(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上の静電潜像に対し、回転することにより現像剤を供給して現像剤像を形成する現像ローラと、
この現像ローラの表面に圧接され、前記現像ローラ上の現像剤の層厚を規制する層規制部材と、
前記現像ローラ或いは前記層規制部材の温度を検知する温度検知手段と、
前記現像剤像の連続形成時に、前記温度検知手段により検知された温度に応じて前記現像ローラの回転を断続するように制御する制御手段とを具備する現像装置。
【請求項２】
前記現像剤は非磁性一成分のトナーである請求項１項記載の現像装置。
【請求項３】
前記温度検知手段はサーミスタである請求項１記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
【従来の技術】
本発明は、例えば、電子写真方式のカラー画像形成装置に適用される現像装置に関する。
【０００３】
近年、オフィスでもカラー画像を扱う機会が多くなり、電子写真方式によるカラー画像形成装置が増えてきた。特に、カラープリンタやカラーＭＦＰの伸びが大きく、より高速印字の方向に向かっている。
【０００４】
一方、これらの装置では従来のカラー複写機のように保守サービスマンが定期的にメンテナンスを実施するのではなく、ユーザーが自分で現像器やトナーなどを交換するユーザメンテナンが求められている。従来、低速のカラー画像形成装置には非磁性一成分のカラー現像器が用いられ、ユーザーメンテナンスを実現している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この非磁性一成分のカラー現像器をそのまま高速のカラー印字装置に用いると、現像ローラや層規制ブレードにトナーが固着して画像不良を発生させてしまっていた。
【０００６】
また、この現象は白黒プリンターや白黒ＭＦＰでも同じで、高速の印字装置に非磁性一成分の現像器を用いると、現像ローラや層規制ブレードにトナーが固着して画像不良を発生させてしまう。
【０００７】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、高速の印字装置に非磁性一成分の現像器を用いても、現像ローラや層規制手段に現像剤を固着させないようにして良好な画像を得ることができるようにした現像装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、像担持体上の静電潜像に対し、回転することにより現像剤を供給して現像剤像を形成する現像ローラと、この現像ローラの表面に圧接され、前記現像ローラ上の現像剤の層厚を規制する層規制部材と、前記現像ローラ或いは前記層規制部材の温度を検知する温度検知手段と、前記現像剤像の連続形成時に、前記温度検知手段により検知された温度に応じて前記現像ローラの回転を断続するように制御する制御手段とを具備する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図1は、本発明の一実施の形態であるカラー画像形成装置を示す構成図である。
【００１３】
図中１は像担持体としての感光体ベルトである。この感光体ベルト１は所定間隔を存して配設される複数個のローラ２，２，３間に掛け渡され、矢印方向に沿って走行されるようになっている。感光体ベルト１の一側部側には上下方向に沿って露光装置４及び複数個の現像器６〜９が対向配置されている。複数個の現像器６〜９はブラック用、シアン用及びマゼンタ用の各現像器となっている。
【００１４】
感光体ベルト１の下部側には感光体ベルト１の表面を帯電する帯電チャージャ１１及び感光体ベルト１上の残留トナーを除去するベルトクリーナ１２が配設されている。感光体ベルト１の他側部側には中間転写ドラム１３がその一側部側を接触する状態で矢印方向に回転自在に設けられている。中間転写ドラム１３の他側部側には転写ローラ１４及び剥離チャージャ１５が配設され、上面部側には中間転写ドラム１上に残留したトナーを除去するドラムクリーナ１７が配設されている。
【００１５】
中間転写ドラム１３の下方部には用紙を収納する給紙カセット１８が設けられ、この給紙カセット１８内の用紙Ｐの先端側はバネ材２０によりピックアップローラ２１に押し付けられている。用紙Ｐはピックアップローラ２１の回転により取り出される。ピックアップローラ２１により取り出された用紙Ｐは搬送路２２に沿って上方に搬送されるようになっている。搬送路２２には用紙Ｐの搬送方向に沿って順次、搬送ローラ対２４、アライニングローラ対２５、上記した転写ローラ１４、剥離チャージャー１５、及び定着器２８、さらに、排紙トレイ２９が配設されている。
【００１６】
図２は、ブラック現像器６を示す構成図である。
【００１７】
このブラック現像器６は現像ケーシング３１を有し、この現像ケーシング３１内には、現像剤として市販されているカラープリンタ用の非磁性一成分トナーが収容されている。この現像ケーシング３１内には周速度が３００ｍｍ／ｓで回転されて感光体ベルト１にトナーを供給する現像ローラ３２が設けられている。さらに、現像ケーシング３１内には現像ローラ３２にトナーを供給するトナー供給ローラ３３と、このトナー供給ローラ３３に背後からトナーを搬送する搬送羽根群３４，３５，３６とが配設されている。
【００１８】
また、現像ケーシング３１の前面上部側にはトナー供給ローラ３３から供給されたトナーの層厚を規制する層規制ブレード３８と、現像ローラ３２の表面の温度を検知する温度検知部材としてのサーミスタ３９が取り付けられている。層規制ブレード３８及びサーミスタ３９の下部側は現像ローラ３２の表面にそれぞれ接触されている。
【００１９】
図３は現像ローラ３２、層規制ブレード３８及びサーミスタ３９を示す斜視図である。
【００２０】
現像ローラ３２はアルミニウム製の管体の表面をサンドブラスト処理により荒らしてＲｚが２〜３μｍｍ、Ｒａが０．３〜０．４の表面形状を有し、外径は約φ１８となっている。
【００２１】
トナー供給ローラ３３は、約φ１３．５の発泡ウレタン製で、抵抗値は１０ 3程度の導電性を持たせている。
【００２２】
層規制ブレード３８は、厚さ０．１ｍｍのステンレス製の板バネで、現像ローラ３２に対する押圧力は２．０ｋｇｆである。搬送羽根群３４，３５，３６は軸のまわりに２カ所（互いに１８０度）にマイラシートを張り付けた構造でマイラシートが現像ケーシング３１の内底部の曲面３１ａを擦るようにして現像ケーシング３１内のトナーをトナー供給ローラ３３の方向に搬送するようになっている。
【００２３】
図４は現像器６の駆動制御系を示すブロック図である。
【００２４】
サーミスタ３９は信号路を介して制御部４１に接続され、制御部４１には制御回路を介して現像器６が接続されている。制御部４１はサーミスタ３９の検知温度に応じて現像器６の動作を制御するようになっている。
【００２５】
即ち、サーミスタ３９が例えば、４０℃を検知したときは、現像ローラ３２の回転を停止させて画像形成部の画像形成動作を停止させ、サーミスタ３９が３５℃を検知したときは、現像ローラ３２を再度回転させて画像形成部の画像形成動作を再開させるようになっている。
【００２６】
次に、画像形成動作について説明する。
【００２７】
まず、カラー印字を行う場合について説明する。
【００２８】
このときには、感光体ベルト１が走行されるともに、その表面が帯電チャージャ１１によって一様に帯電される。そして、この帯電された感光体ベルト１の表面に対して露光装置４によってイエロー画像に対応した露光が行われて静電潜像が形成される。この感光体ベルト１上の静電潜像は感光体ベルト１の走行によりイエロー現像器９に送られ、イエロー現像器９からイエロートナーが供給されて現像されイエロー画像となる。このイエロー画像は感光体ベルト１の走行により中間転写体１３に送られて中間転写体１３上に転写される。この転写後、感光体ベルト１は中間転写体１３から剥離されて、図示しない除電器で光除電される。そして、中間転写体１３に転写されずに感光体ベルト１上に残ったトナーは感光体クリーナー１２によりクリーニングされる。クリーニングされたトナーは廃トナーボックスに回収される。
【００２９】
しかるのち、感光体ベルト１は帯電チャージャ１１により再び帯電され、ついで、露光装置４によってマゼンタ画像に対応した露光が行われて静電潜像が形成される。この静電潜像は感光体ベルト１の走行により、マゼンタ現像器８へ送られ、このマゼンタ現像器８からマゼンタトナーが供給されることにより現像されてマゼンタ画像となる。このマゼンタ画像は感光体ベルト１の走行により中間転写体１３へ送られ、中間転写体１３上のイエロー画像に重ねてマゼンタ画像が転写される。以後、順次同様にしてシアン画像、ブラック画像が形成されて中間転写体１３上に４色のトナー画像が重ね転写される。
【００３０】
一方、このときには、ピックアップローラ２１が回転されて用紙Ｐが取り出され、この用紙Ｐは中間転写体１３と転写ローラ１４との間に供給されて、中間転写体１３上の４色トナーの重ね画像が用紙Ｐに一括して２次転写される。この重ね画像が転写された用紙Ｐは、剥離チャージャ１５により中間転写体１３から剥離される。そして、この剥離された用紙Ｐは定着器２８に送られ、ここで転写画像が用紙Ｐに定着されてカラー画像が得られる。しかるのち、この用紙Ｐは排紙トレイ２９上に排出される。
【００３１】
上記した２次転写後において、中間転写ドラム１３上にはトナーの一部が残留するが、この残留したトナーはドラムクリーナ１７により除去されてクリーニングされる。
【００３２】
なお、このドラムクリーナ１７は先に記述した４色の重ね画像を中間転写ドラム１３上に作成している間は、中間転写ドラム１３から離間されている。
【００３３】
また、白黒の単色印字の場合には、上記したと同様に感光体ベルト１が走行されるとともに、その表面が帯電チャージャ１１によって一様に帯電される。そして、この帯電された感光体ベルト１の表面に対して露光装置４によってブラック画像に対応した露光が行われて静電潜像が形成される。この感光体ベルト１上の静電潜像は感光体ベルト１の走行によりブラック現像器６に送られ、ブラック現像器６からブラックトナーが供給されて現像されブラック画像となる。このブラックトナー画像は感光体ベルト１の走行により中間転写ドラム１３に送られて転写される。
【００３４】
一方、このときには、ピックアップローラ２１の回転により用紙Ｐが取り出され、中間転写ドラム１３と転写ローラ１４との問に供給される。この供給された用紙Ｐに中間転写ドラム１３からブラック画像が転写される。この転写後、用紙Ｐは定着器２８へ送られ、転写されたブラック画像が用紙Ｐに定着される。この定着後、用紙Ｐは排紙トレイ２９上に排出される。
【００３５】
ところで、カラー印字を連続して行う場合には、ある一色の現像器が現像を終了すると、この現像器の現像ローラの回転を、他の３色の現像器が現像している間において停止させて休ませることができる。
【００３６】
例えば、１色の現像時間をｔとすると、時間ｔだけ現像ローラを回転させた後、時間ｔ×３の間、現像ローラを停止させることができる。
【００３７】
従って、本発明で課題としているような層規制ブレード３８ヘのトナー固着による画像劣化は発生しない。
【００３８】
ところが、白黒単色印字を連続して行う場合には、感光体ベルト１上にブラックトナーの画像を連続的に形成しなければならないため、ブラック現像器６の現像ローラ３２は長時間停止することなく連続的に回転されることになる。この連続回転により、現像ローラ３２と層規制ブレード３８の温度が上昇し、現像ローラ３２の表面の温度が４０℃を越えてしばらくすると、現像ローラ３２上のトナー層に縦筋が発生し、その部分だけトナー層が形成されなくなる。分解して調べると、縦筋が発生する部分に対応する層規制ブレード３８の表面にはトナーが固着しているのが確認された。
【００３９】
そこで、この発明では、用紙に画像を印字する前に現像ローラ３２の温度をサーミスタ３９により検出し、その検出温度に応じて印字動作を制御するようにした。
【００４０】
即ち、サーミスタ３９により検出された温度情報は制御部４１に送信され、所定の温度（この実施例の場合は４０℃）を越えた場合には、制御部４１により、次の印字動作が停止される。そして、この停止により、サーミスタ３９の温度が所定温度（この実施例の場合は３５℃）を下回った場合には制御部４１により印字動作が再開される。
【００４１】
この印字動作の制御により、白黒単色印字を連続して行った場合でも、良好な画像を維持することができた。
【００４２】
上記した制御温度や、印字動作の停止時間は、用いるトナーや層規制ブレード３８の押圧力や、現像ローラ３２の周速度に依存するため、必ずしも上記した値になるわけではなく、それぞれの条件で最適な温度と時間を選択する必要がある。
【００４３】
図５は本発明の第２の実施の形態を示すものである。
【００４４】
この第２の実施の形態では、現像ローラ３２の一側方部に冷却手段としての小型の冷却フアン４５が設けられている。現像ローラ３２の温度を検出するサーミスタ３９は信号回路を介して制御部４６に接続され、制御部４６には制御回路を介して冷却ファン４５の駆動モータ４５ａが接続されている。
【００４５】
なお、冷却ファン４５は、例えば、オリエンタルモータ製で、５０ｍｍ角、厚み１０ｍｍ、最大風量０．２７ｍ 3／ｍｉｎのファンで、現像器６の真横から空気を吹き付ける方向に気流を発生させるものである。
【００４６】
この第２の実施の形態では、画像形成時に現像ローラ３２の温度がサーミスタ３９により検知され、その検知情報が制御部４６に送られる。検知温度が４０℃を越えると、制御部４６は冷却ファン４５を回転させて現像ローラ３２に空気を送風して現像ローラ３２を冷却する。そして、この冷却により、現像ローラ３２の温度が３５℃になると、冷却ファン４５の回転を停止させる。以後，順次同様にして冷却ファン４５の回転及びその停止を繰り返す。
【００４７】
これにより、従来例で起こったような層規制ブレード３８へのトナーの固着を防止でき、連続印字でも良好な画質を維持することができた。
【００４８】
図６及び図７は本発明の第３の実施の形態を示すものである。
【００４９】
この第３の実施の形態では、サーミスタ３９を層規制ブレード３８に取り付けて層規制ブレード３８の温度を検知するものである。
【００５０】
この第３の実施の形態においては、第１の実施の形態と同様にサーミスタ３９の検知温度が４０℃を越えると、現像器６の駆動を停止させる。サーミスタ３９の検知温度が３５℃になると、再び、サーミスタ３９の検知温度が４５℃になるまで現像器６を駆動する。
【００５１】
この第３の実施の形態によっても、上記した実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００５２】
図８は本発明の第４の実施の形態を示すものである。
【００５３】
この第４の実施の形態では、層規制ブレード３８が現像ケーシング３１の外部で現像ローラ３２の下部側にその回転方向に沿う状態で接触している。
【００５４】
この第４の実施の形態によれば、一番温度が高くなる現像ローラ３２と層規制ブレード３８との接触面が現像器ケーシング３１の外部に露出しているため、第２の実施の形態で示した冷却ファン４５による空冷効果が得られやすい。なお、検知スイッチ３９は層規制ブレード３８に設けるようにしても良い。
【００５５】
図９は本発明の第５の実施の形態であるカラー画像形成装置を示すものである。尚、上記した第１の実施の形態で示した部分と同一部分については同一番号を付してその説明を省略する。
【００５６】
この第５の実施の形態では、図１で示したカラー画像形成装置に第２のブラック現像器６Ａが付加されている。
【００５７】
第２のブラック現像器６Ａは上記したブラック現像器（以後、第１のブラック現像器という）６と同様に構成され、現像ローラ３２の温度を検知する第２のサーミスタ５１（図１０に示す）を備えている。第１及び第２のブラック現像器６，６Ａは感光体ベルト１に対して接離する方向に移動自在に設けられ、選択的に使用されるようになっている。
【００５８】
図１０は第１及び第２のブラック現像器６，６Ａの使用を選択的に切り替える切替機構５２の駆動制御系を示すブロック図である。
【００５９】
第１及び第２のサーミスタ３９，５１は信号回路を介して制御部５３に接続され、制御部５３には制御回路を介して切替機構５５が接続されている。この切替機構５５により、第１及び第２のブラック現像器６，６Ａが選択的に使用されるようになっている。
【００６０】
この実施の形態において、白黒単色印字が連続して行なわれると、感光体ベルト１上にブラックトナーの画像が連続的に形成され、第１のブラック現像器６の現像ローラ３２は長時間停止することなく連続的に回転することになる。これにより、現像ローラ３２と層規制ブレード３８の温度が上昇し、第１のサーミスタ３９の温度が４０℃を越えると、層規制ブレード３８にトナーが固着して、縦筋状の画像不良が発生してしまう。
【００６１】
そこで、この第５の実施の形態では白黒単色画像の連続印字時には、第１のブラック現像器６のサーミスタ３９の温度が４０℃を越えると、制御部５３により次の用紙の印刷開始時に切替機構５５を動作させて第１のブラック現像器６を感光体ベルト１から離間させて現像ローラ３２の回転を停止させる。しかるのち、今まで休止していた第２のブラック現像器６Ａを感光体ベルト１に近接する方向に移動させるとともに、その現像ローラ３２を回転させて感光体ベルト１に接触させて次の用紙の印字を開始する。
【００６２】
以後、順次同様にして第１及び第２のブラック現像器６，６Ａを交互に使用する。これにより、画像不良がなく、白黒単色印字を良好に継続することが可能になる。
【００６３】
上記したように、本発明によれば、現像ローラ３２或いは層規制ブレード３８の温度を検知して、現像ローラ３２の温度が所定の温度になったとき、現像ローラ３２を停止させたり、現像ロ一ラ３２を冷却したり、別の現像器に切り替えることで、層規制ブレード３８ヘの現像剤の固着をなくすることができ、良好な画像を長時間維持することができる。
【００６４】
なお、本発明は上記した実施の形態に限られることなく、その要旨の範囲内で種々変形実施可能なことは勿論である。
【００６５】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、現像ローラ或いは層規制部材の温度を検知して、現像ローラの温度が所定の温度になったとき、現像ローラを停止させたり、現像ロ一ラを冷却したり、別の現像器に切り替えることで、層規制部材ヘの現像剤の固着をなくすることができ、良好な画像を長時間維持することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態であるカラー画像形成装置を示す概略的構成図。
【図２】カラー画像形成装置に備えられる現像装置を示す縦断側面図。
【図３】現像ローラ、層規制部材及びサーミスタを示す斜視図。
【図４】現像器の駆動制御系を示すブロック図。
【図５】本発明の第２の実施の形態である現像装置を示す構成図。
【図６】本発明の第３の実施の形態である現像装置を示す縦断側面図。
【図７】現像ローラ、層規制部材及びサーミスタを示す斜視図。
【図８】本発明の第４の実施の形態である現像装置を示す縦断側面図。
【図９】本発明の第５の実施の形態であるカラー画像形成装置を示す概略的構成図。
【図１０】現像器の駆動制御系を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…感光体ベルト（像担持体）、６…第1の現像器（第１の現像手段）、６Ａ…第２の現像器（第２の現像手段）、３２…現像ローラ、３８…層規制ブレード（層規制部材）、３９…サーミスタ（温度検知手段）、４１、４６…制御部（制御手段）、４５…冷却ファン（冷却手段）、５５…切替機構（切替手段）。
【図１】
0004694740.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0004694740.tif 000007
【図７】
0004694740.tif 000008
【図８】
0004694740.tif 000009
【図９】
0004694740.tif 000010
【図１０】
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