JP2008040227A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トナー及び磁性キャリアが含まれる二成分現像剤(現像剤)にて静電潜像を可視像化する画像形成装置において、一つの現像ハウジング2内の現像剤のトナー濃度が磁気的に検知可能な濃度センサ3を夫々有し、少なくとも一つの濃度センサ3(例えば3b)が現像ハウジング2の長手方向に延びる現像剤搬送路4の長手方向に対して他の濃度センサ3(例えば3a)と異なる位置に配置される複数の並設された現像装置1と、少なくとも二つの異なる位置に配置された濃度センサ3の出力波形に基づいて現像装置1の長手方向に対する水平方向からの傾き状態を判別する傾き判別装置5とを備える。
【選択図】図1
Description
これらの二成分現像剤(現像剤)を用いた画像形成装置の現像装置では、通常、現像剤を帯電して搬送するための撹拌搬送部材(オーガー)を用い、このオーガーに対向する位置に現像剤中のトナー濃度を検出するための濃度センサが設けられている。
そのため、画像形成装置を設置する際、通常、オーガーが水平になるように調整して設置されるが、画像形成装置のうち、特に小型のプリンタにあっては、プリンタ自体が小型軽量化されているため、設置条件が必ずしも良好とはならず、傾斜されて設置されるようなことがある。
一方、(b)のように、現像装置1が傾斜すると、2箇所の濃度センサ3(3a,3b)の設置部位では夫々の箇所での現像剤量が変化するようになる(本例では、現像剤搬送方向下流側の濃度センサ3aの設置部位では現像剤量が多くなり、上流側の濃度センサ3bの設置部位では現像剤量が少なくなる)。そのため、撹拌搬送部材7の回転によって生じる現像剤量も大きく変化するようになり、2個の濃度センサ3(3a,3b)の出力波形が大きく異なるようになる。
一方、このような濃度センサを用いて、その出力波形から良好な画質が維持できるようにした方式としては、例えば特許文献1に記載の方式が知られている。
この特許文献1には、濃度センサの出力波形の振幅値によって現像剤量を検知し、この検知結果から出力波形の平均出力値を補正することでより適正なトナー補給を行い、良好な画質を維持するようにした方式が提示されている。
しかしながら、この方式は、現像装置の傾斜に対する対応策ではなく、トナー濃度の制御に対する対応策であり、更に、この特許文献1には現像装置の傾斜に対する言及もなされていないことから、本発明はこの特許文献1記載の発明とは異なるものである。
そして、傾き判別装置5は、判別された傾き状態が予め規定された値より大きいときには警告部による警告と共に現像装置1の駆動を停止することが好ましく、このように現像装置1を停止することで、安全性が一層確保されるようになる。
尚、予め規定された値としては、一つの値のみならず、複数の値を設定することが可能であり、例えば一つの値で警告を行い、更にそれよりも大きな値で警告及び現像装置1の駆動の停止を行うようにしてもよい。
図4は、本発明が適用された画像形成装置の実施の形態を示す。同図において、本実施の形態の画像形成装置は、所謂タンデム型のカラー画像形成装置であり、装置本体10内に例えば電子写真方式にて各色成分(例えばイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K))トナー像が形成担持される像担持体としての感光体ドラム11(11a〜11d)を中間転写ベルト20上に並列配置したものである。
更にまた、本実施の形態では、装置本体10内に本件の特徴点である後述する傾き判別等を行うための制御装置50が設けられている。
また、それらの下流側には、捌かれて搬送された用紙Sの位置決め規制を行った後に所定のタイミングで下流側に用紙Sを搬送するレジストロール29が配設され、更にその下流側には、中間転写ベルト20上に一次転写されたトナー像を用紙S上に一括転写する二次転写ロール等の二次転写装置30が、張架ロール23をバックアップロールとして配設されている。
このように、本実施の形態では、磁石体42bの磁極N2がピックアップ磁極、磁極S2がトリミング磁極、磁極N3が搬送磁極、磁極S1が現像磁極、磁極N1と磁極N2とで反発磁極を形成するようになっている。尚、本実施の形態において、夫々の磁極の配置や数は本形態に限定されるものではなく、適宜選定して差し支えない。
現像ハウジング41の一部で構成される仕切壁411を隔てて配置されたサプライオーガー45a及びアドミクスオーガー45bには、図6に示すような羽根が夫々設けられている。サプライオーガー45aには現像剤搬送方向A方向に向かってスパイラル状の羽根451が略全長に亘って設けられ、一端部には方向の異なる羽根452が設けられ、この一端部にはトナー補給装置70から所定量のトナーが補給される補給口48が開設されている。
また、アドミクスオーガー45bには現像剤搬送方向B方向に向かってスパイラル状の羽根453が略全長に亘って設けられ、一端部には方向が異なりスパイラル間隔が狭い羽根454が設けられている。
そのため、補給口48から補給されたトナーは、サプライオーガー45a側の現像剤と混合され、直ちにサプライオーガー45aの羽根451によって堰き止められてアドミクスオーガー45b側へ導かれる。そして、アドミクスオーガー45bの回転によって現像剤の混合が促進されながらB方向に搬送される。
そして、十分均一に混合された現像剤は、アドミクスオーガー45bの羽根454によって堰き止められてサプライオーガー45a側に搬送されるようになる。尚、サプライオーガー45aやアドミクスオーガー45bの羽根の形状はこれに限定されず、現像剤が良好に循環搬送されるように適宜選定してもよい。
また、本実施の形態では、アドミクスオーガー45bの現像剤搬送方向下流側に濃度センサ46が配置されている。
同図において、リザーブタンク71内には、2本のスパイラル状のコイルオーガー72,73を夫々備え、トナーは、これらのコイルオーガー72,73によって図の矢印E方向に循環搬送されるようになっている。そして、コイルオーガー72の上流側には、トナー補給ボトル17(図4参照)からリザーブタンク71内へトナーが投入されるトナー投入口74を設けると共に、下流端側のもう一つのコイルオーガー73側との境界には、リザーブタンク71から現像ハウジング41(図5参照)へトナーを供給するための排出部75が設けられている。この排出部75には、スパイラル状の羽根を持ったオーガー76が設けられ、この排出部75へ供給されたトナーを現像ハウジング41側へと搬送するようになっている。尚、オーガー76によって搬送された現像剤は、排出部75の一端77からトナー搬送経路80を経由して、現像ハウジング41(具体的には図6で示す補給口48)へ至るようになる。
図8は、このことを模式的に表したものであり、各色の濃度センサ46(46a〜46d)は、夫々の現像装置12のアドミクスオーガー45bに対向して設けられ、アドミクスオーガー45bとサプライオーガー45aとの間を仕切る仕切壁411(411a〜411d)に対向する位置に配設されている。
そして、3色(本例ではY色、M色、C色)の濃度センサ46(46a〜46c)は仕切壁411の現像剤搬送方向下流側の略同じ位置に配設される一方、1色(本例ではK色)の濃度センサ46dは仕切壁411dの現像剤搬送方向上流側に配設されている。すなわち、仕切壁411dの長さをLとしたときにL/2より現像剤搬送方向上流側に配設されている。尚、この濃度センサ46dの位置は、補給口48(図5参照)から補給されたトナーが十分撹拌される距離を隔てて配置されている。
本実施の形態では、各色の現像装置12(12a〜12d)は例えば図示外の共通の架台上に取り付けられているため、オーガー45の軸方向は全て同じ方向になるように設定されている。
アドミクスオーガー45bとサプライオーガー45aによって所定の帯電がなされた現像剤は、サプライオーガー45aから現像ロール42の磁石体42bのピックアップ磁極N2によって現像ロール42に供給される。現像ロール42に供給された現像剤は、現像ロール42の現像スリーブ42aに吸着された形で搬送され、トリマ43を通過した現像剤は所定の現像剤量に調整され、感光体ドラム11と対向する現像領域に達する。現像領域では、現像磁極S1によって十分有効に穂立ちがなされると共に、バイアス電源47による現像バイアスによって、現像剤中のトナーが感光体ドラム11上の静電潜像(画像部)に付着してトナー像として可視像化(現像)される。
現像を終えた現像剤は、そのまま現像スリーブ42aの回転に伴って搬送され、反発磁極N1,N2の反発磁界作用によって現像スリーブ42aから剥離回収され、サプライオーガー45a側に戻るようになる。
濃度センサ46は、透磁率型のセンサであり、現像剤中の磁性キャリアに対応して出力が得られるようになっている。濃度センサ46が設置された部位では、アドミクスオーガー45bの回転に合わせて現像剤が移動する。図10(a)〜(d)は、このときの様子を示したもので、アドミクスオーガー45bの回転に合わせて濃度センサ46に面する部位での現像剤量(具体的には磁性キャリア量)が変化するようになる。(a)から(b)のようにアドミクスオーガー45bが回転すると、現像剤はアドミクスオーガー45bの羽根に押される力と現像剤の重力の影響によって、濃度センサ46が面する部位では現像剤に対するパッキング圧(密度を上昇させる方向に作用する)が最大となる。更に回転して(c)のように羽根が濃度センサ46の領域を越えるようになると、現像剤は羽根によって掻き取られ、濃度センサ46が面する部位ではパッキング圧が最小となる。続いて、(d)のように、アドミクスオーガー45bの回転によって上方に持ち上げられた現像剤は下方に落下し、濃度センサ46の面する部位では徐々に現像剤が増加してくる。
通常、このような波形では、トナー濃度が変化すると、磁性キャリアの密度が変化し、このことは図11に示す出力波形のピーク値が変化するようになる。そのため、このピーク値に基づいてトナー濃度の変化を小さくするようにトナー補給等を行うようになる。
一方、出力波形のピークツーピーク電圧(Vpp)に着目すると、この値はオーガーの回転による現像剤の移動情報を検知していることから、現像剤量そのものが変化すればVppは大きく変化するが、トナー濃度の変化には殆ど影響されない。
したがって、Vppが変化すれば、濃度センサ46が設置された部位での現像剤量の変化があったことを把握できるようになる。
また、このような傾斜は、出力画像へのオーガーマークの発生や、現像装置12からの現像剤のこぼれ等の不具合をもたらすようにもなる。
また、このように警告表示を行うことで、使用者に水平への設置を促すことができるようになる。
このことは、補給口48(図6参照)からトナーが補給され、現像装置12中の現像剤のトナー濃度が急激に変化しても、アドミクスオーガー45bによる現像剤の撹拌効果がある程度確保されるようになり、トナー濃度の変化の影響を抑えることができるようになると共に、互いの濃度センサ46の設置位置間の水平距離を大きく取ることができるようになる。
更に、濃度センサ46を下流側と上流側とに分けて配置することで、現像装置12の傾きが生じた場合には、一方で現像剤が増加し、一方で現像剤が減少するようになり、傾きの検知感度を高めることができるようになる。
仮に、このようなタイミングより早いタイミングで検知するようにすると、補給されたトナーが十分撹拌されずに濃度センサ46に到達し、濃度センサ46は瞬間的に高濃度の出力波形(ピーク値の低下)を来し、結果的にVppが小さく現れ、誤って傾き状態と判別するようにもなる。
更にまた、本実施の形態では検知に使用した濃度センサ46をY色の現像装置12aとK色の現像装置12dの濃度センサ46を流用するようにしたが、特に限定されず、他の現像装置12の濃度センサ46を使用するようにしてもよい。
このような変化を抑えるためには、例えば初期のVppを記憶しておき、このVppに合った補正を行うようにすればよい。
更に、本実施の形態では、サプライオーガー45aとアドミクスオーガー45bとを水平方向に配置する現像装置12を示したが、オーガーの配置を例えば上下方向に並べるようにしても差し支えない。
このような濃度センサ46の配置にあって、例えば現像剤搬送方向下流側の濃度センサ46eをトナー濃度及び傾きの検知に用い、上流側の濃度センサ46fを傾きの検知に用いるようにすれば、両者の濃度センサ46のVppの差によって傾き判別を行うことができるようになる。
また、このように、同一現像装置12内に複数の濃度センサ46を配置して傾斜を判別するようにすれば、現像剤の劣化等による影響を軽減することも可能になる。
そして、このような現像装置12は、上述した実施の形態の画像形成装置のいずれの現像装置12に適用するようにしてもよいし、例えば夫々の現像装置12をこのようにしても差し支えない。
更に、このような現像装置12が一つしかないモノクロ用の画像形成装置に適用するようにすれば、モノクロ用画像形成装置での水平方向からの傾き判別を行うことが可能になる。
ここで、濃度センサはオーガーの中央から11cmの所に配置されており、現像装置の傾きは、濃度センサへの現像剤が減少する方向になるように傾けた。尚、使用した現像剤のトナー濃度(TC:Toner Concentration)は8%とした。
結果は、図13に示すように、傾斜角度を大きくするにつれて出力波形のボトム値が低下していく傾向を示す一方、ピーク値は殆ど変化しなかった。このことから、傾斜角度が大きくなるにつれて濃度センサの配置部位での現像剤量が減少するようになり、Vppが大きくなっていくことが理解された。
したがって、両者の差は一層拡大するようになり、感度の向上を図ることができるようになる。本実施例では、濃度センサのVpp出力は、例えば0°から1°傾斜させることで約0.3V程度の変化が確認され、仮に、もう一つの濃度センサを例えばオーガーの中央より反対側に配置すれば、傾斜によるVppの差はこれより大きくなる。そのため、1°程度の傾きに対しても十分傾き状態を判別することができるようになり、使用者により水平に近い設置を促すことができるようになる。そのため、傾いたときの不具合の発生を抑えることもできるようになる。
Claims (9)
- トナー及び磁性キャリアが含まれる二成分現像剤にて静電潜像を可視像化する画像形成装置において、
一つの現像ハウジング内の現像剤のトナー濃度が磁気的に検知可能な濃度センサを夫々有し、少なくとも一つの濃度センサが現像ハウジングの長手方向に延びる現像剤搬送路の長手方向に対して他の濃度センサと異なる位置に配置される複数の並設された現像装置と、
少なくとも二つの異なる位置に配置された濃度センサの出力波形に基づいて現像装置の長手方向に対する水平方向からの傾き状態を判別する傾き判別装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。 - トナー及び磁性キャリアが含まれる二成分現像剤にて静電潜像を可視像化する画像形成装置において、
一つの現像ハウジング内の現像剤のトナー濃度が磁気的に検知可能な濃度センサを複数有し、少なくとも一つの濃度センサが現像ハウジングの長手方向に延びる現像剤搬送路の長手方向に対して他の濃度センサと異なる位置に配置される一つの現像装置と、
少なくとも二つの異なる位置に配置された濃度センサの出力波形に基づいて現像装置の長手方向に対する水平方向からの傾き状態を判別する傾き判別装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
異なる位置に配置された濃度センサは、現像装置の長手方向中央を挟んで互いに異なる方向に配置されていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
濃度センサは透磁率型センサを用い、
傾き判別装置は、濃度センサの出力波形の振幅情報に基づいて現像装置の長手方向の水平方向からの傾きを判別することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
更に、警告可能な警告部を備え、
傾き判別装置は、判別された傾き状態が予め規定された値より大きいときには警告部による警告を行うことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5記載の画像形成装置において、
傾き判別装置は、判別された傾き状態が予め規定された値より大きいときには警告部による警告を行うと共に現像装置の駆動を停止することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
現像装置は、
一部に開口を有し且つ現像剤を収容可能な現像ハウジングと、
現像ハウジングの前記開口に対向して設けられ、回転可能で且つ現像剤が担持可能な現像剤担持体と、
現像剤担持体の背後に配設され、現像剤担持体の軸方向に沿って延び且つ現像剤を撹拌搬送可能な撹拌搬送部材を有する複数の現像剤搬送路からなる現像剤循環搬送部と、
現像剤循環搬送部内にて撹拌搬送部材に対向して設けられる1又は複数の濃度センサとを備えることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項7記載の画像形成装置において、
現像剤循環搬送部は、複数の撹拌搬送部材が夫々収容される現像剤搬送路を仕切部材にて区画されると共にこの仕切部材の両端近傍に連通路が開設されたものであり、
少なくとも1個の濃度センサが現像剤担持体に隣接する現像剤搬送路とは異なる現像剤搬送路にて仕切部材に対向し且つ現像剤搬送方向下流側に配設される一方、
少なくとも1個の濃度センサがこの配設位置より現像剤搬送方向上流方向で当該現像剤搬送路中又は異なる現像装置の現像剤搬送路中に配設されることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項8記載の画像形成装置において、
現像剤循環搬送部は、濃度センサの配設位置より現像剤搬送方向上流側で且つ撹拌搬送部材の端部近傍に補給現像剤が当該現像剤循環搬送部に供給可能な補給口を備え、
傾き判別装置は、補給口から当該補給口に最近接する濃度センサまでの現像剤搬送時間をTとしたときに、当該現像装置が駆動され且つ補給現像剤が補給口から供給されない時間がTを超えた条件下で傾き判別を行うことを特徴とする画像形成装置。
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