JP2006030877A

JP2006030877A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2006030877A
Application number: JP2004213172A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Sugano; 康彦菅野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-07-21
Filing date: 2004-07-21
Publication date: 2006-02-02

Abstract

【課題】現像剤温度の変化によるトナー帯電量の変化に応じてトナー濃度を制御することにより、トナー飛散や地肌汚れの発生を防止することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像器４に現像剤の温度を検出するための温度センサ５を設け、トナー濃度の制御を行う制御部１１が温度センサ５により検出される現像剤の温度の変化量からトナー帯電量の変化量を算出し、トナー帯電量の変化量と透磁率センサ６の検出値によりトナー濃度の制御を行うようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式による２成分現像剤を用いた画像形成装置に関する。

２成分現像剤を用いた画像形成装置は、トナー濃度（ＴＣ）とトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）によって画像特性は大きな影響を受ける。そのため現像剤攪拌動作を行い、現像機内に設置された透磁率センサによって検出されたトナー濃度の検出値を設定範囲になるように、トナー濃度を制御している。
ところで、トナー帯電量は環境湿度によって大きく変化してしまうが、トナー帯電量の検出は透磁率センサではできない。そのため、トナー濃度は設定範囲内であってもトナー帯電量は設定範囲を外れてしまい、トナー飛散、地肌汚れが発生してしまう。
また、現像剤攪拌動作は、一般に定着温度が設定値に達したところで終了するため、攪拌動作の終了時点で現像剤の攪拌が不充分だと、トナー帯電量が設定範囲から外れてしまい、トナー飛散、地肌汚れの発生要因となる。
このような問題に関する文献として、現像剤温度センサレベルに応じて濃度制御閾値を変化させてトナー濃度（ＴＣ）を制御するものがある（例えば特許文献１参照）。
また、温度センサにより現像機内温度を測定し、現像機内温度を目標温度にすることによってトナー濃度（ＴＣ）を安定させようとするものもある（例えば特許文献２参照）。
特開平４−２６９７７８号公報特開平８−１９０２７２号公報

しかしながら、上記した特許文献１及び特許文献２はトナー濃度（ＴＣ）と共に画像特性に大きな影響があるトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）を考慮してのトナー濃度制御を行っていない。また、そのトナー帯電量に大きな影響が考えられる湿度を考慮してのトナー濃度制御も行っていない。このため、トナー飛散や地肌汚れが発生したり、トナー帯電量の低下したりすることがあった。
そこで、本発明は上記したような事情を鑑みてなされたものであり、トナー飛散や地肌汚れの発生やトナー帯電量の低下を防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、少なくとも静電潜像を形成する静電潜像手段と、該静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、該トナー像を被転写体に転写する転写手段と、前記現像手段内の非磁性トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を攪拌する攪拌手段と、前記現像手段内のトナー濃度を検出するための透磁率センサと、前記攪拌手段による現像剤攪拌動作時にトナー濃度を透磁率センサにて検出してトナー濃度を制御するトナー濃度制御手段を有する画像形成装置において、前記現像手段の現像剤温度を検出するための温度センサを備え、前記トナー濃度制御手段は前記温度センサにより検出される現像剤温度の変化量からトナー帯電量の変化量を算出し、算出したトナー帯電量の変化量と透磁率センサの検出値によりトナー濃度制御を行うことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記トナー濃度制御手段が現像剤温度変化量からトナー帯電量変化量を算出する際、透磁率センサにて検出されるトナー濃度に応じた補正をすることによりトナー濃度制御を行うことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記現像手段の環境湿度を検出する湿度センサを有し、前記トナー濃度制御手段は前記湿度センサの出力に応じた補正をすることにより、トナー濃度制御を行うことを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記トナー濃度制御手段は、前記トナー帯電量の変化量と前記透磁率センサの検出値に応じて現像剤攪拌動作を終了するかどうかの判断を行うことを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記トナー濃度制御手段は、前記トナー帯電量の変化量と前記透磁率センサの検出値に応じて現像剤攪拌部材の回転速度を変更することを特徴とする。

請求項１の画像形成装置によれば、トナー濃度制御手段が温度センサにより検出される現像剤温度の変化量からトナー帯電量の変化量を算出し、該トナー帯電量の変化量と透磁率センサの検出値によりトナー濃度制御を行うことから、適切なトナー濃度とトナー帯電量に設定することができ、トナー飛散や地肌汚れの発生を防ぐことができる。
請求項２の画像形成装置によれば、前記トナー濃度制御手段が現像剤温度変化量からトナー帯電量変化量を算出する際、透磁率センサにて検出されるトナー濃度に応じた補正をすることによりトナー濃度制御を行うことから、適切なトナー濃度とトナー帯電量に設定することができ、トナー飛散や地肌汚れの発生を防ぐことができる。
請求項３の画像形成装置によれば、前記トナー濃度制御手段が湿度センサの出力に応じた補正をすることによりトナー濃度制御を行うことから、環境湿度に応じた適切なトナー濃度とトナー帯電量に設定することができ、トナー飛散や地肌汚れの発生を防ぐことができる。
請求項４の画像形成装置によれば、前記トナー濃度制御手段がトナー帯電量の変化量と透磁率センサの検出値に応じて現像剤攪拌動作を終了するかどうかを判断することから、攪拌が不充分なうちに現像剤攪拌動作が終了してしまうことによるトナー帯電量の低下を防ぐことができる。
請求項５の画像形成装置によれば、前記トナー濃度制御手段が前記トナー帯電量の変化量と前記透磁率センサの検出値に応じて現像剤攪拌部材の回転速度を変更するができることから、現像剤への負荷を低減することができ、現像剤の劣化を防止することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明における現像装置の概略図である。
図１において、現像器４内のトナーＴは攪拌部材３より攪拌されて現像ローラ１の表面に供給される。現像ローラ２上に供給されたトナーＴは感光体６に搬送され、感光体電位と現像バイアスによる現像電界に応じて、帯電したトナーが感光体１に付着し静電潜像が可視像化される。現像器４の下方に温度センサ５、透磁率センサ６、上方に湿度センサ７が設置されている。現像剤攪拌動作時には温度センサ５と透磁率センサ６の検出値がＡ／Ｄコンバータ９でＡ／Ｄ変換された後、入出力回路１０を介して制御部１１に入力され、トナー濃度制御と攪拌部材の回転速度制御（回転駆動制御）が行われる。
制御部１１は、各種処理を実行するためのＣＰＵ、所要のプログラムなどが記憶されているＲＯＭ、ＣＰＵにて各種演算処理を行ったときに、各種データを一時的に保持するためのＲＡＭなどを備え、当該画像形成装置全体の制御を司る。制御部１１は入出力回路１０を介して攪拌部材３の駆動を行う駆動回路８の制御を行う。なお、図１の温度センサ５の設置場所は一例であり、現像剤に接するところに設置すれば良い。
図２はトナー濃度（以下ＴＣと記載）５ｗｔ％、湿度７０％における現像剤攪拌動作時の現像剤温度変化量Δｔとトナー帯電量の変化量ΔＱ／Ｍの相関データの実測値である。この相関データより、現像剤攪拌動作時には表１に示すＴＣ５ｗｔ％における現像剤温度の変化量Δｔからトナー帯電量の変化量ΔＱ／Ｍを算出し、トナー帯電量の変化量ΔＱ／Ｍと透磁率センサ７の検出値によりトナー濃度制御を行う。

図３はＴＣ５ｗｔ％時と７ｗｔ％時の現像剤攪拌動作時の現像剤温度変化量Δｔとトナー帯電量変化量の関係を示したグラフである。このようにトナー濃度に応じた現像剤温度変化量とトナー帯電量変化量の関係があり、表１に示すトナー帯電量の変化量ΔＱ／Ｍを算出した値に表２に示すトナー濃度に応じた補正係数を用いてトナー濃度に応じたトナー帯電量の変化量ΔＱ／Ｍを算出しトナー濃度制御を行う。

図４は環境湿度の違いによる現像剤攪拌動作時の現像剤温度変化量Δｔとトナー帯電量変化量の関係を示したグラフである。このように環境湿度に応じた現像温度変化量Δｔとトナー帯電量変化量の関係があることにより、トナー濃度に応じたトナー帯電量の変化量ΔＱ／Ｍを算出した値に表３に示す環境湿度に応じた補正係数を用いて環境湿度に応じたトナー濃度制御を行う。

また、透磁率センサ６の検出値及び温度センサ５の検出値より算出されたトナー濃度とトナー帯電量変化量から現像剤攪拌動作を終了するかどうかを判断し、攪拌動作を継続する場合は最適な攪拌部材回転速度に変更し、駆動回路８にて駆動制御される。
図５にトナー濃度制御と攪拌部材の回転速度制御を実際に行う際のフローを示す。この場合、制御部１１は、まず現像剤攪拌動作を実行し（Ｓ１）、透磁率センサ６で透磁率の検出を行い（Ｓ２）、温度センサ５で現像剤温度の検出を行い（Ｓ３）、湿度センサ７で環境湿度の検出を行うようにする（Ｓ４）。各検出値は制御部１１に入力され、透磁率センサ６の検出値があらかじめ設定した設定範囲内に入っていなければ（Ｓ５の「Ｎ」）、トナー濃度制御（Ｓ６）、攪拌部材の回転速度制御を行い（Ｓ７）、攪拌動作は継続される。一方、透磁率センサ６の検出値が設定範囲内に入っていれば、温度センサ５から検出された攪拌動作開始時からの現像剤温度変化量と湿度センサ７の検出値からトナー帯電量変化量を算出し、（Ｓ８）、そこで算出したトナー帯電量変化量が設定範囲内に入っていなければ（Ｓ９の「Ｎ」）、その検出値に応じてトナー濃度制御（Ｓ６）、攪拌部材の回転速度制御（Ｓ７）が行なわれ攪拌動作は継続される。トナー帯電量変化量が設定範囲内に入っていれば（Ｓ９の「Ｙ」）、現像剤攪拌動作を終了する。

本発明による現像装置の一例を示す概略構成図。現像剤攪拌動作時の現像剤温度変化量Δｔとトナー帯電量変化量ΔＱ／Ｍの関係を示すグラフ図。トナー濃度の違いによる現像剤攪拌動作時の現像剤温度変化量Δｔとトナー帯電量変化量ΔＱ／Ｍとの関係を示すグラフ図。環境湿度の違いによる現像剤攪拌動作時の現像剤温度変化量Δｔとトナー帯電量変化量ΔＱ／Ｍとの関係を示すグラフ図。トナー濃度制御と攪拌部材の回転速度制御を実際に行う際のフロー図。

符号の説明

１感光体ドラム、２現像ローラ、３攪拌部材、４現像器、５温度センサ、６透磁率センサ（トナー濃度センサ）、７湿度センサ、８駆動回路、９Ａ／Ｄ変換器、１０Ｉ／Ｏポート、１１制御部、Ｔ現像剤

Claims

少なくとも静電潜像を形成する静電潜像手段と、該静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、該トナー像を被転写体に転写する転写手段と、前記現像手段内の非磁性トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を攪拌する攪拌手段と、前記現像手段内のトナー濃度を検出するための透磁率センサと、前記攪拌手段による現像剤攪拌動作時にトナー濃度を透磁率センサにて検出してトナー濃度を制御するトナー濃度制御手段を有する画像形成装置において、前記現像手段の現像剤温度を検出するための温度センサを備え、前記トナー濃度制御手段は前記温度センサにより検出される現像剤温度の変化量からトナー帯電量の変化量を算出し、算出したトナー帯電量の変化量と透磁率センサの検出値によりトナー濃度制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、前記トナー濃度制御手段が現像剤温度変化量からトナー帯電量変化量を算出する際、透磁率センサにて検出されるトナー濃度に応じた補正をすることによりトナー濃度制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記現像手段の環境湿度を検出する湿度センサを有し、前記トナー濃度制御手段は前記湿度センサの出力に応じた補正をすることにより、トナー濃度制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記トナー濃度制御手段は、前記トナー帯電量の変化量と前記透磁率センサの検出値に応じて現像剤攪拌動作を終了するかどうかの判断を行うことを特徴とする画像形成装置。
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記トナー濃度制御手段は、前記トナー帯電量の変化量と前記透磁率センサの検出値に応じて現像剤攪拌部材の回転速度を変更することを特徴とする画像形成装置。