JP2009109718A - 現像装置、画像形成装置及び画像形成装置のプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】コストを増大させることなく、現像装置の構成部品の特性値を考慮してトナー濃度検知センサの信号値を補正制御することにより精度よくトナー濃度を制御する。
【解決手段】画像形成装置から着脱可能であり、かつ、現像装置4固有の特性値であって、清掃部材430の検知面Sとの接触圧情報の特性値を記憶する記憶部400を有する現像装置4と、
該記憶部400に記憶されている特性値に基づいて現像装置4の使用量に応じて変化するトナー濃度検知センサTSの検知感度を推定し、推定した検知感度に基づいてトナー濃度の制御を行う制御部A1と、
を有する画像形成装置とする。
【選択図】図9
【解決手段】画像形成装置から着脱可能であり、かつ、現像装置4固有の特性値であって、清掃部材430の検知面Sとの接触圧情報の特性値を記憶する記憶部400を有する現像装置4と、
該記憶部400に記憶されている特性値に基づいて現像装置4の使用量に応じて変化するトナー濃度検知センサTSの検知感度を推定し、推定した検知感度に基づいてトナー濃度の制御を行う制御部A1と、
を有する画像形成装置とする。
【選択図】図9
Description
本発明は、2成分現像剤を用いた電子写真方式の画像形成装置に関する。
電子写真式の画像形成装置には、磁性体であるキャリアと非磁性体であるトナーを含む現像剤、いわゆる、2成分現像剤を用いる現像方式のものがある。2成分現像剤を用いる現像方式は、固定磁石を内部に配置し、外周を非磁性の回転するローラで構成した現像ローラの表面に、現像剤を付着させて担持、搬送し、現像ローラに対向して配置された感光体の表面に、現像剤中のトナーを移行、付着させてトナー像を形成する。
通常、現像ローラに供給される現像剤は現像剤収納部に収納される。現像剤は現像剤収納部にて攪拌されることにより現像剤のトナーはキャリアと接触することにより摩擦帯電し、現像ローラの表面に付着する。現像後の現像ローラ上に残存する現像剤は現像ローラから剥離された後に現像剤収納部に搬送され、現像剤収納部に収納されている現像剤と混合、攪拌されて現像に供される。
現像後の現像剤はトナーが消費されるために現像剤のトナー濃度は低下する。ここでいうトナー濃度とは、現像剤中のトナーの質量(Wt)とキャリアの質量(Wc)との質量比であり、トナー濃度=(Wt/(Wt+Wc))×100(%)で表される。
トナー濃度の変化は画像形成に影響する。トナー濃度が低くなると形成する現像により形成されるトナー画像の濃度が不足し、トナー濃度が高くなるとトナー画像の濃度過多やカブリの原因となる。
このため、現像剤収納部内に収容される現像剤のトナー濃度を検知する必要があり、トナー濃度が低くなったときには現像剤収納部内の現像剤に対して別途収納しているトナー補給容器等からトナーを供給し、現像剤収納部内の現像剤のトナー濃度を適当な範囲に管理することがなされる。
2成分現像剤を用いる現像方式は、このようなトナー濃度管理を必要とするが、トナーの摩擦帯電制御が比較的容易で、トナー粒子の凝集が起こりにくく、高品位の画像の形成が可能であるので、多く用いられている。
前述のトナー濃度を検知する手段としては、例えばトナー濃度により現像剤のキャリアにより透磁率が変化する現象を利用した、透磁率検知方式のトナー濃度検知センサ等がある。透磁率検知方式によるトナー濃度検知センサは、トナー濃度が低いときは磁性体であるキャリアが相対的に多いので透磁率は高くなり、トナー濃度が高いときには磁性体であるキャリアが相対的に少ないので透磁率は低くなる現象を利用したもので、キャリアの色調の影響を受けないので、好ましく用いられる。
高画質化が要望される近年においては、画像形成に影響するトナー濃度は高精度で管理する必要がある。このような場合に、(1)トナー濃度検知センサの検知感度ばらつきや、(2)トナー濃度検知センサの検知面近傍における現像剤の滞留が問題となる。後者のトナー濃度検知センサの検知面近傍の現像剤の滞留は、滞留することにより検知している検知面周辺の現像剤のトナー濃度が、現像剤収納容器全体のトナー濃度の代表値ではなくなるために、精度よく現像剤収納容器のトナー濃度を測定できないという問題である。
前者の(1)トナー濃度検知センサの検知感度ばらつきに関しては、特許文献1に開示された電子写真装置では、現像剤と現像装置を内蔵した作像ユニットに作蔵ユニット固有のパラメータを表示し、表示に対応した情報を本体側にインプットし、インプットした情報に基づいてトナー濃度センサの基準値を変更させることにより解決を図っている。
また後者の(2)トナー濃度検知センサの検知面近傍における現像剤の滞留問題に関しては、特許文献2に開示された現像装置では、検知面を拭うためのクリーニングブレードを撹拌スクリュウに設けることにより解決を図っている。
特開平11−153929号公報
特開平5−150650号公報
しかし、特許文献1に開示された電子写真装置では、現像装置に内蔵した現像剤のばらつきや、現像剤の改良に対応してトナー濃度を補正制御するものであり、現像装置における他の構成部品の製造ばらつき等の特性値に基づいて補正制御するものではない。また現像装置の使用前の状態に基づいて補正制御するものであり、現像装置の使用前の状態に加えて使用に伴う経時変化を考慮して補正制御するものではない。
また特許文献2に記載の現像装置では、更に、検知面と検知面を拭うためのクリーニングブレードの接触面にそれぞれフッ素樹脂層を設けることにより低摩擦とし、接触面における両部材の摩擦熱によるトナーの融着の防止を行っている。しかしこのような構成とすることはコストが増大するという問題がある。
本願発明は上記問題に鑑み、コストを増大させることなく、現像装置の構成部品の特性値を考慮してトナー濃度検知センサの信号値を補正制御することにより精度よくトナー濃度を制御することを目的とするものである。
上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。
(1)トナーとキャリアからなる現像剤を収容する現像剤収納部と、
前記現像剤収納部の現像剤を撹拌する回転撹拌部材と、
前記回転撹拌部材の回転軸に平行な面に検知面を有し、前記現像剤収納部内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサと、
前記回転撹拌部材に設けられ、弾性体からなり該回転撹拌部材の回転に伴い前記検知面上を掃く清掃部材と、を備える現像装置を有し、
像担持体上に形成した静電潜像を前記現像装置によりトナー像で可視化し、可視化したトナー像を用紙に転写することにより画像を形成する画像形成装置であって、
前記現像装置は、画像形成装置から着脱可能であり、かつ、前記現像装置固有の特性値であって、前記清掃部材の前記検知面との接触圧情報の特性値を記憶する記憶部を備えており、
該記憶部に記憶されている特性値に基づいて前記トナー濃度検知センサの検知感度を推定し、推定した検知感度に基づいて前記現像剤収納部内の現像剤のトナー濃度の制御を行う制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
前記現像剤収納部の現像剤を撹拌する回転撹拌部材と、
前記回転撹拌部材の回転軸に平行な面に検知面を有し、前記現像剤収納部内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサと、
前記回転撹拌部材に設けられ、弾性体からなり該回転撹拌部材の回転に伴い前記検知面上を掃く清掃部材と、を備える現像装置を有し、
像担持体上に形成した静電潜像を前記現像装置によりトナー像で可視化し、可視化したトナー像を用紙に転写することにより画像を形成する画像形成装置であって、
前記現像装置は、画像形成装置から着脱可能であり、かつ、前記現像装置固有の特性値であって、前記清掃部材の前記検知面との接触圧情報の特性値を記憶する記憶部を備えており、
該記憶部に記憶されている特性値に基づいて前記トナー濃度検知センサの検知感度を推定し、推定した検知感度に基づいて前記現像剤収納部内の現像剤のトナー濃度の制御を行う制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
(2)前記検知感度は、前記特性値及び現像装置の使用量に応じて変化することを特徴とする(1)に記載の画像形成装置。
(3)前記特性値は、前記清掃部材の前記検知面への食い込み量に基づく特性値であることを特徴とする(1)又は(2)に記載の画像形成装置。
(4)前記トナー濃度検知センサの検知感度の変化は、前記検知面へのトナーの融着量に基づくものであることを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載の画像形成装置。
(5)トナーとキャリアからなる現像剤を収容する現像剤収納部と、
前記現像剤収納部の現像剤を撹拌する回転撹拌部材と、
前記回転撹拌部材の回転軸に平行な面に検知面を有し、前記現像剤収納部内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサと、
を備え、用紙に画像形成する画像形成装置に用いる現像装置であって、
前記回転撹拌部材に設けられ、弾性体からなり該回転撹拌部材の回転に伴い前記検知面上を掃く清掃部材と、
画像形成装置がトナー濃度の条件を設定する前記現像装置の特性値であって、前記清掃部材の前記検知面との接触圧情報の特性値を記憶する記憶部と、
を備えることを特徴とする現像装置。
前記現像剤収納部の現像剤を撹拌する回転撹拌部材と、
前記回転撹拌部材の回転軸に平行な面に検知面を有し、前記現像剤収納部内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサと、
を備え、用紙に画像形成する画像形成装置に用いる現像装置であって、
前記回転撹拌部材に設けられ、弾性体からなり該回転撹拌部材の回転に伴い前記検知面上を掃く清掃部材と、
画像形成装置がトナー濃度の条件を設定する前記現像装置の特性値であって、前記清掃部材の前記検知面との接触圧情報の特性値を記憶する記憶部と、
を備えることを特徴とする現像装置。
(6)前記接触圧情報の特性値は、前記清掃部材の前記検知面への食い込み量に基づく特性値であることを特徴とする(5)に記載の現像装置。
(7)トナーとキャリアからなる現像剤を収容する現像剤収納部と、
前記現像剤収納部の現像剤を撹拌する回転撹拌部材と、
前記回転撹拌部材の回転軸に平行な面に検知面を有し、前記現像剤収納部内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサと、
前記回転撹拌部材に設けられ、弾性体からなり該回転撹拌部材の回転に伴い前記検知面上を掃く清掃部材と、を備えた現像装置と、
静電潜像を形成する像担持体と、
前記現像装置の特性値であって、前記清掃部材の前記検知面との接触圧情報の特性値を記憶する記憶部とを有し、
静電潜像を前記現像装置によりトナー像で可視化し、可視化したトナー像を用紙に転写することにより画像を形成する画像形成装置のコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記記憶部に記憶されている特性値を読み出す特性値取得工程と、
前記画像形成装置の使用量の情報を取得する使用量取得工程と、
前記使用量取得工程で取得した使用量の情報と、前記特性値取得工程で取得した特性値との情報に基づいてトナー濃度検知センサが検知したトナー濃度に対応する信号を補正する信号補正工程と、
を画像形成装置のコンピュータに実行させることを特徴とする画像形成装置のプログラム。
前記現像剤収納部の現像剤を撹拌する回転撹拌部材と、
前記回転撹拌部材の回転軸に平行な面に検知面を有し、前記現像剤収納部内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサと、
前記回転撹拌部材に設けられ、弾性体からなり該回転撹拌部材の回転に伴い前記検知面上を掃く清掃部材と、を備えた現像装置と、
静電潜像を形成する像担持体と、
前記現像装置の特性値であって、前記清掃部材の前記検知面との接触圧情報の特性値を記憶する記憶部とを有し、
静電潜像を前記現像装置によりトナー像で可視化し、可視化したトナー像を用紙に転写することにより画像を形成する画像形成装置のコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記記憶部に記憶されている特性値を読み出す特性値取得工程と、
前記画像形成装置の使用量の情報を取得する使用量取得工程と、
前記使用量取得工程で取得した使用量の情報と、前記特性値取得工程で取得した特性値との情報に基づいてトナー濃度検知センサが検知したトナー濃度に対応する信号を補正する信号補正工程と、
を画像形成装置のコンピュータに実行させることを特徴とする画像形成装置のプログラム。
(8)前記接触圧情報の特性値は、前記清掃部材の前記検知面への食い込み量に基づく特性値であることを特徴とする(7)に記載の画像形成装置のプログラム。
(9)前記画像形成装置は、予め現像装置の特性値の情報と使用量の情報とに基づく信号補正量の制御テーブルを有し、
前記信号補正工程では、前記制御テーブルを参照することによりトナー濃度に対応する信号を補正することを特徴とする(7)又は(8)に記載の画像形成装置のプログラム。
前記信号補正工程では、前記制御テーブルを参照することによりトナー濃度に対応する信号を補正することを特徴とする(7)又は(8)に記載の画像形成装置のプログラム。
本発明によれば、コストを増大させることなく、現像装置の構成部品の特性値を考慮してトナー濃度検知センサの信号値を補正制御することにより精度よくトナー濃度を制御することが可能な現像装置及び画像形成装置を得ることができる。
本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
図1は、実施形態に係る画像形成装置の画像形成部を示す断面構成図である。
像担持体として機能する感光体1は、直径φ80mmのドラムで形成されている。感光体1はマイナス帯電する有機半導体層としてフタロシアニン顔料をポリカーボネイトに分散したものを接地された金属製のシリンダ状の基板の表面上に塗布し、電荷輸送層を含めた感光体層の膜厚を30μmとして形成したもので、矢示方向に280mm/sの周速(Vp)で駆動回転される。
帯電極2は、スコロトロン方式の帯電手段で、回転する感光体1の周囲を所定の極性・電位に一様に帯電処理する。帯電極2は、ワイヤ〜グリッド間距離7.5mm、グリッド〜感光体間距離1mm、ワイヤ〜バックプレート間距離12mmの帯電極構成を有しており、グリッド印加電圧を−730Vとし、帯電電流値−800μAをもってバイアス電圧を印加することにより、感光体1の帯電電位を−750Vとしている。
露光部3は、レーザ走査方式によって感光体1に像露光を行う。露光部3ではレーザ波長700nmの半導体レーザ(LD)を用い、その出力パワーは300μWである。露光部3はレーザビームを出射して感光体1の一様に帯電した表面を走査露光し、静電潜像を形成する。
現像装置4は、感光体1に対向して回転する現像ローラ41により感光体1上の静電潜像をトナー像として現像する。接触あるいは非接触による現像が、イメージ露光と反転現像との組み合わせで2成分現像剤を用いての現像が行われる。現像ローラ41はマグネットロールの周囲にステンレス溶射表面加工を施したアルミ製のスリーブを被せた構成とし、現像ローラ41のローラ径φ40mm、線速(Vs)560mm/sで回転し、感光体1との線速比(Vs/Vp)は2としている。現像ローラ41には直流成分の現像バイアスによって現像が行われるが、直流成分としては−600Vの現像バイアスを印加して反転現像が行われる。
現像剤収納部40には、非磁性トナーと磁性キャリアを含有する2成分現像剤が収納されている。現像剤収納部40に収容されている現像剤のトナー濃度は、現像剤収納部40に設けられたトナー濃度検知センサTS(以下、単にトナー濃度センサTSという)により検知する。トナー濃度センサTSは、検知面近傍における現像剤の透磁率を検出し、その検出結果から現像剤中のトナー濃度を検出している。そしてトナー濃度が閾値を下回った場合にトナー補給部7から新しいトナーを補給するように制御することにより現像剤収納部40の内部の現像剤は所定のトナー濃度が維持される。
なお、ここでいうトナー濃度とは、現像剤中のトナーの質量(Wt)とキャリアの質量(Wc)との質量比であり、トナー濃度=(Wt/(Wt+Wc))×100(%)で表される。
非磁性トナーとしては、体積平均粒径が3〜9μmの重合トナーが好ましい。重合トナーを用いることにより、高解像力であり、濃度が安定し、かぶりの発生が極めて少ない画像形成装置が可能となる。
キャリアとしては、体積平均粒径が30〜65μmで磁化量が20〜70emu/gの磁性粒子からなるフェライトコアのキャリアが好ましい。30μmよりも粒径の小さなキャリアではキャリア付着が生じやすくなる。また、65μmよりも粒径の大きなキャリアでは、均一な濃度の画像が形成されない場合が生じうる。
転写前露光光源5では、トナー像の転写性を高めるための照射を行う。光源は光波長700nmのLEDで、光出力10luxをもって照射する。
転写ローラ6では、転写電流40μAの定電流制御によって感光体1上のトナー像の転写紙上への転写を行う。
給紙部より給紙された転写紙pは、レジストローラ21によって感光体1上に形成されたトナー像と同期して給紙がなされ、転写ニップ部において転写ローラ6によってトナー像の転写を受ける。転写ニップ部を通過した転写紙pは、感光体1の面から曲率分離され、搬送ベルト22によって定着装置23へ搬送される。
定着装置23は内部にヒータを配置した加熱ローラ23aと加圧ローラ23bとよりなり、トナー像を保持した転写紙pは、加熱ローラ23aと加圧ローラ23bとの間で加熱・加圧がなされて定着され、排紙ローラ24によって機外の図示しない排紙トレイ上に排出される。
一方、転写紙pへのトナー像の転写後の感光体1の表面はクリーニング部8により転写残トナーの清掃が行われる。本実施例においてはクリーニングブレードとしてウレタンゴム製のブレードが用いられ、クリーニングブレードはカウンタタイプに感光体1周面に摺接して清掃を行っている。クリーニング部8を通過して表面が清掃された感光体1周面は、光波長700nm、光出力10lux光源を用いた帯電前露光(PCL)手段9によって照射がなされ、残留電位を低下した状態で次の画像形成サイクルへと移行する。
図2は、実施形態に係る現像装置の上面図である。現像装置4は、現像剤収納部40の内部に現像ローラ41、パドル42、スクリュウ43、44を配置している。
パドル42は、その回転軸に平行な複数の羽を有する搬送部材であり、回転により現像剤を搬送し、現像ローラ41に供給する。なお、パドル42は、同図のX方向の前後にのみ現像剤を搬送し、その回転軸方向(Y方向)には現像剤を搬送しない。
回転撹拌部材として機能するスクリュウ43は、図1においてCW方向に回転する。回転により図2の矢印で示す回転軸方向に現像剤を搬送して、現像剤を攪拌・搬送し、パドル42に供給する。
スクリュウ44は図1で示すCCW方向に回転する。回転により図2の矢印で示す回転軸方向に搬送し攪拌する。現像装置4内は、仕切40Pにより、現像ローラ41、パドル42及びスクリュウ43が配置された現像室と、スクリュウ44が配置された混合室とを区分する。
トナーは混合室の端部に設けられた補給口によりトナー補給部7から供給され、スクリュウ44で、撹拌、搬送されキャリアと混合され、摩擦帯電により電荷が付与される。
現像によりトナーが消費された現像剤は矢印で示すように、パドル42からスクリュウ43へと搬送され、スクリュウ43により矢印のように搬送され、受け渡し部C1と反対側に設けられた受け渡し部C4を矢印のように搬送されてスクリュウ44に渡される。
受け渡し部C4は図2に示すように、画像領域の外に配置されており、受け渡し部C4の現像剤搬送方向の上流側にはトナー濃度センサTSが設けられ、現像剤収納部40内の現像剤のトナー濃度を検知する。そして検知したトナー濃度に応じて、受け渡し部C4の下流側においてトナー補給部7により現像剤にトナーが補給される。
図1、2に示した、現像ローラ101、パドル42及びスクリュウ43、44の回転は、不図示の駆動モータM41により行われ、モータから前記各回転部材への動力伝達は、歯車(図示せず)からなる動力伝達系により行われる。
[トナー濃度センサの清掃部材]
図3は、スクリュウ43に設けた清掃部材を説明する図である。図3(a)は、図2に示すX方向から見たスクリュウ43の断面図であり、図3(b)は同Y方向から見たスクリュウ43近傍の断面図である。
図3は、スクリュウ43に設けた清掃部材を説明する図である。図3(a)は、図2に示すX方向から見たスクリュウ43の断面図であり、図3(b)は同Y方向から見たスクリュウ43近傍の断面図である。
図3(a)、(b)に示すとおり、トナー濃度センサSの検知面Sと、スクリュウ43の回転軸SHとは平行となっている。
図3(a)に示すとおり、清掃部材430は、スクリュウ43に設けられている。清掃部材430は弾性体からなるシート状の部材であり、例えば、幅(Y方向長さ)9mm、長さが8mm、厚さ0.075mmのポリエステルフィルムを用いている。なおスクリュウ43の軸SHに対しては3mm長さで両面テープにより接着しており、清掃部材430の自由長は5mmに設定している。また幅方向の長さはトナー濃度センサTSの検知面Sの直径よりも長く、中心位置をほぼ一致させている。清掃部材430は弾性体のシートからなり回転撹拌部材として機能するスクリュウ43の回転に伴いトナー濃度センサTSの検知面S上の現像剤を掃く。検知面Sにトナーが滞留している場合には、正常なトナー濃度検知ができないからである。
[食い込み量]
また図3(a)に示すように現像装置4に取り付けていない状態においては、清掃部材430は曲がっておらずその先端と、スクリュウ43の回転軸SHとの中心との距離はL2である。そして図3(b)に示すように現像装置4に取り付けた状態では、軸SHの中心とトナー濃度センサTSの検知面Sとの距離はL1である。清掃部材430による検知面Sへの接触圧は、食い込み量と相関関係があり、食い込み量L3は、L3=L2−L1により導きだせる。生産工程において距離L2の測定は、現像装置4の現像剤収納部40に、トナー濃度センサTSを取り付けずにスクリュウ43を取り付けた状態で、清掃部材430の先端の位置を測定する。測定手段としてはダイヤルゲージあるいは、レーザ変位計を用いて、数十μmオーダで測定することが好ましい。
また図3(a)に示すように現像装置4に取り付けていない状態においては、清掃部材430は曲がっておらずその先端と、スクリュウ43の回転軸SHとの中心との距離はL2である。そして図3(b)に示すように現像装置4に取り付けた状態では、軸SHの中心とトナー濃度センサTSの検知面Sとの距離はL1である。清掃部材430による検知面Sへの接触圧は、食い込み量と相関関係があり、食い込み量L3は、L3=L2−L1により導きだせる。生産工程において距離L2の測定は、現像装置4の現像剤収納部40に、トナー濃度センサTSを取り付けずにスクリュウ43を取り付けた状態で、清掃部材430の先端の位置を測定する。測定手段としてはダイヤルゲージあるいは、レーザ変位計を用いて、数十μmオーダで測定することが好ましい。
図4は、実施形態に係る画像形成装置の制御ブロック図である。画像形成同図では本実施形態の動作説明に必要な部分の周囲を中心に記載してあり、その他の画像形成装置として既知の部分については省略してある。
現像装置4の記憶部400には、現像装置の構成に関する固有の特性値が記憶されている。現像装置の固有の特性値としては例えば、シート部材とトナー濃度センサTSとの検知面との接触圧情報の特性値である。接触圧情報としては例えば生産工程で測定した食い込み量の値を入力する。
制御部A1はCPU、ROM、RAMを備えており、CPUがプログラムに従って画像形成装置の各種制御を実行する制御手段として機能する。ROMには、制御を行うための各種プログラムやデータが記憶されている。RAMにおいてはCPUによってワークエリアとして利用され、CPUが画像形成装置の制御を実行する際に必要なプログラムやデータを一時的に記憶する。そして、CPUは、RAMに展開されたプログラム及びデータに基づき、画像形成装置全体の制御を実行する。
そして制御部A1は摺動回数積算カウンタA101、及び記憶部A100を有する。摺動回数積算カウンタでは現像装置4が取り付けられた以降の摺動回数の積算値をカウントして記憶しておく。摺動回数とは、清掃部材430とトナー濃度センサTSの検知面との接触回数のことであり、現像装置4のスクリュウ43の総回転数に相当し、現像装置4を駆動する駆動モータM41の回転量の情報を取得し、当該回転量から総回転数を算出する。当該摺動回数の積算値のカウントを「現像装置の使用量」として用いる。なお積算値のリセットは、現像装置4が交換された等によりトナー濃度センサTSが新しくなった場合に行う。なお摺動回数の換わりに現像装置4により画像形成した用紙の総枚数、あるいは駆動モータM41の総回転時間を用いてもよい。
記憶部A100には、トナー濃度補正制御テーブル等の各種の補正制御テーブルが記憶されている。
ここで、トナー濃度センサTSについて図5乃至図7を用いて説明する。図5はトナー濃度センサの入出力信号に関する説明図、図6はトナー濃度(Tc)とトナー濃度センサ出力(VL)との関係を示すグラフ、図7はトナー濃度センサ出力波形を示す図である。
図5、図6に示すように、コントロール電圧Vcの値を可変することで、トナー濃度Tcに対するトナー濃度センサ出力VLは図7に示す特性を示す。従って、コントロール電圧Vcをトナー濃度センサTSに入力すると、トナー濃度センサ出力VLはコントロール電圧Vcの値毎にそれぞれのトナー濃度Tcで制御されることになる。
トナー濃度センサTSは検知面S近傍の現像剤に含まれるキャリアの透磁率を測定する。図7に示すようにトナー濃度センサTSの出力は、一定周期の出力波形となる。これは検知面S近傍には、スクリュウ43の回転周期に対応して検知面Sの近傍にはスクリュウ43あるいは清掃部材430が近づいたり、現像剤が近づいたりするためである。トナー濃度の検知、同図に示す出力波形のうち検知面Sに現像剤が近づいた際の出力電圧に基づいて行う。同図に示す例では、周期波形のうち最大電圧値v1を現像剤の出力値と見なして、トナー濃度の測定を行う。
なお、実施の形態では、トナー濃度の制御をトナー濃度センサTSに入力するコントロール電圧値に基づいて行っているが、これに限定されるものではなく、例えば、コントロール電圧値は固定として、トナー濃度センサ出力の出力変化分だけ制御しきい値を変更しても、同様の効果が得られる。
[制御フロー]
図8は、本実施形態に係る制御フローに先だって行う、現像装置4の生産工程での処理を説明する図である。
図8は、本実施形態に係る制御フローに先だって行う、現像装置4の生産工程での処理を説明する図である。
生産工程において、ステップS11では、前述のとおり現像装置4を組み立てた状態における、清掃部材430のトナー濃度センサTSの検知面Sへの食い込み量L3を測定する。
ステップS12では、生産工程において、工程の制御パソコン等から現像装置4の不図示の入出力端子からアクセスすることによりステップS11で測定した食い込み量L3を、記憶部400に書き込む。なお生産工程においてトナー濃度センサTSの感度特性を測定して、併せてその情報を記憶部400に書き込むようにしてもよい。以上までは、生産工程で行う処理である。
次に画像形成装置の制御部A1で行う制御フローについて説明する。図9は本実施形態に係る画像形成装置が実行する制御フローである。同図に示す制御フローは制御部A1のCPUとROMに記憶されているプログラムの協働によるソフトウエア処理により実行される処理である。
ステップS12の処理を実行した現像装置4を使用者が画像形成装置に取り付けた後、ステップS21では、画像形成装置に取り付けられている現像装置4の記憶部400から食い込み量L3の情報の読込を行う(特性値取得工程)。
ステップS22では、制御部A1は当該現像装置4の摺動回数tの情報を取得する。これは当該現像装置4の使用開始からの総摺動回数が摺動回数積算カウンタA101に記憶されているので、当該カウンタから情報を取得することにより行う(使用量取得工程)。
次にステップS23では記憶部A100に記憶されているトナー濃度補正用の制御テーブルを参照して、ステップS21、S22で取得した食い込み量L3と摺動回数tの情報から補正量を決定する。
ここで、食い込み量L3と摺動回数tと補正量の関係について図10、図11を用いて説明する。図10は、摺動回数tと検知面S上のトナーの融着量との関係を示す図である。ここでいう融着とは清掃部材430がトナー濃度センサTSの検知面Sとの摺動に伴う摩擦熱や圧力によりトナーが検知面に付着することをいい、融着量とは検知面Sに付着したトナーの質量(あるいは厚み)のことである。融着量は、清掃部材430の当接時における検知面Sへの接触圧(当接圧)に比例する。接触圧が大きいほど融着は発生しやすい。そして接触圧は食い込み量L3に依存する。
図10は、そのような関係を説明する図であり、食い込み量がゼロつまり清掃部材430と検知面Sが非接触の場合には、融着はほとんど発生しない。つまり摺動回数tが増えても融着量はゼロのままである。一方食い込み量L3が大きい場合には、融着は発生しやすく、摺動回数tに対する融着量の増加傾きも大きい傾向となる。なお生産工程において、食い込み量L3は部品のばらつき公差を考慮し、ばらつきが最大となった場合でも食い込み量はゼロよりも大きくなるように設定している。本実施形態においては例えば設計の狙いの中心値は1.3mmに設定している。また食い込み量に対する融着量は当然ながらスクリュウ43の回転速度や、トナーの軟化点温度その他のトナー物性により異なることになる。
図11は、現像剤収納部40に同一のトナー濃度の現像剤を収納している条件下における、検知面S上のトナーの融着量とトナー濃度センサTSの出力との関係を示す図である。融着量が多いほど、トナー濃度センサTSの出力値は小さくなる。図6で示したとおりトナー濃度が高いほど、出力値は小さくなる傾向であり、図11に示すように、検知面S上の融着量が増加するほど、その影響によりトナー濃度が高いと誤認識することが分かる。
そして本実施形態においては予め食い込み量L3の異ならせる等、複数の条件で実験することにより、食い込み量と摺動回数tに対するトナー濃度センサTSの出力変化のデータを得ておき、そのデータに基づいて制御テーブルの値を決定している。つまり現像装置4の「特性値」と「使用量」との情報に基づく補正の制御テーブルを予め記憶部A100に記憶しておき、その制御テーブルを参照することによりトナー濃度に対応するトナー濃度センサTSの信号を補正している。言い換えると、記憶されている特性値としての食い込み量L3と、現像装置4の使用量に基づいて、その使用量におけるトナー濃度検知センサTSの検知感度を推定し、推定した検知感度に基づいて現像剤収納部内の現像剤のトナー濃度の制御を行っている。
図9の制御フローの説明に戻る。ステップS24では、制御部A1はステップS23で決定した補正量に基づいてトナー濃度検知センサの検知信号を補正して終了する(信号補正工程)。
このようにすることにより本実施の形態によれば、コストを増大させることなく、現像装置の構成部品の特性値を考慮してトナー濃度検知センサの信号を補正制御をすることにより精度よくトナー濃度を制御することが可能な現像装置及び画像形成装置を得ることが可能となる。
1 感光体
2 帯電極
3 露光部
4 現像装置
400 記憶部
40 現像剤収納部
43、44 スクリュウ
430 清掃部材
TS トナー濃度センサ
S 検知面
7 トナー補給部
2 帯電極
3 露光部
4 現像装置
400 記憶部
40 現像剤収納部
43、44 スクリュウ
430 清掃部材
TS トナー濃度センサ
S 検知面
7 トナー補給部
Claims (9)
- トナーとキャリアからなる現像剤を収容する現像剤収納部と、
前記現像剤収納部の現像剤を撹拌する回転撹拌部材と、
前記回転撹拌部材の回転軸に平行な面に検知面を有し、前記現像剤収納部内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサと、
前記回転撹拌部材に設けられ、弾性体からなり該回転撹拌部材の回転に伴い前記検知面上を掃く清掃部材と、を備える現像装置を有し、
像担持体上に形成した静電潜像を前記現像装置によりトナー像で可視化し、可視化したトナー像を用紙に転写することにより画像を形成する画像形成装置であって、
前記現像装置は、画像形成装置から着脱可能であり、かつ、前記現像装置固有の特性値であって、前記清掃部材の前記検知面との接触圧情報の特性値を記憶する記憶部を備えており、
該記憶部に記憶されている特性値に基づいて前記トナー濃度検知センサの検知感度を推定し、推定した検知感度に基づいて前記現像剤収納部内の現像剤のトナー濃度の制御を行う制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記検知感度は、前記特性値及び現像装置の使用量に応じて変化することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記特性値は、前記清掃部材の前記検知面への食い込み量に基づく特性値であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記トナー濃度検知センサの検知感度の変化は、前記検知面へのトナーの融着量に基づくものであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- トナーとキャリアからなる現像剤を収容する現像剤収納部と、
前記現像剤収納部の現像剤を撹拌する回転撹拌部材と、
前記回転撹拌部材の回転軸に平行な面に検知面を有し、前記現像剤収納部内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサと、
を備え、用紙に画像形成する画像形成装置に用いる現像装置であって、
前記回転撹拌部材に設けられ、弾性体からなり該回転撹拌部材の回転に伴い前記検知面上を掃く清掃部材と、
画像形成装置がトナー濃度の条件を設定する前記現像装置の特性値であって、前記清掃部材の前記検知面との接触圧情報の特性値を記憶する記憶部と、
を備えることを特徴とする現像装置。 - 前記接触圧情報の特性値は、前記清掃部材の前記検知面への食い込み量に基づく特性値であることを特徴とする請求項5に記載の現像装置。
- トナーとキャリアからなる現像剤を収容する現像剤収納部と、
前記現像剤収納部の現像剤を撹拌する回転撹拌部材と、
前記回転撹拌部材の回転軸に平行な面に検知面を有し、前記現像剤収納部内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサと、
前記回転撹拌部材に設けられ、弾性体からなり該回転撹拌部材の回転に伴い前記検知面上を掃く清掃部材と、を備えた現像装置と、
静電潜像を形成する像担持体と、
前記現像装置の特性値であって、前記清掃部材の前記検知面との接触圧情報の特性値を記憶する記憶部とを有し、
静電潜像を前記現像装置によりトナー像で可視化し、可視化したトナー像を用紙に転写することにより画像を形成する画像形成装置のコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記記憶部に記憶されている特性値を読み出す特性値取得工程と、
前記画像形成装置の使用量の情報を取得する使用量取得工程と、
前記使用量取得工程で取得した使用量の情報と、前記特性値取得工程で取得した特性値との情報に基づいてトナー濃度検知センサが検知したトナー濃度に対応する信号を補正する信号補正工程と、
を画像形成装置のコンピュータに実行させることを特徴とする画像形成装置のプログラム。 - 前記接触圧情報の特性値は、前記清掃部材の前記検知面への食い込み量に基づく特性値であることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置のプログラム。
- 前記画像形成装置は、予め現像装置の特性値の情報と使用量の情報とに基づく信号補正量の制御テーブルを有し、
前記信号補正工程では、前記制御テーブルを参照することによりトナー濃度に対応する信号を補正することを特徴とする請求項7又は8に記載の画像形成装置のプログラム。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007281478A JP2009109718A (ja) | 2007-10-30 | 2007-10-30 | 現像装置、画像形成装置及び画像形成装置のプログラム |
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JP2007281478A Pending JP2009109718A (ja) | 2007-10-30 | 2007-10-30 | 現像装置、画像形成装置及び画像形成装置のプログラム |
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JP (1) | JP2009109718A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019101134A (ja) * | 2017-11-30 | 2019-06-24 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像形成装置 |
-
2007
- 2007-10-30 JP JP2007281478A patent/JP2009109718A/ja active Pending
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