JP3862022B2 - Toner amount measuring device, measuring method, and image forming apparatus - Google Patents
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本発明は、トナー量の測定装置および測定方法、画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a toner amount measuring device, a measuring method, and an image forming apparatus.
電子写真方式を採用するコピー、プリンタなどの画像形成装置は、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、定着工程などの一連の画像形成プロセスによって、紙などの記録媒体上に、トナーからなる画像を形成するものである。
現像工程では、例えば、静電的な潜像を担持する感光体に、トナーを担持する現像ローラを接触または近接させた状態で、帯電したトナーが前記現像ローラから前記潜像へ付与されて、前記潜像がトナー像として可視化される。このとき、現像ローラ上のトナー量が現像ローラの長手方向において設定範囲内で均一になってないと、トナー付与量のばらつきや過不足が生じて、良好な現像が行われない場合がある。これを防止するために、例えば、現像装置の製造ラインの最終段階にて、現像ローラ上のトナー量を測定し、これが設定範囲内にあるか否かを検査することが行われている。
An image forming apparatus such as a copy or printer that employs an electrophotographic system is made of toner on a recording medium such as paper through a series of image forming processes such as a charging process, an exposure process, a developing process, a transfer process, and a fixing process. An image is formed.
In the developing step, for example, charged toner is applied from the developing roller to the latent image in a state where the developing roller that carries the toner is in contact with or close to the photosensitive member that carries the electrostatic latent image, The latent image is visualized as a toner image. At this time, if the toner amount on the developing roller is not uniform within the set range in the longitudinal direction of the developing roller, the toner application amount may vary or exceed, and good development may not be performed. In order to prevent this, for example, the toner amount on the developing roller is measured at the final stage of the production line of the developing device, and it is inspected whether or not the toner amount is within a set range.
従来では、重量既知の粘着テープを用いて、現像ローラ上の所定範囲のトナーを前記粘着テープに付着させ、トナーの付着した粘着テープの重量を測ることにより、トナー量を測定する方法が一般的に知られている。
しかし、かかる方法では、現像ローラに対する粘着テープの貼り付けや剥がし作業が人手により行われており、測定に長時間を要し、その結果、製品の高コスト化を招くという問題があった。
Conventionally, a method of measuring the amount of toner by using a pressure sensitive adhesive tape with a predetermined range of toner on a developing roller attached to the pressure sensitive adhesive tape and measuring the weight of the pressure sensitive adhesive tape to which the toner has adhered is generally used. Known to.
However, in this method, there is a problem that the sticking or peeling work of the adhesive tape on the developing roller is performed manually, and it takes a long time for the measurement, resulting in an increase in the cost of the product.
また、かかる方法では、測定後の粘着テープがゴミとなってしまうので、環境への配慮が欠けていた。
さらに、かかる方法では、粘着テープと現像ローラとが測定時に接触するため、現像ローラに傷を付けたり、粘着テープの粘着剤が現像ローラに付着したままとなって、画像形成装置の画像品位を低下させる可能性がある。
In addition, in this method, since the adhesive tape after measurement becomes dust, consideration for the environment is lacking.
Further, in this method, since the adhesive tape and the developing roller are in contact with each other during the measurement, the developing roller is scratched or the adhesive of the adhesive tape remains attached to the developing roller, thereby improving the image quality of the image forming apparatus. There is a possibility of lowering.
また、現像ローラ上のトナー量が多くその層厚が比較的厚いと、粘着テープに対象範囲内の現像剤の全てを付着させることが難しく、正確な測定結果を得ることが困難であった。
ところで、前述の方法の他に、重量既知のものにトナーを付着させて、トナー量を測定する方法としては、重量既知の不織布を用いるものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。かかる方法も、前述の方法と同様の問題点を有している。
Further, when the toner amount on the developing roller is large and the layer thickness is relatively thick, it is difficult to adhere all of the developer within the target range to the adhesive tape, and it is difficult to obtain an accurate measurement result.
By the way, in addition to the above-mentioned method, as a method for measuring the amount of toner by attaching toner to a known weight, a method using a known weight nonwoven fabric is known (for example, see Patent Document 1). . Such a method also has the same problems as those described above.
本発明の目的は、環境に優しく、トナー担持体に接触することなく、短時間にかつ正確にトナー量を測定することができるトナー量の測定装置および測定方法、画像形成装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a toner amount measuring device, a measuring method, and an image forming apparatus, which are environmentally friendly and can accurately measure the toner amount in a short time without contacting the toner carrier. is there.
本発明のトナー量の測定装置は、着色剤を含有するトナーを薄層状に担持するトナー担持体上のトナー量を測定する装置であって、
光源から前記トナー担持体上に照射されて前記トナー担持体上で反射した光の平均色度を検知する色度検知手段と、
前記色度検知手段によって検知された平均色度に基づきトナー量を算出する算出手段とを有し、
前記色度検知手段は、前記トナー担持体で反射した光を受ける電荷結合素子を有し、該電荷結合素子の出力信号を演算処理して色度を検知するものであることを特徴とする。
これにより、光源からトナー担持体上へ照射された光は、トナー担持体上のトナー量に応じた色度の波長成分がトナー担持体上で反射して色度検知手段によって検知されるので、色度検知手段によって検知された平均色度に基づき算出手段がトナー量を算出することができる。その結果、トナー担持体に接触することなく、短時間にかつ正確にトナー担持体上のトナー量を測定することができる。また、測定時にゴミが発生しないので、環境に優しい。
特に、電荷結合素子の出力信号を演算処理して色度を検知して、トナー担持体で反射した光の平均色度をより正確に検知できるので、より正確なトナー量を測定することができる。また、光源の光量が比較的少なくても、トナー担持体で反射した光の平均色度をより正確に検知できる。したがって、小型で低コストな光源を用いることができる。
The toner amount measuring apparatus of the present invention is an apparatus for measuring the amount of toner on a toner carrier that carries a toner containing a colorant in a thin layer,
Chromaticity detection means for detecting an average chromaticity of light irradiated on the toner carrier from a light source and reflected on the toner carrier;
Calculation means for calculating a toner amount based on the average chromaticity detected by the chromaticity detection means;
The chromaticity detection unit includes a charge coupled device that receives light reflected by the toner carrier, and detects chromaticity by calculating an output signal of the charge coupled device.
As a result, the light emitted from the light source onto the toner carrier is reflected by the wavelength component of chromaticity corresponding to the amount of toner on the toner carrier, and is detected by the chromaticity detection means. The calculating means can calculate the toner amount based on the average chromaticity detected by the chromaticity detecting means. As a result, the toner amount on the toner carrier can be accurately measured in a short time without contacting the toner carrier. Also, since no dust is generated during measurement, it is environmentally friendly.
In particular, the output signal of the charge coupled device can be processed to detect chromaticity, and the average chromaticity of the light reflected by the toner carrier can be detected more accurately, so that more accurate toner amount can be measured. . Further, even if the light amount of the light source is relatively small, the average chromaticity of the light reflected by the toner carrier can be detected more accurately. Therefore, a small and low-cost light source can be used.
本発明のトナー量の測定装置は、着色剤を含有するトナーを薄層状に担持するトナー担持体上のトナー量を測定する装置であって、
光源から前記トナー担持体上に照射されて前記トナー担持体上で反射した光の平均色度を検知する色度検知手段と、
前記色度検知手段によって検知された平均色度に基づきトナー量を算出する算出手段とを有し、
前記色度検知手段は、色度を三刺激値として検知するものであることを特徴とする。
これにより、光源からトナー担持体上へ照射された光は、トナー担持体上のトナー量に応じた色度の波長成分がトナー担持体上で反射して色度検知手段によって検知されるので、色度検知手段によって検知された平均色度に基づき算出手段がトナー量を算出することができる。その結果、トナー担持体に接触することなく、短時間にかつ正確にトナー担持体上のトナー量を測定することができる。また、測定時にゴミが発生しないので、環境に優しい。
特に、色度を三刺激値として検知するので、平均色差に基づき比較的簡単な算出方法で算出手段がトナー量を算出できる。
The toner amount measuring apparatus of the present invention is an apparatus for measuring the amount of toner on a toner carrier that carries a toner containing a colorant in a thin layer,
Chromaticity detection means for detecting an average chromaticity of light irradiated on the toner carrier from a light source and reflected on the toner carrier;
Calculation means for calculating a toner amount based on the average chromaticity detected by the chromaticity detection means;
The chromaticity detecting means detects chromaticity as a tristimulus value.
As a result, the light emitted from the light source onto the toner carrier is reflected by the wavelength component of chromaticity corresponding to the amount of toner on the toner carrier, and is detected by the chromaticity detection means. The calculating means can calculate the toner amount based on the average chromaticity detected by the chromaticity detecting means. As a result, the toner amount on the toner carrier can be accurately measured in a short time without contacting the toner carrier. Also, since no dust is generated during measurement, it is environmentally friendly.
In particular, since the chromaticity is detected as a tristimulus value, the calculation means can calculate the toner amount by a relatively simple calculation method based on the average color difference.
本発明のトナー量の測定装置では、前記算出手段は、前記色度検知手段によって検知された平均色度と設定色度との色差に応じてトナー量を算出するものであることが好ましい。
これにより、色度検知手段によって検知された平均色度と設定色度との差に応じて算出手段がトナー量を算出することができる。その結果、トナー担持体に接触することなく、短時間にかつ正確にトナー担持体上のトナー量を測定することができる。また、測定時にゴミが発生しないので、環境に優しい。
本発明のトナー量の測定装置では、前記算出手段は、設定色度と、トナー量算出のためのプログラムおよび変換テーブルとを格納するものを有し、前記設定色度および前記変換テーブルは、それぞれ、トナーの種類に対応して複数設定され、前記プログラムは、トナーの種類に対応した設定色度および変換テーブルを選択し、トナー量を算出することが好ましい。
これにより、色度検知手段によって検知された平均色度と設定色度との差に応じて算出手段がトナー量を算出することができる。
本発明のトナー量の測定装置では、前記算出手段において、前記トナーの種類の情報には、トナーに含まれる着色剤の種類の情報が含まれることが好ましい。
これにより、色度検知手段によって検知された平均色度と設定色度との差に応じて算出手段がトナー量を算出することができる。
In the toner amount measuring apparatus according to the aspect of the invention, it is preferable that the calculation unit calculates a toner amount according to a color difference between an average chromaticity detected by the chromaticity detection unit and a set chromaticity.
As a result, the calculation unit can calculate the toner amount according to the difference between the average chromaticity detected by the chromaticity detection unit and the set chromaticity. As a result, the toner amount on the toner carrier can be accurately measured in a short time without contacting the toner carrier. Also, since no dust is generated during measurement, it is environmentally friendly.
In the toner amount measuring apparatus according to the present invention, the calculating means stores a set chromaticity, a program for calculating the toner amount, and a conversion table, and the set chromaticity and the conversion table are respectively It is preferable that a plurality of settings are set corresponding to the type of toner, and the program selects a set chromaticity and conversion table corresponding to the type of toner and calculates the toner amount.
As a result, the calculation unit can calculate the toner amount according to the difference between the average chromaticity detected by the chromaticity detection unit and the set chromaticity.
In the toner amount measuring apparatus of the present invention, in the calculation means, it is preferable that the information on the type of toner includes information on the type of colorant contained in the toner.
As a result, the calculation unit can calculate the toner amount according to the difference between the average chromaticity detected by the chromaticity detection unit and the set chromaticity.
本発明のトナー量の測定装置では、前記光源は、白色光源であることが好ましい。
これにより、トナー担持体で反射した光の平均色度をより正確に検知できるので、より正確なトナー量を測定することができる。
本発明のトナー量の測定装置では、前記トナー担持体は、回転可能に配設されたものであり、前記色度検知手段は、測定範囲を前記トナー担持体の回転軸線方向で走査しながら、前記平均色度を検知することが好ましい。
これにより、比較的簡単な構成で、トナー担持体の回転軸線方向でのトナー量の分布を知ることができる。
In the toner amount measuring apparatus of the present invention, the light source is preferably a white light source.
Thereby, since the average chromaticity of the light reflected by the toner carrier can be detected more accurately, a more accurate toner amount can be measured.
In the toner amount measuring apparatus of the present invention, the toner carrier is rotatably arranged, and the chromaticity detection unit scans the measurement range in the rotation axis direction of the toner carrier, It is preferable to detect the average chromaticity.
Thereby, the distribution of the toner amount in the rotation axis direction of the toner carrier can be known with a relatively simple configuration.
本発明のトナー量の測定装置では、前記トナー担持体は、現像ローラであることが好ましい。
これにより、環境に優しく、現像ローラに接触することなく、短時間にかつ正確に現像ローラ上のトナー量を測定することができる。
本発明のトナー量の測定装置では、前記トナー担持体は、感光体であることが好ましい。
これにより、環境に優しく、感光体に接触することなく、短時間にかつ正確に感光体上のトナー量を測定することができる。
本発明のトナー量の測定装置では、前記トナー担持体は、転写体であることが好ましい。
これにより、環境に優しく、転写体に接触することなく、短時間にかつ正確に転写体上のトナー量を測定することができる。
In the toner amount measuring apparatus of the present invention, the toner carrier is preferably a developing roller.
Thus, the amount of toner on the developing roller can be measured in a short time and accurately without being in contact with the developing roller.
In the toner amount measuring apparatus of the present invention, the toner carrier is preferably a photoconductor.
Accordingly, the amount of toner on the photoconductor can be accurately measured in a short time without being in contact with the photoconductor, which is environmentally friendly.
In the toner amount measuring apparatus of the present invention, the toner carrier is preferably a transfer body.
This makes it possible to measure the amount of toner on the transfer body in a short time and accurately without being in contact with the transfer body, which is environmentally friendly.
本発明のトナー量の測定方法は、本発明のトナー量の測定装置を用いて、トナー担持体上のトナー量を測定することを特徴とする。
これにより、環境に優しく、トナー担持体に接触することなく、短時間にかつ正確にトナー担持体上のトナー量を測定することができる。
The toner amount measuring method of the present invention is characterized by measuring the toner amount on the toner carrier using the toner amount measuring device of the present invention.
Accordingly, the amount of toner on the toner carrier can be measured in a short time and accurately without being in contact with the toner carrier.
本発明の画像形成装置は、一連の画像形成プロセスによって形成された画像を記録媒体に記録する画像形成装置であって、本発明のトナー量の測定装置を備えることを特徴とする。
これにより、環境に優しく、トナー担持体に接触することなく、短時間にかつ正確にトナー担持体上のトナー量を測定することができる。
An image forming apparatus of the present invention is an image forming apparatus for recording an image formed by a series of image forming processes on a recording medium, and includes the toner amount measuring apparatus of the present invention.
Accordingly, the amount of toner on the toner carrier can be measured in a short time and accurately without being in contact with the toner carrier.
以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明は、トナーを担持するトナー担持体上のトナー量を測定するものであって、光源からトナー担持体上に照射されて前記トナー担持体上で反射した光の平均色度を色度検知手段により検知し、前記色度検知手段によって検知された平均色度に基づきトナー量を算出することを特徴としている。ここで、トナー担持体としては、例えば、電子写真方式を採用するコピー、プリンタなどの画像形成装置に備えられる、現像ローラ、感光体、転写体などが挙げられる。以下、本発明のトナー量の測定装置および測定方法に先立ち、画像形成装置の構成およびその動作を簡単に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below.
The present invention measures the amount of toner on a toner carrier that carries toner, and detects the average chromaticity of light irradiated on the toner carrier from a light source and reflected on the toner carrier. And a toner amount is calculated based on the average chromaticity detected by the chromaticity detection unit. Here, examples of the toner carrying member include a developing roller, a photosensitive member, and a transfer member provided in an image forming apparatus such as a copy or printer that employs an electrophotographic system. Hereinafter, prior to the toner amount measuring apparatus and method of the present invention, the configuration and operation of the image forming apparatus will be briefly described.
(画像形成装置)
まず、図1に基づいて、画像形成装置の一例としてレーザビームプリンタ(以下、プリンタという)10を説明する。
図1は、プリンタ10の概略構成を示す模式的断面図である。なお、図1には、矢印にて上下方向を示している。
(Image forming device)
First, a laser beam printer (hereinafter referred to as a printer) 10 will be described as an example of an image forming apparatus with reference to FIG.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of the
かかるプリンタ10は、図1に示すように、潜像を担持し図示矢印方向に回転する感光体20を有し、その回転方向に沿って順次、帯電ユニット30、露光ユニット40、現像ユニット50、一次転写ユニット60、中間転写体70、クリーニングユニット75が配設されている。また、プリンタ10は、図1にて下部に、紙などの記録媒体Pを給紙する給紙トレイ92を有し、その給紙トレイ92に対して記録媒体Pの搬送方向下流に、二次転写ユニット80、定着ユニット90が順次配設されている。
As shown in FIG. 1, the
感光体20は、円筒状の導電性基材と、その外周面に形成された感光層とを有し、その軸線まわりに図1中矢印方向に回転可能となっている。
帯電ユニット30は、コロナ帯電などにより感光体20の表面を一様に帯電するための装置である。
露光ユニット40は、図示しないパーソナルコンピュータなどのホストコンピュータから画像情報を受けこれに応じて、一様に帯電された感光体20上に、レーザを照射することによって、静電的な潜像を形成する装置である。
The
The charging
The
現像ユニット50は、ブラック現像装置51と、マゼンタ現像装置52と、シアン現像装置53と、イエロー現像装置54との4つの現像装置を有し、これらの現像装置を感光体20上の潜像に対応して選択的に用いて、前記潜像をトナー像として可視化する装置である。ブラック現像装置51はブラック(K)トナー、マゼンタ現像装置52はマゼンタ(M)トナー、シアン現像装置53はシアン(C)トナー、イエロー現像装置54はイエロー(Y)トナーを用いて現像を行う。
The developing
本実施形態におけるYMCK現像ユニット50は、前述の4つの現像装置51、52、53、54を選択的に感光体20に対向するように、回転可能となっている。具体的には、このYMCK現像ユニット50は、軸50aを中心として回転可能な保持体の4つの保持部55a、55b、55c、55dにそれぞれ4つの現像装置51、52、53、54が保持されており、前記保持体の回転により、4つの現像装置51、52、53、54が相対位置関係を維持したまま、感光体20に選択的に対向するようになっている。なお、各現像装置の詳細な構成については後述する。
The
一次転写ユニット60は、感光体20に形成された単色のトナー像を中間転写体70に転写するための装置である。
中間転写体70は、エンドレスのベルトであり、図1に示す矢印方向に、感光体20とほぼ同じ周速度にて回転駆動される。中間転写体70上には、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローのうちの少なくとも1色のトナー像が担持され、例えばフルカラー画像の形成時に、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの4色のトナー像が順次重ねて転写されて、フルカラーのトナー像が形成される。
The
The
二次転写ユニット80は、中間転写体70上に形成された単色やフルカラーなどのトナー像を、紙、フィルム、布等の記録媒体Pに転写するための装置である。
定着ユニット90は、前記トナー像の転写を受けた記録媒体Pを加熱および加圧することにより、前記トナー像を記録媒体Pに融着させて永久像として定着させるための装置である。
クリーニングユニット75は、一次転写ユニット60と帯電ユニット30との間で感光体20の表面に当接するゴム製のクリーニングブレード76を有し、一次転写ユニット60によって中間転写体70上にトナー像が転写された後に、感光体20上に残存するトナーをクリーニングブレード76により掻き落として除去するための装置である。
The
The fixing
The
次に、このように構成されたプリンタ10の動作を説明する。
まず、図示しないホストコンピュータからの指令により、感光体20、現像ユニット50に設けられた後述の現像ローラ510(図3)、及び中間転写体70が回転を開始する。そして、感光体20は、回転しながら、帯電ユニット30により順次帯電される。
感光体20の帯電された領域は、感光体20の回転に伴って露光位置に至り、露光ユニット40によって、第1色目、例えばイエローYの画像情報に応じた潜像が前記領域に形成される。
Next, the operation of the
First, in response to a command from a host computer (not shown), the
The charged area of the
感光体20上に形成された潜像は、感光体20の回転に伴って現像位置に至り、イエロー現像装置54によってイエロートナーで現像される。これにより、感光体20上にイエロートナー像が形成される。このとき、YMCK現像ユニット50は、イエロー現像装置54が、前記現像位置にて感光体20と対向している。
感光体20上に形成されたイエロートナー像は、感光体20の回転に伴って一次転写位置に至り、一次転写ユニット60によって、中間転写体70に転写される。このとき、一次転写ユニット60には、トナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧(一次転写バイアス)が印加される。なお、この間、二次転写ユニット80は、中間転写体70から離間している。
The latent image formed on the
The yellow toner image formed on the
前述の処理と同様の処理が、第2色目、第3色目及び第4色目について繰り返して実行されることにより、各画像信号に対応した各色のトナー像が、中間転写体70に重なり合って転写される。これにより、中間転写体70上にはフルカラートナー像が形成される。 一方、記録媒体Pは、給紙トレイ92から、給紙ローラ94、レジローラ96によって二次転写ユニット80へ搬送される。
By repeating the same process as the process described above for the second color, the third color, and the fourth color, the toner images of the respective colors corresponding to the respective image signals are transferred onto the
中間転写体70上に形成されたフルカラートナー像は、中間転写体70の回転に伴って二次転写位置に至り、二次転写ユニット80によって記録媒体Pに転写される。このとき、二次転写ユニット80は中間転写体70に押圧されるとともに二次転写電圧(二次転写バイアス)が印加される。
記録媒体Pに転写されたフルカラートナー像は、定着ユニット90によって加熱および加圧されて記録媒体Pに融着される。
一方、感光体20は一次転写位置を経過した後に、クリーニングユニット75のクリーニングブレード76によって、その表面に付着しているトナーが掻き落とされ、次の潜像を形成するための帯電に備える。掻き落とされたトナーは、クリーニングユニット75内の残存トナー回収部に回収される。
The full-color toner image formed on the
The full color toner image transferred to the recording medium P is heated and pressurized by the fixing
On the other hand, after the primary transfer position has elapsed, the toner adhering to the surface of the
(現像装置)
次に、図2に基づき、YMCK現像ユニット50のイエロー現像装置54を詳細に説明する。
図2は、イエロー現像装置54の概略構成を示す模式的断面図である。なお、ブラック現像装置51、マゼンタ現像装置52、シアン現像装置53については、使用するトナーは相違するが、イエロー現像装置54と同様の構成であるので、その説明を省略する。
イエロー現像装置54は、イエロートナーであるトナーTを収容するハウジング540と、トナー担持体たる現像ローラ510と、この現像ローラ510にトナーTを供給するトナー供給ローラ550と、現像ローラ510に担持されたトナーTの層厚を規制する規制ブレード560とを有している。
(Developer)
Next, the yellow developing
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of the yellow developing
The yellow developing
ハウジング540は、その内部空間として形成された収容部530内にトナーTが収容されている。ハウジング540には、収容部530の下部に形成された開口およびその近傍で、トナー供給ローラ550および現像ローラ510が互いに圧接回転可能に支持されている。また、ハウジング540には、トナー供給ローラ550、及び規制ブレード560が取り付けられていて、これらが現像ローラ510に圧接されている。さらに、ハウジング540には、前記開口におけるハウジング540と現像ローラ510との間からのトナーの漏れを防止するためのシール部材520が取り付けられている。
The
現像ローラ510は、トナーTを担持して感光体20と対向する現像位置に搬送する。この現像ローラ510は、アルミニウム、ステンレス、鉄等を主材料として構成されている。また、現像ローラ510の表面には、必要に応じて、ニッケルメッキ、クロムメッキ等や、サンドブラスト等が施される。
また、現像ローラ510は、軸線まわりに回転可能であり、本実施形態では、感光体20の回転方向と逆の方向に回転する。すなわち、現像ローラ510と感光体20との対向部にて、これらの周面が互いに同方向に移動する。
また、本実施形態では、イエロー現像装置54による現像時に、現像ローラ510と感光体20とが微小間隙をもって、非接触状態で対向する。そして、現像ローラ510と感光体20との間に交番電界を印加することにより、トナーTを現像ローラ510上から感光体20へ飛翔させて、現像が行われる。
The developing
Further, the developing
In this embodiment, the developing
トナー供給ローラ550は、収容部530に収容されたトナーTを現像ローラ510に供給する。このトナー供給ローラ550は、ポリウレタンフォーム等からなり、弾性変形された状態で現像ローラ510に圧接している。本実施形態では、トナー供給ローラ550は、現像ローラ510の回転方向と逆の方向に回転する。なお、トナー供給ローラ550は、収容部530に収容されたトナーTを現像ローラ510に供給する機能を有するだけでなく、現像後に現像ローラ510に残存しているトナーTを現像ローラ510から剥ぎ取る機能をも有している。
The
規制ブレード560は、現像ローラ510に担持されたトナーTの層厚を規制するとともに、その規制時における摩擦帯電により、現像ローラ510に担持されたトナーTに電荷を付与する。この規制ブレード560は、現像ローラ510の回転方向にて現像位置の上流側のシール部材としても機能している。この規制ブレード560は、現像ローラ510の軸方向に沿って当接される当接部材としてのゴム部560aと、このゴム部560aを支持する支持部材としてのゴム支持部560bとを有している。ゴム部560aは、シリコンゴム、ウレタンゴム等を主材料として構成され、ゴム支持部560bは、ゴム部560aを現像ローラ510側に付勢する機能も有するため、リン青銅、ステンレス等のバネ性を有するシート状の薄板が用いられる。ゴム支持部560bは、その一端がブレード支持板金562に固定されている。ブレード支持板金562は、ハウジング540に取り付けられている。シール部材520がハウジング540に取り付けられ、さらに現像ローラ510が取り付けられた状態で、ゴム部560aは、ゴム支持部560bの撓みによる弾性力によって、現像ローラ510に押しつけられている。
また、本実施形態では、規制ブレード560の現像ローラ510側とは逆側には、ブレード裏部材570が設けられ、ゴム支持部560bとハウジング540との間にトナーTが入り込むことを防止するとともに、ゴム部560aを現像ローラ510へ押圧して、ゴム部560aを現像ローラ510に押しつけている。
The
In the present embodiment, a blade back
本実施形態では、規制ブレード560の自由端部、すなわち、ブレード支持板金562に支持されている側とは逆側の端部は、その端縁で現像ローラ510に接触せずに、端縁から若干離れた部位で現像ローラ510に接触している。また、規制ブレード560は、その先端が現像ローラ510の回転方向の上流側に向くように配置されており、いわゆるカウンタ当接している。
In this embodiment, the free end portion of the
このように構成されたイエロー現像装置54にあっては、トナー供給ローラ550が収容部530に収容されているトナーTを現像ローラ510に供給する。現像ローラ510に供給されたトナーTは、現像ローラ510の回転に伴って、規制ブレード560の当接位置に至り、該当接位置を通過する際に、層厚が規制されるとともに、電荷が付与される。層厚の規制後に現像ローラ510上に担持されたトナーTは、現像ローラ510のさらなる回転によって、感光体20に対向する現像位置に至り、該現像位置にて交番電界により感光体20上の潜像の現像に供される。現像ローラ510のさらなる回転によって現像位置を通過した現像ローラ510上のトナーTは、シール部材520を通過して、シール部材520によって掻き落とされることなくハウジング540内に回収される。
In the yellow developing
前述したような現像工程にあっては、良好な現像処理が行われるために、現像ローラ510上のトナー量が現像ローラ510の軸線方向のほぼ全域にわたって均一となっている必要がある。したがって、本実施形態では、現像装置の製造ラインにおいて、現像装置を画像形成装置に組み込む前の最終段階で、以下の述べるような測定装置を用いて、現像装置単体の現像ローラ上のトナー量を測定し、現像装置の検査を行っている。ここで、現像ローラ510上のトナー量が現像ローラ510の軸線方向のほぼ全域にわたって均一とならずに、現像装置が製品として不良となる原因としては、現像ローラの表面の均一性の不良、現像ローラに対する規制ブレードの接触不良、規制ブレードによるトナーの帯電不良などが挙げられ、これらの不良があるか否かの検査を後述の測定装置により行うことができる。
In the developing process as described above, the toner amount on the developing
(トナー量の測定装置)
次に、トナー量の測定装置1を図3に基づき説明する。ここでは、この測定装置1を用いて、前述のイエロー現像装置54の現像ローラ510上のトナー量を測定する場合を例に説明する。
図3は、本実施形態におけるトナー量の測定装置1の概略構成を示す模式図である。
かかる測定装置1は、図3に示すように、トナーTを薄層状に担持するトナー担持体たる現像ローラ510上に光を照射する光源2と、現像ローラ510上で反射した光の平均色度を検知する色度検知装置3と、色度検知装置3によって検知された色度に基づきトナー量を算出する算出装置4とを有している。
(Toner amount measuring device)
Next, the toner amount measuring apparatus 1 will be described with reference to FIG. Here, a case will be described as an example where the measuring device 1 is used to measure the amount of toner on the developing
FIG. 3 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the toner amount measuring apparatus 1 in the present embodiment.
As shown in FIG. 3, the measuring apparatus 1 includes a light source 2 that irradiates light onto a developing
光源2は、色度検知装置3が現像ローラ510上のトナーの平均色度を検知可能な波長領域の光を発するものである。
本実施形態では、光源2として白色光源であるキセノンランプが用いられている。これにより、現像ローラ510で反射した光の平均色度をより正確に検知できる。その結果、より正確にトナー量を測定することができる。なお、白色光源としては、キセノンランプに限定されず、水銀ランプ、白色レーザなど他の白色光源を用いることもできる。
The light source 2 emits light in a wavelength region in which the chromaticity detection device 3 can detect the average chromaticity of the toner on the developing
In the present embodiment, a xenon lamp that is a white light source is used as the light source 2. Thereby, the average chromaticity of the light reflected by the developing
また、光源2としては、色度検知装置3が現像ローラ510上のトナーの平均色度を検知可能な波長領域を有する光を発するものであれば、特に限定されず、白色光源の他、各種光源を用いることができる。
このような光源2から現像ローラ510へ照射された光は、現像ローラ510上のトナー量(特に着色剤の量)に応じた色度の波長成分が現像ローラ510上で反射される。そして、現像ローラ510上で反射した光は、その色度を後述の色度検知装置3で検知される。
The light source 2 is not particularly limited as long as the chromaticity detection device 3 emits light having a wavelength region in which the average chromaticity of the toner on the developing
In such light irradiated from the light source 2 to the developing
色度検知装置3は、現像ローラ510上で反射する光の平均色度を検知するものである。
本実施形態では、色度検知装置3として、XYZラインカメラが用いられている。このXYZラインカメラは、三刺激値に対応する3つの電荷結合素子(CCD:Charge Coupled Device)を有し、これら電荷結合素子の出力信号を演算処理して、色度を三刺激値(X、Y、Z)として検知するもの(三刺激値CCD)である。
The chromaticity detection device 3 detects the average chromaticity of light reflected on the developing
In the present embodiment, an XYZ line camera is used as the chromaticity detection device 3. This XYZ line camera has three charge-coupled devices (CCDs) corresponding to tristimulus values, arithmetically processes the output signals of these charge-coupled devices, and converts the chromaticity to tristimulus values (X, Y, Z) to be detected (tristimulus value CCD).
色度検知装置3が電荷結合素子を有し、該電荷結合素子の出力信号を演算処理して色度を検知するものであると、現像ローラ510で反射した光の平均色度をより正確に検知できるので、より正確なトナー量を測定することができる。また、光源の光量が比較的少なくても、現像ローラ510で反射した光の平均色度をより正確に検知できる。したがって、光源2を小型で低コストなものとすることができる。
If the chromaticity detection device 3 has a charge coupled device and detects the chromaticity by calculating the output signal of the charge coupled device, the average chromaticity of the light reflected by the developing
また、色度検知装置3が色度を三刺激値として検知するものであると、平均色差に基づき比較的簡単な算出方法で後述の算出装置4がトナー量を算出できる。
なお、色度検知装置3は、現像ローラ510上で反射する光の平均色度を検知できるものであれば、前述の三刺激値CCDに限定されない。例えば、色度検知装置3としては、三刺激値CCDのほかに、分光式CCD、C−MOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの固体撮像素子、撮像管などを用いることができる。
If the chromaticity detection device 3 detects chromaticity as a tristimulus value, the calculation device 4 described later can calculate the toner amount by a relatively simple calculation method based on the average color difference.
The chromaticity detection device 3 is not limited to the tristimulus value CCD described above as long as it can detect the average chromaticity of the light reflected on the developing
算出装置4は、前述の色度検知装置3によって検知された平均色度(以下、検知色度という)と、設定色度との差を求め、その差に応じてトナー量を算出するものである。
本実施形態では、算出装置4は、図3に示すように、AD変換回路41、ROM42、RAM43、CPU44を有している。
AD変換回路41は、色度検知装置3の出力値をアナログからデジタルに変換するものである。
The calculation device 4 obtains a difference between the average chromaticity (hereinafter referred to as detected chromaticity) detected by the chromaticity detection device 3 and the set chromaticity, and calculates the toner amount according to the difference. is there.
In the present embodiment, the calculation device 4 includes an
The
ROM42は、検知色度と設定色度の差分やトナー量の算出のためのプログラム、設定色度、前記差分をトナー量に変換するための変換テーブルなどが格納されている。ここで、設定色度や変換テーブルは、測定されるトナーの種類(例えば、トナーの着色剤の種類など)に対応して複数設定され、適宜選択される。
RAM43は、プログラムにより算出された値等を記憶する機能を有する。
The
The
CPU44は、ROM42に格納されたプログラムに従い、AD変換回路41でデジタル化された検知色度と、ROM42に格納された設定色度との差分値を算出し、その差分値を変換テーブルに従いトナー量に変換する。なお、本実施形態では、前記設定色度は、ROM42に予め固定して設定されているが、前述の光源2から現像ローラ510上に照射される光をモニタしたものであってもよい。
The
前述したように、光源2から現像ローラ510上へ照射された光は、現像ローラ510上のトナー量に応じた色度の波長成分が現像ローラ510上で反射した後に色度検知装置3によって検知される。したがって、検知色度と設定色度との差は、現像ローラ510上のトナー量に応じたものとなる。このような検知色度とトナー量との関係を用いることにより、算出装置4はトナー量を算出できる。
As described above, the light emitted from the light source 2 onto the developing
このように算出されたトナー量は、例えば、算出装置4に接続された液晶などの表示手段(図示せず)により、数値などで視覚的に表示することができる。これにより、測定者は、測定結果が設定基準範囲内であるか否かを判断することができる。また、算出されたトナー量と設定基準値との差を前記表示手段に表示させるようにしたり、算出されたトナー量が設定基準範囲内であるか否かを前記表示手段に表示させるようにすることもできる。
前述の測定において、色度検知手段3は、検知範囲を現像ローラ510の回転軸線方向で走査しながら、前記平均色度を検知するのが好ましい。これにより、比較的簡単な構成で、現像ローラ510の回転軸線方向でのトナーTの量の分布を測定できる。
The toner amount calculated in this way can be visually displayed as a numerical value by a display means (not shown) such as a liquid crystal connected to the calculation device 4, for example. Thereby, the measurer can determine whether or not the measurement result is within the set reference range. Also, the difference between the calculated toner amount and the set reference value is displayed on the display unit, and whether the calculated toner amount is within the set reference range is displayed on the display unit. You can also
In the above-described measurement, it is preferable that the chromaticity detection unit 3 detects the average chromaticity while scanning the detection range in the rotation axis direction of the developing
以上説明したように、色度検知手段3によって検知された平均色度と設定色度との差に応じて算出装置4がトナーTの量を算出することができる。その結果、現像ローラ510に接触することなく、短時間にかつ正確に現像ローラ510上のトナーTの量を測定することができる。また、測定時にゴミが発生しないので、環境に優しい。
なお、前述の実施形態では、トナー担持体を現像ローラ510とした例について説明したが、トナーを担持するものであれば、特に限定されない。例えば、前述の画像形成装置における感光体20や中間転写体70をトナー担持体とし、その表面に担持されたトナーの量を測定することができる。また、記録媒体Pをトナー担持体とし、その表面に担持されたトナーの量を測定することもできる。
As described above, the calculation device 4 can calculate the amount of the toner T according to the difference between the average chromaticity detected by the chromaticity detection unit 3 and the set chromaticity. As a result, the amount of toner T on the developing
In the above-described embodiment, the example in which the toner carrying member is the developing
また、前述の実施形態では、製造ラインにおける製品の検査のためにトナー担持体上のトナー量を測定する例について説明したが、前述のトナー量測定装置を画像形成装置に組み込んで、トナー量測定装置によるトナー量の測定結果に基づき、画像形成装置の動作の各種制御を行うことができる。以下、本発明のトナー量測定装置を用いた画像形成装置の制御の一例を、トナー量測定装置1をプリンタ10に組み込んだ場合について、簡単に説明する。
In the above-described embodiment, the example in which the toner amount on the toner carrier is measured for the inspection of the product in the production line has been described. However, the toner amount measurement device is incorporated in the image forming apparatus to measure the toner amount. Various operations of the image forming apparatus can be controlled based on the measurement result of the toner amount by the apparatus. Hereinafter, an example of the control of the image forming apparatus using the toner amount measuring apparatus of the present invention will be briefly described in the case where the toner amount measuring apparatus 1 is incorporated in the
現像ローラ510や感光体20に担持されたトナーの量を本発明のトナー量測定装置1で測定する場合、例えば、測定トナー量に応じて、現像バイアスを制御することができる。この場合、例えば、測定トナー量が多くなるに従い、現像バイアスを小さくすることにより、現像ローラ510から感光体20へのトナーの飛翔量を一定にするようにすることができる。なお、感光体20上のトナー量を測定する場合には、例えば、感光体20上の非通紙領域にトナー量測定用の潜像を形成し、この潜像をトナー像としたものを測定すると、比較的簡単で正確にトナー量を測定できる。特に、本発明はトナー中の着色剤量に応じた色度に基づいてトナー量を検知しているため、トナー粒子間でトナー中の着色剤量にばらつきがあっても、現像ローラ510上や感光体20上の着色剤量を正確に制御できる。その結果、このように構成されたカラー画像形成装置で得られる画像は、入力された画像情報などに対する色再現性に特に優れたものとなる。
When the amount of toner carried on the developing
また、本発明のトナー量測定装置1で中間転写体70上のトナー量を測定する場合、例えば、測定トナー量に応じて、一次転写バイアスや二次転写バイアスを制御することができる。この場合、例えば、測定トナー量が多くなるに従い、一次転写バイアスや二次転写バイアスを小さくして、感光体20から中間転写体70への転写性や、中間転写体70から記録媒体Pへの転写性を良好に保つようにすることができる。なお、この場合にも、例えば、感光体20上の非通紙領域にトナー量測定用の潜像を形成し、この潜像をトナー像とし、これを中間転写体70上に転写したものを測定すると、比較的簡単で正確にトナー量を測定できる。
Further, when the toner amount on the
また、現像ローラ510、感光体20、中間転写体70、記録媒体Pの少なくとも1つにおける測定トナー量に応じて、定着ユニット90における定着条件を制御することもできる。例えば、測定トナー量が大きくなるに従い、定着ユニット90に備えられた定着ローラの加熱温度を高くしたり、定着ローラと加圧ローラとの圧接力を大きくしたり、記録媒体Pの搬送速度を遅くしたりして、定着結果を良好に保つようにすることもできる。
Further, the fixing conditions in the fixing
次に、本発明の実施例を説明する。
図3に示すように構成されたトナー量測定装置を用いて、図3に示すように構成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各現像装置の現像ローラ上で反射したトナー量をそれぞれ測定した。
このとき、光源としてキセノンランプ、色度検知装置として三刺激値CCDであるXYZラインカメラ(クラボウ社製、XL−S)を用いた。また、各色のトナーは、ポリエステルおよび着色剤を材料とし混練粉砕法により製造されたものであり、その平均粒径は8.5μmであった。各トナーの着色剤として、イエロートナーは非ベンジン系顔料、マゼンタトナーはカーミン系顔料、シアントナーは銅フタロシアニン顔料、ブラックトナーはカーボンブラックを用いた。また、これらのトナーには、外添剤としてシリカ、チタニアを用いた。
測定は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各現像装置で、現像ローラ上のトナー量の異なる2種の現像装置(現像装置1、2)について行った。
Next, examples of the present invention will be described.
The amount of toner reflected on the developing roller of each of the yellow, magenta, cyan, and black developing devices configured as shown in FIG. 3 was measured using the toner amount measuring device configured as shown in FIG. .
At this time, a xenon lamp was used as the light source, and an XYZ line camera (XL-S, Kurabo Industries Co., Ltd.) that is a tristimulus CCD was used as the chromaticity detection device. Each color toner was produced by kneading and pulverization using polyester and a colorant as materials, and the average particle size was 8.5 μm. As a colorant for each toner, a non-benzine pigment was used for yellow toner, a carmine pigment was used for magenta toner, a copper phthalocyanine pigment was used for cyan toner, and carbon black was used for black toner. In these toners, silica and titania were used as external additives.
The measurement was performed on two types of developing devices (developing devices 1 and 2) having different toner amounts on the developing roller in each of the developing devices of yellow, magenta, cyan, and black.
各現像装置の現像ローラのトナー量の測定結果を表1に示す。また、表1には、XYZラインカメラからの出力値(三刺激値X、Y、Z)にもとづくL、a、bの各値(ハンターLab系)と、これらと設定色度との色差も示す。
参考例として、幅12mm×長さ275mm四方で重量既知の粘着テープ(住友スリーエム社製)を用いて、実施例での測定後に、各現像装置の現像ローラについて、実施例と同一部位のトナー量を慎重に測定した結果も表1に示す。
Table 1 shows the measurement results of the toner amount of the developing roller of each developing device. Table 1 also shows the L, a, b values (Hunter Lab system) based on the output values (tristimulus values X, Y, Z) from the XYZ line camera, and the color difference between these values and the set chromaticity. Show.
As a reference example, using a pressure sensitive adhesive tape (Sumitomo 3M Co., Ltd.) having a width of 12 mm × a length of 275 mm square and a known weight, after the measurement in the example, the toner amount in the same part as the example for the developing roller of each developing device Table 1 also shows the results of careful measurement of.
表1に示すように、前記色差は参考例の測定トナー量に応じた関係となっていた。本実施例では、このような関係の変換テーブルを用いることにより、粘着テープを用いて慎重に測定したものと同等の結果が得られた。このように、本発明のトナー量測定装置を用いると、現像ローラ上のトナー量を極めて正確に測定できる。また、本発明のトナー量測定装置は、現像ローラに対し非接触でトナー量の測定を行うので、現像ローラに傷をつけることはなく、また、測定時間も、粘着テープを用いた測定方法に比し、極めて短時間である。
なお、感光体、中間転写体、記録媒体についても、これらに担持されるトナー量を前述の実施例と同様に測定したところ、実施例と同様に、良好にトナー量を測定することができた。
As shown in Table 1, the color difference has a relationship according to the measured toner amount of the reference example. In this example, by using a conversion table having such a relationship, a result equivalent to that carefully measured using an adhesive tape was obtained. As described above, when the toner amount measuring apparatus of the present invention is used, the toner amount on the developing roller can be measured very accurately. Further, since the toner amount measuring apparatus of the present invention measures the toner amount in a non-contact manner with respect to the developing roller, the developing roller is not damaged, and the measuring time is also a measuring method using an adhesive tape. In comparison, it is extremely short.
For the photosensitive member, the intermediate transfer member, and the recording medium, the amount of toner carried on the photosensitive member, the intermediate transfer member, and the recording medium was measured in the same manner as in the above-described example, and as in the example, the toner amount could be measured satisfactorily. .
1‥‥‥トナー量の測定装置 2‥‥‥光源 10‥‥‥プリンタ(画像形成装置) 20‥‥‥感光体 3‥‥‥色度検知装置(色度検知手段) 30‥‥‥帯電ユニット 4‥‥‥算出装置(算出手段) 40‥‥‥露光ユニット 41‥‥‥AD変換回路 42‥‥‥ROM 43‥‥‥RAM 44‥‥‥CPU 50‥‥‥現像ユニット 50a‥‥‥軸 51‥‥‥ブラック現像装置 52‥‥‥マゼンタ現像装置 53‥‥‥シアン現像装置 54‥‥‥イエロー現像装置 55a〜55d‥‥‥保持部 510‥‥‥現像ローラ 520‥‥‥シール部材 530‥‥‥収容部 540‥‥‥ハウジング 550‥‥‥トナー供給ローラ 560‥‥‥規制ブレード 560a‥‥‥ゴム部 560b‥‥‥ゴム支持部 562‥‥‥ブレード支持板金 570‥‥‥ブレード裏部材 60‥‥‥一次転写ユニット 70‥‥‥中間転写体 75‥‥‥クリーニングユニット 76‥‥‥クリーニングブレード 80‥‥‥二次転写ユニット 90‥‥‥定着ユニット 92‥‥‥給紙トレイ 94‥‥‥給紙ローラ 96‥‥‥レジローラ P‥‥‥記録媒体 T‥‥‥トナー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Toner amount measuring device 2 ...
Claims (12)
光源から前記トナー担持体上に照射されて前記トナー担持体上で反射した光の平均色度を検知する色度検知手段と、
前記色度検知手段によって検知された平均色度に基づきトナー量を算出する算出手段とを有し、
前記色度検知手段は、前記トナー担持体で反射した光を受ける電荷結合素子を有し、該電荷結合素子の出力信号を演算処理して色度を検知するものであることを特徴とするトナー量の測定装置。 An apparatus for measuring the amount of toner on a toner carrier for carrying a toner containing a colorant in a thin layer,
Chromaticity detection means for detecting an average chromaticity of light irradiated on the toner carrier from a light source and reflected on the toner carrier;
Calculation means for calculating a toner amount based on the average chromaticity detected by the chromaticity detection means;
The chromaticity detection unit includes a charge coupled device that receives light reflected by the toner carrier, and detects the chromaticity by calculating the output signal of the charge coupled device. Quantity measuring device.
光源から前記トナー担持体上に照射されて前記トナー担持体上で反射した光の平均色度を検知する色度検知手段と、
前記色度検知手段によって検知された平均色度に基づきトナー量を算出する算出手段とを有し、
前記色度検知手段は、色度を三刺激値として検知するものであることを特徴とするトナー量の測定装置。 An apparatus for measuring the amount of toner on a toner carrier for carrying a toner containing a colorant in a thin layer,
Chromaticity detection means for detecting an average chromaticity of light irradiated on the toner carrier from a light source and reflected on the toner carrier;
Calculation means for calculating a toner amount based on the average chromaticity detected by the chromaticity detection means;
The toner amount measuring device, wherein the chromaticity detection means detects chromaticity as a tristimulus value.
An image forming apparatus for recording an image formed by a series of image forming processes on a recording medium, comprising the toner amount measuring device according to claim 1.
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