JP2009098238A - 現像装置、画像形成装置、現像剤量の測定方法、及び現像装置の調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤保持体が保持する現像剤の量を測定することができる現像装置、画像形成装置、及び現像剤量の測定方法を提供する。
【解決手段】画像形成装置１０は、現像装置２４を有し、現像装置２４は、現像剤を保持し、感光体１８に対して相対移動し、感光体１８に対して現像剤を供給する円筒形状の現像スリーブ１０６と、レーザ光を照射して現像スリーブ１０６が保持する現像剤の量を測定する際に、基準として用いられるスタッド１１０とを有する。また、スタッド１１０は、現像スリーブ１０６の軸心に重なるように配置されている。
【選択図】図７

Description

本発明は、現像装置、画像形成装置、現像剤量の測定方法、及び現像装置の調整方法に関する。

感光体と、トナーまたは現像剤を担持して感光体に供給する現像スリーブとを備える画像形成装置において、現像スリーブ上に形成されるトナー層または現像剤層の表面にレーザ光を照射し、その反射光の散乱光を検出することにより、トナー層または現像剤層の表面均一性を評価する手段を有する画像形成装置が知られている（特許文献１）。

特開２００３−３０２８３６号公報

しかしながら、従来の技術では、現像剤保持体の表面に保持された現像剤の量を正確に測定することができないことがあるとの問題点があった。

本発明は、現像剤保持体が保持する現像剤の量を正確に測定することができる現像装置、画像形成装置、現像剤量の測定方法、及び現像装置の調整方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴とするところは、現像剤を保持し、潜像保持体に対して相対移動し、前記潜像保持体に現像剤を供給する現像剤保持体と、光を照射して前記現像剤保持体が保持する現像剤の量を測定する際に、基準として用いられる基準部と、を有する現像装置にある。

好適には、前記基準部は、前記現像剤保持体の回転中心に重なるように配置されたスタッドからなる。

また、好適には、前記現像剤保持体の内側に固定され、複数の磁極を備えた磁石をさらに有し、前記基準部は、前記現像剤保持体が移動する方向において互いに隣り合う磁極の間の位置に設けられ、測定を開始する位置の基準として用いられる。

また、好適には、前記現像剤保持体、又は前記現像剤保持体の移動に同期して移動し、前記現像剤保持体の移動方向における位置の検出に用いられる検出部をさらに有する。

また、好適には、前記現像剤保持体との間に所定間隔の隙間を形成するように配置され、前記現像剤保持体に保持された現像剤であって、前記隙間を通過しない現像剤を前記現像剤保持体から除去し、前記現像剤保持体が保持する現像剤の量を規制する規制部材をさらに有し、前記規制部材は、前記現像剤保持体との隙間の所定間隔が可変である。

また、本発明の第２の特徴とするところは、潜像を保持する潜像保持体と、前記潜像保持体が保持する潜像を現像する現像装置と、を有し、前記現像装置は、現像剤を保持し、前記潜像保持体に対して相対移動し、前記潜像保持体に現像剤を供給する現像剤保持体と、光を照射して前記現像剤保持体が保持する現像剤の量を測定する際に、基準として用いられる基準部と、を有する画像形成装置にある。

また、本発明の第３の特徴とするところは、基準位置から、現像剤を保持していない現像剤保持体表面までの第１の距離を測定する工程と、前記基準位置から、前記現像剤保持体に保持された現像剤層の表面までの第２の距離を測定する工程と、前記第１の距離及び前記第２の距離から前記現像剤層の層厚を算出する工程と、前記現像剤層の層厚から、前記現像剤保持体が保持する現像剤の量を算出する工程と、を有する現像剤量の測定方法にある。

また、好適には、前記第１の距離を測定する工程では、前記現像剤保持体の表面に光を照射し、照射された光の反射光を受光することにより前記第１の距離の測定がなされ、前記第２の距離を測定する工程では、前記現像剤層の表面に光を照射し、照射された光の反射光を受光することにより前記第２の距離の測定がなされる。

また、好適には、前記第１の距離を測定する工程及び前記第２の距離を測定する工程では、前記現像剤保持体の回転中に向けて光の照射がなされる。

また、好適には、前記第１の距離を測定する工程及び前記第２の距離を測定する工程では、複数の磁極を有し前記現像剤保持体の内側に設けられた磁石より生じる磁束密度のタンジェント成分の最大位置と、前記現像剤保持体の回転中心とを結ぶ直線に沿って光の照射がなされる。

また、好適には、測定された現像剤量を表示する工程をさらに有する。

また、好適には、測定された現像剤量が、予め定められた許容量内にない場合に警告を表示する工程をさらに有する。

また、本発明の第４の特徴とするところは、基準位置から、現像剤を保持していない現像剤保持体表面までの第１の距離を測定する工程と、前記基準位置から、前記現像剤保持体に保持された現像剤層の表面までの第２の距離を測定する工程と、前記第１の距離及び前記第２の距離から前記現像剤層の層厚を算出する工程と、前記現像剤層の層厚から、前記現像剤保持体が保持する現像剤の量を算出する工程と、算出された現像剤の量が、予め定められた許容量内であるか否かを判別する工程と、算出された現像剤の量が予め定められた許容量内でない場合に、前記現像剤保持体との間の所定間隔の隙間を形成するように配置され、前記現像剤保持体に保持された現像剤であって、前記隙間を通過しない現像剤を前記現像剤保持体から除去し、前記現像剤保持体が保持する現像剤の量を規制する規制部材を、前記現像剤保持体が保持する現像剤の量が前記予め定められた許容量に近づく方向に移動させる工程と、を有する現像装置の調整方法にある。

本発明によれば、現像剤保持体が保持する現像剤の量を正確に測定することができる現像装置、画像形成装置、現像剤量の測定方法、及び現像装置の測定方法を提供することができる。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、画像形成装置本体１２内に画像形成部１４と、給紙搬送部１６とが設けられている。

画像形成部１４は電子写真方式のもので、潜像保持体として用いられるドラム形状の感光体１８と、感光体１８を一様帯電する帯電装置２０と、帯電装置２０によって帯電された感光体１８を露光して潜像を書き込む露光装置２２と、露光装置２２によって書き込まれた感光体１８の潜像を現像する現像装置２４と、現像装置２４によって現像され、感光体１８の表面に形成された現像剤像を用紙に転写する転写装置２６と、感光体１８に残存する現像剤をクリーニングするクリーニング装置２８と、転写装置２６により転写された用紙上の現像剤像を用紙に定着させる定着装置３０とを有する。

現像装置２４は、画像形成装置本体１２内に着脱することができるようになっている。

給紙搬送部１６は、用紙が収納される用紙収納容器４０、４０と、用紙収納容器４０、４０から、画像形成部１４へ向けて用紙を送り出す送り出しロール４２、４２と、送り出された用紙を搬送する複数の搬送ロール４４とを有する。

以上のように構成された画像形成装置１０では、感光体１８が帯電装置２０により一様に帯電され、帯電された感光体１８に、画像信号に基づいて露光装置２２から発した光が照射されて潜像が形成され、この潜像が現像装置２４の現像剤により現像されて現像剤像が形成される。
一方、用紙収納容器４０に収納された用紙が、送り出しロール４２によって、画像形成部１４に向けて送り出され、転写装置２６と感光体１８との間に導かれ、感光体１８上の現像剤像が転写装置２６により用紙に転写され、この転写された現像剤像が定着装置３０によって用紙に定着され、現像剤像が定着された用紙が画像形成装置本体１２外へ排出される。

図２には、現像装置２４が示されている。
現像装置２４は、現像装置本体１００を有し、現像装置本体１００内に、現像ロール１０２と、第１のオーガ１２０と、第２のオーガ１２２が設けられている。また、現像装置本体１００には、先端部が現像ロール１０２に対向するように規制部材１２４が取り付けられている。また、現像装置２４は、ロータリーエンコーダ１４０を有している（図３参照）。

現像ロール１０２は、例えば、略円柱形状であって、一部が現像装置本体１００から露出し、一部が現像装置本体１００内に収納され、現像装置本体１００から露出した部分が、感光体１８に接触、又は微小な間隔で対向するように配置されている。
現像ロール１０２は、磁石として用いられ、例えば略円柱形上のマグロール１０４と、マグロール１０４を覆うように設けられた、現像剤保持体として用いられ、中空で例えば略円筒形状の現像スリーブ１０６とを有する。

マグロール１０４は、現像装置本体１００に固定されていて、周方向に例えば５個等、複数の磁極を有する。すなわち、マグロール１０４は、周方向に、第１の磁極１０８ａ、第２の磁極１０８ｂ、第３の磁極１０８ｃ、第４の磁極１０８ｄ、及び第５の磁極１０８eを有している。
第１の磁極１０８ａは、現像スリーブ１０６に付着する現像剤の量を規制するために用いられる現像剤規制極として用いられ、規制部材１２４に対向する位置に配置されている。第２の磁極１０８ｂは、現像スリーブ１０６の回転に伴って現像剤を搬送するために用いられる第１搬送極として用いられ、第１の磁極１０８ａと第３の磁極１０８ｃとの間の位置に設けられている。

また、第３の磁極１０８ｃは、感光体１８に形成された潜像を現像するために直接に用いられる現像極として用いられ、現像スリーブ１０６が感光体１８に接触、又は近接する位置に対抗するように設けられている。第４の磁極１０８ｄは、現像スリーブ１０６の回転に伴って現像剤を搬送するために用いられる第２搬送極として用いられていて、第３の磁極１０８ｃと第５の磁極１０８ｅの間の位置に設けられている。第５の磁極１０８ｅは、現像装置本体１００内で現像剤を循環させるために用いられる循環極として用いられている。
これらの磁極の磁極プロファイルについては後述する。

現像スリーブ１０６は、図２に示す矢印Ｃ方向に回転可能であって、回転することにより現像装置本体１００内に収納された現像剤を感光体１８に接触、又は近接する位置まで搬送し、図２に示す矢印Ａ方向に回転する感光体１８の表面に形成された静電潜像を現像する。

第１のオーガ１２０は、図２に示す矢印E方向に回転して、現像装置本体１００内の現像剤を図２における奥側から手前側へ搬送する。第２のオーガ１２２は、図２に示す矢印Ｄ方向に回転し、第１のオーガ１２０によって図２における手前側に搬送された現像剤を、図２における奥側へと搬送する。

規制部材１２４は、現像スリーブ１０６との間の所定間隔の隙間ｄを形成するように配置され、現像スリーブ１０６に保持された現像剤であって、隙間ｄを通過しない現像剤を現像スリーブ１０６から除去し、現像スリーブ１０６が保持する現像剤の量を規制する規制部材として用いられている。また、規制部材１２４は、現像スリーブ１０６との隙間ｄの所定間隔が可変となっている。すなわち、規制部材１２４は、現像装置本体１００に対して、例えば上下に移動させることができるように、例えば規制部材１２４に形成された長孔（不図示）に挿入されたネジ１２６を用いて現像装置本体１００に固定されていて、例えば出荷前に、現像スリーブ１０６との距離を調整することができるようになっている。

また、規制部材１２４は、後述する測定装置２００が有する移動装置２４０を接続することができるようになっていて、移動装置２４０によって移動させることで、先端部と現像スリーブ１０６との距離を調整することができるようになっている。

図３には、現像ロール１０２の断面が示されている。
マグロール１０４は、先述のように現像装置本体１００に固定されていて、例えば左側面側から突出するようにスタッド１１０が形成されている。スタッド１１０は、現像スリーブ１０６が保持する現像剤の量を測定する際に基準として用いられる基準部として用いられ、現像スリーブ１０６の回転中心（軸心）と重なるように配置されている。また、スタッド１１０は、先端部側が現像装置本体１００の左側板１００ａから、現像装置本体１００外へ突出するようになっている。また、スタッド１１０の先端部側は略円錐形状を有している。

現像スリーブ１０６の右側部には、例えばギアからなる被駆動伝達部材１１２が設けられていて、被駆動伝達部材１１２に、例えばモータからなる駆動源１５０が接続され、駆動源１５０からの駆動伝達を受けて回転することができるようになっている（図２の矢印Ｃ参照）。

また、現像スリーブ１０６には、ロータリーエンコーダ１４０が取り付けられている。ロータリーエンコーダ１４０は、現像スリーブ１０６の移動（回転）に同期して移動（回転）し、現像スリーブ１０６の移動方向（回転方向）における位置の検出に用いられる検出部（不図示）を備えている。

図４には、現像ロール１０２が示されている。
マグロール１０４に形成されたスタッド１１０の先端部には、後述するレーザ変位計２２０からレーザ光Ｂ１が照射され、スタッド１１０の先端部は、現像スリーブ１０６が保持する現像剤の量を測定する際に基準となる基準部として用いられる。このため、スタッド１１０の先端部は、レーザ光を拡散反射する部材或いは表面処理を施したものであることが望ましい。
また、マグロール１０４の表面には、位置検出部１１４が設けられている。位置検出部１１４は、マグロール１０４が保持する現像剤の量を測定する際に、測定を開始する位置の基準部として用いられ、例えば、位置検出部１１４から、現像スリーブ１１４が保持する現像剤量の、周方向と長手方向との測定が開始される。また、位置検出部１１４は、現像スリーブ１０６の回転方向において、互いに隣り合う磁極である第３の磁極１０８ｃ（図２参照）と、第４の磁極１０８ｄ（図２参照）との間の位置に設けられている。

位置検出部１１４は、例えば、マグロール１０４に凹部を設けたり、マグロール１０４の表面に傷を付けたりすること等により形成され、レーザ変位計２２０から照射されるレーザ光Ｂ２が、他の部分とは異なるように反射するようになっている。

図５には、現像装置２４のマグロール１０４（図２参照）が備えた第１の磁極１０８ａ、第２の磁極１０８ｂ、第３の磁極１０８ｃ、第４の磁極１０８ｄ、及び第５の磁極１０８eによる磁極プロファイルが示されている。
図５に示されるように、現像装置２４においては、第１の磁極（層厚規制極）１０８ａと、第５の磁極（循環極）１０８ｅとのなす角度θが、例えば略９０度となっている。また、第１の磁極１０８ａによる磁力のピークの半分の値を示す位置と、第５の磁極１０８ｅによる磁力のピークの半分を示す位置とのなる角度θが、例えば１４８度となっている。
また、第１の磁極１０８ａ、第３の磁極（現像極）、及び第５の磁極はＮであり、第２の磁極（第１搬送極）、及び第４の磁極（第２搬送極）１０８ｄの磁極がＳである。

図６には、現像スリーブ１０６に保持される現像剤の状態が模式的に示され、図６（ａ）には、特に第３の磁極（現像極）１０８ｃが設けられた位置における現像剤の状態が示され、図６（ｂ）には、特に、第１の磁極（層厚規制極）１０８ａと第２の磁極（第１搬送極）１０８ｂとの間の位置であって、磁力が極小となる位置における現像剤の状態が示されている。

図６（ａ）に示されるように、第３の磁極１０８ｃが設けられた位置においては、現像スリーブ１０６に保持される現像剤は、第３の磁極１０８ｃによる磁気吸引力により、磁気ブラシｍが穂立を形成する。すなわち、磁気ブラシｍは、現像スリーブ１０６の法線方向に沿って形成され、対抗する感光体１８に向かって略直立した状態となっている。また、図６（ｂ）に示されるように、マグロール１０４（図２参照）による磁力が極小となる位置においては、磁気ブラシｍは、現像スリーブ１０６の周面と略平行に寝た状態（横倒状態）となっている。

以上のように構成された現像装置２４では、第１のオーガ１２０、及び第２のオーガ１２２によって、現像装置本体１００内の現像剤が、攪拌されつつ現像スリーブ１０６に向けて搬送される。そして、現像スリーブ１０６が回転することで、現像剤が現像スリーブ１０６に保持された状態で搬送される。この際、第1の磁極１０８ａの位置で、現像剤は規制部材１２４によって層厚が規制され、層厚が規制された現像剤が第３の磁極１０８ｃへと搬送され、感光体１８に形成された潜像の現像に用いられる。

図７には、本発明に係る現像剤量の測定方法に用いられる測定装置２００が示されている。測定装置２００は台部材２０２を有し、台部材２０２に、支持機構２０４を用いてレーザ変位計２２０が取り付けられている。また、台部材２０２には、支持機構２０６を用いて、吸引装置２３０が取り付けられている。また、台部材２０２には、画像形成装置１０（図１参照）に装着される、又は画像形成装置１０から取り外された現像装置２４を支持する支持機構２０８が設けられている。
また、測定装置２００は、支持機構２０８に支持された現像装置２４に装着される移動装置２４０及び駆動源２５０、制御装置３００、操作装置３２０、センサ２８０、及びセンサ２８２を有し、制御装置３００には、操作装置３２０と、表示装置３３０とが接続されている。

支持機構２０４は、レーザ変位計２２０が移動することができるように、例えば重力方向下側から支持するようにレーザ変位計を支持している。支持機構２０６は、台部材２０２に固定された支柱２１２と、支柱２１２にヒンジ２１４を用いて取り付けられたアーム部材２１６とを有する。アーム部材２１６は支柱２１２に対して移動可能であり、アーム部材２１６を移動させることで、アーム部材２１６の先端側に取り付けられた吸引装置２３０を移動させることができるようになっている。支持機構２０８は、例えば、現像装置２４の長手方向における両端側から現像装置２４をクランプするように構成されている。

吸引装置２３０は、現像スリーブ１０６に保持された現像剤を吸引するために用いられ、吸引装置本体２３２と、吸引装置本体２３２に取り付けられたノズル２３４とを有する。吸引装置本体２３２には、図示を省略する真空吸引装置が接続されていて、この真空吸引装置を駆動させることによって、ノズル２３４の先端部から現像剤が吸引される。

移動装置２４０は、例えばアクチュエータからなり、規制部材１２４に連結され、規制部材１２４を現像装置本体１００に対して移動させるために用いられ、規制部材１２４を移動させることで、規制部材１２４の先端部と現像スリーブ１０６と間の距離（ギャップ）を調整する。駆動源２５０は、例えばモータ等からなり、現像スリーブ１０６に接続され、現像スリーブ１０６を回転させるために用いられる。

レーザ変位計２２０は、図７に示すように現像スリーブ１０６にレーザ光を照射し、照射した光の反射光を受光することで、予め定められた位置から現像スリーブ１０６表面までの距離、又は予め定められた位置から現像スリーブ１０６の表面に保持された現像剤までの距離を測定する。
また、レーザ変位計２２０は、現像スリーブ１０６に対して相対的に移動することができるようになっている。より具体的には、レーザ変位計２２０は、図７に示すＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動可能であるとともに、図７に示すθ１方向（ｚ軸を回転軸とする回転方向）、θ２（ｘ軸を回転軸とする回転方向）に回転することができるようになっている。

すなわち、レーザ変位計２２０には、レーザ変位計２２０をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構２６０と、Ｙ軸方向に移動させるＹ軸移動機構２６２と、Ｚ軸方向に移動させるＺ軸移動機構２６４とが連結されている。また、レーザ変位計２２０には、レーザ変位計２２０を、θ１方向に回転するように移動させるθ１軸移動機構２６６と、θ２方向に回転するように移動させるθ２軸移動機構２６８とが連結されている。
レーザ変位計２２０は、現像装置２４に対して相対移動すれば良い。したがって、現像装置２４を台部材２０２に対して固定して、レーザ変位計２２０を移動させることに替えて、レーザ変位計２２０を台部材２０２に対して固定して、現像装置２４を移動させるようにしても良い。

操作装置３２０は、例えば、操作パネル等からなり、操作者が測定装置２００を操作する際の入力手段として用いられる。また、表示装置３３０は、例えば液晶表示装置、ＣＲＴ等からなり、測定された現像剤の量や、測定装置２００の操作方法のガイド等を表示するために用いられる。

図８には、測定装置２００に装着された現像装置２４と、現像装置２４近傍に配置された測定装置２００を構成する部材とが上方から示されている。
現像装置２４は、先述のように、現像装置本体１００の長手方向における両端側から支持機構２０８、２０８にクランプされるように支持されている。また、駆動源２５０は、先述の被駆動伝達部材１１２を介して現像スリーブ１０６に連結され、被駆動伝達部材１１２を介して現像スリーブ１０６に駆動を伝達するようになっている。

Ｘ軸移動機構２６０は、モータ等の駆動源２７０と、駆動源２７０からの駆動伝達を受けて回転する送りネジ２７２とを有し、送りネジ２７２が一方の方向に回転することで、レーザ変位計２２０を図８における右方向に移動させ、送りネジ２７２が他方に回転することでレーザ変位計２２０を図８における左側に移動させるように構成されている。

センサ２８０、センサ２８２は、それぞれ台部材２０２に固定されていて、センサ２８０は、支持機構２０４によって支持されたレーザ変位計２２０の位置を検知するために用いられ、センサ２８２は、支持機構２０８に支持された現像装置２４の位置を検知するために用いられる。

図９には、制御装置３００が示されている。
図９に示されるように制御装置３００は、例えばＣＰＵからなる主制御部３０４を有し、主制御部３０４にレーザ変位計２２０からの出力、操作装置３２０からの出力、センサ２８０からの出力、及びセンサ２８２からの出力が入力される。また、主制御部３０４には、現像装置２４に設けられたロータリーエンコーダ１４０からの出力が入力される。

また、主制御部３０４には、Ｘ軸移動機構２６０、Ｙ軸移動機構２６２、Ｚ軸移動機構２６４、θ１軸移動機構２６６、及びθ２軸移動機構２６８が接続されていて、Ｘ軸移動機構２６０、Ｙ軸移動機構２６２、Ｚ軸移動機構２６４、θ１軸移動機構２６６、及びθ２軸移動機構２６８が、主制御部３０４によって制御される。また、主制御部３０４には、レーザ変位計２２０、吸引装置２３０、移動装置２４０、及び駆動源２５０が接続されていて、レーザ変位計２２０、吸引装置２３０、移動装置２４０、及び駆動源２５０が主制御部３０４により制御される。また、主制御部３０４には、表示装置３３０が接続されている。

図１０には、以上のように構成された測定装置２００による現像スリーブ１０６に付着した現像剤の量を測定する方法の一例の概略が説明されている。
現像スリーブ１０６に付着した現像剤の量を測定するには、図１０（ａ）に示すように、まず、レーザ変位計２２０から現像剤が付着していない現像スリーブ１０６までの距離Ｌ１、又は基準位置として用いられるスタッド１１０から現像剤が付着していない現像スリーブ１０６までの距離を測定する。この距離Ｌ１は、第１の距離として用いられる。
次に、現像スリーブ１０６の全周にわって現像剤を付着させ、図１０（ｂ）に示すように、レーザ変位計２２０から現像スリーブ１０６に付着した現像の表面までの距離Ｌ２、または、スタッド１１０から現像スリーブ１０６１０５に付着した現像剤の表面までの距離を測定する。この距離Ｌ２は、第２の距離として用いられる。

次に、Ｌ２からＬ１を減算することで、現像スリーブ１０６に付着した現像剤の厚さｄを現像スリーブ１０６の全周にわたって算出する。すなわち、図１１に示すように、位置検出部１１４（図４参照）を、周方向における基準（角度、０度の位置）として、現像ロール１０２の中心からの角度で示される位置ごとにＬ２からＬ１を減算し、現像スリーブ１０６の位置ごとの現像剤の厚さｄを算出する。

スタッド１１０を基準位置として用いる場合は、スタッド１１０から現像剤表面までの距離Ｌ４から、スタッド１１０から現像スリーブ１０６表面までの距離Ｌ３を減算することで、現像剤の厚さｄを算出する。この場合、距離Ｌ３が第１の距離として用いられ、距離Ｌ４が第２の距離として用いられる。

次に、厚さｄに予め定められた定数を積算することで、現像スリーブ１０６の全周に付着した現像剤の重量、又は体積の少なくともいずれか一方で示される現像剤の量を算出する。なお、以上の説明では、距離Ｌ１を測定した後に距離Ｌ２を測定する例を示したが、距離Ｌ２を測定した後に、現像スリーブ１０６に付着した現像剤を除去し、距離Ｌ１を測定しても良い。また、以上で説明をした距離Ｌ１、及び距離Ｌ２からの現像剤の量の算出は、制御装置３００（図７参照）で行われる。

図１２には、制御装置３００による測定装置２００の制御フローが示されている。
操作装置３２０からの出力により、制御フローがスタートすると、ステップＳ１０２で、主制御部３０４は、Ｘ軸移動機構２６０、Ｙ軸移動機構２６２、Ｚ軸移動機構２６４、θ１軸移動機構２６６、及びθ２軸移動機構２６８を駆動させ、レーザ変位計２２０が現像装置２４に対して予め定められた測定のための位置に配置されるように、レーザ変位計２２０を移動させる。

次のステップＳ１０４で、主制御部３０４は、センサ２８０及びセンサ２８２からの出力に基づき、レーザ変位計２２０が現像装置２４に対して予め定められた位置に配置されたことを確認した後、次にステップＳ１０６に進む。

この実施形態では、ステップＳ１０２とステップＳ１０４とで、主制御部３０４は、Ｘ軸移動機構２６０、Ｙ軸移動機構２６２、Ｚ軸移動機構２６４、θ１軸移動機構２６６、及びθ２軸移動機構２６８を駆動させることで、現像装置２４に対するレーザ変位計２２０の位置決めを行っているが、これに替えて、操作者（測定者）による直接の取り付け作業で現像装置２４の位置決めを行っても良い。操作者による直接の作業で、レーザ変位計２２０の位置決めを行う場合、例えば、レーザ変位計２２０に突起等からなる押し当て部を設け、この押し当て部が押し当てられる被押し当て部を現像装置２４に設け、例えば弾性体からなる押し当て部材等を用いてレーザ変位計２２０を現像装置２４に押し当てるようにすれば良い。

ステップＳ１０６では、現像スリーブ１０６の表面から現像剤の除去がなされる。すわわち、主制御部３０４は、吸引装置２３０を予め定められた所定時間の間、駆動させると共に、駆動源２５０を駆動させて現像スリーブ１０６を、画像形成を行う際に回転する方向（図２の矢印Ｃを参照）とは逆方向に回転させる。この際、吸引装置２３０を駆動する所定時間は、少なくとも現像スリーブ１０６が少なくとも３６０度以上回転し、現像スリーブ１０６の周面の全部分が、吸引装置２３０のノズル２３４近傍を通過するように定められる。

また、ステップＳ１０６において、主制御部３０４が現像スリーブ１０６を現像動作時とは逆の方向に回転させ、吸引装置２３０を駆動させることに替えて、現像スリーブ１０６を現像動作時と逆方向に回転させることだけをするようにしても良い。現像スリーブ１０６を現像動作時と逆方向に回転させることで、現像スリーブ１０６の表面に保持された現像剤は、図５に磁極プロファイルが示される磁力を受けて、現像スリーブ１０６の表面から落下するように除去される。

次のステップＳ１０８は、第1の距離を測定する工程にあたり、スタッド１１０から現像スリーブ１０６の表面までの距離Ｌ３が測定される。すなわち、主制御部３０４は、レーザ変位計２２０を駆動させ、レーザ変位計２２０から現像スリーブ１０６にレーザ光を照射させ、照射したレーザ光の反射光を受光して、レーザ変位計２２０から出力される測定値データを受領し記憶する。

次のステップＳ１１０では、主制御部３０４は、現像スリーブ１０６に現像剤を保持させる。すなわち、主制御部３０４は、駆動源２５０を駆動させ、現像スリーブ１０６を画像形成がなされる場合と同じ方向に少なくとも３６０度以上回転させて、現像ロール１０２の全周に現像剤を保持させる。

次のステップＳ１１２は、第２の距離を測定する工程にあたり、スタッド１１０から現像スリーブ１０６が保持する現像剤の表面までの距離Ｌ４の測定がなされる。すなわち、主制御部３０４は、レーザ変位計２２０を駆動させ、レーザ変位計２２０から現像スリーブ１０６が保持する現像剤にレーザ光を照射させ、照射したレーザ光の反射光を受光して、レーザ変位計２２０から出力される測定値データを受領し記憶する。

次のステップＳ１１４は、現像剤の層厚を算出する工程と、現像剤層を算出する工程とにあたり、主制御部３０４は、レーザ変位計２２０から入力された距離Ｌ４と距離Ｌ３とのデータから、先に図１０、図１１を参照して説明したように、現像剤の層厚ｄを算出し、算出された層厚ｄから現像スリーブ１０６が保持する現像剤の量を算出する。そして、次のステップＳ１１６で算出された値が表示装置３３０に表示され、現像剤の量を測定する一連の制御が完了する。

ステップＳ１０８とステップＳ１１２において、レーザ変位計２２０から現像スリーブ１０６、又は現像スリーブ１０６が保持する現像剤にレーザ光を照射する場合に、レーザ光の照射は、現像スリーブの回転中心に向けてなされる（図１０参照）。

さらに、ステップＳ１０８とステップＳ１１２において、レーザ変位計２２０から現像スリーブ１０６、又は現像スリーブ１０６が保持する現像剤にレーザ光を照射する場合に、レーザ光の照射は、現像スリーブ１０６の回転方向において第３の磁極１０８ｃと第４の磁極１０８ｄとの間の位置であって、図５に示されるマグロール１０４により生じる磁束密度のタンジェント成分の最大位置と、前記現像剤保持体の回転中心とを結ぶ直線に沿ってレーザ光の照射がなされる。

測定装置２００は、現像スリーブ１０６に付着した絵現像剤の量を測定することに加えて、測定された現像剤の量から規制部材１２４の位置を移動させ、現像装置２２を調整する機能を有している。すなわち、ステップＳ１１６に続くステップＳ１２０で、主制御部３０４は、測定された現像剤の量が予め定められ、記憶された許容範囲内にあるか否かの判別を行い、測定結果が許容範囲内であれば、一連の制御が終了する。

一方、ステップＳ１２０で、現像スリーブ１０６が保持する測定された現像剤の量が、予め定められ記憶された範囲内にないとの判別がなされた場合、主制御部３０４は、ステップＳ１２２で表示装置３３０に警告を表示させた後に、規制部材１２４を現像装置本体１００に対して移動させる。すなわち、現像スリーブ１０６に付着した現像剤の量が予め定められた許容量よりも多い場合は、主制御部３０４は、表示装置３３０に警告を表示させた後、移動装置２４０を駆動させ、規制部材１２４を、許容量よりも多い現像剤の量に応じて、現像スリーブ１０６に接近させる方向へ規制部材１２４を移動させる。

一方、現像スリーブ１０６に付着した現像剤の量が予め定められた許容量よりも少ない場合は、ステップＳ１２２において、主制御部３０４は、ステップＳ１２２で表示装置３３０に警告を表示させた後、次のステップＳ１２４で、移動装置２４０を駆動させ、規制部材１２４を、許容量に不足する現像剤の量に応じて現像スリーブ１０６から離間させる方向へと移動させる。

ステップＳ１２２で規制部材１２４の移動がなされた後、ステップＳ１０６に戻り、規制部材１２４の移動がなされた状態において現像スリーブ１０６に保持される現像剤量の測定が再びなされる。

以上述べたように、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等が画像形成装置、及びこのような画像形成装置に用いられる現像装置と、例えば現像スリーブ等に付着した現像剤の量を測定する現像剤量の測定方法と、現像装置の調整方法に適用することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す正面である。 本発明の実施形態に係る現像装置の構成を正面から示す断面図である。 図２に示される現像装置の構成を左側面側から示す断面図である。 図２に示される現像装置が有する現像ロールを示す斜視図である。 図４に示される現像ロールが有するマグロールに配置されている各磁石による磁力プロファイルを示す図である。 図４に示される現像ロールが有する現像スリーブ表面の現像剤の穂立ちを示し、図６（ａ）は現像剤の穂立ちが略直立した状態を示す説明図であり、図６（ｂ）は現像剤の穂立ちが横倒した状態を示す説明図である。 本発明に係る現像剤量の測定方法に用いられる測定装置の概略構成を示す正面図である。 図７に示される測定装置に装着された現像装置と、該現像装置近傍に配置された構成とを示す平面図である。 図７に示される測定装置が有する制御装置を示すブロック図である。 図７に示される測定装置による測定の方法を説明し、図１０（ａ）はスリーブまでの距離を測定する方法を説明する説明図であり、図１１（ｂ）は、現像スリーブに付着した現像剤までの距離を測定する方法を説明する説明図である。 図７に示される測定装置によって測定された、現像スリーブまでの距離、及び現像スリーブに保持された現像剤の表面までの距離のデータを示すグラフである。 図７に示される測定装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１８ 感光体
２４ 現像装置
１０２ 現像ロール
１０４ マグロール
１０６ 現像スリーブ
１０８ａ 第１の磁極
１０８ｂ 第２の磁極
１０８ｃ 第３の磁極
１０８ｄ 第４の磁極
１０８ｅ 第５の磁極
１１０ スタッド
１１４ 位置検出部
１２４ 規制部材
１４０ ロータリーエンコーダ
２００ 測定装置
２２０ レーザ変位計
２３０ 吸引装置
２４０ 移動装置
３００ 制御装置
３０４ 主制御部
３２０ 操作装置
３３０ 表示装置

Claims (13)

1. 現像剤を保持し、潜像保持体に対して相対移動し、前記潜像保持体に現像剤を供給する現像剤保持体と、
   光を照射して前記現像剤保持体が保持する現像剤の量を測定する際に、基準として用いられる基準部と、
   を有する現像装置。
2. 前記基準部は、前記現像剤保持体の回転中心に重なるように配置されたスタッドからなる請求項１記載の現像装置。
3. 前記現像剤保持体の内側に固定され、複数の磁極を備えた磁石をさらに有し、
   前記基準部は、前記現像剤保持体が移動する方向において互いに隣り合う磁極の間の位置に設けられ、測定を開始する位置の基準として用いられる請求項１記載の現像装置。
4. 前記現像剤保持体、又は前記現像剤保持体の移動に同期して移動し、前記現像剤保持体の移動方向における位置の検出に用いられる検出部をさらに有する請求項1乃至３いずれか記載に現像装置。
5. 前記現像剤保持体との間に所定間隔の隙間を形成するように配置され、前記現像剤保持体に保持された現像剤であって、前記隙間を通過しない現像剤を前記現像剤保持体から除去し、前記現像剤保持体が保持する現像剤の量を規制する規制部材をさらに有し、
   前記規制部材は、前記現像剤保持体との隙間の所定間隔が可変である請求項１乃至４いいずれか記載の現像装置。
6. 潜像を保持する潜像保持体と、
   前記潜像保持体が保持する潜像を現像する現像装置と、
   を有し、
   前記現像装置は、
   現像剤を保持し、前記潜像保持体に対して相対移動し、前記潜像保持体に現像剤を供給する現像剤保持体と、
   光を照射して前記現像剤保持体が保持する現像剤の量を測定する際に、基準として用いられる基準部と、
   を有する画像形成装置。
7. 基準位置から、現像剤を保持していない現像剤保持体表面までの第１の距離を測定する工程と、
   前記基準位置から、前記現像剤保持体に保持された現像剤層の表面までの第２の距離を測定する工程と、
   前記第１の距離及び前記第２の距離から前記現像剤層の層厚を算出する工程と、
   前記現像剤層の層厚から、前記現像剤保持体が保持する現像剤の量を算出する工程と、
   を有する現像剤量の測定方法。
8. 前記第１の距離を測定する工程では、前記現像剤保持体の表面に光を照射し、照射された光の反射光を受光することにより前記第１の距離の測定がなされ、
   前記第２の距離を測定する工程では、前記現像剤層の表面に光を照射し、照射された光の反射光を受光することにより前記第２の距離の測定がなされる、
   請求項７記載の現像剤量の測定方法。
9. 前記第１の距離を測定する工程及び前記第２の距離を測定する工程では、前記現像剤保持体の回転中心に向けて光の照射がなされる請求項８記載の現像剤量の測定方法。
10. 前記第１の距離を測定する工程及び前記第２の距離を測定する工程では、複数の磁極を有し前記現像剤保持体の内側に設けられた磁石より生じる磁束密度のタンジェント成分の最大位置と、前記現像剤保持体の回転中心とを結ぶ直線に沿って光の照射がなされる請求項９記載の現像剤量の測定方法。
11. 測定された現像剤量を表示する工程をさらに有する請求項７乃至１０いずれか記載の現像剤量の測定方法。
12. 測定された現像剤量が、予め定められた許容量内にない場合に警告を表示する工程をさらに有する請求項７乃至１１いずれか記載の現像剤量の測定方法。
13. 基準位置から、現像剤を保持していない現像剤保持体表面までの第１の距離を測定する工程と、
    前記基準位置から、前記現像剤保持体に保持された現像剤層の表面までの第２の距離を測定する工程と、
    前記第１の距離及び前記第２の距離から前記現像剤層の層厚を算出する工程と、
    前記現像剤層の層厚から、前記現像剤保持体が保持する現像剤の量を算出する工程と、
    算出された現像剤の量が、予め定められた許容量内であるか否かを判別する工程と、
    算出された現像剤の量が予め定められた許容量内でない場合に、前記現像剤保持体との間の所定間隔の隙間を形成するように配置され、前記現像剤保持体に保持された現像剤であって、前記隙間を通過しない現像剤を前記現像剤保持体から除去し、前記現像剤保持体が保持する現像剤の量を規制する規制部材を、前記現像剤保持体が保持する現像剤の量が前記予め定められた許容量に近づく方向に移動させる工程と、
    を有する現像装置の調整方法。

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