CN104460267B - 显影装置、图像形成装置以及调色剂浓度检测方法 - Google Patents

显影装置、图像形成装置以及调色剂浓度检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种显影装置、图像形成装置以及调色剂浓度检测方法。显影装置具备多个显影部和多个调色剂浓度传感器。多个显影部分别容纳显影剂。多个调色剂浓度传感器分别具有LC振荡电路，分别设置在多个显影部上。而且，每个设置在多个显影部上的调色剂浓度传感器的构成LC振荡电路的电容器的静电容量不同。由此，不但能够保证调色剂浓度检测的精度，而且能够抑制装置发出的辐射噪声。

Description

显影装置、图像形成装置以及调色剂浓度检测方法
技术领域
本发明涉及显影装置、图像形成装置以及调色剂浓度检测方法，具体而言，涉及检测容纳于显影装置的显影剂的调色剂浓度的技术。
背景技术
作为检测容纳于显影装置的显影剂的调色剂浓度的装置，已知具有LC振荡电路的调色剂浓度传感器。该调色剂浓度传感器通过将因显影剂的调色剂浓度的变化而产生的导磁率的变化，作为LC振荡电路的振荡频率的变化进行掌握，检测出显影剂的调色剂的浓度。近年来，出于小型化和降低成本等目的，出现了构成LC振荡电路的线圈采用平面线圈的调色剂浓度传感器。
这里，在进行彩色印刷的图像形成装置中，需要针对洋红色、青色、黄色、黑色各颜色的显影剂，设置调色剂浓度传感器。在构成LC振荡电路的线圈采用平面线圈的情况下，各调色剂浓度传感器的振荡频率为数MHz的高频率，辐射噪声大。因此，存在这样的担心：多个调色剂浓度传感器发出的辐射噪声加起来，作为装置整体发出的辐射噪声变得更大。
关于上述的问题，已知如下技术(技术A)：在具备多个调色剂浓度传感器的图像形成装置中，控制电源的切换动作，错开各调色剂浓度传感器的供电时间，抑制作为装置整体发出的辐射噪声。另外，已知如下技术(技术B)：在调色剂浓度传感器的基板的反面设置接地板，通过该接地板对辐射噪声进行磁屏蔽。
发明内容
然而，上述的技术A中，由于错开各调色剂浓度传感器的供电时间，所以洋红色、青色、黄色、黑色各颜色的显影剂的调色剂浓度的检测时间减少。因此，存在调色剂浓度检测的精度下降的问题。另外，上述的技术B中，由于基板的反面因设置接地板而不能设置线圈，所以存在调色剂浓度检测的精度下降的问题。
本发明鉴于上述情况构思而成，其目的在于，提供一种显影装置以及图像形成装置，不但能够保证调色剂浓度检测的精度，而且能够抑制装置发出的辐射噪声。
本发明的一方面涉及的显影装置，具备容纳显影剂的多个显影部和分别设置于该多个显影部的多个调色剂浓度传感器，
所述多个调色剂浓度传感器分别具有LC振荡电路，
每个设置于所述多个显影部的所述调色剂浓度传感器的构成所述LC振荡电路的电容器的静电容量不同。
另外，本发明的另一方面涉及的显影装置，具备容纳显影剂的多个显影部和分别设置于该多个显影部的多个调色剂浓度传感器，
所述多个调色剂浓度传感器分别具有LC振荡电路，
每个设置于所述多个显影部的所述调色剂浓度传感器的构成所述LC振荡电路的线圈与检测对象的所述显影剂之间的距离不同。
另外，本发明的再一方面涉及的图像形成装置，具备：
上述的显影装置；和
利用从所述显影装置供应的调色剂在记录纸上形成调色剂图像的图像形成部。
另外，本发明的又一方面涉及的调色剂浓度检测方法，利用分别设置于容纳调色剂浓度检测对象的显影剂的多个显影部的具有LC振荡电路的多个调色剂浓度传感器即构成所述LC振荡电路的电容器的静电容量或通过构成所述LC振荡电路的线圈与所述显影剂之间的距离确定的所述线圈的电感相互不同的所述多个调色剂浓度传感器输出的振荡频率的不同的多个信号，检测容纳于所述多个显影部的所述显影剂的调色剂浓度。
根据本发明，不但能够保证调色剂浓度检测的精度，而且能够抑制装置发出的辐射噪声。
附图说明
图1是显示具备本发明的第一实施形态涉及的显影装置的图像形成装置的构造的正面断面图；
图2是概略显示本发明的第一实施形态涉及的图像形成装置的主要内部构成的框图；
图3是局部挖切地显示本发明的第一实施形态涉及的显影部的斜视图；
图4是沿图3中A-A线截取的断面图；
图5是显示本发明的第一实施形态涉及的调色剂浓度传感器的构成的平面图；
图6是显示本发明的第一实施形态涉及的调色剂浓度传感器的电路构成的图；
图7是显示本发明的第二实施形态的变形例涉及的显影装置的构成的断面图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的一实施形态涉及的显影装置以及具备该显影装置的图像形成装置进行说明。
＜第一实施形态＞
图1是显示具备本发明的第一实施形态涉及的显影装置的图像形成装置的构造的正面断面图。
本发明的第一实施形态涉及的图像形成装置1为例如兼具复印功能、打印机功能、扫描功能以及传真功能多个功能的复合机。图像形成装置1构成为在装置本体11上具备操作部47、图像形成部12、定影部13、送纸部14、原稿供应部6以及原稿读取部5等。
在图像形成装置1进行原稿读取动作的情况下，原稿读取部5光学读取通过原稿供应部6供应来的原稿或放置在原稿放置玻璃161上的原稿的图像，生成图像数据。通过原稿读取部5生成的图像数据保存在内设HDD或与网络连接的计算机等。
在图像形成装置1进行图像形成动作的情况下，基于通过上述原稿读取动作生成的图像数据或存储于内设HDD的图像数据等，图像形成部12在从送纸部14送来的作为记录介质的记录纸P上形成调色剂图像。
图像形成部12具有形成洋红色(M)的图像的图像形成单元12-M、形成青色(C)的图像的图像形成单元12-C、形成黄色(Y)的图像的图像形成单元12-Y以及形成黑色(Bk)的图像的图像形成单元12-Bk。该图像形成单元12-M、12-C、12-Y以及12-Bk分别具备感光体鼓121、带电装置123、曝光装置124、显影部122、一次转印辊126。
上述的构成中，感光体鼓121、带电装置123、曝光装置124以及一次转印辊126为图像形成单元12-M、12-C、12-Y以及12-Bk均有的构成。图像形成单元12-M、12-C、12-Y以及12-Bk中，显影部122的部分构成不同。以下，对于显影部122以及构成显影部122的构成部分，在区分各图像形成单元进行说明的情况下，在符号的末尾附加「-M」、「-C」等进行区分。
本实施的形态涉及的图像形成装置1，采用由调色剂以及载体构成的双成分显影剂，图像形成单元12-M、12-C、12-Y以及12-Bk的各显影部122容纳有双成分显影剂(以下有时简单地称为显影剂)。显影部122将显影剂所含调色剂供应至完成上述带电装置123进行的带电以及上述曝光装置124进行的曝光的感光体鼓121表面。
在进行彩色印刷的情况下，图像形成部12的图像形成单元12-M、12-C、12-Y以及12-Bk分别基于由构成图像数据的各种颜色成分构成的图像，通过带电、曝光以及显影工序，在感光体鼓121上形成调色剂图像，通过一次转印辊126将调色剂图像转印在张架在驱动辊125a与从动辊125b上的中间转印带125上。
中间转印带125的外周面上设定有转印有调色剂图像的像保持面，在中间转印带125抵接感光体鼓121的周面的状态下，通过驱动辊125a驱动中间转印带125。中间转印带125与各感光体鼓121同步，在驱动辊125a与从动辊125b之间环形行进。
通过调整转印时间，转印在中间转印带125上的各种颜色的调色剂图像在中间转印带125上重叠对齐，形成彩色的调色剂图像。在二次转印辊210与驱动辊125a夹着中间转印带125的狭缝部N，二次转印辊210将形成在中间转印带125的表面上的彩色的调色剂图像转印在从送纸部14经运送路径190运送来的记录纸P上。然后，定影部13通过热压接将记录纸P上的调色剂图像定影在记录纸P上。结束定影处理而完成彩色图像形成的记录纸P排出至排出托盘151。
接着，对图像形成装置1的内部构成进行说明。图2是概略显示图像形成装置1的主要内部构成的框图。
图像形成装置1具备控制单元10、原稿读取部5、原稿供应部6、图像形成部12、定影部13、送纸部14等。
控制单元10由CPU(Central Processing Unit)、RAM、ROM以及专用的硬件电路等构成，负责图像形成装置1的整体的动作控制。控制单元10具备控制部100。控制部100与原稿读取部5、原稿供应部6、图像形成部12、定影部13、送纸部14等连接，进行这些部分的驱动控制。
显影装置127由洋红色用的显影部122-M、青色用的显影部122-C、黄色用的显影部122-Y、黑色用的显影部122-Bk构成。
另外，调色剂浓度传感器128-M设置在洋红色用的图像形成单元12-M的显影部122-M上，检测洋红色的显影剂的调色剂浓度。调色剂浓度传感器128-C设置在青色用的图像形成单元12-C的显影部122-C上，检测青色的显影剂的调色剂浓度。调色剂浓度传感器128-Y设置在黄色用的图像形成单元12-Y的显影部122-Y上，检测黄色的显影剂的调色剂浓度。调色剂浓度传感器128-Bk设置在黑色用的图像形成单元12-Bk的显影部122-Bk上，检测黑色的显影剂的调色剂浓度。
控制部100具有调色剂浓度控制部101。该调色剂浓度控制部101与图像形成装置1的各调色剂浓度传感器128连接，依据调色剂浓度传感器128-M、128-C、128-Y、128-Bk输出的振荡频率，检测出各种颜色的显影剂的调色剂浓度。而且，调色剂浓度控制部101基于检测出的各种颜色的显影剂的调色剂浓度，控制图像形成装置1。例如，在显影剂的调色剂浓度变至预先确定的浓度以下的情况下，调色剂浓度控制部101在由LCD(Liquid CrystalDisplay)等构成的显示部41上显示应当补给调色剂的意思。
接着，利用图3以及图4对显影装置127的构成进行说明。此外，图3以及图4中显示显影装置127的显影部122中的洋红色用的显影部122-M的构成。
图3是局部挖切地显示显影部122-M的斜视图。图4是沿图3中A-A线截取的断面图。图3以及图4中，X-X方向为左右方向，Y-Y方向为前后方向，具体而言，-X方向为左方，+X方向为右方，-Y方向为前方，+Y方向为后方。此外，这里，对洋红色用的显影部122-M的构成进行说明，而符号的末尾没有附加「-M」的构成部分，表示与另外的青色用的显影部122-C、黄色用的显影部122-Y以及黑色用的显影部122-Bk相同的构成。
如图3以及图4所示，显影部122-M在框体58内具备第一螺杆供给器51、第二螺杆供给器52、显影辊53。
框体58作为容纳显影剂的容纳部发挥作用。在框体58的内部的内侧形成有隔壁581。由此，框体58的内部划分为配置第一螺杆供给器51的第一室582和配置第二螺杆供给器52的第二室583。从调色剂容器59补给至第一室582的调色剂，在第一螺杆供给器51的搅拌下朝第二室583运送。运送至第二室583的调色剂通过第二螺杆供给器52向前方运送。
在第一室582的下部框体58的外面，安装有调色剂浓度传感器128-M。调色剂浓度传感器128-M为具有LC振荡电路的所谓导磁率检测型的传感器，输出与容纳于第一室582的显影剂的调色剂浓度相应的振荡频率的信号。通过将调色剂浓度传感器128-M设置在上述的位置，能够检测从显影辊53回流、从调色剂容器59补给新的调色剂之前的显影剂的调色剂浓度。
显影辊53具备磁辊531和显影套筒532。显影套筒532装在磁辊531的外周。在邻接感光体鼓121的表面以及第二螺杆供给器52的位置，显影套筒532可旋转地枢轴支撑在框体58上。
显影套筒532的周面通过磁辊531的磁力保持从第一螺杆供给器51以及第二螺杆供给器52移动来的显影剂。
附着在显影辊53上的显影剂中的调色剂，在感光体鼓121的表面电位与施加于显影辊53的显影偏压的电位差的作用下，飞到感光体鼓121上，在感光体鼓121的表面上形成调色剂图像。
限制叶片81将保持在显影套筒532的周面上的显影剂限制为预先确定的层厚，限制叶片81在显影套筒532的上方与显影套筒532表面之间间隔预先确定的间隔，支撑在框体58上。
接着，利用图5以及图6，对调色剂浓度传感器的构成进行说明。此外，图5以及图6显示了洋红色用调色剂浓度传感器128-M的构成。而符号的末尾没有附加「-M」的构成部分，表示与另外的青色用的显影部122-C、黄色用的显影部122-Y以及黑色用的显影部122-Bk相同的构成。
图5是显示调色剂浓度传感器128-M的构成的平面图。如图5所示，调色剂浓度传感器128-M在长方形的基板1287的一面上形成平面线圈1281。基板1287为所谓的柔性基板，在调色剂浓度传感器128-M安装在框体58上的状态下，呈顺沿框体58的外表面的形状(参照图4)。
平面线圈1281具有长方形的外形。调色剂浓度传感器128-M配置成形成平面线圈1281的面在接触框体58的外表面的一侧。
形成平面线圈1281的面的反面上，安装有构成LC振荡电路的电容器等其他的电路元件1282-M。平面线圈1281的端部形成有贯穿基板1287的连接构件1288、1289，通过该连接构件1288、1289，平面线圈1281与其他的电路元件1282-M连接。
图6是显示调色剂浓度传感器128-M的电路构成的图。如图6所示，调色剂浓度传感器128-M中，平面线圈1281与逆变器1286的两端连接。另外，在平面线圈1281与接地端之间连接有电容器1283-M、1284-M。另外，在逆变器1286的输出侧与平面线圈1281的一端之间连接有电阻1285。具有该电路构成的调色剂浓度传感器128-M输出的振荡频率f，通过以下的等式表示。
【式1】
上述等式中，L表示平面线圈1281的电感，C1表示电容器1283-M的静电容量，C2表示电容器1284-M的静电容量。如上述等式所示，调色剂浓度传感器128-M输出的振荡频率f通过平面线圈1281的电感L、电容器1283-M的静电容量C1、电容器1284-M的静电容量C2确定。
本实施的形态涉及的图像形成装置1中，每个检测不同的颜色的显影剂的调色剂浓度的调色剂浓度传感器128的构成LC振荡电路的电容器1283的静电容量不同。本实施的形态中，调色剂浓度传感器128-M的构成LC振荡电路的电容器1283-M、调色剂浓度传感器128-C的构成LC振荡电路的电容器1283-C、调色剂浓度传感器128-Y的构成LC振荡电路的电容器1283-Y、调色剂浓度传感器128-Bk的构成LC振荡电路的电容器1283-Bk的各静电容量不同。
此外，可以这样：每个调色剂浓度传感器128的电容器1284的静电容量不同，取代电容器1283的静电容量的不同。另外，可以这样：每个调色剂浓度传感器128的电容器1283以及1284两者的静电容量不同。
如上所述，通过使每个调色剂浓度传感器128的电容器1283和/或电容器1284的静电容量不同，使得每个调色剂浓度传感器128的从调色剂浓度传感器128输出的振荡频率不同。换言之，本实施的形态涉及的调色剂浓度检测方法中，利用分别设置于容纳调色剂浓度检测对象的显影剂的多个显影部122的具有LC振荡电路的多个调色剂浓度传感器128，即构成LC振荡电路的电容器1283和/或电容器1284的静电容量相互不同的多个调色剂浓度传感器128输出振荡频率不同的多个信号，检测容纳于多个显影部122的显影剂的调色剂浓度。例如，本实施的形态中，各检测不同的颜色的调色剂浓度的调色剂浓度传感器128的输出振荡频率各有1kHz以上、10kHz以下的不同。这样，即使在各调色剂浓度传感器128同时工作的情况下，也可以抑制显影装置127以及图像形成装置1发出的辐射噪声。
另外，除了构成LC振荡电路的电容器1283和/或电容器1284之外，各调色剂浓度传感器128可以采用相同的构成。因此，可以降低显影装置127以及图像形成装置1的制造成本。
另外，由于可以抑制显影装置127以及图像形成装置1发出的辐射噪声，所以可以减少图像形成装置1上设置的屏蔽元件等EMI(electromagnetic interference)应对元件等。因此，可以降低显影装置127以及图像形成装置1的制造成本。
此外，可以这样：构成LC振荡电路的电容器1283和电容器1284，可以采用静电容量可变的可变电容器。由此，各调色剂浓度传感器128的所有的电路元件、基板可以采用相同的构成，进一步抑制显影装置127的制造成本。
＜第二实施形态＞
在第一实施形态涉及的显影装置127中，各调色剂浓度传感器128-M、128-C、128-Y、128-Bk的构成LC振荡电路的电容器1283和/或电容器1284的静电容量不同，与之不同，第二实施形态涉及的显影装置127中，调色剂浓度传感器128-M、128-C、128-Y、128-Bk的构成LC振荡电路的电容器1283以及电容器1284的静电容量相同。即，各调色剂浓度传感器128由相同的电路元件和基板构成。
参照图4，第二实施形态涉及的显影装置127中，框体58内安装调色剂浓度传感器128-M的部分584的厚度L1，与显影装置127的另外的青色用的显影部122-C、黄色用的显影部122-Y以及黑色用的显影部122-Bk不同。具体而言，洋红色用的显影部122-M的厚度L1为约1.0mm，显影装置127的另外的青色用的显影部122-C、黄色用的显影部122-Y以及黑色用的显影部122-Bk的框体的厚度为相对于洋红色用的显影部122-M的厚度L1逐级相差约0.1mm的长度。
因此，调色剂浓度传感器128-M的构成LC振荡电路的平面线圈1281与检测对象的显影剂之间的距离与显影装置127的另外的青色用的调色剂浓度传感器128-C、黄色用的调色剂浓度传感器128-Y以及黑色用的调色剂浓度传感器128-Bk的距离不同。其结果是，各调色剂浓度传感器128的调色剂浓度传感器128的构成LC振荡电路的平面线圈1281的电感L不同。
如前所述，调色剂浓度传感器128输出的振荡频率f通过平面线圈1281的电感L、电容器1283的静电容量C1、电容器1284的静电容量C2确定。第二实施形态涉及的图像形成装置1中，通过使各调色剂浓度传感器128的平面线圈1281与检测对象的显影剂之间的距离不同，使各调色剂浓度传感器128输出的振荡频率不同。换言之，在第二实施形态涉及的调色剂浓度检测方法中，利用分别设置于容纳调色剂浓度检测对象的显影剂的多个显影部122的具有LC振荡电路的多个调色剂浓度传感器128，即通过构成LC振荡电路的平面线圈1281与显影剂之间的距离确定的平面线圈1281的电感L相互不同的多个调色剂浓度传感器128输出的振荡频率不同的多个信号，检测容纳于多个显影部122的显影剂的调色剂浓度。例如，本第二实施形态中，各检测不同的颜色的调色剂浓度的调色剂浓度传感器128，输出的振荡频率各有1kHz以上、10kHz以下的不同。由此，即使在各调色剂浓度传感器128同时工作的情况下，也能够抑制显影装置127以及图像形成装置1发出的辐射噪声。
另外，由于各调色剂浓度传感器128由相同的电路元件以及基板构成，所以能够降低显影装置127以及图像形成装置1的制造成本。
此外，以上对通过使每个显影部122的调色剂浓度传感器128的设置位置的显影部122的框体58的厚度不同，使得设置于显影部122的每个调色剂浓度传感器128的构成LC振荡电路的线圈1281与检测对象的显影剂之间的距离不同的情况下进行说明，但本发明不限于该情况。
图7是显示本发明的第二实施形态的变形例涉及的显影装置的构成的断面图。变形例涉及的显影部122-M的安装调色剂浓度传感器128-M的部分584的厚度L3与其他的青色用的显影部122-C、黄色用的显影部122-Y以及黑色用的显影部122-Bk相同。
调色剂浓度传感器128-M，经由设置在其与框体58的安装调色剂浓度传感器128-M的部分584之间的绝缘性构件129-M，配置在框体58的外面。绝缘性构件129-M的厚度L4与显影装置127的另外的青色用的显影部122-C、黄色用的显影部122-Y以及黑色用的显影部122-Bk的绝缘性构件的厚度不同。因此，调色剂浓度传感器128-M的构成LC振荡电路的平面线圈1281与检测对象的显影剂之间的距离L2与显影装置127的其他的青色用的调色剂浓度传感器128-C、黄色用的调色剂浓度传感器128-Y以及黑色用的调色剂浓度传感器128-Bk距离不同。因此，变形例涉及的显影装置127可以获得与上述的实施的形态同等的效果。
另外，根据变形例涉及的显影装置127，由于无需改变各不同的颜色的显影剂的框体58的安装调色剂浓度传感器128的部分的厚度，所以可以降低显影装置127以及图像形成装置1的制造成本。
此外，本发明不限于上述的实施的形态的构成，可以采用各种的变形。利用图1至图7通过上述各实施形态所示的构成，仅为本发明的一实施形态，本发明的构成不限于此。
例如，构成LC振荡电路的线圈的形状不限于圆形。即，可以采用螺旋状卷绕的形状，其外形例如可以为矩形。
另外，上述的实施的形态中，对在调色剂浓度传感器的基板的单侧面形成线圈的情况下进行了说明，但本发明不限于该情况。可以在基板的两侧面形成线圈。由此，可以改善调色剂浓度传感器的调色剂浓度的检测性能。
另外，上述的实施的形态中，对利用由调色剂以及载体构成的双成分显影剂进行图像形成的图像形成装置进行了说明，但本发明不限于该情况。也可以在利用所谓单成分显影剂进行图像形成的图像形成装置中，利用上述的实施的形态中说明的导磁率检测等式的调色剂浓度传感器，检测调色剂浓度。
另外，上述的实施的形态中，对多个显影部容纳不同的颜色的显影剂的情况下进行说明，但本发明不限于该情况。本发明可以检测容纳于多个显影部的显影剂的调色剂浓度。例如，多个显影部可以容纳同色的显影剂。
另外，上述的图6所示的调色剂浓度传感器的电路构成仅为一个举例，本发明不限于该情况。
在不脱离本发明的范围和趣旨的情况下，本领域普通技术人员清楚地知道本发明的各种修正形态和变更形态。另外，应理解，本发明不限于本说明书记载的举例说明的实施形态。

Claims (6)

1.一种显影装置，具备容纳显影剂的多个显影部和分别设置于该多个显影部的多个调色剂浓度传感器，
所述多个调色剂浓度传感器分别具有LC振荡电路，
在构成所述LC振荡电路的线圈中，使用电感固定的固定线圈，对于每个调色剂浓度传感器，使得所述线圈和检测对象的所述显影剂之间的距离不同。
2.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，
所述调色剂浓度传感器配置成接触所述显影部的外表面，
每个所述显影部的所述调色剂浓度传感器的设置位置处的所述显影部的框体的厚度不同。
3.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，
所述调色剂浓度传感器经由设置在所述调色剂浓度传感器与所述显影部之间的绝缘性构件配置在所述显影部的外表面上，
每个设置于所述多个显影部的所述调色剂浓度传感器的所述绝缘性构件的厚度不同。
4.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，
构成所述LC振荡电路的所述线圈为平面线圈。
5.一种图像形成装置，具备：
权利要求1至权利要求4任一项所述的显影装置；和
利用从所述显影装置供应的调色剂在记录纸上形成调色剂图像的图像形成部。
6.一种调色剂浓度检测方法，其利用分别设置于容纳调色剂浓度检测对象的显影剂的多个显影部的具有LC振荡电路的多个调色剂浓度传感器，即构成所述LC振荡电路的电容器的静电容量或通过构成所述LC振荡电路的线圈与所述显影剂之间的距离确定的所述线圈的电感相互不同的所述多个调色剂浓度传感器输出的振荡频率不同的多个信号，检测容纳于所述多个显影部的所述显影剂的调色剂浓度，所述多个调色剂浓度传感器指的是在构成所述LC振荡电路的电容器中，使用静电容量固定的固定电容器，在构成所述LC振荡电路的线圈中，使用电感固定的固定线圈。
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