込み)されると、照射された部位の帯電量が変化し、画像情報に基づく静電潜像が形成される。
After the surface of the
本実施の形態における帯電器430による感光体ドラム410の表面の帯電電位は−600Vであるがこれに限定されるものではない。
In this embodiment, the charging potential of the surface of the
回転する感光体ドラム410には画像書き込み部300から出力光LBを照射され、その表面の帯電電位は、画像書き込み部300からの出力光の照射量(露光量)により変化し、静電潜像が形成される。現像器500における感光体ドラム410の表面の電位は、出力光を照射されない部分(背景部)が−600Vであるのに対して、最大出力で照射された部分(ベタ露光部)の電位は−100Vとなるように構成されている。
The rotating
現像スリーブ551には、バイアス電源559により現像バイアス電圧が印加されている。本実施の形態における現像バイアス電圧は−500Vである。感光体ドラム410の回転により、静電潜像形成部分が現像スリーブ551と対向する位置(現像領域)に到達すると、現像領域に現像スリーブ551により搬送されてきた現像剤のうちのトナー(マイナス帯電されている)がキャリアから離れて感光体ドラム410の露光部に移行する。このとき、キャリアは、マグネットロール552の磁力により現像スリーブ551に吸引されており、感光体ドラム410には移行しない。
A developing bias voltage is applied to the developing
感光体ドラム410へ移行するトナーの量は、感光体ドラム410の表面電位、すなわち、感光体ドラム410に形成されている静電潜像に対応し、静電潜像が可視画像であるトナー像となる。
The amount of toner transferred to the
現像スリーブ551の周面の、感光体ドラム410に移行せず残存しているトナー及びキャリアは現像スリーブ551の回転により、現像領域を通過すると、マグネットロール552の磁極の作用により現像スリーブ551より離脱し攪拌槽である現像剤収容室513に戻る。そして、撹拌スクリュー561により、現像剤収容室513内に収容されている現像剤と攪拌、混合され、新たな現像に供される。
Toner and carrier remaining on the peripheral surface of the developing
このように、キャリアは現像により消費されず反復使用されるが、トナーは現像により消費されるので、画像形成動作を重ねることにより現像剤収容室513内のトナーの量は減少する。
As described above, the carrier is not consumed by the development and is repeatedly used. However, since the toner is consumed by the development, the amount of toner in the
現像剤収容室513の上部の天板には現像剤補給口511が開口しておる。現像剤補給口511は、トナー貯蔵手段であるトナーホッパ520及び、キャリア貯蔵手段であるキャリアホッパ530と非図示の供給経路を介して連通しており、現像剤収容室513内の現像剤の状況により、現像剤補給口511を介して現像剤収容室513内にトナー、あるいは、キャリアが補給される。
A
補給されたトナーあるいはキャリアは撹拌スクリュー561、562により現像剤収容室513内に収容されている現像剤と撹拌、混合されて均一なトナー濃度の現像剤となる。
The replenished toner or carrier is agitated and mixed with the developer accommodated in the
現像剤収容室513内のトナーは、現像により感光体ドラム410へ移行し消費されるので、現像動作を繰り返すことにより減少する。一方、キャリアは現像により消費されず、反復使用されるので減少しない。したがって、現像動作を繰り返すことにより、現像剤収容室513内の現像剤(トナーとキャリアの混合体)中のトナーの比率(トナー濃度)は低下する。現像剤中のトナー濃度が低下すると、適切な現像がなされなくなる。
Since the toner in the
トナー濃度検知センサ514によって現像剤収容室513内のトナー濃度が所定のトナー濃度より低下したことが検知されたときトナーホッパ520に貯留されているトナーが現像剤収容室513に供給される。
When the toner
本実施の形態においては、現像剤収容室513内のトナー濃度が所定の値以下になったことがトナー濃度検知センサ514に検知されたとき、トナーホッパ520のトナー吐出口521を閉鎖しているシャッタ522を動作させてトナー吐出口521を開放し、トナーホッパ520に貯留されているトナーを非図示のトナー供給経路を経由して現像剤収容室513に供給する。トナーが供給されることにより、現像剤収容室513内の現像剤中のトナーの比率が高くなり、トナー濃度が上昇する。
In the present embodiment, a shutter that closes the
そして、現像剤収容室513内の現像剤のトナー濃度が所定の値以上になるとシャッタ522を動作させてトナー吐出口521を閉鎖し、トナーホッパ520からのトナーの供給を停止する。
When the toner concentration of the developer in the
このように、検知した現像剤収容室513内の現像剤中のトナー濃度を踏まえて現像剤収容室513内にトナーを供給することにより、現像剤収容室513内の現像剤のトナー濃度を所定の範囲に保つように構成されている。
In this way, by supplying toner into the
キャリアホッパ530からのキャリアの供給は、現像剤上面検知センサ517によって、現像剤収容室513に収容されている現像剤の上面が所定の高さより低下したことを検知されたときになされる。
The carrier is supplied from the
画像形成動作(現像)にてキャリアは消費されず、キャリアは反復使用される。反復使用されるキャリアは繰り返し攪拌されることにより劣化し、表面の樹脂コートが剥がれ、抵抗値が低下する。 In the image forming operation (development), the carrier is not consumed and the carrier is used repeatedly. The carrier that is repeatedly used is deteriorated by repeated stirring, the resin coat on the surface is peeled off, and the resistance value is lowered.
劣化したキャリアは、感光体ドラム410に移行しやすくなるため、静電潜像のベタ露光部に移行してしまう不具合、いわゆる、ベタ露光部キャリア付着が発生しやすくなる。
Since the deteriorated carrier easily shifts to the
現像器500は、キャリア除去部570を有し、劣化したキャリアを除去することができる。
The developing
キャリア除去部570は、キャリア付着ローラ571、回収ローラ572、スクレーパ573を有しており、劣化したキャリア、詳しくは、ベタ露光部キャリア付着を発生させるレベルまで抵抗値が低下したキャリアを、現像スリーブ551からキャリア付着ローラ571に付着させて除去する。
The
キャリア付着ローラ571は、例えばステンレス材のような非磁性の円柱状の部材で構成される。キャリア付着ローラ571は、現像スリーブ551の周面に対し所定の間隙(例えば、本実施の形態においては0.25mm)を保って、現像スリーブ551と感光体ドラム410との対向位置よりも、現像スリーブ551の回転方向上流側に配置されている。そして、非図示の回転駆動手段により現像スリーブ551の回転(図2の時計方向回転)に対し、互いに対向する位置において逆方向(図2の時計方向回転)に回転される。
The
キャリア付着ローラ571には、電圧可変直流電源590Eにより電圧が印加される。電圧可変直流電源590Eは出力電圧を変更可能な電源であり、出力電圧は制御部900の制御により変更される。例えば、本実施の形態においては+200Vがデフォルト値である。
A voltage is applied to the
現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間の電界の強さを、現像スリーブ551と感光体ドラム410におけるベタ露光部との間の電界の強さよりも強く設定することにより劣化したキャリア、具体的にはベタ露光部キャリア付着を発生させるレベルまで抵抗値が低下したキャリアをキャリア付着ローラ571に付着させ、現像スリーブ551から除去できる。
Carrier deteriorated by setting the strength of the electric field between the developing
対向する2つの部位間の電界の強さは、2つの部位間の電位の差を2つの部位間の距離で除した数値で表すことができる。例えば、現像スリーブ551と感光体ドラム410のベタ露光部との間の電界の強さES−Dは、現像スリーブ551の電位をVS、感光体ドラム410のベタ露光部の電位をVD、現像スリーブ551と感光体ドラム410との間の距離をdS−Dとすると、
ES−D=(VD−VS)/dS−D
で表される。
The strength of the electric field between two opposing parts can be represented by a numerical value obtained by dividing the potential difference between the two parts by the distance between the two parts. For example, the intensity E SD of the electric field between the developing
E SD = (V D -V S ) / d SD
It is represented by
同様に、現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間の電界の強さES−Bは、現像スリーブ551の電位をVS、キャリア付着ローラ571の電位をVB、現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間の距離をdS−Bとすると、
ES−B=(VD−VB)/dS−B
で表される。
Similarly, the intensity E S-B of the electric field between the developing
E S−B = (V D −V B ) / d S−B
It is represented by
現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間の電界の強さES−Bを、現像スリーブ551と感光体ドラム410におけるベタ露光部との間の電界の強さES−Dよりも大きく設定することにより劣化したキャリア、詳しくはベタ露光部キャリア付着を発生させるレベルまで抵抗値が低下したキャリアを除去できる。
Greater than the strength E S-D in the electric field between the solid exposed portions strength E S-B of the electric field, the developing
そして、現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間の電界の強さES−Bが、現像スリーブ551と感光体ドラム410におけるベタ露光部との間の電界の強さES−Dよりも大きくなるほど、キャリア付着ローラ571のキャリア除去能力は高くなる。すなわち、劣化の度合いの小さいキャリアまで除去できる。
Then, the electric field strength E S-B between the developing
前述のように、現像器500における感光体ドラム410のベタ露光部における電位は−100Vであり、現像スリーブ551は、感光体ドラム410の周面に対し、0.3mmの間隙を保って回転するように構成されているので、現像スリーブ551と感光体ドラム410におけるベタ露光部との間の電界の強さES−Dは、
ES−D=((−500V−(−100V))/0.3mm
=−1333×103V/m
である。
As described above, the potential at the solid exposure portion of the
E SD = ((− 500 V − (− 100 V)) / 0.3 mm
= -1333 × 10 3 V / m
It is.
現像器500における現像スリーブ551に印加する直流バイアス電圧は−500Vであり、キャリア付着ローラ571は、現像スリーブ551の周面に対し0.25mmの間隙を保って回転するように構成されている。そして、キャリア付着ローラ571に印加する電圧を例えばデフォルト値である+200Vにしたとき、現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間の電界の強さES−Bは、
ES−B=((−500V−(+200V))/0.25mm
=−2800×103V/m
となる。
The DC bias voltage applied to the developing
E S-B = ((- 500V - (+ 200V)) / 0.25mm
= -2800 × 10 3 V / m
It becomes.
このように、キャリア付着ローラ571に印加する電圧を例えばデフォルト値である+200Vにしたとき、現像器500における現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間の電界の強さES−Bは、−2800×103V/mとなる。また、現像スリーブ551と感光体ドラム410におけるベタ露光部との間の電界の強さES−Dは、−1333×103V/mとなる。したがって、現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間の電界の強さES−Bは、現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間の電界の強さES−Bよりも大きくなるので劣化したキャリア、詳しくはベタ露光部キャリア付着を発生させるレベルまで抵抗値が低下したキャリアをキャリア付着ローラ571に付着させ、現像スリーブ551から除去することができる。この、現像剤搬送体に対向して配置されたキャリア除去部との間に所定の電界を形成して、現像剤搬送体により感光体との対向位置に搬送される現像剤から初期と比較して劣化したキャリアをキャリア除去部に付着させて除去する工程は、劣化キャリア除去工程といえる。
Thus, when the voltage applied to the
したがって、ベタ露光部キャリア付着を発生させるレベルまで抵抗値が低下したキャリアを除去された現像剤が、感光体ドラム410との対向位置まで搬送されるので、感光体ドラム410にベタ露光部キャリア付着を発生させることはない。
Therefore, the developer from which the carrier whose resistance value has been reduced to a level at which the solid exposure portion carrier adhesion occurs is removed is transported to a position facing the
なお、キャリア付着ローラ571には、劣化したキャリアとともに、トナーが移行する。キャリア付着ローラ571の周面に移行したキャリアとトナーは、キャリア付着ローラ571の回転により回収ローラ572との対向位置に搬送される。
The toner moves to the
回収ローラ572は、複数個の磁極が配された磁性ローラで、キャリア付着ローラ571の周面に対し所定の間隙(本実施の形態においては0.2mm)を保って配置され、非図示の回転駆動手段によりキャリア付着ローラ571の回転(図2の時計方向回転)に対し、互いに対向する位置において同方向(図2の反時計方向回転)に回転される。
The
本実施の形態においては回収ローラ572には、キャリア付着ローラ571に印加した電圧に等しい電圧が印加される。なお、キャリア付着ローラ571と回収ローラ572のそれぞれには独立した電源により電圧を印加しても良く、それぞれに印加する電圧は同一でなくても良い。
In the present embodiment, a voltage equal to the voltage applied to the
回収ローラ572は、キャリア付着ローラ571との対向位置で、キャリア付着ローラ571から、劣化したキャリアを磁力により吸引し、スクレーパ573の配置位置まで搬送する。
The
スクレーパ573は、先端部を回収ローラ572の周面に当接させて配置された、可撓性を有する材質、例えば、リン青銅にて形成された板状部材である。スクレーパ573は、回転する回収ローラ572の周面を摺擦し、回収ローラ572に吸着され搬送されてきたキャリアを回収ローラ572から掻き落とす。
The
掻き落とされたキャリアはキャリア貯留室576に一時貯留され、キャリア排出スクリュー574の動作により非図示の排出経路を通してキャリア貯留室576の端部から排出される。
The carrier scraped off is temporarily stored in the
回収ローラ572との対向位置を通過したキャリア付着ローラ571の周面にはトナーが残存するが、残存したトナーは、現像スリーブ551との対向位置で再び現像スリーブ551に戻り現像に供されるので、劣化したキャリアの除去に伴ってトナーが廃棄されることはない。
The toner remains on the peripheral surface of the
なお、劣化したキャリアを排出、除去することにより現像剤収容室513内に収容された現像剤のキャリアが減少する。
Note that the carrier of the developer stored in the
現像剤収容室513内に収容された現像剤のキャリアが減少すると、現像剤収容室513内に収容された現像剤の総量が減少する。
When the carrier of the developer stored in the
現像剤収容室513内に収容された現像剤の総量の減少は現像剤収容室513に収容されている現像剤の上面の高さの低下をもたらす。そして、現像剤の上面が所定の高さより低下したことが、現像剤上面検知センサ517によって検知されると、キャリアホッパ530のキャリア吐出口531を閉鎖しているシャッタ532を動作させてキャリア吐出口531を開放し、キャリアホッパ530に貯留されているキャリア(新鮮な、劣化していない)を非図示の供給経路を経由して現像剤収容室513に供給する。
A decrease in the total amount of developer accommodated in the
そして、キャリアの供給により現像剤収容室513内の現像剤の総量が増加し、現像剤収容室513に収容されている現像剤の上面が所定の高さ以上になるとシャッタ532を閉じ、キャリアホッパ530からのキャリアの供給を停止する。
When the total amount of developer in the
また、キャリアの供給により現像剤収容室513内の現像剤のトナー濃度は低下するが、トナー濃度が所定の値以下になったことがトナー濃度検知センサ514に検知されるとトナーホッパ520からトナーの供給がなされ、現像剤収容室513内の現像剤のトナー濃度は所定の範囲に保たれる。
Further, although the toner concentration of the developer in the
ところで、キャリア付着ローラ571に付着されるキャリアの抵抗値のレベルは、環境条件、例えば、湿度が変化すると変化する。
By the way, the level of the resistance value of the carrier attached to the
例えば、湿度が低くなると、キャリアの帯電位が高くなり、キャリアがキャリア付着ローラ571に移行し難くなるので、劣化したキャリアがキャリア付着ローラ571に移行せずに感光体ドラム410との対向位置にまで搬送されるようになり、ベタ露光部キャリア付着を発生させることがある。また、湿度が高いと、キャリアの帯電位が低くなるので、まだ抵抗値がそれほど低下していないキャリアまでキャリア付着ローラ571に移行、排出されるので、キャリアの無駄な排出が多くなり、キャリアの消費量が多くなる。
For example, when the humidity is lowered, the charge position of the carrier is increased, and the carrier is less likely to move to the
現像器500は、除去したキャリアの劣化の度合いを測定するキャリア測定部580、キャリア測定部580の測定結果に基づいてキャリア除去部570と前記現像剤搬送体との間の電界の強さを変更する電界強度変更部590、を有する。そして、湿度の変動があっても、劣化し、ベタ露光部キャリア付着を発生させるレベルにまで抵抗値が低下したキャリアを確実に除去するとともに、劣化の度合いの低いキャリアの排出を抑制して、キャリアの消費量を抑制することができる。
The developing
電界強度変更部590は、制御部900とキャリア付着ローラ571に印加する電圧を発生する電圧可変直流電源590Eから構成される。電圧可変直流電源590Eは発生する電圧を変更可能な直流電源であり、制御部900の制御のもとにキャリア付着ローラ571に印加する電圧を変更することにより排出するキャリアの、抵抗値のレベルを変更する。
The electric field
すなわち、キャリア付着ローラ571に印加する電圧を高くすることにより、現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間の電界の強さES−Bは強くなるので、劣化の度合いの小さいキャリアまでを除去できる。また、キャリア付着ローラ571に印加する電圧を低くすることにより、現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間の電界の強さES−Bは弱くなるので、劣化の度合いの小さいキャリアは除去され難くなる。
That is, by increasing the voltage applied to the
キャリア測定部580は、排出されたキャリアの劣化の度合いを、キャリアに所定の条件で通電したときに流れる電流値にて検出し、出力する。
The
キャリア測定部580は、キャリア貯留室576から排出されたキャリアを一時貯留する一時貯留室581と、一時貯留室581には貯留されたキャリアの劣化の度合いを、キャリアを介して流れる電流値にて検出する電流検出部582とを有する。また、585は、一時貯留室581には貯留されたキャリアの量がキャリア特性を測定することが可能な量に到達したか否かを検出するキャリア量検知センサである。
The
キャリア量検知センサ585は、一時貯留室581には貯留されたキャリアの上面が、後述する平板電極582PAと平板電極582PBの図示上端を越える、すなわち平板電極582PAと平板電極582PBとの対向部が一時貯留室581には貯留されたキャリアにより充填された状態になると、信号(キャリア充足信号)を接続される制御部900に発信する。
In the carrier
電流検出部582は、平板電極582PAと平板電極582PBを所定の間隔にて対向させて配置した検出部、直流電源582E、及び電流計582Aを有する。そして、平板電極582PAは直流電源582Eに接続され、平板電極582PBは電流計582Aを介して接地されている。
The
平板電極582PA及び平板電極582PBの素材、形状、間隔、及び直流電源582Eの電圧は適宜定めて良い。例えば、本実施の形態においては、平板電極582PA及び平板電極582PBは、よこ10mm、たて50mm、厚さ0.1mmのステンレス板にて形成され、一時貯留室581内にそれぞれの平面部を2mmの間隔で対向させて配置されている。また直流電源582Eの電圧は1kVに設定されている。
The material, shape, and spacing of the plate electrode 582PA and the plate electrode 582PB, and the voltage of the
電流検出部582は、一時貯留室581には貯留され、平板電極582PAと平板電極582PBとの対向部に挟まれたキャリアを介して流れる電流値を電流計582Aにて測定する。
The
一方、未使用で劣化していないキャリアを一時貯留室581に所定量貯留し、電流検出部582にて測定した電流値は、10〜13μAであることが確認されている。
On the other hand, a predetermined amount of unused carrier that has not deteriorated is stored in the
排出されたキャリアに、劣化していない、初期の抵抗値に近いキャリアが含まれるときは、キャリアの電気抵抗値が高くなるので、流れる電流は小さくなる。一方、劣化したキャリアの比率が高いときは、流れる電流は小さくなる。したがって、平板電極582PAと平板電極582PBとの対向部に挟まれたキャリアを介して流れる電流値、すなわち電流計582Aの出力値により排出されたキャリアの劣化の度合いを判断することができる。
When the discharged carrier includes a carrier that has not deteriorated and is close to the initial resistance value, the electric resistance value of the carrier increases, and thus the flowing current decreases. On the other hand, when the ratio of deteriorated carriers is high, the flowing current becomes small. Therefore, the degree of deterioration of the discharged carrier can be determined based on the value of the current flowing through the carrier sandwiched between the opposed portions of the plate electrode 582PA and the plate electrode 582PB, that is, the output value of the
制御部900は、電流計582Aの測定値(電流値)に基づいて電圧可変直流電源590Eの出力電圧を変化させ、現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間の電界の強さES−Bを変更する。
前述したように、キャリア付着ローラ571に印加する電圧を高く、すなわち電圧可変直流電源590Eの出力電圧を例えばデフォルト値の+200Vより高くして行くと、現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間の電界の強さES−Bは強くなるので、劣化の度合いの小さいキャリアを除去できる。また、キャリア付着ローラ571に印加する電圧を低く、すなわち電圧可変直流電源590Eの出力電圧を低くすると、電界の強さES−Bは弱くなるので劣化の度合いの小さいキャリアは除去され難くなる。
As described above, when the voltage applied to the
制御部900は、キャリア上面検知センサ585が、一時貯留室581に貯留されたキャリアの量がキャリア特性を測定することが可能な量に到達したキャリア充足信号を待って電流検出部582に一時貯留室581に貯留されたキャリア特性の測定を開始させる。
The
制御部900は、電圧可変直流電源590Eを動作させて所定の電圧を発生させて、平板電極582PAと平板電極582PBとの対向部を、キャリアを介して流れる電流値を電流計582Aに測定させ、出力させる。電流検出部582による電流の検出がなされると、非図示の経路からキャリア貯留室576から排出される。この、除去されたキャリアの劣化の度合いを測定する工程は、キャリア劣化度測定工程といえる。
The
制御部900は、電流値が、排出したいキャリアの低抵抗値化のレベルに基づいて予め定められた電流値範囲の下限値より小さいときは、電圧可変直流電源590Eの出力電圧値を低め、電流値が予め定めた電流値範囲の上限値より大きいときは電圧可変直流電源590Eの出力電圧値を高めるように電圧可変直流電源590Eの動作を制御する。
When the current value is smaller than the lower limit value of the current value range determined in advance based on the level of resistance reduction of the carrier to be discharged, the
制御部900は、キャリアを介して流れる電流値が予め定められた電流値範囲の下限値より小さいときは電圧可変直流電源590Eの出力電圧値を低め、電流値が予め定めた電流値範囲の上限値より大きいときは電圧可変直流電源590Eの出力電圧値を高めるように制御する。
The
現像器500においては、電流値の下限値は15μA、上限値は20μAに設定されている。
In the developing
下限値15μAは、ベタ露光部キャリア付着を発生させるレベルに対して十分に安全側にあるレベルの抵抗値を有するキャリアの電流値であり、現像器500の構成及び使用する現像剤(キャリア)の特性を踏まえて別途求められた値である。電流検出部582が検出した電流値が下限値15μAよりも小さい状態は、除去したキャリアにおける劣化の度合いの小さいキャリアの比率が高い状態であり、無駄なキャリア排出が行われている可能性がある状態である。
The lower limit value of 15 μA is a current value of a carrier having a resistance value at a level sufficiently safe with respect to a level at which the solid exposure portion carrier adhesion occurs, and the configuration of the
制御部900は、電流検出部582が検出した電流値が下限値である15μAより小さいとき、電圧可変直流電源590Eの出力電圧値を低めるように制御する。電圧可変直流電源590Eの出力電圧値を低めることにより、劣化の度合いの小さいキャリアの排出を抑制することができ、無駄なキャリア排出を抑制できる。この、電界の強さを変更することにより除去するキャリアの劣化の度合いを制御する工程は、除去キャリア劣化度制御工程といえる。
When the current value detected by
一方、上限値20μAは、抵抗値が初期の抵抗値から低下し、ベタ露光部キャリア付着を発生させるレベルに近い危険なレベルにあるキャリアの電流値である。電流検出部582が検出した電流値が上限値20μAよりも大きい状態は、除去したキャリアにおける劣化の度合いの大きいキャリアの比率が高く、現像スリーブ551にはベタ露光部キャリア付着を発生させるレベルに近いレベルの抵抗値のキャリアが残存する可能性が高く、ベタ露光部キャリア付着の防止に余裕がない状態である。
On the other hand, the upper limit value of 20 μA is a current value of a carrier at a dangerous level close to a level at which the resistance value decreases from the initial resistance value and causes solid exposure portion carrier adhesion. When the current value detected by the
制御部900は、電流検出部582が検出した電流値が上限値である20μAより大きいとき、電圧可変直流電源590Eの出力電圧値を高めるように制御する。電圧可変直流電源590Eの出力電圧値を高めることにより、劣化の度合いのより小さいキャリアの排出を行うことができ、ベタ露光部キャリア付着の防止が、余裕を持ってなされる。
When the current value detected by
このように、本発明の実施に形態1における現像器500は、現像剤搬送体である現像スリーブ551に対向して配置され、所定の電圧が印加されたキャリア付着ローラにより、現像スリーブ551に担持された現像剤のうちの劣化したキャリアをキャリア付着ローラ571に移動、付着させて除去する。
As described above, the developing
また、劣化したキャリアの除去を、画像形成動作を行いながら実施できるので、劣化したキャリアの除去のために画像形成動作を中断する等の必要がなく、画像形成装置の生産性を低下させることがない。 Further, since the deteriorated carrier can be removed while performing the image forming operation, it is not necessary to interrupt the image forming operation for removing the deteriorated carrier, and the productivity of the image forming apparatus can be reduced. Absent.
そして、排出したキャリアを介して流れる電流値の大小によりキャリア付着ローラへの印加電圧を変更することにより、排出するキャリアの劣化の度合いを、湿度の変化により影響されることなく適切なレベルに保つことができる。 Then, by changing the applied voltage to the carrier adhesion roller according to the magnitude of the current flowing through the discharged carrier, the degree of deterioration of the discharged carrier is maintained at an appropriate level without being affected by changes in humidity. be able to.
このように、劣化したキャリアによる不具合の発生を防止できるとともに、劣化の度合いの小さいキャリアまで排出してしまうことが防止されるので、キャリアの無駄な消耗を抑制することができる。 In this way, it is possible to prevent the occurrence of problems due to the deteriorated carrier, and it is possible to prevent the carrier having a small degree of deterioration from being discharged, so that wasteful consumption of the carrier can be suppressed.
そして、キャリア付着ローラ571と現像スリーブ551との対向位置を、現像スリーブ551と感光体ドラム410との対向位置よりも現像スリーブ551の回転方向上流側とするとともに、キャリア付着ローラ571と現像スリーブ551との間の電界の強さを、現像スリーブ551と感光体ドラム410のベタ露光部との間の電界の強さより大きくなるように設定している。このように構成することにより、現像スリーブ551により担持、搬送される現像剤中のベタ露光部キャリア付着を発生させるレベルまで劣化したキャリアが、現像スリーブ551と感光体ドラム410との対向位置、すなわち現像領域に搬送される前に現像スリーブ551から除去されるので、ベタ露光部キャリア付着の不具合を防止することができる。
Then, the facing position between the
本発明の第2の実施形態は、図1に示した第1の形態である画像形成装置における現像器500を後述する現像器500Aに置き換えた形態をなす画像形成装置である。
The second embodiment of the present invention is an image forming apparatus in which the developing
第2の実施形態の画像形成装置は、現像器以外はすべて第1の形態である画像形成装置と同一の構成をなし、第1の形態である画像形成装置と同一の動作を行うので、現像器以外の動作の説明は省略し、以下、現像器に係る動作を主に説明する。 The image forming apparatus according to the second embodiment has the same configuration as the image forming apparatus according to the first embodiment except for the developing device, and performs the same operation as the image forming apparatus according to the first embodiment. Description of operations other than the developer will be omitted, and the operation relating to the developing device will be mainly described below.
図3は、第2の実施形態の画像形成装置に組み込まれる現像器500Aの構成、及び、現像動作を説明する模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the configuration of the developing
現像器500Aは、前述した第1の実施形態における現像器500が電界強度変更部590を有していたのに対して、それとは異なる構成の電界強度変更部590Aを備えること、回収ローラ572へ印可する電圧が一定であること以外は現像器500と同一の構成を有する。
The developing
現像器500Aにおけるキャリア除去部570は、現像器500におけるキャリア除去部570と同一の構成であり、キャリア付着ローラ571、回収ローラ572、スクレーパ573を有しており、劣化したキャリア、詳しくは、ベタ露光部キャリア付着を発生させるレベルまで抵抗値が低下したキャリアを、現像スリーブ551からキャリア付着ローラ571に付着させて除去する。
The
現像器500Aにおける、前述した現像器500と同じ名称、符号を付された部材は、特に記述のないかぎり、現像器500を構成する同じ名称、符号を付された部材と同じ内容、構成であり、現像器500と同じ位置関係にて配置されている。
In the developing
例えば、現像器500Aの現像スリーブ551と感光体ドラム410との間隙は現像器500と同じ0.3mm、である。
For example, the gap between the developing
現像器500Aの現像スリーブ551に印加される電圧は現像器500の現像スリーブ551に印加される電圧と同一の−500Vである。
The voltage applied to the developing
なお、キャリア付着ローラ571、回収ローラ572のそれぞれには直流電源579により一定の電圧、+200V、+200Vが印可される。
A constant voltage, +200 V, +200 V is applied to each of the
また、感光体ドラム410の帯電器430による帯電電位(背景部)は−600Vであり、最大出力で照射された部分(ベタ露光部)の電位は−100Vとなるように構成されている。
Further, the charging potential (background portion) of the
電界強度変更部590Aは、制御部900と、キャリア付着ローラ基板591とモータ590Mとから構成される。
The electric field
現像器500Aにおいては、キャリア除去部570におけるキャリア付着ローラ基板591、回収ローラ572、スクレーパ573は、それぞれの相対位置関係を現像器500におけるキャリア付着ローラ基板591、回収ローラ572、スクレーパ573の相対位置関係を保って、キャリア付着ローラ基板591に取り付けられている。
In the developing
キャリア付着ローラ基板591はモータ590Mにより、現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間隙を変更可能に構成される。モータ590Mは、ステッピングモータであり、その回転方向及び回転角度は制御部900により制御される。制御部900はモータ590Mの回転方向、回転角度を制御することにより現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間隙を変更することができる。
The carrier
なお、キャリア付着ローラ基板591に取り付けられたキャリア付着ローラ571と回収ローラ572との間隙(デフォルト値)は0.25mmである。
Note that a gap (default value) between the
キャリア除去部570におけるキャリア付着ローラ571には、直流電源579により電圧が印加される。直流電源579の出力電圧は+200Vである。
A voltage is applied to the
したがって、現像器500Aにおける現像スリーブ551と感光体ドラム410のベタ露光部との間の電界の強さES−Dは、
ES−D=((−500V−(−100V))/0.3mm
=−1333×103V/m
となる。
Therefore, the intensity E S-D in the electric field between the solid exposed portion of the developing
E SD = ((− 500 V − (− 100 V)) / 0.3 mm
= -1333 × 10 3 V / m
It becomes.
また、現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間の電界の強さES−Bは、現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間隙を変更することにより変化する。現像器500Aにおいては現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間隙がデフォルト値である0.25mmであるとき
ES−B=((−500V−(+200V))/0.25mm
=−2800×103V/m
であり、現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間の電界の強さES−Bは、現像スリーブ551と感光体ドラム410におけるベタ露光部との間の電界の強さES−Dよりも強くなるように構成されている。
Further, the strength E S-B of the electric field between the developing
= -2800 × 10 3 V / m
, And the intensity E S-B of the electric field between the developing
現像器500Aは、除去したキャリアの劣化の度合いを測定するキャリア測定部580の測定結果に基づいてキャリア除去部570と現像スリーブ551との間の電界の強さを電界強度変更部590Aにより変更する。したがって、湿度が変動し、キャリアの排出レベルが変動しても、ベタ露光部キャリア付着を発生させるレベルにまで劣化したキャリアを確実に除去するとともに、劣化の度合いの低いキャリアの排出を抑制して、キャリアの消費量を抑制することができる。
The developing
現像器500と同様に、キャリア量検知センサ585は、一時貯留室581には貯留されたキャリアの上面が、キャリア測定部580における平板電極582PAと平板電極582PBとの対向部が一時貯留室581には貯留されたキャリアにより充填された状態になると、信号(キャリア充足信号)を接続される制御部900に発信する。
Similarly to the developing
制御部900は、キャリア量検知センサ585からのキャリア充足信号を確認すると直流電源582Eを動作させ、平板電極582PAと平板電極582PBとの対向部に挟まれたキャリアを介して流れる電流値を電流計582Aにて測定させる。
When the
制御部900は、キャリアを介して流れる電流値が、排出したいキャリアの低抵抗値化のレベルに基づいて予め定められた電流値範囲の下限値より小さいときは、現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間の電界の強さES−Bを弱め、予め定められた電流値範囲の上限値より大きいときは、現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間の電界の強さES−Bを強める。
When the value of the current flowing through the carrier is smaller than the lower limit value of the current value range determined in advance based on the level of resistance reduction of the carrier to be discharged, the
現像器500Aにおいては、キャリアを介して流れる電流値が予め定めた電流値範囲の下限値より小さいときはキャリア付着ローラ571を現像スリーブ551から離間させることにより、現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間の電界の強さES−Bを弱める。また、キャリアを介して流れる電流値が予め定められた電流値範囲の上限値より大きいときはキャリア付着ローラ571を現像スリーブ551から接近させることにより、現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間の電界の強さES−Bを強めるように制御する。
In the developing
現像器500Aにおいては、現像器500と同様に、電流値の下限値は15μA、上限値は20μAに設定されている。
In the developing
制御部900は、電流計582Aの測定値(電流値)が、排出したいキャリアの劣化のレベルに基づいて予め定められた電流値範囲の下限値(15μA)より小さいときは、キャリア付着ローラ571を現像スリーブ551から離間させ、電流値が予め定めた電流値範囲の上限値(20μA)より大きいときはキャリア付着ローラ571を現像スリーブ551から離間させるようにモータ590Mの動作を制御する。
When the measured value (current value) of the
キャリア付着ローラ571を現像スリーブ551に接近させることにより、現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間の電界の強さES−Bは強くなるので、劣化の度合いの小さいキャリアを除去できる。したがって、劣化の度合いの小さいキャリアの排出を行うことができ、ベタ露光部キャリア付着の防止が、余裕を持ってなされる。この、キャリア付着ローラ571と現像スリーブ551との間隔を変更して、電界の強さを変更することにより除去するキャリアの劣化の度合いを制御する工程は、除去キャリア劣化度制御工程の別の形態といえる。
By approaching the
また、キャリア付着ローラ571を現像スリーブ551から離間することにより、現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間の電界の強さES−Bは弱くなるので、劣化の度合いの小さいキャリアの排出を抑制することができ、無駄なキャリア排出を抑制できる。
Further, by separating the
このように、現像器500Aにおいても、現像器500と同様に、現像スリーブ551に担持された現像剤のうちの抵抗値が低下したキャリアをキャリア付着ローラ571に移動、付着させて除去する。
As described above, in the developing
また、劣化したキャリアの除去を、画像形成動作を行いながら実施できるので、劣化したキャリアの除去のために画像形成動作を中断する等の必要がなく、画像形成装置の生産性を低下させることがない。 Further, since the deteriorated carrier can be removed while performing the image forming operation, it is not necessary to interrupt the image forming operation for removing the deteriorated carrier, and the productivity of the image forming apparatus can be reduced. Absent.
そして、排出したキャリアを介して流れる電流値の大小によりキャリア付着ローラへの印加電圧を変更することにより、排出するキャリアの劣化の度合いを、湿度の変化により影響されることなく適切なレベルに保つことができる。 Then, by changing the applied voltage to the carrier adhesion roller according to the magnitude of the current flowing through the discharged carrier, the degree of deterioration of the discharged carrier is maintained at an appropriate level without being affected by changes in humidity. be able to.
このように、劣化したキャリアによる不具合の発生を防止できるとともに、劣化の度合いの小さいキャリアまで排出してしまうことが防止されるので、キャリアの無駄な消耗を抑制することができる。 In this way, it is possible to prevent the occurrence of problems due to the deteriorated carrier, and it is possible to prevent the carrier having a small degree of deterioration from being discharged, so that wasteful consumption of the carrier can be suppressed.
本発明の第3の実施形態は、図1に示した第1の形態である画像形成装置における現像器500を後述する現像器500Bに置き換えた形態をなす画像形成装置である。
The third embodiment of the present invention is an image forming apparatus in which the developing
第3の実施形態の画像形成装置は、現像器以外はすべて第1の形態である画像形成装置と同一の構成をなし、第1の形態である画像形成装置と同一の動作を行うので、現像器以外の動作の説明は省略し、以下、現像器に係る動作を主に説明する。 The image forming apparatus according to the third embodiment has the same configuration as the image forming apparatus according to the first embodiment except for the developing device, and performs the same operation as the image forming apparatus according to the first embodiment. Description of operations other than the developer will be omitted, and the operation relating to the developing device will be mainly described below.
図4は、第3の実施形態の画像形成装置に組み込まれる現像器500Bの構成、及び、現像動作を説明する模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the configuration and developing operation of the developing
現像器500Bは、前述した第1の実施形態における現像器500が、排出したキャリアの劣化の度合いを、排出したキャリアを介して流れる電流値を測定するキャリア測定部580を有していたのに対し、排出したキャリアの透磁率により測定するキャリア測定部580Bを有する以外は現像器500と同一の構成を有する。
The developing
現像器500Bにおける、前述した現像器500と同じ名称、符号を付された部材は、特に記述のないかぎり、現像器500を構成する同じ名称、符号を付された部材と同じ内容、構成であり、現像器500と同じ位置関係にて配置されている。
In the developing
例えば、現像器500Bの現像スリーブ551と感光体ドラム410との間隙は現像器500と同じ0.3mm、である。
For example, the gap between the developing
また現像スリーブ551に印加される電圧は現像器500の現像スリーブ551印加される電圧と同一であり−500Vである。そして、現像器500に同じく、キャリア付着ローラ571及び回収ローラ572には、電圧可変直流電源590Eにより電圧が印加される。電圧可変直流電源590Eは出力電圧を変更可能な電源であり、出力電圧は制御部900の制御により変更される。例えば、本実施の形態においては+200Vがデフォルト値である。
The voltage applied to the developing
また、感光体ドラム410の帯電器430による帯電電位(背景部)は−600Vであり、最大出力で照射された部分(ベタ露光部)の電位は−100Vとなるように構成されている。
Further, the charging potential (background portion) of the
したがって、現像器500Bにおける現像スリーブ551と感光体ドラム410のベタ露光部との間の電界の強さES−Dは、
ES−D=((−500V−(−100V))/0.3mm
=−1333×103V/m
となる。
Therefore, the strength E SD of the electric field between the developing
E SD = ((− 500 V − (− 100 V)) / 0.3 mm
= -1333 × 10 3 V / m
It becomes.
また、現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間の電界の強さES−Bは、キャリア付着ローラ571に印加する電圧を例えばデフォルト値である+200Vにしたとき、
ES−B=((−500V−(+200V))/0.25mm
=−2800×103V/m
となり、現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間の電界の強さES−Bは、現像スリーブ551と感光体ドラム410におけるベタ露光部との間の電界の強さES−Dよりも強くなるように構成されている。
Further, the strength E S-B of the electric field between the developing
E S-B = ((- 500V - (+ 200V)) / 0.25mm
= -2800 × 10 3 V / m
Next, the strength E S-B of the electric field between the developing
現像器500Bにおいては、現像器500と同様に、キャリア付着ローラ571に印加する電圧を変更することにより排出するキャリアの、劣化の度合いのレベルを変更する。
In the developing
580Bは、キャリア貯留室576から排出されたキャリアの劣化の度合いを測定するキャリア測定部である。
580B is a carrier measurement unit that measures the degree of deterioration of the carrier discharged from the
本実施の形態の現像器500Bにおけるキャリア測定部580Bは、排出されたキャリアの劣化の度合いを、キャリアの透磁率にて検出し、出力する。
The
キャリア測定部580Bは、キャリア貯留室576から排出されたキャリアを一時貯留する一時貯留室581と、一時貯留室581には貯留されたキャリアの劣化の度合いを透磁率の測定値として出力する透磁率センサ583を有する。また、585は、一時貯留室581には貯留されたキャリアの量がキャリア特性を測定することが可能な量に到達したか否かを検出するキャリア量検知センサ585である。
The
透磁率センサ583は、一時貯留室581には貯留されキャリアの透磁率を測定し、電圧値として出力する。
The
排出されたキャリアにおける劣化していないキャリアの比率が高いときは透磁率が小さく、透磁率センサ583の出力値、すなわち電圧値が高くなる。一方、劣化していないキャリアの比率が低いときは透磁率が大きくさく、透磁率センサ583の出力値、すなわち電圧値が小さくなる。したがって、電圧値にて劣化の度合いを判断することができる。この、透磁率を以て除去されたキャリアの劣化の度合いを測定する工程は、キャリア劣化度測定工程の別の形態といえる。
When the ratio of undegraded carriers in the discharged carriers is high, the magnetic permeability is small, and the output value of the
現像器500Bに使用される未使用のキャリア、すなわち初期の抵抗値を有するキャリアを一時貯留室581に所定量貯留し、透磁率センサ583にて透磁率を測定した結果、出力値は1.6〜1.8Vであることが確認されている。
As a result of storing a predetermined amount of unused carriers used in the developing
制御部900は、透磁率センサ583の出力値に基づいて電圧可変直流電源590Eの出力電圧を変化させる。
The
制御部900は、透磁率センサ583の出力値が、排出したいキャリアの低抵抗値化のレベルに基づいて予め定められた出力値範囲の下限値より小さいときは、電圧可変直流電源590Eの出力電圧値を低め、出力値が予め定めた出力値範囲の上限値より大きいときは電圧可変直流電源590Eの出力電圧値を高めるように電圧可変直流電源590Eの動作を制御する。
When the output value of the
現像器500Bにおいては、出力値の下限値は2.0V、上限値は2.5Vに設定されている。
In the developing
下限値2.0Vは、ベタ露光部キャリア付着を発生させるレベルに対して十分に安全側にあるレベルの抵抗値を有するキャリアの出力値であり、現像器500Bの構成及び使用する現像剤(キャリア)の特性を踏まえて別途求められた値である。透磁率センサ583が検出した出力値が下限値2.0Vよりも小さい状態は、除去したキャリアにおける劣化の度合いの小さいキャリアの比率が高い状態であり、無駄なキャリア排出が行われている可能性がある状態である。
The lower limit value of 2.0 V is an output value of a carrier having a resistance value at a level sufficiently safe with respect to the level at which the solid exposure portion carrier adhesion occurs, and the configuration of the developing
制御部900は、透磁率センサ583の出力値が下限値である2.0Vより小さいとき、電圧可変直流電源590Eの出力電圧値を低めるように制御する。電圧可変直流電源590Eの出力電圧値を低めることにより、劣化の度合いの小さいキャリアの排出を抑制することができ、無駄なキャリア排出を抑制できる。
When the output value of
一方、上限値2.5Vは、抵抗値が初期の抵抗値から低下し、ベタ露光部キャリア付着を発生させるレベルに近い危険なレベルにあるキャリアの出力値である。透磁率センサ583が検出した出力値が上限値2.5Vよりも大きい状態は、除去したキャリアにおける劣化の度合いの大きいキャリアの比率が高く、現像スリーブ551にはベタ露光部キャリア付着を発生させるレベルに近いレベルの抵抗値のキャリアが残存する可能性が高く、ベタ露光部キャリア付着の防止に余裕がない状態である。
On the other hand, the upper limit value of 2.5 V is an output value of a carrier at a dangerous level close to a level at which the resistance value decreases from the initial resistance value and the solid exposure portion carrier adhesion occurs. When the output value detected by the
制御部900は、透磁率センサ583が検出した出力値が上限値である2.5Vより大きいとき、電圧可変直流電源590Eの出力電圧値を高めるように制御する。電圧可変直流電源590Eの出力電圧値を高めることにより、劣化の度合いのより小さいキャリアの排出を行うことができ、ベタ露光部キャリア付着の防止が、余裕を持ってなされる。
When the output value detected by
このように、本発明の実施に形態1における現像器500は、現像剤搬送体である現像スリーブ551に対向して配置され、所定の電圧が印加されたキャリア付着ローラにより、現像スリーブ551に担持された現像剤のうちの劣化したキャリアをキャリア付着ローラ571に移動、付着させて除去する。
As described above, the developing
また、劣化したキャリアの除去を、画像形成動作を行いながら実施できるので、劣化したキャリアの除去のために画像形成動作を中断する等の必要がなく、画像形成装置の生産性を低下させることがない。 Further, since the deteriorated carrier can be removed while performing the image forming operation, it is not necessary to interrupt the image forming operation for removing the deteriorated carrier, and the productivity of the image forming apparatus can be reduced. Absent.
そして、排出したキャリアの透磁率の大小によりキャリア付着ローラへの印加電圧を変更することにより、排出するキャリアの劣化の度合いを、湿度の変化により影響されることなく適切なレベルに保つことができる。 And by changing the applied voltage to the carrier adhesion roller according to the magnitude of the permeability of the discharged carrier, the degree of deterioration of the discharged carrier can be kept at an appropriate level without being affected by the change in humidity. .
このように、劣化したキャリアによる不具合の発生を防止できるとともに、劣化の度合いの小さいキャリアまで排出してしまうことが防止されるので、キャリアの無駄な消耗を抑制することができる。 In this way, it is possible to prevent the occurrence of problems due to the deteriorated carrier, and it is possible to prevent the carrier having a small degree of deterioration from being discharged, so that wasteful consumption of the carrier can be suppressed.
制御部900は出力値が、予め定められた出力値範囲の下限値より小さいとき、すなわち15μAより小さいとき、電圧可変直流電源590Eの出力電圧値を低めるように制御する。電圧可変直流電源590Eの出力電圧値を低めることにより劣化の度合いの小さいキャリアの排出を抑制することができる。
When the output value is smaller than the lower limit value of a predetermined output value range, that is, smaller than 15 μA,
また、出力値が予め定めた電流値範囲の上限値より大きいとき、すなわち20μAより大きいとき、電圧可変直流電源590Eの出力電圧値を高めるように制御する。電圧可変直流電源590Eの出力電圧値を高めることにより劣化の度合いの小さいキャリアの排出を促進させる。
Further, when the output value is larger than the upper limit value of the predetermined current value range, that is, when it is larger than 20 μA, control is performed to increase the output voltage value of the voltage variable
このように、現像剤収容室513内の現像剤から、現像スリーブ551、キャリア付着ローラ571、回収ローラ572を経由して劣化したキャリアを除去することができる。
Thus, the deteriorated carrier can be removed from the developer in the
そして、排出したキャリアの透磁率の大小によりキャリア付着ローラへの印加電圧を変更することにより、排出するキャリアの劣化の度合いを適切なレベルとすることができる。 Then, the degree of deterioration of the discharged carrier can be set to an appropriate level by changing the voltage applied to the carrier adhesion roller depending on the magnetic permeability of the discharged carrier.
また、劣化したキャリアの除去を、画像形成動作を行いながら実施できるので、劣化したキャリアの除去のために画像形成動作を中断する等の必要がなく、画像形成装置の生産性を低下させることがない。 Further, since the deteriorated carrier can be removed while performing the image forming operation, it is not necessary to interrupt the image forming operation for removing the deteriorated carrier, and the productivity of the image forming apparatus can be reduced. Absent.
このように、劣化したキャリアによる不具合の発生を防止できるとともに、劣化の度合いの低いキャリアまで排出してしまうことが防止されるのでキャリアの無駄な消耗を抑制することができる。 In this way, it is possible to prevent the occurrence of problems due to the deteriorated carrier, and it is possible to prevent the carrier having a low degree of deterioration from being discharged, so that wasteful consumption of the carrier can be suppressed.
本発明の実施の形態の画像形成装置が、劣化したキャリアの効率的な除去に有効であることを以下のように確認した。 It was confirmed as follows that the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention is effective in efficiently removing deteriorated carriers.
実施例1は、図2に示した本発明の実施の第1の形態である現像器500を組み込んだ画像形成装置である。
Example 1 is an image forming apparatus incorporating the developing
実施例1における諸条件は、
現像スリーブ551の現像剤搬送量 200g/m2
キャリア付着ローラ571 あり
回収ローラ572 あり
層厚規制部材555 あり
現像スリーブ551への印加電圧 −500V
キャリア付着ローラ571への印加電圧 (+200V)
デフォルト値+200Vでスタート、排出したキャリアの劣化の度合いに応じ変更される
回収ローラへの印加電圧
キャリア付着ローラ571への印加電圧と同一にする
現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間隔 0.25mm
現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間隔 0.25mm
キャリア付着ローラ571と回収ローラ572との間隔 0.2mm
現像スリーブ551と層厚規制部材555との間隔 0.25mm
である。
The conditions in Example 1 are as follows:
Developer transport amount of developing
Applied voltage to carrier adhesion roller 571 (+ 200V)
The default voltage is + 200V. The voltage applied to the collection roller is changed according to the degree of deterioration of the discharged carrier.
The voltage applied to the
The distance between the developing
Distance between
The distance between the developing
It is.
また、実施例1における感光体ドラム410との関連条件は、
感光体ドラム410と現像スリーブ551との間隔 0.3mm
感光体ドラム410の背景部電位 −600V
感光体ドラム410のベタ露光部電位 −100V
である。
Further, the conditions related to the
The distance between the
Background potential of photosensitive drum 410 -600V
Solid exposure part potential of photoconductor drum 410 -100V
It is.
実施例2は、図3に示した本発明の実施の第2の形態である現像器500Aを組み込んだ画像形成装置である。
The second embodiment is an image forming apparatus incorporating the developing
実施例2における諸条件は、
現像スリーブ551の現像剤搬送量 200g/m2
キャリア付着ローラ571 あり
回収ローラ572 あり
層厚規制部材555 なし
現像スリーブ551への印加電圧 −500V
キャリア付着ローラ571への印加電圧 +200V
回収ローラへの印加電圧 +200V
キャリア付着ローラ571への印加電圧と同一にする
現像スリーブ551とキャリア付着ローラ571との間隔 (0.25mm)
デフォルト値0.25mmでスタート、排出したキャリアの劣化の度合いに応じ変更される。
The conditions in Example 2 are as follows:
Developer transport amount of developing
Applied voltage to
Applied voltage to collection roller + 200V
Same voltage applied to
The default value is changed to 0.25 mm according to the degree of deterioration of the discharged and discharged carriers.
キャリア付着ローラ571と回収ローラ572との間隔 0.2mm
また、実施例2における感光体ドラム410との関連条件は、
感光体ドラム410と現像スリーブ551との間隔 0.3mm
感光体ドラム410の背景部電位 −600V
感光体ドラム410のベタ露光部電位 −100V
である。
Distance between
Further, the conditions related to the
The distance between the
Background potential of photosensitive drum 410 -600V
Solid exposure part potential of photoconductor drum 410 -100V
It is.
実施例3は、図4に示した本発明の実施の第3の形態である現像器500Bを組み込んだ画像形成装置である。
The third embodiment is an image forming apparatus incorporating the developing
実施例3における現像器500Bは、実施例1における現像器500がキャリア測定部580にてキャリアの抵抗値の度合いを測定し、測定結果にて電圧可変直流電源590Eの出力電圧値を変更するに対して、キャリア測定部580Bにてキャリアの抵抗値の度合いを測定し、測定結果にて電圧可変直流電源590Eの出力電圧値を変更することが異なるのみであり、諸条件は実施例1と同じである。
In the developing
比較例1は、図1に示した第1の形態である画像形成装置における現像器500を後述する500Pに置き換えた形態をなす画像形成装置である。
Comparative Example 1 is an image forming apparatus in which the developing
図5は、現像器500Pの構成、及び、現像動作を説明する模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the configuration of the developing
現像器500Pは、キャリア排出モードで動作するとき、地肌ポテンシャル(感光体ドラムの帯電電位と、現像スリーブに付与される現像バイアス電位との差)を画像形成モードで動作させるときより大きくすることにより、劣化したキャリアを現像スリーブより感光体ドラムに移行させて除去する。したがって前述した第1の実施形態における現像器500におけるキャリア除去部570を有していない。
When the developing
現像器500Pにおいて、現像器500と同じ名称、符号を付された部材は、現像器500を構成する部材と同一であり、それぞれの機能、動作の説明は現像器500の説明においてなされているので、ここでの説明は省略し、異なる機能を有する箇所について説明する。
In the developing
現像器500Pにおける諸条件は、
現像スリーブ551の現像剤搬送量 200g/m2
キャリア付着ローラ571 なし
回収ローラ572 なし
現像スリーブ551への印加電圧
画像形成モード動作時 −500V
キャリア排出モード動作時 −500V
である。
Various conditions in the developing
Developer transport amount of developing
-500V during carrier discharge mode operation
It is.
また、現像器500Pにおける感光体ドラム410との関連条件は、
感光体ドラム410と現像スリーブ551との間隔 0.3mm
感光体ドラム410の電位
画像形成モード動作時
背景部 −600V
ベタ露光部 −100V
キャリア排出モード動作時
背景部 −800V
ベタ露光部 なし
である。
Further, the conditions related to the
The distance between the
Solid exposure unit -100V
When in carrier discharge mode Background -800V
No solid exposure area.
ここで画像形成モードとは、通常の画像形成動作、すなわち現像を行うためのモードであり、キャリア排出モードとは、現像剤収容室513内の現像剤から劣化したキャリアを除去する動作を行うためのモードである。
Here, the image forming mode is a normal image forming operation, that is, a mode for performing development, and the carrier discharge mode is for performing an operation of removing the deteriorated carrier from the developer in the
キャリア排出モードにおいては、帯電電位を−800Vとするとともに、画像書き込み部300からの出力光による書き込みを行わない。そして、このような条件において感光体ドラム410及び500Pを動作させることにより、回転する現像スリーブ551により現像領域に搬送された現像剤の劣化したキャリアを、感光体ドラム410に移行させることができる。
In the carrier discharge mode, the charging potential is set to −800 V, and writing by the output light from the
キャリア排出モードにおいては、地肌ポテンシャル(感光体ドラム410の帯電電位と、現像スリーブ551に付与される現像バイアス電位との差)が、
−800V−(−500V)=−300V
であり、画像形成時モードにおける地肌ポテンシャル
−600V−(−500V)=−100V
よりも大きいので、回転する現像スリーブ551により現像領域に搬送された現像剤から劣化したキャリアを感光体ドラム410に移行させることができる。
In the carrier discharge mode, the background potential (the difference between the charging potential of the
-800V-(-500V) =-300V
The background potential in the image forming mode −600V − (− 500V) = − 100V
Therefore, the carrier deteriorated from the developer conveyed to the developing region by the rotating developing
このように、現像器500Pは、キャリア排出モードで動作させるとき、現像剤収容室513内の現像剤から、現像スリーブ551、感光体ドラム410を経由して劣化したキャリアを除去することができる。感光体ドラム410に移行した劣化したキャリアは、クリーナ460のクリーニングブレード461により感光体ドラム410の周面から除去され、排出される。
As described above, when the developing
なお、現像器500Pにおいては、キャリア排出モードにおける感光体ドラム410の帯電電位は、画像形成モードにおける感光体ドラム410の帯電電位と異なるので、画像形成モードとキャリア排出モードとを同時に実行することはできず、キャリア排出モードで動作中は画像形成を行うことはできない。このため、通常は画像形成モードにて画像形成を行い、予め定めた所定の条件を満たすときキャリア排出モードにて動作させるように構成することが好ましい。例えば、所定の枚数の画像形成を終了する毎に画像形成モードからキャリア排出モードに切り替えて、キャリア排出モードにて所定の時間動作させ、再び画像形成モードにて動作させることを繰り返すように構成されている。
In the developing
キャリア排出モードにおいては、バイアス電源559による現像スリーブ551への印加電圧を−800Vとする。また、感光体ドラム410は帯電電位を−900Vとするとともに、画像書き込み部300からの出力光による書き込みを行わない。このような条件のキャリア排出モードにて動作させることにより、回転する現像スリーブ551により現像領域に搬送された現像剤の劣化したキャリアを、感光体ドラム410に移行させることができる。
In the carrier discharge mode, the voltage applied to the developing
現像剤の劣化したキャリアを、感光体ドラム410に移行させることにより現像剤収容室513内に収容された現像剤の総量が減少する。現像剤の減少により現像剤の上面が所定の高さより低下したことが、現像剤上面検知センサ517によって検知されると、キャリアホッパ530に貯留されているキャリア(新鮮な、劣化していない)を現像剤収容室513に供給される。
By transferring the carrier having deteriorated developer to the
比較例2は、図1に示した第1の形態である画像形成装置における現像器500を後述する現像器500Tに置き換えた形態をなす画像形成装置である。
Comparative Example 2 is an image forming apparatus in which the developing
図6は現像器500Tの構成、及び、現像動作を説明する模式図である。現像器500Tは、いわゆるトリクル方式により現像剤補給を行う形式の現像器であり、前述した現像器500におけるキャリア除去部570を有していない。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the configuration of the developing
現像器500Tにつき以下説明する。なお、現像器500Tにおいて、現像器500と同じ名称、符号を付された部材は、現像器500を構成する部材と同一であり、それぞれの機能、動作の説明は現像器500の説明においてなされているので、ここでの説明は省略し、異なる機能を有する箇所について説明する。
The developing
現像器500Tにおける現像剤収容室513の図示右方には現像剤収容室513内の過剰となった現像剤を排出する現像剤排出口512と、現像剤排出口512から排出された現像剤を貯留する現像剤貯留室515、現像剤貯留室515内の現像剤を排出する現像剤排出スクリュー581が配されている。
On the right side of the
現像器筐体510の図示上方には、所定の比率に混合されたトナー及びキャリアからなる現像剤を貯留する現像剤ホッパ540が配置されており、現像剤収容室513内の現像剤の状況に応じて貯留されている現像剤が非図示の供給経路を介して現像剤収容室513に供給される。なお、本実施の形態においては、現像剤ホッパ540に貯留されている現像剤のトナーとキャリアとの質量比は、
トナー:キャリア=9:1
である。
A
Toner: Carrier = 9: 1
It is.
トナー濃度検知センサ514によって現像剤収容室513内のトナー濃度が所定のトナー濃度より低下したことが検知されたとき現像剤ホッパ540に貯留されている現像剤が現像剤収容室513に供給される。
When the toner
現像器500Tにおいては、現像を繰り返すことにより、現像剤収容室513内のトナー濃度が所定の値以下になったことがトナー濃度検知センサ514に検知されると、現像剤ホッパ540の現像剤吐出口541を閉鎖しているシャッタ542を動作させて現像剤吐出口541を開放し、現像剤ホッパ540に貯留されている現像剤を非図示の供給経路を経由して現像剤収容室513に供給する。現像剤が供給されることにより、現像剤収容室513内の現像剤中のトナーの比率が高くなり、トナー濃度が上昇する。
In the developing
そして、現像剤収容室513内の現像剤のトナー濃度が所定の値以上になるとシャッタ542を動作させて現像剤吐出口541を閉鎖し、現像剤ホッパ540からの現像剤の供給を停止する。
When the toner concentration of the developer in the
現像剤収容室513内に収容された現像剤の総量は現像剤ホッパ540からの現像剤の供給により増大し、現像剤収容室513に収容されている現像剤の上面の高さを上昇させる。
The total amount of the developer stored in the
現像剤収容室513に収容されている現像剤の上面が、現像剤排出口512に到達すると、現像剤は現像剤排出口512から溢れ出る。現像剤排出口512から溢れ出た現像剤は、現像剤貯留室515に貯留され、現像剤排出スクリュー581の動作により不図示の排出経路を介して排出される。
When the upper surface of the developer stored in the
現像剤排出口512から現像器筐体510の外部に溢れ出る現像剤は現像剤収容室513に収容されているトナーとキャリアの混合体であり、反復使用されて劣化したキャリアとともに、現像剤ホッパ540から供給された現像剤に含まれていた新しいキャリアも含まれることになる。
The developer overflowing from the
比較例2における諸条件は、
現像スリーブ551の現像剤搬送量 200g/m2
キャリア付着ローラ571 なし
回収ローラ572 なし
現像スリーブ551への印加電圧 −500V
である。
Various conditions in Comparative Example 2 are:
Developer transport amount of developing
It is.
また、比較例2における感光体ドラム410との関連条件は、
感光体ドラム410と現像スリーブ551との間隔 0.3mm
感光体ドラム410の背景部電位 −600V
感光体ドラム410のベタ露光部電位 −100V
であり、実施例1と同じである。
Further, the conditions related to the
The distance between the
Background potential of photosensitive drum 410 -600V
Solid exposure part potential of photoconductor drum 410 -100V
The same as in the first embodiment.
実施例1、2、3及び比較例1、2、を用いて、所定のパターンを連続プリントアウトし、劣化したキャリアが適格に除去されるかどうかを比較するテストを実施した。 Using Examples 1, 2, 3 and Comparative Examples 1, 2, a predetermined pattern was continuously printed out, and a test was performed to compare whether the deteriorated carrier was properly removed.
テスト条件
印字パターン 印字率5%(モノクロ)
用紙サイズ A4
プリント数 200×103枚(連続)
現像スリーブ551の現像剤搬送量 200g/m2
なお、比較例1は、画像形成を500枚実施する毎にキャリア排出モードに切り替えて、キャリア排出モードにて20秒間動作させるパターンを繰り返して合計200×103枚をプリントアウトした。
Test conditions Print pattern Print rate 5% (monochrome)
Paper size A4
Number of prints 200 × 10 3 (continuous)
Developer transport amount of developing
In Comparative Example 1, every
評価内容及び方法
ベタ露光部キャリア付着
劣化したキャリアはベタ露光部に付着しやすい。ベタ露光部キャリア付着が多いことは、現像剤中の劣化したキャリアの比率が高いことを表す。テストでは、合計200×103枚のプリントを、50×103枚ずつに区切って実行し、プリント開始前(0枚)から50×103枚のプリントが終了する都度、A3サイズの用紙にベタ露光を行い、ベタ露光部に付着しているキャリアの個数を目視にて確認し、ベタ露光部に付着しているキャリアの個数が10個以下であるものを、○(優)、10個超のものを、×(劣)、とした。
Evaluation contents and method Solid exposure part carrier adhesion Deteriorated carrier tends to adhere to a solid exposure part. A large amount of solid-exposed portion carrier adhesion indicates a high ratio of deteriorated carriers in the developer. In the test, a total of 200 × 10 3 prints were divided into 50 × 10 3 prints, and each time 50 × 10 3 prints were completed before the start of printing (0 sheets), A3 size paper was printed. Perform solid exposure, visually confirm the number of carriers adhering to the solid exposure part, and the number of carriers adhering to the solid exposure part is 10 or less. The super thing was made into x (poor).
キャリア排出量
合計200×103枚のプリント実行を、50×103枚ずつに区切って実行し、各50×103枚のプリントを実行する過程で排出したキャリアの量(質量)を計量した。
The carrier emission Total 200 × 10 3 sheets of print execution, and executes separated one by 50 × 10 3 sheets were weighed amount of discharged carriers (mass) in the course of performing the respective 50 × 10 3 prints .
以下、テストの結果を示す。 The test results are shown below.
表1は、200×103枚のプリント実行にともなうベタ露光部キャリア付着の確認結果を示す表である。表1に示すように、実施例1、2、3、は、200×103枚のプリント実行の過程にて、10個を越えるベタ露光部キャリア付着の発生はない。すなわち、200×103枚のプリント実行の間に劣化したキャリアによる不具合の発生は抑制されており、現像剤中から劣化したキャリアは適切に除去されているといえる。一方、比較例1では150×103枚目、200×103枚目のプリント終了後に、10個を越えるベタ露光部キャリア付着の発生が確認されている。また、比較例2では、100×103枚目、150×103枚目、200×103枚目のプリント終了後に、10個を越えるベタ露光部キャリア付着の発生が確認されている。比較例1及び2においては、劣化したキャリアの除去は適切になされていないことがいえる。したがって、ベタ露光部キャリア付着の観点からは、実施例1、実施例2、比較例3は、○(優)、と評価し、比較例1、比較例2は、実施例1、実施例2、比較例3に対して、×(劣)、と評価できる。 Table 1 is a table showing the result of confirming that the solid-exposed portion carrier adheres when 200 × 10 3 sheets are printed. As shown in Table 1, in Examples 1, 2, and 3, there is no occurrence of adhesion of more than 10 solid exposure part carriers in the process of printing 200 × 10 3 sheets. That is, it can be said that the occurrence of defects due to the deteriorated carrier during execution of printing of 200 × 10 3 sheets is suppressed, and the deteriorated carrier is appropriately removed from the developer. On the other hand, in Comparative Example 1, it was confirmed that more than 10 solid exposure part carriers were adhered after the 150 × 10 3rd and 200 × 10 3rd sheets were printed. In Comparative Example 2, it was confirmed that more than 10 solid exposed portion carriers were adhered after the printing of the 100 × 10 3rd sheet, 150 × 10 3rd sheet, and 200 × 10 3rd sheet was completed. In Comparative Examples 1 and 2, it can be said that the deteriorated carrier is not properly removed. Therefore, from the viewpoint of solid exposure part carrier adhesion, Example 1, Example 2, and Comparative Example 3 are evaluated as “good”, and Comparative Example 1 and Comparative Example 2 are Examples 1 and 2. In comparison with Comparative Example 3, it can be evaluated as x (poor).
表2は、200×103枚のプリントを50×103枚ずつに区切って実行したときのキャリア排出量の計量結果を示す表である。表2に示すように、実施例1、実施例2、実施例3は、50×103枚の各区切りの間のプリント実行に際し排出したキャリアの量(質量)が34〜43gの範囲であるに対して、比較例1では121〜148g、比較例2では、62〜69gであった。排出したキャリアが多かった比較例1は、表1に示すようにベタ露光部キャリア付着が発生していることから、劣化したキャリアの除去は適切になされておらず、劣化していないキャリアも相当量排出されていると考えられる。また、比較例2は、排出したキャリアの量(質量)は実施例1、実施例2、実施例3と比較して多いが、表1に示すようにベタ露光部キャリア付着が発生していることから、劣化したキャリアの除去は適切になされていないと考えられる。 Table 2 is a table showing measurement results of the carrier discharge amount when 200 × 10 3 prints are divided into 50 × 10 3 prints. As shown in Table 2, in Example 1, Example 2, and Example 3, the amount (mass) of the carrier discharged during printing between 50 × 10 3 sheets is in the range of 34 to 43 g. On the other hand, in Comparative Example 1, it was 121-148 g, and in Comparative Example 2, it was 62-69 g. In Comparative Example 1 where a large number of carriers were discharged, as shown in Table 1, since the solid exposure part carrier adhesion occurred, the removal of the deteriorated carrier was not properly performed, and the carrier that was not deteriorated was considerable. The amount is considered to be discharged. Further, in Comparative Example 2, the amount (mass) of the discharged carrier is larger than that in Example 1, Example 2, and Example 3, but solid exposure part carrier adhesion occurs as shown in Table 1. Therefore, it is considered that the deteriorated carrier is not properly removed.
このように、実施例1、2,3の有効性、すなわち本発明の有効性が確認された。 Thus, the effectiveness of Examples 1, 2, and 3, that is, the effectiveness of the present invention was confirmed.
前述のように、画像形成装置10は、現像領域に搬送されるトナーとキャリアからなる現像剤から劣化したキャリアを除去し、ベタ露光部キャリア付着を発生させない。
As described above, the
これは反復使用されるキャリアから劣化したキャリアを除去して、ベタ露光部キャリア付着を発生させないレベルにキャリアの特性を管理しているともいえ、画像形成装置10は、ベタ露光部キャリア付着を発生させないレベルにキャリアの特性を管理するキャリア管理方法を適用しつつ画像形成動作を実行している、ともいえる。
This can be said to remove the deteriorated carrier from the repetitively used carrier and manage the characteristics of the carrier to a level that does not cause the solid exposure part carrier adhesion, but the
画像形成装置10が適用しているキャリア管理方法は、現像剤搬送体に対向して配置されたキャリア除去部との間に所定の電界を形成して、現像剤搬送体により感光体との対向位置に搬送される現像剤から初期と比較して劣化したキャリアをキャリア除去部に付着させて除去する劣化キャリア除去工程、キャリア除去工程にて除去されたキャリアの劣化の度合いを測定するキャリア劣化度測定工程、キャリア測定工程における測定結果に基づいてキャリア除去工程における電界の強さを変更することにより除去するキャリアの劣化の度合いを制御する除去キャリア劣化度制御工程、を有する。
The carrier management method applied by the
そして、これら、劣化キャリア除去工程、キャリア劣化度測定工程、除去キャリア劣化度制御工程を適用することにより、画像形成動作中においても、現像剤から劣化したキャリアを除去することが可能で、ベタ露光部キャリア付着を発生させないことを可能にしている。 By applying these deteriorated carrier removal step, carrier deterioration degree measuring step, and removed carrier deterioration degree control step, it is possible to remove the deteriorated carrier from the developer even during the image forming operation. It is possible to prevent the occurrence of partial carrier adhesion.
なお、キャリア測定工程におけるキャリアの劣化の度合いの測定は、キャリア除去工程にて除去されたキャリアを介して流れる電流値を以て行ってもよいし、キャリア除去工程にて除去されたキャリアの透磁率を以て行ってもよい。また、キャリア除去工程においては、キャリア除去部に印可する電圧を変更することにより電界の強さを変更してもよいし、キャリア除去部と前記現像剤搬送体との間隔を変更して電界の強さを変更してもよい。 Note that the measurement of the degree of carrier degradation in the carrier measurement step may be performed using the value of the current flowing through the carrier removed in the carrier removal step, or with the permeability of the carrier removed in the carrier removal step. You may go. In the carrier removal step, the electric field strength may be changed by changing the voltage applied to the carrier removal unit, or the distance between the carrier removal unit and the developer transport body may be changed. You may change the strength.
10 画像形成装置
100 原稿読み取り部
200 画像処理部
300 画像書き込み部
400 画像形成部
410 感光体ドラム
420 イレーサランプ
430 帯電器
450 転写部
460 クリーナ
461 クリーニングブレード
500、500A、500B、500P,500T 現像器
510 現像器筐体
513 現像剤収容室
514 トナー濃度検知センサ
517 現像剤上面検知センサ
520 トナーホッパ
521 トナー吐出口
522 シャッタ
530 キャリアホッパ
531 キャリア吐出口
532 シャッタ
540 現像剤ホッパ
541 現像剤吐出口
542 シャッタ
551 現像スリーブ
552 マグネットロール
559 バイアス電源
555 層厚規制部材
561、562 スクリュー
570 キャリア除去部
571 キャリア付着ローラ
572 回収ローラ
573 スクレーパ
574 キャリア排出スクリュー
576 キャリア貯留室
579 直流電源
580、580B キャリア測定部
582 電流検出部
582A 電流計
582E 直流電源
583 透磁率センサ
590、590A 電界強度変更部
590E 電圧可変直流電源
590M モータ
591 キャリア付着ローラ基板
600 定着部
700 給紙搬送部
800 操作表示部
900 制御部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記感光体に出力光を照射し前記感光体に静電潜像を形成する画像書き込み部と、
前記感光体に所定の間隔にて対向して回転可能に配置され、トナーとキャリアからなる現像剤を担持して前記感光体との対向位置まで搬送する現像剤搬送体を有する現像器と、を有し、
前記感光体と現像剤搬送体との対向位置で、前記感光体と前記現像剤搬送体との間の電界により前記現像剤搬送体に担持された現像剤のうちのトナーを前記感光体に移行させて前記感光体に担持された静電潜像を現像する画像形成装置において、
前記現像剤搬送体との間に電界を形成して初期と比較して劣化したキャリアを前記現像剤搬送体から除去するキャリア除去部と、
前記キャリア除去部が除去したキャリアの劣化の度合いを測定するキャリア測定部と、
前記キャリア測定部の測定結果に基づいて前記キャリア除去部と前記現像剤搬送体との間の電界の強さを変更する電界強度変更部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 A photoreceptor,
An image writing unit that irradiates the photosensitive member with output light and forms an electrostatic latent image on the photosensitive member;
A developing device having a developer conveying body that is rotatably disposed facing the photoconductor at a predetermined interval and carries a developer composed of toner and a carrier and conveys the developer to a position facing the photoconductor; Have
The toner in the developer carried on the developer transport body is transferred to the photoconductor by an electric field between the photoconductor and the developer transport body at a position where the photoconductor and the developer transport body face each other. In the image forming apparatus for developing the electrostatic latent image carried on the photoreceptor,
A carrier removing unit that forms an electric field between the developer transport body and removes the deteriorated carrier from the developer transport body from the initial stage;
A carrier measuring unit for measuring the degree of deterioration of the carrier removed by the carrier removing unit;
An electric field strength changing unit that changes the strength of the electric field between the carrier removing unit and the developer transport body based on the measurement result of the carrier measuring unit;
An image forming apparatus comprising:
前記キャリア除去部と前記現像剤搬送体との間の電界の強さは、少なくとも前記画像書き込み部の最大出力の出力光で照射された前記感光体の照射部分と前記現像剤搬送体との間の電界の強さよりも強いことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The carrier removing unit is disposed on the upstream side in the rotation direction of the developer transport body from a position where the developer transport body and the photosensitive body face each other.
The strength of the electric field between the carrier removal unit and the developer transport body is at least between the irradiated portion of the photoconductor and the developer transport body irradiated with the output light of the maximum output of the image writing unit. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is stronger than an electric field.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN1299400C (en) * | 2002-09-30 | 2007-02-07 | 日本航空电子工业株式会社 | Connector capable of long-term keeping switching contact force |
JP2014010248A (en) * | 2012-06-28 | 2014-01-20 | Ricoh Co Ltd | Device for measuring deterioration state of developer, image forming apparatus, and maintenance management system |
-
2010
- 2010-06-17 JP JP2010138107A patent/JP2012003047A/en active Pending
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