【実施例1】
【0014】
図1は実施例1の画像形成装置の説明図である。
図2は実施例1の画像形成装置の要部説明図である。
図1において、本発明の実施例1の画像形成装置の一例としての複写機Uは、記録部の一例であって、画像記録装置の一例としてのプリンタ部U1を有する。プリンタ部U1の上部には、読取部の一例であって、画像読取装置の一例としてのスキャナ部U2が支持されている。スキャナ部U2の上部には、原稿の搬送装置の一例としてのオートフィーダU3が支持されている。実施例1のスキャナ部U2には、入力部の一例としてのユーザインタフェースUIが支持されている。前記ユーザインタフェースUIは、操作者が入力をして、複写機Uの操作が可能である。
【0015】
オートフィーダU3の上部には、媒体の収容容器の一例としての原稿トレイTG1が配置されている。原稿トレイTG1には、複写しようとする複数の原稿Giが重ねて収容可能である。原稿トレイTG1の下方には、原稿の排出部の一例としての原稿の排紙トレイTG2が形成されている。原稿トレイTG1と原稿の排紙トレイTG2との間には、原稿の搬送路U3aに沿って、原稿の搬送ロールU3bが配置されている。
【0016】
スキャナ部U2の上面には、透明な原稿台の一例としてのプラテンガラスPGが配置されている。実施例1のスキャナ部U2には、プラテンガラスPGの下方に、読取り用の光学系Aが配置されている。実施例1の読取り用の光学系Aは、プラテンガラスPGの下面に沿って、左右方向に移動可能に支持されている。なお、読取り用の光学系Aは、通常時は、
図1に示す初期位置に停止している。
読取り用の光学系Aの左方には、撮像部材の一例としての撮像素子CCDが配置されている。撮像素子CCDには、画像処理部GSが電気的に接続されている。
画像処理部GSは、プリンタ部U1の書込回路DLに電気的に接続されている。書込回路DLは、潜像の形成装置の一例としてのLEDヘッドLHy,LHm,LHc,LHkに電気的に接続されている。
【0017】
各LEDヘッドLHy〜LHkの上方には、像保持体の一例としての感光体ドラムPRy,PRm,PRc,PRkが配置されている。
各感光体ドラムPRy〜PRkには、帯電器の一例としての帯電ロールCRy,CRm,CRc,CRkが対向して配置されている。前記帯電ロールCRy〜CRkには、電源回路Eから帯電電圧が印加される。なお、電源回路Eは、制御部の一例としてのコントローラCにより制御される。前記コントローラCは、画像処理部GSや書込回路DL等との間でも信号の送受信を行って、各種制御を行う。
感光体ドラムPRy〜PRkの回転方向に対して、帯電ロールCRy〜CRkの下流側に設定された書込領域Q1y,Q1m,Q1c,Q1kにおいて、感光体ドラムPRy〜PRkの表面に対して、LEDヘッドLHy〜LHkから書込光が照射される。
感光体ドラムPRy〜PRkの回転方向に対して、書込領域Q1y〜Q1kの下流側に設定された現像領域Q2y,Q2m,Q2c,Q2kには、現像装置Gy,Gm,Gc,Gkが感光体ドラムPRy〜PRkの表面に対向して配置されている。
【0018】
感光体ドラムPRy〜PRkの回転方向に対して、現像領域Q2y〜Q2kの下流側には、1次転写領域Q3y,Q3m,Q3c,Q3kが設定されている。1次転写領域Q3y〜Q3kでは、中間転写体の一例としての中間転写ベルトBに接触している。また、1次転写領域Q3y,Q3m,Q3c,Q3kにおいて、中間転写ベルトBを挟んで感光体ドラムPRy〜PRkの反対側には、1次転写器の一例としての1次転写ロールT1y,T1m,T1c,T1kが配置されている。
感光体ドラムPRy〜PRkの回転方向に対して、1次転写領域Q3y〜Q3kの下流側には、像保持体の清掃器の一例としてのドラムクリーナCLy,CLm,CLc,CLkが配置されている。
【0019】
前記感光体ドラムPRy〜PRkの上方には、中間転写装置の一例としてのベルトモジュールBMが配置されている。前記ベルトモジュールBMは、前記中間転写ベルトBを有する。中間転写ベルトBは、駆動部材の一例としての駆動ロールRdと、張架部材の一例としてのテンションロールRtと、蛇行補正部材の一例としてのウォーキングロールRw、従動部材の一例としてのアイドラロールRf、2次転写領域の対向部材の一例としてのバックアップロールT2aと、1次転写ロールT1y,T1m,T1c,T1kと、により回転可能に支持されている。
【0020】
中間転写ベルトBを挟んでバックアップロールT2aの反対側には、2次転写部材の一例としての2次転写ロールT2bが配置されている。前記バックアップロールT2aと2次転写ロールT2bにより2次転写器T2が構成されている。また、2次転写ロールT2bと中間転写ベルトBとが対向する領域により2次転写領域Q4が形成される。
前記1次転写ロールT1y〜T1k、中間転写ベルトBおよび2次転写器T2等により、感光体ドラムPRy〜PRkに形成された画像を媒体に転写する実施例1の転写装置T1+T2+Bが構成されている。
【0021】
中間転写ベルトBの回転方向に対して、2次転写領域Q4の下流側には、中間転写体の清掃器の一例としてのベルトクリーナCLbが配置されている。
前記ベルトモジュールBMの上方には、現像剤の収容容器の一例としてのカートリッジKy,Km,Kc,Kkが配置されている。各カートリッジKy〜Kkには、現像装置Gy〜Gkに補給される現像剤が収容されている。前記カートリッジKy〜Kkと現像装置Gy〜Gkとの間は、図示しない現像剤の補給装置により接続されている。
【0022】
プリンタ部U1の下部には、媒体の収容容器の一例としての給紙トレイTR1〜TR3が配置されている。給紙トレイTR1〜TR3は、案内部材の一例としてのガイドレールGRにより前後方向に着脱可能に支持されている。給紙トレイTR1〜TR3には、媒体の一例としてのシートSが収容されている。
給紙トレイTR1〜TR3の左上方には、媒体の取出部材の一例としてのピックアップロールRpが配置されている。ピックアップロールRpの左方には、捌き部材の一例としての捌きロールRsが配置されている。
各給紙トレイTR1〜TR3の左方には、上方に延びる媒体の搬送路SHが形成されている。搬送路SHには、媒体の搬送部材の一例としての搬送ロールRaが複数配置されている。搬送路SHには、シートSの搬送方向の下流部であり且つ2次転写領域Q4の上流側に、送出部材の一例としてのレジロールRrが配置されている。
【0023】
2次転写領域Q4の上方には、定着装置Fが配置されている。定着装置Fは、加熱部材の一例としての加熱ロールFhと、加圧部材の一例としての加圧ロールFpとを有する。加熱ロールFhと加圧ロールFpとの接触領域により、定着領域Q5が構成されている。
定着装置Fの斜め上方には、媒体の搬送部材の一例としての排出ローラRhが配置されている。排出ローラRhの右方には、媒体の排出部の一例としての排出トレイTRhが形成されている。
【0024】
(画像形成動作の説明)
前記原稿トレイTG1に収容された複数の原稿Giは、プラテンガラスPG上の原稿の読み取り位置を順次通過して、原稿排紙トレイTG2に排出される。
前記オートフィーダU3を使用して自動的に原稿を搬送して複写を行う場合は、読取り用の光学系Aは初期位置に停止した状態で、プラテンガラスPG上の読み取り位置を順次通過する各原稿Giを露光する。
原稿Giを作業者が手でプラテンガラスPG上に置いて複写を行う場合、読取り用の光学系Aが左右方向に移動して、プラテンガラスPG上の原稿が、露光されながら走査される。
【0025】
原稿Giからの反射光は、光学系Aを通って、撮像素子CCDに集光される。前記撮像素子CCDは、撮像面上に集光された原稿の反射光が赤:R、緑:G、青:Bの電気信号に変換される。
画像処理部GSは、撮像素子CCDから入力されるRGBの電気信号を黒:K、イエロー:Y、マゼンタ:M、シアン:Cの画像情報に変換して一時的に記憶する。画像処理部GSは、一時的に記憶した画像情報を予め設定された時期に、潜像形成用の画像情報として書込回路DLに出力する。
なお、原稿画像が単色画像、いわゆる、モノクロの場合は、黒:Kのみの画像情報が書込回路DLに入力される。
【0026】
前記書込回路DLは、図示しない各色Y,M,C,Kの各駆動回路を有し、入力された画像情報に応じた信号を予め設定された時期に、各色毎に配置されたLEDヘッドLHy〜LHkに出力する。
各感光体ドラムPRy〜PRkの表面は、帯電ロールCRy〜CRkによりに帯電される。LEDヘッドLHy〜LHkは、書込領域Q1y〜Q1kにおいて、感光体ドラムPRy〜PRkの表面に静電潜像を形成する。現像装置Gy〜Gkは、現像領域Q2y〜Q2kにおいて、感光体ドラムPRy〜PRkの表面の静電潜像を、可視像の一例としてのトナー像に現像する。現像装置Gy〜Gkで現像剤が消費されると、消費量に応じて、各カートリッジKy〜Kkから各現像装置Gy〜Gkに現像剤が補給される。
【0027】
各感光体ドラムPRy〜PRkの表面のトナー像は、1次転写領域Q3y,Q3m,Q3c,Q3kに搬送される。各1次転写ロールT1y〜T1kには、電源回路Eから予め設定された時期にトナーの帯電極性と逆極性の1次転写電圧が印加される。したがって、1次転写領域Q3y〜Q3kにおいて、1次転写電圧により、感光体ドラムPRy〜PRkのトナー像は、中間転写ベルトBに順次重ねて転写される。なお、K色の単色の画像の場合は、K色のトナー像のみが、Kの感光体ドラムPRkから中間転写ベルトBに転写される。
【0028】
前記各感光体ドラムPRy〜PRk上のトナー像は、前記1次転写器T1y,T1m,T1c,T1kにより、中間転写体の一例としての中間転写ベルトBに1次転写される。1次転写後の感光体ドラムPRy〜PRk表面の残留物、付着物は、感光体クリーナCLy〜CLkで清掃される。清掃された感光体ドラムPRy〜PRkの表面は、帯電ロールCRy〜CRkで再帯電される。
【0029】
前記各給紙トレイTR1〜TR3のシートSは、予め設定された給紙時期にピックアップロールRpにより取り出される。ピックアップロールRpで取り出されたシートSは、複数枚のシートSが重なった状態で取り出された場合には、捌きロールRsで1枚づつ分離される。捌きロールRsを通過したシートSは、複数の搬送ロールRaにより、レジロールRrに搬送される。
前記レジロールRrは、中間転写ベルトBの表面のトナー像が2次転写領域Q4に移動する時期に合わせて、シートSを送り出す。
【0030】
レジロールRrから送り出されたシートSには、2次転写領域Q4を通過する際に、2次転写ロールT2bに印加された2次転写電圧により、中間転写ベルトBの表面のトナー像が転写される。
2次転写領域Q4を通過後の中間転写ベルトBの表面は、ベルトクリーナCLbにより残留トナーが除去されて清掃される。
2次転写領域Q4を通過したシートSは、定着領域Q5を通過する際に、定着装置Fによりトナー像が加熱および加圧されて定着される。
トナー像が定着された記録シートSは、排出ローラRhで排紙トレイTRhに排出される。
【0031】
(現像装置の説明)
図3は実施例1の現像装置の説明図である。
図4は
図3のIV−IV線断面図である。
次に、前記本発明の実施例1の現像装置Gy,Gm,Gc,Gkの説明をするが、各色の現像装置Gy,Gm,Gc,Gkは同様に構成されているため、Y色の現像装置Gyについてのみ詳細な説明をし、その他の色の現像装置Gm,Gc,Gkについては、詳細な説明を省略する。
図3、
図4において、感光体ドラムPRyに対向して配置された現像装置Gyは、トナー及びキャリアとを含む2成分現像剤を収容する現像容器Vを有している。
図3において、現像容器Vは、下部の容器本体1を有する。容器本体1の上部には、蓋部材の一例としての容器カバー2が支持されている。容器カバー2は、容器本体1の上面を塞いでいる。
【0032】
図3、
図4において、現像容器本体1には、内部の左上部に、現像剤の保持体の収容部の一例としての現像ロール室4が形成されている。現像ロール室4の下方には、第1の収容室の一例としての供給室6が形成されている。供給室6は現像ロール室4と接続されている。供給室6の右方には、第2の収容室の一例としての撹拌室7が形成されている。
供給室6と撹拌室7との間は、仕切部材の一例としての仕切壁8で仕切られている。
図4において、仕切壁8の前方には、第1の接続部の一例として、供給室6と撹拌室7とを接続する第1流入部8aが形成されている。なお、実施例1では、第1流入部8aは、現像ロール室4の前端よりも前方に配置されている。また、仕切壁8の後方には、第2の接続部の一例として、供給室6と撹拌室7とを接続する第2流入部8bが形成されている。
【0033】
現像ロール室4には、現像剤の保持体の一例としての現像ロールR0yが収容されている。現像ロールR0yは左上方の外表面の一部が、感光体ドラムPRyに対向して配置されている。現像ロールR0yは、磁石部材の一例としての磁石ロール11を有する。
図4において、磁石ロール11は、現像容器Vに回転不能に支持されている。
図3、
図4において、磁石ロール11の外周には、回転体の一例としての現像スリーブ12が配置されている。現像スリーブ12は、現像容器Vに回転可能に支持されている。現像スリーブ12の後端には、駆動の伝達部材の一例としてのギアG0が支持されている。ギアG0には、駆動源の一例としての図示しないモータから駆動が伝達可能に構成されている。実施例1の現像装置Gyでは、モータから駆動が伝達された場合に、現像スリーブ12は、現像領域Q2yにおいて、感光体ドラムPRyの表面の移動方向と同方向に回転する。
【0034】
現像ロール室4の下方には、層厚の規制部材の一例としてのトリマー13が配置されている。実施例1のトリマー13は、前後方向に延びる円柱状に形成されている。トリマー13は、現像スリーブ12に対して、予め設定された隙間をあけて回転不能な状態で支持されている。
なお、前記磁石ロール11には、現像領域Q2yに対応して、現像磁極S1が設けられている。また、トリマー13に対向する位置には、層厚の規制用の磁極の一例としてのトリミング磁極N2が設けられている。トリミング磁極N2は、現像磁極S1とは逆極性の磁極により構成されている。また、現像スリーブ12の回転方向に対して、現像磁極S1の下流側には、現像磁極S1とは逆極性の搬送磁極N1が設けられている。現像スリーブ12の回転方向に対して、搬送磁極N1の下流側には、現像剤の離脱用の磁極の一例としてのピックオフ磁極S2が設けられている。ピックオフ磁極S2は、搬送磁極N1とは逆極性の磁極により構成されている。現像スリーブ12の回転方向に対して、ピックオフ磁極S2の下流側且つトリミング磁極N2の上流側には、現像剤の吸着用の磁極の一例としてのピックアップ磁極S3が設けられている。ピックアップ磁極S3は、ピックオフ磁極S2とは同極性且つトリミング磁極N2とは逆極性の磁極により構成されている。
【0035】
図3、
図4において、供給室6には、第1の搬送部材の一例としての供給オーガ16が配置されている。供給オーガ16は、前後方向に延びる回転軸16aを有する。回転軸16aの外周には、螺旋状の搬送羽根16bが支持されている。また、回転軸16aの後端には、駆動の伝達部材の一例としてのギアG1が支持されている。
撹拌室7には、第2の搬送部材の一例としての撹拌オーガ17が配置されている。撹拌オーガ17は、供給オーガ16と同様に、回転軸17aと、搬送羽根17bと、ギアG2とを有する。各ギアG0〜G2は、互いに噛み合っている。
また、
図4において、撹拌室7の後部には、カートリッジKyからの現像剤が補給される補給口7aが形成されている。
【0036】
(現像装置の機能)
前記構成を備えた現像装置Gy〜Gkでは、画像形成が開始されると、モータが駆動して、各オーガ16,17が回転すると共に、現像ロールR0y〜R0kが回転する。実施例1では、供給オーガ16が回転すると、供給オーガ16は、供給室6の現像剤を、矢印Yaで示すように、第1流入部8aから第2流入部8bに向けて撹拌しながら搬送する。第2流入部8bまで搬送された現像剤は、第2流入部8bを通じて撹拌室7に流入する。撹拌オーガ17が回転すると、撹拌オーガ17は、撹拌室7の現像剤を、矢印Ybで示すように、第2流入部8bから第1流入部8aに向けて撹拌しながら搬送する。第1流入部8aまで搬送された現像剤は、第1流入部8aを通じて供給室6に流入する。よって、供給室6と撹拌室7とによって、循環室6+7が構成されている。
【0037】
供給室6の現像剤は、ピックアップ磁極S3の磁力で、現像スリーブ12に吸着される。現像スリーブ12に吸着された現像剤は、トリマー13を通過する際に、トリマー13と現像スリーブ12との隙間に対応する予め設定された現像剤のみが通過する。トリマー13を通過した現像剤は、現像領域Q2y〜Q2kにおいて、感光体ドラムPRy〜PRkの潜像を現像する。現像に使用されなかった現像剤は、現像磁極S1と搬送磁極N1との間の磁界や搬送磁極N1とピックオフ磁極S2との間の磁界等で現像スリーブ12の表面に吸着されたまま搬送される。同極性のピックオフ磁極S2とピックアップ磁極S3との間では、現像剤を現像スリーブ12に吸着する磁力が低下する。よって、現像スリーブ12の表面に吸着された現像剤は、ピックオフ磁極S2とピックアップ磁極S3との間で、現像スリーブ12から離脱して、循環室6+7に戻される。
【0038】
図5は
図4のV−V線断面図である。
図4、
図5において、実施例1の供給オーガ16の回転軸16aは、現像剤の搬送方向の上流端部において、高速搬送部の一例としての小径部21を有する。小径部21は、流入部の一例としての第1流入部8aを含み、第1の流入部8aよりも現像剤搬送方向の下流側、且つ、現像ロールR0yで現像が行われる軸方向の領域である現像幅22の上流端22aよりも上流側の範囲で形成されている。小径部21は、現像幅22に対応する部分の回転軸16aの太さよりも小径に形成されている。なお、搬送羽根16bの外径は、前後方向の全域にわたって同一に設定されている。よって、小径部21では、搬送羽根16bで現像剤が送られる断面積が、現像幅22に対応する領域よりも大きくなっている。したがって、小径部21では、現像幅22に対応する領域に比べて、現像剤の搬送速度が高速になっている。すなわち、第1流入部8aから供給室6に流入した現像剤は速やかに下流側に搬送される。
【0039】
図6は
図4のVI−VI線断面図である。
図5、
図6において、実施例1の供給室6では、小径部21の下流側、且つ、現像幅22の上流端22aよりも上流側の位置に、規制部材の一例としての規制突起23が配置されている。実施例1の規制突起23の下端は、
図6に示すように、供給オーガ16の外周に対して、ピックアップ磁極S3に近い側では、供給オーガ16の外周に沿った形状に形成されている。
【0040】
前記構成を備えた実施例1の現像装置Gyでは、現像が行われる現像幅22では、現像剤の帯電特性や、ピックアップ磁極S3の磁束密度等で、現像能力に応じた現像剤が吸着される。近年、現像装置Gyが小型化や現像ロールR0yの駆動トルクの低トルク化が進んでいる。小型の現像装置において磁束密度が大型のままでは、磁力が遠くまで届き、例えば、撹拌室の現像剤まで磁力の影響を受ける恐れが出る。また、低トルクになると、現像ロールR0yに強い磁力で多くの現像剤が吸着されると、現像ロールR0yと現像剤の総重量が重くなって、現像ロールR0yの回転不良、回転ムラが発生する恐れがある。よって、現像装置の小型化や低トルク化に応じて、ピックアップ磁極S3等の磁束密度も低下させることが一般的である。
【0041】
ピックアップ磁極S3の磁束密度が低下すると、現像剤を安定して吸着させるには、現像剤をできるだけ、現像ロールR0yの表面に近づける方が有利である。現像剤を現像ロールR0yに近づける方法として、供給ロール16の回転軸16aの軸径を太くすることが考えられる。
しかしながら、回転軸16aの軸径が太くなると、現像剤の搬送速度が遅くなる。ここで、第1流入部8aでも軸径が太いと、第1流入部8aを通じて供給室6に流入した現像剤が、第1流入部8aの部分で滞留しやすくなる。現像剤が滞留すると撹拌不足の現像剤が現像ロールR0yに供給される恐れがある。これに対して、実施例1では、第1流入部8aに対応して、小径部21が形成されている。よって、第1流入部8aから流入した現像剤は、速やかに下流側に搬送される。したがって、現像剤の滞留や、撹拌不足の発生が抑制されている。
【0042】
しかしながら、この構成では、小径部21の下流端の位置で、現像剤の搬送速度に差が発生する。よって、小径部21の下流端の位置で、
図5の一点鎖線で示すように、現像剤の嵩が上昇しやすい。現像剤の嵩が上昇すると、現像幅22での嵩が高くなりすぎる恐れがある。現像剤の嵩が高くなりすぎると、現像ロールR0yからピックオフされた現像剤が、嵩の高い現像剤の上に落下し、十分に撹拌されないまま、すぐに現像ロールR0yに吸着される恐れがある。十分に撹拌されない現像剤が現像に使用されると、濃度低下や白抜け等の画質低下を引き起こす可能性がある。特に、小型の現像装置では、現像ロールR0yと供給オーガ16との距離が近づいており、影響が顕著になりやすい。
【0043】
これに対して、実施例1の現像装置Gyでは、小径部21の下流端に対応する位置に規制突起23が配置されている。よって、規制突起23よりも下流側の現像幅22において、現像剤の嵩が、
図5の一点鎖線で示すように、規制突起23で設定される量に規制される。よって、現像幅22において、現像剤の嵩が高くなりすぎることが抑制される。したがって、画質低下を抑制可能である。また、実施例1の規制突起23は、特許文献1に記載された構成のように、溢れた現像剤を回収する構成が必要なく、簡素で低費用な構成で嵩を規制することが可能である。
また、実施例1の規制突起23は、
図6に示すように、ピックアップ磁極S3側まで形成されている。よって、トリマー13で制限されて、供給室6に戻ってきた現像剤で嵩が高くなりすぎることが抑制される。