JP4392133B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関し、詳細にはその現像装置を改良したものに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
通常、この種の画像形成装置で用いる2成分現像剤は、キャリアとトナーの混合物であり、トナーの重量%(TC)と、トナーの帯電量(q/m)を正確に制御することが非常に重要である。これは、画像品質の基本である画像濃度、地汚れ(白紙部へのトナー付着)を保持することは、トナー濃度、トナー帯電量を正確に制御することにより可能となるためである。
【0003】
2成分現像剤をなすトナーとキャリアは、現像器内で攪拌され、トナーはキャリアとの摩擦帯電により帯電量を得る。このトナー帯電量は、攪拌時の環境や使用頻度(攪拌時間)により大きく異なる。トナーの帯電量が低下する条件は、環境では高温高湿、頻度では低デューティ(Duty:本明細書では月平均使用平均枚数をいう。)であり、実際に比帯電量q/mの変化幅は、図2に示すように、環境、Dutyにより大きく異なっている。
【0004】
このように使用状況により、トナー帯電量が変化することから、その時々の最適トナー濃度に制御していく必要がある。すなわちトナーの帯電量が低くなる時には、地汚れの発生が懸念されるために、トナー濃度は低く、トナー帯電量が高くなった時には、トナー濃度は高くして、十分な画像濃度を得るようにする事が重要である。
【0005】
たとえば特開平11−015338号公報に開示の画像形成装置では、TセンサとPセンサとを併用してトナー濃度制御を行い、ある一定枚数毎にPセンサで画像濃度の検出を行うようにしている。また特開平6−110328号公報に開示の画像形成装置では、Pセンサの出力値により、トナー補給装置の駆動時間を補正校正する機構を有する。
【0006】
本発明は上述のような技術的背景にかんがみ、現像剤交換時にユーザーの使用状況を判断し、作像条件を変更することにより、より画像濃度、地汚れに対して余裕のある現像装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【0007】
そのため請求項1に係る画像形成装置は、現像剤交換時に作像条件を変更することにより、より画像濃度、地汚れに対して余裕度のある現像装置を提供することを目的とする。
【0008】
また請求項2に係る画像形成装置は、現像剤交換時に一定条件のもと、作像条件のうち現像ローラへの印加バイアスを変更することにより、最適な作像条件とすることを目的とする。
【0009】
請求項3に係る画像形成装置は、トナー補給条件の基準値が下限であることにより、現像ローラへの印加バイアスを下げることにより、画像濃度に対して、余裕度を向上させることを目的とする。
【0010】
請求項4に係る画像形成装置は、トナー補給条件の基準値が上限であることにより、現像ローラへの印加バイアスを上げることにより、地汚れに対して、余裕度を向上させることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係る画像形成装置は、上記目的を達成するために、静電潜像保持体上に形成される潜像にトナーを供給して顕像化する現像装置と、該現像装置内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、トナー濃度検出の出力値と基準値とを比較した結果に基づいてトナー補給装置を制御するトナー補給制御手段とを有する画像形成装置において、上記トナー補給制御手段は、ユーザーの機械の使用頻度を検出できる制御値である上記トナー補給装置の上記基準値の現像剤交換を行う時の現像剤交換直前の値により、現像剤交換後の画像形成条件を変更するものであり、上記制御値として、上記静電潜像保持体上の画像濃度、地汚れの程度に応じた反射型フォトセンサの検出値に基づいて変更されるトナー補給基準値を用いるものであることを特徴とする。
【0012】
同請求項2に係るものは、上記目的を達成するために、請求項1の画像形成装置において、現像剤交換を行う時の現像剤交換直前の上記トナー補給装置の上記基準値の値により、上記現像装置の現像ローラへの印加バイアスを変更する手段を有することを特徴とする。
【0013】
同請求項3に係るものは、上記目的を達成するために、請求項1の画像形成装置において、現像剤交換を行う時の現像剤交換直前の上記トナー補給装置の上記基準値の値が下限値の時には上記現像ローラへの印加バイアスを小さくする手段を有することを特徴とする。
【0014】
同請求項4に係るものは、上記目的を達成するために、請求項1の画像形成装置において、現像剤交換を行う時の現像剤交換直前の上記トナー補給装置の上記基準値の値が上限値の時には上記現像ローラへの印加バイアスを大きくすることを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は本発明に係る画像形成装置の一実施形態に採用した現像装置の概略構成を示す断面図である。静電潜像保持体1の周りには、その回転方向への順に、静電潜像保持体1を均一に帯電する帯電装置2、静電潜像保持体1を露光光3により露光して、静電潜像保持体1に画像を書き込む露光装置、静電潜像保持体1の静電潜像を顕像化する現像装置4、静電潜像保持体1上に形成された画像濃度を検出する画像濃度検出手段としてのPセンサと呼ばれる反射型フォトセンサ6、静電潜像保持体1上のトナー像を転写する転写装置5、静電潜像保持体1をクリーニングするクリーニング装置7などが配置されている。
【0016】
現像装置4は、静電潜像保持体1の静電潜像を現像する現像部4aと、現像部4aにトナーを補給するトナー補給手段としてのトナー補給部4bと、現像部4a内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段としてTセンサと呼ばれる透磁率センサ8を有する。現像部4aは、内部に収容されているトナーとキャリアからなる2成分現像剤を攪拌部材10、11により攪拌して、十分にトナーを帯電させた後、現像剤担持体としての現像ローラ9に搬送し、この現像ローラ9上の現像剤で静電潜像保持体1上の静電潜像を現像する装置であり、反射型フォトセンサ6により静電潜像保持体1上の画像濃度、地汚れを検出して、トナー補給基準値を変更することにより、最適なトナー濃度にすることにより、安定した現像が行われる。
【0017】
トナー補給部4bは、トナー補給部材としてのトナー補給ローラ12を有し、この補給ローラ12が回転することにより内部に収容されているトナーを現像部4aへ補給する。
【0018】
現像剤は一定の寿命があり、通常機械の寿命よりも短いため、使用途中で現像剤の交換が必要になる。この時に現像剤交換前の使用状況により、現像剤交換後の作像条件をユーザーに適したものにすることにより、さらに安定した現像装置とする。
【0019】
一実施形態として、ユーザーの機械の使用頻度を検出できる制御値により作像条件を変更するが、この制御値としては、トナー補給の基準値となるVtref値及びドットカウンター等が使用できる。例えば、トナー補給基準値(Vtref)は、前述したように反射型フォトセンサ6により、静電潜像保持体1上の画像濃度、地汚れを検出してトナー補給基準値を変更することから、ユーザーの使用頻度が高い時には、トナーの帯電量が高くなり、画像濃度が低くなる。そのため、トナー補給基準値を変更してトナー濃度を高くなるように制御する。逆に使用頻度が低いとトナーの帯電量は低くなり、地汚れの発生が起こりやすくなるため、トナー補給基準値を変更してトナー濃度を低く制御する。すなわち、トナー補給基準値によりユーザーの使用頻度は判断が可能である。
【0020】
図3は上述の制御動作の内容を示すフローチャートである。現像前の基準値Vtrefを確認し(ステップ1)、基準値Vtrefが下限値の時は(ステップ2)、現像ローラ9への印加バイアスを小さくし(ステップ3)、それから現像を開始する(ステップ4)。すなわち現像剤交換時にトナー補給基準値が下限にあることにより、使用頻度が高いと判断し、画像濃度に対して余裕度のある作像条件を変更する(現像バイアスを小さくする)ことにより、トナー濃度が上昇しても十分な画像濃度が保持できるようにする。
【0021】
ステップ1の判断で基準値Vtrefが上限値の時には(ステップ5)、現像ローラ9への印加バイアスを大きくし(ステップ6)、現像を開始する(ステップ4)。もちろんステップ1で上記以外の時は(ステップ7)、作像条件を変更せず(ステップ8)、現像を開始する(ステップ4)。すなわち上記とは逆に、トナー補給基準値が上限にあることにより、使用頻度が低いと判断し、地汚れに対して余裕度のある作像条件(現像バイアスを大きくする)に変更することにより、トナー濃度が低下しても地汚れの発生を防止できるようにする。
【0022】
デジタル複写機においては、作像は反転現像が行われている。この反転現像とは、静電潜像保持体1上に均一にマイナスの表面電位(通常は−900V程度)になるように帯電させ(VD)、画像を形成する箇所(黒部)にレーザーにより光を照射し、表面電位を高くする(照射後の電位は通常−150V程度:VL)。この静電潜像保持体1の表面電位と現像ローラへの印加バイアス(通常は−600V程度:Vdev)の電位差により、現像ローラ上のマイナスに帯電したトナーは、静電潜像保持体1の黒部へ現像されることになる。
【0023】
したがって、現像バイアスを小さく(例えば−700V)とすることにより、表面電位VLと印加バイアスVdevの電位差は大きくなり、よりトナーは静電潜像保持体1へ現像されやすくなり、結果として画像濃度は上昇する(図4参照)。
【0024】
【発明の効果】
本発明に係る画像形成装置は、以上説明してきたように、2成分現像剤を用いた画像形成装置における作像条件の変更に関し、ユーザーの使用状況を判断して作像条件を変更することにより、ユーザーの使用状況により最適な現像装置を提供することが可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置の一実施形態に採用した現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図2】環境条件、コピーデューティによるトナー帯電量変化を示す図である。
【図3】図1の装置での現像剤交換時の制御フローを示す図である。
【図4】図1の装置での現像部の電位を示す概念図である。
【符号の説明】
1 静電潜像保持体
2 帯電装置
3 露光光
4 現像装置
4a 現像部
4b トナー補給部
5 転写装置
6 反射型フォトセンサ
7 クリーニング装置
8 透磁率センサ
9 現像ローラ
10、11 攪拌部材
12 トナー補給ローラ
Claims (4)
- 静電潜像保持体上に形成される潜像にトナーを供給して顕像化する現像装置と、該現像装置内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、トナー濃度検出の出力値と基準値とを比較した結果に基づいてトナー補給装置を制御するトナー補給制御手段とを有する画像形成装置において、
上記トナー補給制御手段は、
ユーザーの機械の使用頻度を検出できる制御値である上記トナー補給装置の上記基準値の現像剤交換を行う時の現像剤交換直前の値により、現像剤交換後の画像形成条件を変更するものであり、
上記制御値として、上記静電潜像保持体上の画像濃度、地汚れの程度に応じた反射型フォトセンサの検出値に基づいて変更されるトナー補給基準値を用いるものである、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1の画像形成装置において、現像剤交換を行う時の現像剤交換直前の上記トナー補給装置の上記基準値の値により、上記現像装置の現像ローラへの印加バイアスを変更する手段を有することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1の画像形成装置において、現像剤交換を行う時の現像剤交換直前の上記トナー補給装置の上記基準値の値が下限値の時には上記現像ローラへの印加バイアスを小さくする手段を有することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1の画像形成装置において、現像剤交換を行う時の現像剤交換直前の上記トナー補給装置の上記基準値の値が上限値の時には上記現像ローラへの印加バイアスを大きくすることを特徴とする画像形成装置。
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