JP2001066874A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2001066874A
JP2001066874A JP24515899A JP24515899A JP2001066874A JP 2001066874 A JP2001066874 A JP 2001066874A JP 24515899 A JP24515899 A JP 24515899A JP 24515899 A JP24515899 A JP 24515899A JP 2001066874 A JP2001066874 A JP 2001066874A
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toner
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JP24515899A
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English (en)
Inventor
Koji Morofuji
康治 諸藤
Kimito Omori
公人 大森
Shigeru Tsukada
茂 塚田
Toru Tamura
徹 田村
Hideki Kimura
秀貴 木村
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Fujifilm Business Innovation Corp
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Fuji Xerox Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い取付精度を必要とせず、安定したトナー
濃度測定の可能なトナー濃度センサを備えた画像形成装
置を提供する。 【解決手段】 表面に静電潜像が形成される感光体ドラ
ム1、キャリアとトナーとからなる2成分系の現像剤を
担持して現像領域Dに搬送する現像ロール4を有し感光
体ドラム1上の静電潜像を現像剤中のトナーで現像して
トナー像を形成する現像ユニット3、現像ロール4上に
担持された現像剤に光を照射する発光素子と現像剤から
反射された反射光を受光する受光素子とからなり、その
受光素子が、現像ロール4上の現像剤で反射して現像ロ
ール4の回転軸を含む平面に含まれる光軸に沿って反射
してきた光を受光する位置に配備されてなるトナー濃度
センサ5、およびトナー濃度センサ5によるトナー濃度
測定結果に基づき画像形成条件を制御する制御部15を
備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機やプリンタなどに用いられる画像形成装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真方式の複写機やプリンタ
などに用いられる画像形成装置において、感光体や転写
ベルト上に形成したトナー濃度測定用の基準パッチのト
ナー濃度を測定し、その測定結果に基づいて画像形成条
件を制御する方法に関していくつかの報告がなされてい
るが、このような制御だけでは、近年のフルカラーの複
写機やプリンタにおける高画質化の要求に対して画像欠
陥の軽減という面からは不十分であり、さらに、現像器
内の現像剤中のトナー濃度を制御する必要がある。
【0003】現像器内の現像剤中のトナー濃度を測定す
る方法については、例えば、特開昭64−59271号
公報に、1成分現像器を備えた画像形成装置において、
現像スリーブ上の画像形成領域以外の部分に対向した位
置に反射型センサを取り付けた例が開示されている。し
かし、この方式では、非画像形成領域と画像形成領域と
におけるMOS(現像スリーブ上のトナー量の)が大き
く相違するため測定結果が大きく変動し十分なトナー濃
度制御ができない。そのため、画像欠陥の軽減効果が小
さいという問題がある。
【0004】また、特開平4−81871号公報には、
1成分現像器を備えた画像形成装置におけるトナー濃度
センサが開示されているが、1成分現像器の場合は電界
分布の中におけるトナーの挙動が問題であるのに対し、
2成分現像器の場合は磁界分布の中におけるトナーの挙
動が問題となるため1成分現像器に関する技術をそのま
ま2成分現像器に転用するわけにはいかない。
【0005】また、特開平06−83201号公報に
は、感光体ベルト上に4連タンデムの現像器を配置した
画像形成装置において、現像ロール上の2成分系現像剤
のトナー濃度を、発光素子と受光素子からなるフォトカ
プラにより測定するようにした画像形成装置が開示され
ている。この方法によれば、現像器内の2成分系現像剤
中のトナーが現像で消費されて減少し相対的にキャリア
が増加してくると、現像剤層からの反射率が増大してく
るのでトナー不足になったことを検知することができ
る。しかし、この画像形成装置では、4つの現像ロール
に対向した位置にそれぞれトナー濃度センサを配置しな
ければならないのでコスト高となる恐れがある。また、
ロータリ現像器方式の画像形成装置には適用することが
できないという問題もある。
【0006】なお、トナー濃度センサとしては、発光素
子と受光素子を用いて現像剤からの反射光を測定する光
学式のトナー濃度センサが広く用いられているが、この
光学式のトナー濃度センサにより現像ロールのような小
径の回転体上の現像剤のトナー濃度を高精度で測定する
ためには、センサの取付精度の問題やセンサのトナー汚
れ防止など多くの技術的課題をクリアする必要がある。
【0007】特開平4−349480号公報には、ロー
タリ現像器を備えた画像形成装置におけるトナー濃度セ
ンサについての開示がなされているが、トナー濃度セン
サの受発光面が現像ロールの回転軸に対して垂直方向に
向いた位置に配置されているため、トナー濃度センサを
画像形成装置に取り付ける際に高い取付精度が要求され
るという問題がある。
【0008】特に、最近のカラー画像形成装置では、装
置全体の小型化を図るために現像ロールの小径化傾向が
強まりつつあり、小径の現像ロールに対して高精度でト
ナー濃度センサを取り付けることはますます困難な状況
となりつつある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑み、高い取付精度を必要とせず、安定したトナー濃度
測定の可能なトナー濃度センサを備えた画像形成装置を
提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の画像形成装置は、表面に静電潜像が形成される感光
体、キャリアとトナーとからなる2成分系の現像剤を担
持して上記感光体に近接もしくは接触した現像領域に搬
送する現像ロールを有し上記感光体表面に形成された静
電潜像を上記現像ロールに担持された上記現像剤中のト
ナーで現像して上記感光体上にトナー像を形成する現像
ユニット、上記現像ロール上に担持された現像剤に光を
照射する発光素子とその現像剤から反射された反射光を
受光する受光素子とからなり、その受光素子が、上記現
像ロール上の現像剤で反射して上記現像ロールの回転軸
を含む平面に含まれる光軸に沿って反射してきた光を受
光する位置に配備されるとともに、上記発光素子が、そ
の発光素子から上記現像ロールに向けて照射される光の
光軸が上記平面に含まれる位置に配備されてなる、現像
剤中のトナー濃度を測定するトナー濃度センサ、および
上記トナー濃度センサによるトナー濃度測定結果に基づ
いて、形成される画像に影響を及ぼす画像形成条件を制
御する制御手段を備え、上記感光体上に形成されたトナ
ー像を最終的に所定の画像記録材上に転写して定着する
ことにより画像記録材上に画像を形成することを特徴と
する。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の画像形成装置の実
施形態について説明する。
【0012】図1は、本発明の画像形成装置の一実施形
態における現像ユニット周辺の概要図である。
【0013】図1には、表面に静電潜像が形成される感
光体ドラム1、キャリアとトナーとからなる2成分系の
現像剤を担持して感光体ドラム1に近接もしくは接触し
た現像領域Dに搬送する現像ロール4Y,4M,4C,
4Kを有し感光体ドラム1表面に形成された静電潜像を
現像ロール4Y,4M,4C,4Kに担持された上記現
像剤中のトナーで現像して感光体ドラム1上にY(イエ
ロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、およびK(ブ
ラック)のそれぞれの色のトナー像を形成する現像ユニ
ット3Y,3M,3C,3K、これら各現像ロール上に
担持された現像剤中のトナー濃度を測定するトナー濃度
センサ5、およびトナー濃度センサ5によるトナー濃度
測定結果に基づいて、形成される画像に影響を及ぼす画
像形成条件を制御する制御部15を備え、感光体ドラム
1上に形成されたトナー像を最終的に所定の画像記録材
(図示せず)上に転写して定着することにより画像記録
材上に画像を形成する画像形成装置の主要部が示されて
いる。
【0014】なお、本実施形態における制御部15は、
本発明にいう制御手段に相当するものである。
【0015】4つの現像ユニット3Y,3M,3C,3
Kは、回転駆動されるロータリ現像器2に90度間隔で
取り付けられている。これらの各現像ユニットは、それ
ぞれケースで覆われておりそのケース内に2成分系現像
剤、すなわち磁性体からなるキャリアと非磁性体からな
る各色のトナー粒子が収納されている。各現像ユニット
3Y,3M,3C,3Kには、それぞれの現像ロール4
Y,4M,4C,4Kが現像領域Dにおいて感光体ドラ
ム1に近接もしくは接触するように開口部が形成されて
いる。
【0016】現像ロール4Y,4M,4C,4Kは、現
像剤を担持して回転する円筒状のスリーブとその内側に
配備された複数の磁極を有するマグネットとからなる。
周囲にトナーを付着させたキャリアは、マグネットの磁
力によりスリーブ上に吸着され穂状に立毛してマグネッ
トブラシを形成した状態でスリーブの回転に伴われてケ
ースの開口部に搬送される。そして、現像ユニットが現
像領域Dにセットされ現像工程に入った段階でその開口
部から露出した現像ロール上の現像剤中のトナーが感光
体ドラム1に供給される。
【0017】図2は、図1に示した現像ユニットおよび
トナー濃度センサの平面図であり、図3は、図1に示し
た現像ユニットおよびトナー濃度センサの正面図であ
り、図4は、図2に示したトナー濃度センサの断面図で
ある。
【0018】図2、図3、および図4に示すように、ト
ナー濃度センサ5は、現像ロール4Y(4M、4C、4
K)上の現像剤に光を照射する発光素子10と現像ロー
ル4Y(4M、4C、4K)上の現像剤から反射された
反射光を受光する受光素子11とからなり、この発光素
子10および受光素子11は、受発光素子各々の光軸に
よって形成される平面(受発光反射面)8が、現像ロー
ル4Y(4M、4C、4K)の回転軸を含む平面に含ま
れる位置に配備されている。また、このトナー濃度セン
サ5は全体がランプハウジング5aにより覆われコネク
タ6とともに基板7上に取り付けられており、トナー濃
度センサ5からの出力信号はコネクタ6を介して制御部
15(図1参照)に電気的に接続されている。
【0019】トナー濃度センサ5は、発光素子10と受
光素子11を備えた非接触式の光反射型センサであり、
図1に示すように、ロータリ現像器2に関して感光体ド
ラム1とは対称の位置に配設されている。従って、例え
ば図1に示すように、ブラックの現像ユニット3Kが現
像領域Dにセットされているときには、トナー濃度セン
サ5は、現像領域Dとは対称の測定位置Mにセットされ
ているマゼンタの現像ユニット3Mの開口部に光を照射
し、マゼンタの現像ロール4M上の現像剤からの反射光
を受光し、その反射光の強さによりマゼンタのトナー濃
度が測定される。
【0020】なお、本実施形態におけるトナー濃度セン
サの、発光素子と受光素子との光学的位置関係は、正反
射型、拡散反射型、あるいは共用型などのいずれのタイ
プのものでもよく、要は、受発光素子各々の光軸によっ
て形成される平面(受発光反射面)8が、現像ロールの
回転軸を含む平面に含まれる位置に配備されていればよ
い。
【0021】次に、本実施形態における画像形成装置の
動作について説明する。
【0022】感光体ドラム1の表面は帯電器(図示せ
ず)により帯電され、次に静電潜像形成装置(図示せ
ず)により感光体ドラム1上に静電潜像が形成される。
その後、感光体ドラム1上に形成された静電潜像が、現
像領域Dにセットされている現像ユニット(図1の例で
はイエロー現像ユニット3Y)の現像ロール4Y上の現
像剤に接触すると、現像剤中のイエロートナーが感光体
ドラム1に転写されてイエローの現像が行われる。
【0023】次に、ロータリ現像器2が回転し、マゼン
タ、サイアン、ブラックの各現像ユニットが感光体ドラ
ム1に対向する現像領域Dに順次移動してそれぞれの色
の現像が行われる。それと同時に、感光体ドラム1とは
対称の測定位置Mに移動してきた現像ユニットに対する
トナー濃度センサ5によるトナー濃度測定が行われる。
【0024】以上説明したように、本実施形態において
は、トナー濃度センサ5の受発光素子各々の光軸によっ
て形成される平面(受発光反射面)8を、現像ロール4
の回転軸9を含む平面に含まれる位置に配備したことに
より、トナー濃度センサ5の、画像形成装置への取付精
度が若干低く上記平面8が現像ロール4の回転軸9を含
む垂直面内での多少の角度変動があっても、また、上記
平面8が現像ロール4の回転軸9を含む垂直面内で回転
軸9方向に多少の位置ずれがあっても、トナー濃度セン
サ5の感度への影響は少なく高精度でトナー濃度を測定
することができる。言い換えれば、発光素子10および
受光素子11を図2および図4に示したような配置とす
ることにより取付精度のマージンを大きくすることがで
きる。従って、本発明の画像形成装置は、小径の現像ロ
ールを採用した場合に特に有効である。
【0025】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の画像形
成装置によれば、トナー濃度センサのの受発光素子各々
の光軸によって形成される平面(受発光反射面)を、現
像ロールの回転軸を含む平面に含まれる位置に配備した
ことにより、トナー濃度センサの画像形成装置への取付
けの際に高い取付精度を必要とせず、安定したトナー濃
度測定の可能なトナー濃度センサを備えた画像形成装置
を実現することができる。
【0026】また、トナー濃度センサは、感光体ドラム
の帯電、除電、クリーニングなどのトナーの移動の行わ
れる部位から遠く離れた位置に配置されているため、ト
ナー汚れによる感度の低下が少なく高精度のトナー濃度
の測定が可能であり、また、清掃のための部材を設ける
必要がないため、画像形成装置の小型化・簡略化を実現
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成装置の一実施形態における現
像ユニット周辺の概要図である。
【図2】図1に示した実施形態における現像ユニットお
よびトナー濃度センサの平面図でる。
【図3】図1に示した実施形態における現像ユニットお
よびトナー濃度センサの正面図である。
【図4】図1に示した実施形態におけるトナー濃度セン
サの断面図である。
【符号の説明】
1 感光体ドラム 2 ロータリ現像器 3Y,3M,3C,3K 現像ユニット 4Y,4M,4C,4K 現像ロール 5 トナー濃度センサ 5a ランプハウジング 6 コネクタ 7 基板 8 平面(受発光反射面) 9 回転軸 10 発光素子 11 受光素子 12,13 光軸 15 制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚田 茂 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 田村 徹 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 木村 秀貴 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 Fターム(参考) 2H077 AD06 DA10 DA43 DA63 EA01 GA13

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面に静電潜像が形成される感光体、キ
    ャリアとトナーとからなる2成分系の現像剤を担持して
    前記感光体に近接もしくは接触した現像領域に搬送する
    現像ロールを有し前記感光体表面に形成された静電潜像
    を前記現像ロールに担持された前記現像剤中のトナーで
    現像して前記感光体上にトナー像を形成する現像ユニッ
    ト、前記現像ロール上に担持された現像剤に光を照射す
    る発光素子と該現像剤から反射された反射光を受光する
    受光素子とからなり、該受光素子が、前記現像ロール上
    の現像剤で反射して前記現像ロールの回転軸を含む平面
    に含まれる光軸に沿って反射してきた光を受光する位置
    に配備されるとともに、該発光素子が、該発光素子から
    前記現像ロールに向けて照射される光の光軸が前記平面
    に含まれる位置に配備されてなる、該現像剤中のトナー
    濃度を測定するトナー濃度センサ、および前記トナー濃
    度センサによるトナー濃度測定結果に基づいて、形成さ
    れる画像に影響を及ぼす画像形成条件を制御する制御手
    段を備え、前記感光体上に形成されたトナー像を最終的
    に所定の画像記録材上に転写して定着することにより該
    画像記録材上に画像を形成することを特徴とする画像形
    成装置。
JP24515899A 1999-08-31 1999-08-31 画像形成装置 Withdrawn JP2001066874A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006146211A (ja) * 2004-11-18 2006-06-08 Xerox Corp トナー濃度測定方法及び装置
US8577240B2 (en) 2010-11-10 2013-11-05 Fuji Xerox Co., Ltd. Sensor member and image forming apparatus

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Effective date: 20061107