JP2010054794A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】既存のセンサを用いて放置に伴うカブリや機内飛散の発生を抑制することができる現像装置を提供する。
【解決手段】現像器本体内に収納した二成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ３３と、トナー濃度センサ３３の検出レベルを記憶するＨＤＤ３６と、ＨＤＤ３６に記憶された前回検出レベルとトナー濃度センサ３３で検出された今回検出レベルとを比較して今回検出レベルの方が前回検出レベルよりも高い場合にエージング処理を実行する制御回路３４と、を備えている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機・プリンタ・ファクシミリ或いはこれらを機能的に備えた複合機等の画像形成装置に搭載され、特に、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる二成分現像剤を収納した現像器本体を備えた現像装置に関する。

従来から、現像器本体内に収納されたトナーとキャリアとからなる二成分現像剤のトナー濃度は、例えば、出力画像のドットカウント数に応じてトナーコンテナ等からのトナー補給量を調整したり、現像基本体内のトナー濃度を検出するトナー濃度センサの透磁率レベルに応じてトナーコンテナ等からのトナー補給量を調整する現像装置が周知である。

この際、現像装置を放置すると、現像器本体内の二成分現像剤の帯電量が低下し、その帯電量が低下した現像剤をそのまま使用して画像形成処理を実行してしまうと、所謂、カブリが発生してしまう虞があった。

尚、現像装置の放置は、二成分現像剤の嵩密度の上昇を招くため、現像剤のトナー濃度が同じであってもトナー濃度センサの出力電圧が上昇し、誤ってトナー補給を行なってトナー濃度が高くなりすぎることによっても、カブリや機内飛散の発生要因となってしまう。

そこで、定着装置の温度変化をサーミスタ等の温度検知センサで検出することによって現像器の放置状態を予測し、放置されていた場合には、現像器本体内の現像剤（トナー）を攪拌或いは循環させるために現像剤攪拌に関する駆動系を駆動させるエージング処理を行なう技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−４７４８７号公報

ところが、上記の如く構成された現像装置にあっては、専用のサーミスタ等を使用するため、部品点数が増し、コストが高騰してしまううえ、周辺環境の変化によって誤検知してしまう虞があった。

そこで、本発明は、上記事情を考慮し、既存のセンサを用いて放置に伴うカブリや機内飛散の発生を抑制することができる現像装置を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、現像器本体内に収納した二成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、該トナー濃度センサの検出レベルを記憶する記憶部と、該記憶部に記憶された前回検出レベルと前記トナー濃度センサで検出された今回検出レベルとを比較して今回検出レベルの方が前回検出レベルよりも高い場合にエージング処理を実行する制御回路と、を備えていることを特徴とする。

この際、前記制御回路は、前記エージング処理として非画像形成時において現像剤を消費させずに撹拌させるために前記現像器本体内の現像剤攪拌に関する駆動系を所定時間駆動させることを含むのが好ましい。

本発明の画像形成装置は、既存のセンサを用いて放置に伴うカブリや機内飛散の発生を抑制することができる。

次に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタの説明図、図２は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の要部の説明図である。

（カラープリンタ１の全体構成）
図１において、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタ１は、プリンタ本体２の一面（例えば、正面）から引き出し可能な給紙カセット３と、プリンタ本体２の一面に起倒可能に設けられた手差し給紙トレイ４と、給紙カセット３又は手差し給紙トレイ４にセットされた転写紙（図示せず）を搬送する搬送経路５と、搬送経路５の上流端に配置された給紙ユニット部６と、搬送経路５の中途部に配置された二次転写部７と、二次転写部７で転写紙の表面にトナー転写像を転写する無端ベルト状の中間転写ベルト８と、中間転写ベルト８の表面に必要に応じた各色（例えば、イエロー（Ｙ）・マゼンダ（Ｍ）・シアン（Ｃ）・ブラック（Ｋ））のトナーをトナー像として転写する複数の画像形成部９と、搬送経路５の終端寄りに配置されて転写紙の表面に形成されたトナー転写像を定着させる定着ユニット１０と、定着後の転写紙を搬送経路５の下流端からプリンタ本体２の排紙トレイ部１１へと排出する排出部１２とを備えている。

（二次転写部７）
二次転写部７は、中間転写ベルト８の一部が搬送経路５に臨む位置で、中間転写ベルト８を挟むバックアップローラ１３と二次転写ローラ１４とを備え、転写バイアスを印加することによって搬送経路５に搬送された転写紙の表面にトナー像を転写する。

（中間転写ベルト８）
中間転写ベルト８は、像担持体としての機能を具備しており、層構成に少なくとも一層の弾性層を用いた弾性中間転写ベルトが採用され、バックアップローラ１３、駆動ローラ１５、従動ローラ（又はテンションローラ）１６の間で回動移動（図示矢印参照）する。また、中間転写ベルト８の周囲には、画像形成部９によって形成されたトナー像の濃度を検出するトナー濃度センサ１７と、二次転写部７で転写した後の残トナー等を除去するベルトクリーニング装置１８と、が配置されている。

（画像形成部９の構成）
画像形成部９は、本実施の形態では中間転写ベルト８の回動移動方向に沿ってタンデム方式で４ヶ所に配置され、実質的に同一構成のものが配置されている。また、画像形成部９は、各色のトナーを収納したトナーコンテナ１９と、トナーコンテナ１９に収納したトナーを供給する現像器本体を構成するトナー供給部２０と、表面にトナー供給部２０からトナーが供給されるドラム状の静電潜像担持体としての感光体２１と、中間転写ベルト８を挟んで感光体２１に対向配置された転写ローラ２２と、感光体２１の表面に付着した残存トナー等を除去するクリーニングデバイス２３と、感光体２１の電荷を除去する除電デバイス２４と、感光体２１の表面を帯電する帯電デバイス２５と、感光体２１の表面に所定の静電潜像を形成する露光デバイス２６と、を備えている。

尚、各画像形成部９は、本実施の形態では、中間転写ベルト８の回動移動方向に沿ってマゼンダ用の画像形成部９（Ｍ）、シアン用の画像形成部９（Ｃ）、イエロー用の画像形成部９（Ｙ）の順で配置され、図示右側の端部にブラック用の画像形成部９（Ｋ）が配置されている。

（トナー供給部２０の構成）
トナー供給部２０は、図２に示すように、トナーコンテナ１９から供給されたトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を撹拌・帯電する撹拌ミキサー２７と、撹拌ミキサー２７から供給された二成分現像剤を撹拌・搬送するパドルミキサー２８と、各ミキサー２７，２８の間に介在された仕切板２９と、内部に複数の固定磁石を配設してその周囲を回転可能としたスリーブ状の現像剤担持体としての磁気ローラ３０と、磁気ローラ３０上に形成された磁気ブラシ（図示せず）によってトナー層（図示せず）を形成するトナー担持体としての現像ローラ３１と、磁気ローラ３０上に形成された磁気ブラシの高さを一定に保つための規制ブレード３２と、を備えている。また、トナー供給部２０は、トナーコンテナ１９から供給されて攪拌ミキサー２７で攪拌・帯電される二成分現像剤のトナー（Ｔ）とキャリア（Ｃ）との重量比（Ｔ／Ｃ）をトナー濃度として検出するトナー濃度センサ３３を備えている。この際、トナー濃度センサ３３によって検出されたトナー濃度は、制御回路３４に出力される。

（トナー濃度センサ３３）
二成分現像剤の透磁率によりトナー濃度を判定するトナー濃度センサ３３は、トナー濃度が高くなるとトナー濃度センサ３３の出力電圧は低くなり、逆にトナー濃度が低くなるとトナー濃度センサ３３の出力電圧は高くなる。また、放置などにより現像剤の嵩密度が上がったときには、検出部付近のキャリアの密度が上がるため、トナー濃度センサ３３の出力電圧は高くなる。

（制御回路３４）
制御回路３４は、ＲＯＭ３５に格納された画像形成処理に関する制御プログラムに基づいてトナー供給部２０の駆動系等を制御する。尚、ＲＯＭ３５には、本発明に係わるエージング処理プログラムも格納されており、トナー濃度センサ３３によって検出されたトナー濃度に応じて、例えば、非画像形成時に感光体２１や現像ローラ３１を所定時間駆動するエージング処理を実行する。

ここで、一般的なプリンタ等の画像形成装置におけるエージング処理としては、メイン電源投入時、ウオームアップ時、トナー補給時、メンテナンス用カバー（図示せず）の開閉直後等において、現像剤の攪拌や感光体２１のクリーニング並びに除電のために、所定時間の間継続して行われる。この際、中間転写ベルト８に関しても、感光体２１のエージング処理と同期して回動移動し、所定のクリーニング動作やパッチ濃度検出等を行うことができる。

尚、制御回路３４は、メイン電源が投入された際、図示を略すパーソナルコンピュータ等から印刷データが出力された際、スリープモードに入った際（或いは解除の際）、等の所定のタイミングにおいて、トナー濃度センサ３３により二成分現像剤の透磁率からトナー濃度を検出し、そのトナー濃度がＲＯＭ３５に格納された制御値よりも高い場合にはトナー補給は行わない。また、そのトナー濃度が制御値よりも低い場合にはトナー濃度が制御値になるようにトナーの補給を行う。さらに、トナー濃度が制御値よりも一定以上低い場合には、画像形成処理印字動作を開始する前に（又は中断し）トナー補給を行なうトリートメント動作を行う。

この際、制御回路３４は、画像形成処理終了時におけるトナー濃度センサ３３で検出した二成分現像剤の透磁率（出力電圧）の少なくとも最新分（前回分）をＨＤＤ３６等の記憶部に格納する。尚、このＨＤＤ３６は、上述したＲＯＭ３５に変わる記憶手段や印刷データに含まれる画像データの一次記憶手段等として利用される。

（画像形成処理）
このような構成のカラープリンタ１においては、図示を略すパーソナルコンピュータ等から印刷データが出力されると、帯電デバイス２５によって感光体２１の表面が帯電された後（帯電工程）、露光デバイス２６によって感光体２１の表面が露光されて静電潜像が形成される（露光工程）。

一方、トナー供給部２０においては、二成分現像剤が磁気ローラ３０の表面に担持されて磁気ブラシを形成し、その磁気ローラ３０の表面の磁気ブラシからトナーのみを現像ローラ３１の表面に移送させて現像ローラ３１の表面にトナー層を形成する。

さらに、この現像ローラ３１のトナー層からトナーを飛翔させ、感光体２１の静電潜像にトナーを付着させて静電潜像をトナー像として現像した後（現像工程）、そのトナー像を転写ローラ２２によって感光体２１から中間転写ベルト８へと一次転写する（一次転写工程）。

次に、中間転写ベルト８に一次転写されたトナー像は、中間転写ベルト８の回動移動によって二次転写部７へと搬送され、この二次転写部７に印加された転写バイアスによって転写紙へと転写される（二次転写工程）。

尚、二次転写部７によってトナー像を二次転写した後の中間転写ベルト８の表面に残存したトナー等は、二次転写部７よりも回動移動方向下流側に配置されたベルトクリーニング装置１８によって除去される。

（エージング処理制御）
次に、本発明の制御回路３４によるエージング処理制御を、図３のフロー図に基づいて説明する。

（ステップＳ１）
ステップＳ１では、制御回路３４は、メイン電源が投入された際、図示を略すパーソナルコンピュータ等から印刷データが出力された際、スリープモードに入った際（或いは解除の際）、等の所定のタイミングにおいて、トナー濃度センサ３３により二成分現像剤の透磁率からトナー濃度を検出させ、その出力値（現在出力値）からＨＤＤ３６に格納した前回分の出力値（前回記憶値）を減算した値が、ＲＯＭ３５に記憶された所定値Ａ（エージング閾値：０．０５Ｖ）以上の場合には、ステップＳ２へと移行し、所定値Ａ未満の場合には、ステップＳ３へと移行する。

（ステップＳ２）
ステップＳ２では、制御回路３４は、現在出力値から前回記憶値を減算した値がエージング閾値以上であったことから、ある程度の期間以上画像形成処理が実行されない（カラートナーの場合、その色での出力が無い）放置に伴い、二成分現像剤の帯電量が低下していると判定し、所定時間（例えば、３０秒間）のエージング処理（空回し）を実行し、ステップＳ３へと移行する。尚、本実施の形態においては、エージング処理（空回し）とは、非画像形成時において現像剤を消費させずに撹拌させるために、少なくとも現像装置のトナー撹拌に関する駆動系を所定時間駆動させる処理を含むものをいう。

（ステップＳ３）
ステップＳ３では、制御回路３４は、図示を略すパーソナルコンピュータ等から出力された印刷データに基づいて、画像形成処理が実行され、その画像形成処理の終了に伴ってステップＳ４へと移行する。

（ステップＳ４）
ステップＳ４では、制御回路３４は、トナー濃度センサ３３により二成分現像剤の透磁率からトナー濃度を検出し、そのトナー濃度（出力値）がＲＯＭ３５に格納された制御値よりも高い場合には、このままルーチンを終了し、そのトナー濃度が制御値よりも低い場合にはステップＳ５へと移行する。

尚、図３において、このステップＳ４の記載は、制御値と出力値とを電圧で比較しているため、その数値は逆になることから、上記の説明とは逆の記載となっている。

（ステップＳ５）
ステップＳ５では、制御回路３４は、トナー濃度が制御値になるようにトナーの補給を行ってこのルーチンを終了する。

ところで、上述した『放置』と判定する所定時間に関しては、例えば、トナー色の種類やトナー供給部２０の容量（転写紙処理サイズや処理速度等によって異なる）によって変動するものの、図４に示すように、０〜１０数時間の間に大きく変化する。

従って、本実施の形態においては、エージング閾値（所定値Ａ）を、０．０５Ｖに設定することにより、図５に示すように、カブリの発生しない現像装置とすることができた。

本発明の一実施形態に係る現像装置を搭載した画像形成装置の説明図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置の要部の説明図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置における制御ルーチンのフロー図である。 トナー濃度（帯電量）と放置時間との関係を示すグラフ図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置におけるエージング処理制御の有無とカブリの発生との関係の図表である。

符号の説明

１…カラープリンタ（画像形成装置）
８…中間転写ベルト（像担持体）
９…画像形成部
３３…トナー濃度センサ
３４…制御回路
３５…ＲＯＭ
３６…ＨＤＤ（記憶部）

Claims (2)

1. 現像器本体内に収納した二成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、該トナー濃度センサの検出レベルを記憶する記憶部と、該記憶部に記憶された前回検出レベルと前記トナー濃度センサで検出された今回検出レベルとを比較して今回検出レベルの方が前回検出レベルよりも一定以上高い場合にエージング処理を実行する制御回路と、を備えていることを特徴とする現像装置。
2. 前記制御回路は、前記エージング処理として非画像形成時において現像剤を消費させずに撹拌させるために前記現像器本体内の現像剤攪拌に関する駆動系を所定時間駆動させることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。

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