JP2003029522A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型現像器による省スペース化の達成と、ス
ループットを落とさずに画像濃度安定を達成できる小型
画像形成装置を提供することである。 【解決手段】 縦攪拌現像器を用いることで、現像装置
と転写装置間のスペースを設け、そのスペースにパッチ
検センサを配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像担持体上に形成
された潜像に現像剤を付着させて可視像化する電子写真
方式や静電記録方式を用いた複写機及びレーザービーム
プリンタなどの画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ等の電子写真方式を用
いた従来例の画像形成装置を図６に示し、動作を以下に
説明する。

【０００３】像担持体である感光ドラム１０は回動自在
に設けられており、その感光ドラム１０を一次帯電器２
１で一様に帯電し、例えばレーザーのような発光素子２
２によって情報信号に応じて変調された光で露光して静
電潜像を形成する。その静電潜像は現像装置１により、
トナー像として可視像化される。次にその可視像を、転
写装置２３によって、転写材搬送ベルト２４によって搬
送されてきた転写材Ｐに転写し、さらに定着装置２５に
よって定着して永久画像を得る。また、感光ドラム１０
上の転写残トナーはクリーニング装置２６により除去す
る。その後、感光ドラム上に形成したパッチ画像を現像
し、濃度検知手段２８で検知することでトナー補給制御
をおこない画像濃度安定化を図っている。

【０００４】一方近年、電子写真方式を用いた画像形成
装置においては、省スペースを達成するために装置本体
の小型化要求が強くなっている。特にフルカラー方式の
画像形成装置においては、現像装置を複数用い、さらに
最近では高速化を図るため複数現像装置を水平方向に並
列搭載するタンデム方式等のカラー画像形成装置が主流
になってきているため、小型化の要望が強い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来現像
装置は図６で示すように、２成分現像剤を攪拌しながら
搬送する第１の搬送スクリュー５と第２の搬送スクリュ
ー６とを水平方向に２本配置しているものが多い。第１
の搬送スクリュー５は現像剤担持体（現像スリーブ）８
に現像剤を供給し、現像領域を通過した後の現像剤を回
収するために用いられる。また、第２の搬送スクリュー
６は、現像スリーブ８から回収された現像剤と新しく補
給された現像剤とを混合攪拌するために用いられる。そ
の結果、水平方向にスペースを取るため省スペース化が
困難であった。

【０００６】そのため図で示す通りスペース上の問題で
パッチ画像濃度検知手段２８を転写手段２３の下流側に
配置せざるを得なかった。この結果、パッチ画像濃度検
知を行う際には転写材搬送ベルト２４を離間し、パッチ
画像が転写搬送ベルトに接しない状態にする動作が必要
であった。

【０００７】つまりパッチ画像濃度検知時は通常画像形
成を停止せざるを得ず、スループットダウンを生じてし
まうといった問題があった。そのため、従来まではパッ
チ画像濃度検知を１００枚連続通紙後のみに制限し、パ
ッチ画像検知間隔を複数濃度制御手段や、または複雑な
濃度制御を採用することで安定化を達成しなくてはなら
なかった。

【０００８】そこで上記問題を解決するための一案とし
て図７に示すような転写搬送ベルトを斜めに傾けること
で現像装置と転写装置間にスペースを確保し、そこに濃
度検知手段を配設した画像形成装置が考案された。

【０００９】しかしながら上記構成であると画像形成装
置全体が大きくなってしまい、省スペース化を達成する
ことが困難になるといった問題があった。

【００１０】そこで本発明の目的は、上記問題点を解決
できる現像装置を提案し、さらにスループットを落とさ
ずに、また複雑な制御や検知手段を用いずに画像濃度安
定を達成できる小型画像形成装置を提供することであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的は本
発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば本
発明は、現像剤を担持してこれを像担持体と対向した現
像領域に搬送する回転可能な現像剤担持体と、前記現像
剤担持体に現像剤を供給する現像室と、前記現像室の下
方に配設され現像領域を通過してきた後の現像剤を前記
現像材担持体から回収する攪拌室と、前記現像室と前記
攪拌室とを仕切り、前記攪拌室から前記現像室へ現像剤
の受け渡しを行うための第１の開口部、前記現像室から
前記攪拌室に現像剤の受け渡しを行うための第２の開口
部を有する仕切り部材とを備えた現像装置と前記像担持
体上に現像された現像像を転写材に転写する転写装置を
備えた画像形成装置において、前記現像装置と転写装置
間に像担持体上に形成した濃度検出用トナー像に光照射
し、その反射光によって画像濃度を光学的に検出するた
めの検出手段を設けたことを特徴とする画像形成装置で
ある。

【００１２】本発明の一実施態様によると、前記濃度検
知手段の上流、下流または両側にエアー吸引可能な部材
が設けることができる。

【００１３】本発明の他の実施態様によると、前記濃度
検知手段には濃度検出面を遮蔽する開閉可能なシャッタ
部材が設けることができる。

【００１４】本発明の他の実施態様によると、前記濃度
検出手段の検出面位置を前記現像装置における容器下部
と像担持体に最近接した部分から垂線を垂らした位置よ
り離して配設することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下において、本発明による画像
形成装置の実施例を添付図面に従って説明する。

【００１６】

【実施例１】図１は、図２に示されるようなフルカラー
画像形成装置における、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各ステーショ
ンを示したものである。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各ステーショ
ンはほぼ同様の構成であり、フルカラー画像において、
それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像を形成する。以下の説明
において、例えば現像装置１とあれば、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ
各ステーションにおける現像装置１Ｙ、現像装置１Ｍ、
現像装置１Ｃ、現像装置１Ｋを共通して指すものとす
る。

【００１７】まず、図２により、画像形成装置全体の動
作を説明する。

【００１８】像担持体である感光ドラム１０Ｙは回動自
在に設けられており、その感光ドラム１０Ｙを一次帯電
器２１Ｙで一様に帯電し、例えばレーザーのような発光
素子２２Ｙによって情報信号に応じて変調された光で露
光してイエローの静電潜像が形成される。この静電潜像
は、マイナスの極性に帯電された非磁性トナーと磁性キ
ャリアの２成分現像剤を収容した現像装置１Ｙにより、
トナー像として可視像化される。

【００１９】次にその可視像を、転写帯電器２３Ｙによ
って、転写材搬送ベルト２４によって搬送されてきた転
写材Ｐに転写する。イエロートナー像の転写が終了した
感光ドラム１０Ｙ上の転写残トナーはクリーニング装置
２６Ｙにより除去された後、前露光２７Ｙにより除電さ
れて、再び画像形成プロセスに供せられる。

【００２０】以下、上記と同様な動作をマゼンタ、シア
ン、ブラックについてこの順に繰り返し、転写材上にイ
エロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色のトナー
像を重ね合わせて転写したカラー画像が得られる。４色
のトナー像が転写された転写材は、次いで転写材搬送ベ
ルト２４から分離して定着装置２５に送られ、そこで転
写材へのトナー像の定着及び混色を行ってフルカラーの
永久像とされた後、画像形成装置外に排出される。

【００２１】次に本実施例で採用した小型現像装置につ
いて図１を用いて説明する。本実施例の現像装置１は図
に示すように、現像剤を攪拌・搬送する２本の搬送スク
リュー５，６が上下に配置されている。より詳細に説明
すれば、現像装置１は現像剤を収容した現像容器２を備
え、現像容器２の感光ドラム１０と対面した開口部に現
像スリーブ８を有している。そして、現像容器内の開口
部との反対側には隔壁７によって区画された現像室３と
攪拌室４が上下に形成されており、これらの現像室３と
攪拌室４内には現像剤を攪拌・搬送手段として第１およ
び第２の搬送スクリュー５，６がそれぞれ設置されてい
る。第１の搬送スクリュー５は現像室３内の現像剤を搬
送し、また、第２の搬送スクリュー６はトナー補給口か
ら攪拌室４内に第２の搬送スクリュー５の上流側に供給
されるトナーと攪拌室４内にすでにある現像剤とを攪拌
しながら搬送し、現像剤のトナー濃度を均一化する。

【００２２】以上説明したように、図１に示した縦攪拌
型の現像装置１は、現像室と攪拌室とが垂直方向に配置
されているため、その水平方向の占有スペースが小さく
て済むという長所がある。また、従来現像装置に比べ攪
拌室が現像室の略下に設けられているため、従来現像装
置で攪拌室の場所に、大きくスペースを作ることが可能
となる。

【００２３】このスペースを利用したのが本画像形成装
置の特徴である。つまり縦攪拌型現像装置を用いること
で現像装置と転写装置間（具体的には従来現像装置にお
ける攪拌室位置）に感光ドラム上のパッチ画像濃度検知
手段を設けることをおこなった。

【００２４】その結果、転写搬送ベルトを離間すること
なくパッチ画像形成を非画像域であればいつでもおこな
えるようになった。パッチ画像形成タイミングとして本
実施例としては紙間を採用したが、前回転や後回転で行
っても構わない。以上の構成をとることでスループット
を大幅に下げることなく安定した濃度制御ができる画像
形成装置を提供することが可能となった。

【００２５】さらに、パッチ画像濃度検知手段により濃
度検知されたパッチ画像は、転写手段により転写させず
にクリーニング装置により除去しても構わないし、転写
手段により転写搬送ベルト上に転写し、転写搬送ベルト
上に設けられた濃度検知手段により転写後のパッチ画像
濃度を検知することで転写効率を算出することもでき
る。

【００２６】

【実施例２】しかしながら、上記例においては現像器下
にパッチ画像濃度検出手段を設けたため、現像器下部か
ら飛散したトナーによりパッチ画像濃度検出面汚れが発
生することがあった。

【００２７】この検知面汚れが発生すると、パッチ画像
濃度信号が変化するため、従来までは感光ドラム地肌面
からの反射光量より検知面汚れ量を計測し、検知面汚れ
係数（例えば、初期光量との比）を算出し、パッチ画像
濃度信号値を上記算出された検知面汚れ係数により補正
することで制御を行ってきた。

【００２８】しかしながら上記感光ドラムの表面性の変
化や、パッチ画像濃度検知手段のＳＮにより、初期反射
光量から５０％低下すると検知面汚れ補正が正常動作で
きなくなるため、エラー表示等を出すことで、ユーザも
しくはサービスマンによる検知面清掃を行わねばならな
かった。

【００２９】そこで実施例1の構成で、検知面汚れ係数
推移を画像比率パラメータにして図３に示した。すると
図から分かるとおり画像濃度が高い黒べた画像では１０
００枚で初期光量（１００％）から５０％低下を起こす
ことがわかった。

【００３０】そこで上記したパッチ画像濃度検出面汚れ
対策として、本実施例では図４で示すように検知面上流
側にエアー吸引用のダクトを用意した。

【００３１】具体的には図に示すようにパッチ画像濃度
検知手段の上流に感光ドラムに接しない程度にダクト用
モールド部材をつけた。そして本体ファン９（例えば総
合排気ファン）によりエアー吸引することで飛散トナー
を除去することができたため、検知面を汚すことなく耐
久を通して安定して検知することが可能となった。

【００３２】更に本実施例では飛散トナー吸引ダクトを
パッチ画像濃度検知手段の上流に設けたが、下流側に設
けてもよいし、両側にダクトを用意してもかまわない。

【００３３】

【実施例３】本実施例では、上記濃度検知面汚れ対策と
して濃度検出面を遮蔽する開閉可能なシャッタ部材が設
けることをおこなった。

【００３４】シャッタはパッチ画像を検知する直前に開
き、検知終了後に閉じる動作で耐久をおこなった。その
結果、検知面を飛散トナーから遮蔽することで耐久を通
して安定した濃度検知をおこなえるようになった。

【００３５】もちろん上述したパッチ画像濃度検出手段
上流に吸引ダクトを設ければ、さらに効果があがること
は言うまでもない。

【００３６】

【実施例４】さて、上述した飛散による検知面汚れの付
着状態を観察してみると、大きく２つの原因でよごれて
いることがわかった。１つは現像器下部での現像剤取り
込み極の穂立ち部での飛散トナーによるもの、さらにも
う１つが現像器下部より落下した凝集トナーによるもの
である。

【００３７】さらに観察すると、上記した飛散トナーに
よる汚れは、ドラム回転で生じる風の流れ（以下ドラム
流と称す）によるものが主であることがわかった。さら
にドラム流のパッチ画像濃度検知手段近傍の状態をドラ
イアイスを送風ファンより注入し、ＣＣＤカメラ用いて
確認したところ、ほとんどがドラム表層近くを流れてい
くことが確認できた。

【００３８】また、実施例１において検知面は現像器下
部の真下にあるため、現像器より落下した凝集トナーが
検知面上に落下および付着することが汚れの大きな原因
であることがわかった。そこで本実施例では、図５に示
すようにパッチ画像濃度検出手段の検出面を現像器下部
の像担持体に最近接した点から垂線を垂らした位置より
遠ざけて配設した。

【００３９】具体的には、図に示すように本実施例で用
いた現像装置において感光ドラムと現像器下部部材の最
近接間隔が２ｍｍであったため、感光ドラムと前記濃度
検出手段の検出面の間隔をそれ以上空けて配設した。こ
の結果、感光ドラムからの距離を遠ざけるだけで大幅に
改善できた。また、上述した吸引ダクトもしくはシャッ
タを併用することで全く検知面を汚さない画像形成装置
を提供することが可能となった。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
現像剤を担持してこれを像担持体と対向した現像領域に
搬送する回転可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体
に現像剤を供給する現像室と、前記現像室の下方に配設
され現像領域を通過してきた後の現像剤を前記現像材担
持体から回収する攪拌室と、前記現像室と前記攪拌室と
を仕切り、前記攪拌室から前記現像室へ現像剤の受け渡
しを行うための第１の開口部、前記現像室から前記攪拌
室に現像剤の受け渡しを行うための第２の開口部を有す
る仕切り部材とを備えた現像装置を用いることで、前記
現像装置と転写装置間に像担持体上に形成した濃度検出
用トナー像に光照射し、その反射光によって画像濃度を
光学的に検出するための検出手段を配設できるため、小
型現像器とスループットを落とさず安定した画像濃度制
御の両立が達成できる。

【００４１】さらに前記濃度検知手段の上流、下流また
は両側にエアー吸引可能な部材が設けることや、前記濃
度検知手段には濃度検出面を遮蔽する開閉可能なシャッ
タ部材が設けることで、さらに安定した濃度制御が行え
る。

【００４２】また前記濃度検出手段の検出面位置を前記
現像装置における容器下部と像担持体に最近接した部分
から垂線を垂らした位置より離して配設することで検知
面を汚すことがなくなるため、安定濃度制御が達成でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係わる画像形成装置を説
明する図

【図２】 本発明の一実施例に係わるフルカラー画像形
成装置を説明する図

【図３】 本発明の実施例１における濃度検知面汚れ係
数推移を説明する図

【図４】 本発明の実施例２の現像装置周辺を説明する
図

【図５】 本発明の実施例４の現像装置周辺を説明する
図

【図６】 従来例の画像形成装置を説明する図

【図７】 従来例の画像形成装置を説明する図

【符号の説明】

１ 現像装置 ３ 現像室 ４ 攪拌室 ５ 第１の搬送スクリュー ６ 第２の搬送スクリュー ７ 隔壁 ８ 現像スリーブ １０ 感光ドラム ２３ 転写装置 ２４ 転写材搬送ベルト ２８ パッチ画像濃度検知手段 Ｐ 転写材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 DA10 DE02 DE10 EC03 HB18 HB20 JA03 JB13 JB17 2H071 DA08 DA09 DA15 DA32 EA04 EA10 2H077 AB02 AB14 AB15 AB18 AC02 AD06 AD13 AD18 BA08 CA16 DA03 DA47 DA91 DA95 DB01 GA01 GA04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤を担持してこれを像担持体と対向
   した現像領域に搬送する回転可能な現像剤担持体と、前
   記現像剤担持体に現像剤を供給する現像室と、前記現像
   室の下方に配設され現像領域を通過してきた後の現像剤
   を前記現像材担持体から回収する攪拌室と、前記現像室
   と前記攪拌室とを仕切り、前記攪拌室から前記現像室へ
   現像剤の受け渡しを行うための第１の開口部、前記現像
   室から前記攪拌室に現像剤の受け渡しを行うための第２
   の開口部を有する仕切り部材とを備えた現像装置と前記
   像担持体上に現像された現像像を転写材に転写する転写
   装置を備えた画像形成装置において、 前記現像装置と転写装置間に像担持体上に形成した濃度
   検出用トナー像に光照射し、その反射光によって画像濃
   度を光学的に検出するための検出手段を設けたことを特
   徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記濃度検知手段の上流、下流または上
   下流側にエアー吸引可能な部材が設けられたことを特徴
   とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記濃度検知手段には濃度検出面を遮蔽
   する開閉可能なシャッタ部材が設けられている請求項１
   または２に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記濃度検出手段の検出面位置を前記現
   像装置容器下部と像担持体に最近接した部分から垂線を
   垂らした位置より離して配設したことを特徴とする請求
   項１に記載の画像形成装置。