JP4983222B2

JP4983222B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4983222B2
Application number: JP2006318267A
Authority: JP
Inventors: 潔酒向; 徹五十洲; 浩昭熊井; 利昭鈴木; 孝文若井
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2006-11-27
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2026-11-27
Also published as: JP2008134286A

Description

この発明は、２成分現像剤を用いた電子写真方式のプリンタや複写機等の画像形成装置において、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を用いて、画像形成装置の傾斜を検出し、当該画像形成装置の傾斜に起因して発生する不具合を未然に防止可能とした画像形成装置に関するものである。

特開２００２−２９６８８８号公報特開２００２−２９６８８９号公報特開平４−２４３２７４号公報

従来、この種の２成分現像剤を用いた電子写真方式のプリンタや複写機等の画像形成装置においては、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いた現像装置により顕像化してトナー像を形成し、当該トナー像を記録用紙上に直接転写したり、中間転写ベルト等の中間転写体を介して記録用紙上に転写することにより、画像を形成するように構成されている。

ところが、上記画像形成装置の場合には、当該画像形成装置が水平ではなく傾斜した設置面に設置されると、現像装置内に収容された２成分現像剤が片寄った状態で存在するため、現像装置内に収容された２成分現像剤のトナー濃度を、トナー濃度センサーによって正確に検出することができず、かぶりや感光体ドラムの表面にキャリアが付着するＢＣＯ（ＢｅａｓＣａｒｒｙＯｖｅｒ）と呼ばれる不具合が発生することが知られている。

すなわち、画像形成装置が傾斜した状態で設置されると、現像装置内に収容された２成分現像剤のトナー濃度を、トナー濃度センサーによって正確に検出することができず、画像形成装置の傾斜によっては、トナー濃度が適正な範囲に入っているにもかかわらず、トナー濃度が低いと誤って検出され、トナーを過剰に補給してしまい、かぶりやトナー飛散等の不具合が発生する。

また、画像形成装置の傾斜によっては、トナー濃度が適正な範囲に入っているにもかかわらず、トナー濃度が高いと誤って検出され、トナーが補給されずに、現像装置内のトナー濃度が異常に低下してしまい、キャリアが感光体ドラムの表面に付着するＢＣＯ（ＢｅａｓＣａｒｒｙＯｖｅｒ）と呼ばれる不具合が発生する。

そこで、かかる不具合を解決し得る技術としては、特開２００２−２９６８８８号公報、特開２００２−２９６８８９号公報、特開平４−２４３２７４号公報等に開示されたものが既に提案されている。

上記特開２００２−２９６８８８号公報に係る現像剤片寄り検知方法は、トナーとキャリアからなる現像剤を収納する現像剤容器と、前記現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、前記現像剤容器内の現像剤を循環させる現像剤搬送手段と、前記循環される現像剤の透磁率を検知してトナー濃度を検知する現像剤トナー濃度検知手段とを有する現像装置において、前記現像剤トナー濃度検知手段によって所定のタイミングの前後において検知した透磁率を比較することにより、現像剤の片寄りを検知するように構成したものである。

また、上記特開２００２−２９６８８９号公報に係る現像装置は、トナーとキャリアからなる現像剤を収納する現像剤容器と、前記現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、前記現像剤容器内の現像剤を循環させる現像剤搬送手段と、前記循環される現像剤の透磁率を検知してトナー濃度を検知する現像剤トナー濃度検知手段とを有する現像装置において、前記現像剤トナー濃度検知手段によって所定のタイミングの前後において検知した透磁率を比較することにより現像剤の片寄りを検知し、検知した片寄り状態に応じて前記現像剤搬送手段を更に駆動制御するように構成したものである。

さらに、上記特開平４−２４３２７４号公報に係る電子写真装置は、現像器の現像剤溜まり部に攪拌ローラの回転軸方向に少なくとも２個の現像剤検出センサを同じ高さ位置に設け、該２つの検出センサの検出の結果、一方の検出センサ部分における現像剤の量が他方の検出センサ部分における量より増減した場合、該現像器の該回転軸方向の高低の姿勢を制御して現像剤の量の偏りを減少するように構成したものである。

しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特開２００２−２９６８８８号公報や特開２００２−２９６８８９号公報に開示された技術の場合には、現像剤トナー濃度検知手段によって所定のタイミングの前後において検知した透磁率を比較することにより、現像剤の片寄りを検知したり、検知した片寄り状態に応じて現像剤搬送手段を更に駆動制御するように構成したものであるが、画像形成装置自体が傾斜した面に設置された場合には、現像剤搬送手段を駆動制御しても、現像剤の傾斜分布を解消することができず、無限ループに入ってしまうという問題点を有していた。

一方、上記特開平４−２４３２７４号公報に係る電子写真装置の場合には、一方の検出センサ部分における現像剤の量が他方の検出センサ部分における量より増減したときに、現像器の回転軸方向の高低の姿勢を制御するため、モータによって駆動されるパンタグラフ機構の台足等を用いて、画像形成装置を水平に保持するように構成したものであり、機構が複雑となって大幅なコストアップを招くという問題点を有していた。

そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、画像形成装置が傾斜した面に設置された場合であっても、機構が複雑となり大幅なコストアップを招くことなく、かぶりやＢＣＯと呼ばれるキャリア付着等の不具合を解消することが可能な画像形成装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、請求項１に記載された発明は、２成分現像方式により現像する現像装置を備えた画像形成装置において、
前記現像装置内に収容されたトナー及びキャリアからなる二成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
出荷前に、前記画像形成装置を水平に形成された基準面である第１の位置に設置した状態で、予め定められた濃度の現像剤が収容された前記現像装置内のトナー濃度を前記トナー濃度検出手段によって検出し、当該トナー濃度検出手段によって検出した第１のトナー濃度を記憶する第１の記憶手段と、
前記画像形成装置を設置又は移動させて第２の位置に設置した状態で、前記現像装置内のトナー濃度を前記トナー濃度検出手段によって検出した第２のトナー濃度を記憶する第２の記憶手段と、
前記第１の記憶手段に記憶された第１のトナー濃度と前記第２の記憶手段に記憶された第２のトナー濃度とを比較するとともに、前記トナー濃度検出手段の検出値と前記画像形成装置の設置角度との関係を参照して、前記画像形成装置の傾斜レベルを判定する傾斜レベル判定手段と、
前記傾斜レベル判定手段の判定結果に基づいて、前記現像装置内のトナー濃度が適正な値である場合には、前記トナー濃度検出手段の検出結果が適正なトナー濃度となるように補正する補正手段とを有することを特徴とする画像形成装置である。

さらに、請求項２に記載された発明は、前記第２の位置は、前記画像形成装置を使用するためにユーザーが設置した位置であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

更に、請求項３に記載された発明は、前記第２の位置は、前記画像形成装置をユーザーが移動させる際における移動後の位置であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

また、請求項４に記載された発明は、前記補正手段は、前記トナー濃度検出手段によって検出された現像装置内のトナー濃度の上限値又は下限値の少なくとも一方の値を補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置である。

さらに、請求項７に記載された発明は、前記画像形成装置は、前記現像装置を複数備え、前記複数の現像装置の傾斜レベル判定手段のうち、少なくとも２つ以上の傾斜レベル判定手段の判定結果に基づいて、前記画像形成装置の傾斜レベルを総合的に判定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置である。

この発明によれば、画像形成装置が傾斜した面に設置された場合であっても、機構が複雑となり大幅なコストアップを招くことなく、かぶりやＢＣＯと呼ばれるキャリア付着等の不具合を解消することが可能な画像形成装置を提供することができる。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタを示すものである。

図２において、０１はタンデム型のフルカラープリンタの本体を示すものであり、このプリンタ本体０１の内部には、大別して、フルカラーの画像形成を行うプリントヘッドデバイス（ＰｒｉｎｔＨｅａｄＤｅｖｉｃｅ）０２と、このプリントヘッドデバイス０２の像担持体としての４つの感光体ドラム１１，１２，１３，１４に画像露光を施す露光装置としてのＲＯＳ（ＲａｓｔｅｒＯｕｔｐｕｔＳｃａｎｎｅｒ）０３と、上記プリントヘッドデバイス０２の各色の現像装置４１，４２，４３，４４に対応する色のトナーを供給する４つのトナーカートリッジ０４Ｙ，０４Ｍ，０４Ｋ，０４Ｃと、上記プリントヘッドデバイス０２に記録媒体としての記録用紙Ｐを供給する給紙カセット０５と、上記プリントヘッドデバイス０２からトナー像が転写された記録用紙Ｐに対して、定着処理を施す定着装置０６と、この定着装置０６によって片面に画像が定着された記録用紙Ｐを、表裏を反転した状態で、再度プリントヘッドデバイス０２の転写部へと搬送する両面用搬送経路０７と、プリンタ本体０１の外部から所望の記録用紙Ｐを給紙する手差し給紙手段０８と、プリンタの動作を制御する制御回路や、画像信号に対して画像処理を施す画像処理回路等からなるコントローラ０９と、高圧電源回路等からなる電気回路１０とが設けられている。なお、図２中、Ｔは画像が形成された記録用紙Ｐを印字面を下にして排出する排出トイレを示すものであり、この排出トイレＴは、プリンタ本体０１の上部に一体的に配置されている。

上記プリンタ本体０１の内部に配設される種々の部材のうち、露光装置としてのＲＯＳ０３は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色に対応した画像データに基づいて点灯駆動される図示しない４つの半導体レーザや、これら４つの半導体レーザから出射される４本のレーザ光を、偏向走査するためのｆ−θレンズやポリゴンミラー、あるいは複数枚の反射ミラーなどから構成されている。

図３はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型フルカラープリンタのプリントヘッドデバイスを示すものである。尚、図３中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。

このプリントヘッドデバイス０２は、図３に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）用の各感光体ドラム（像担持体）１１，１２，１３，１４を有する画像形成部１，２，３，４と、これら感光体ドラム１１，１２，１３，１４に接触する一次帯電用の帯電ロール（接触型帯電装置）２１，２２，２３，２４と、前記感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面に残留するトナーを一時的に除去するリフレッシャーロール２５，２６，２７，２８と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色のレーザ光３１，３２，３３，３４を照射するＲＯＳ（露光装置）０３と、上記感光体ドラム１１，１２，１３，１４上に形成された静電潜像を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色のトナーで現像する現像装置４１，４２，４３，４４と、上記４つの感光体ドラム１１，１２，１３，１４のうちの２つの感光体ドラム１１，１２に接触する第１の一次中間転写ドラム（中間転写体）５１及び他の２つの感光体ドラム１３，１４に接触する第２の一次中間転写ドラム（中間転写体）５２と、上記第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２に接触する二次中間転写ドラム（中間転写体）５３と、この二次中間転写ドラム５３に接触する最終転写ロール（転写部材）６０とで、その主要部が構成されている。また、上記中間転写ドラム５１，５２，５３の表面には、当該中間転写ドラム５１，５２，５３の表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置のクリーニングロール５４，５５，５６が配設されている。

感光体ドラム１１，１２，１３，１４は、共通の接平面Ｍを有するように一定の間隔をおいて互いに平行に配列されている。また、第１の一次中間転写ドラム５１及び第２の一次中間転写ドラム５２は、各回転軸が該感光体ドラム１１，１２，１３，１４軸に対し平行かつ所定の対称面を境界とした面対称の関係にあるように配置されている。さらに、二次中間転写ドラム５３は、該感光体ドラム１１，１２，１３，１４と回転軸が平行であるように配置されている。

イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色毎の画像データに応じた信号は、コントローラ０９（図２参照）に配設された画像処理回路によりラスタライジングされてＲＯＳ０３に入力される。このＲＯＳ０３では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色のレーザ光３１，３２，３３，３４が変調され、対応する色の感光体ドラム１１，１２，１３，１４に照射される。

上記各感光体ドラム１１，１２，１３，１４の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが行なわれる。まず、上記感光体ドラム１１，１２，１３，１４としては、例えば、直径３０ｍｍのＯＰＣ感光体を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体ドラム１１，１２，１３，１４は、例えば、１０４ｍｍ／ｓｅｃの回転速度（周速）で回転駆動される。上記感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面は、図３に示すように、接触型帯電装置としての帯電ロール２１，２２，２３，２４に、約−８４０ＶのＤＣ電圧を印加することによって、例えば約−３００Ｖ程度に帯電される。なお、上記接触型の帯電装置としては、ロールタイプのもの、フィルムタイプのもの、ブラシタイプのもの等が挙げられるが、どのタイプのものを用いても良い。この実施の形態では、近年、電子写真装置で一般に使用されている帯電ロールを採用している。また、感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面を帯電させるために、この実施の形態では、ＤＣのみ印加の帯電方式をとっているが、ＡＣ＋ＤＣ印加の帯電方式を用いても良い。

その後、感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面には、露光装置としてのＲＯＳ０３によってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色に対応したレーザ光３１，３２，３３，３４が照射され、各色毎の入力画像データに応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム１１，１２，１３，１４は、ＲＯＳ０３で静電潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は−６０Ｖ以下程度にまで除電される。

また、上記感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置４１，４２，４３，４４によって現像され、感光体ドラム１１，１２，１３，１４上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色のトナー像として可視化される。

この実施の形態では、現像装置４１，４２，４３，４４として、磁気ブラシ接触型の２成分現像方式を採用しているが、この発明の適用範囲はこの現像方式に限定されるものではなく、非接触型の現像方式においてもこの発明を充分に適用することができることは勿論である。

次に、上記各感光体ドラム１１，１２，１３，１４上に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）の各色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム５１及び第２の一次中間転写ドラム５２上に、静電的に一次転写される。感光体ドラム１１，１２上に形成されたイエロー（Ｙ）およびマゼンタ（Ｍ）色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム５１上に、感光体ドラム１３，１４上に形成されたブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）色のトナー像は、第２の一次中間転写ドラム５２上に、それぞれ転写される。従って、第１の一次中間転写ドラム５１上には、感光体ドラム１１または１２のどちらから転写された単色像と、感光体ドラム１１及び１２の両方から転写された２色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第２の一次中間転写ドラム５２上にも、感光体ドラム１３，１４から同様な単色像と二重色像が形成される。

上記第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２上に感光体ドラム１１，１２，１３，１４からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、＋２５０〜５００Ｖ程度である。この表面電位は、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。この雰囲気温度や湿度は、雰囲気温度や湿度によって抵抗値が変化する特性を持った部材の抵抗値を検知することで簡易的に知ることが可能である。上述のように、トナーの帯電量が−２０〜３５μＣ／ｇの範囲内にあり、常温常湿環境下にある場合には、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位は、＋３８０Ｖ程度が望ましい。

この実施の形態で用いる第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２は、例えば、外径が６０ｍｍに形成され、抵抗値は１０⁸Ω程度に設定される。第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２は、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝１０²〜１０³Ω）が、厚さ０．１〜１０ｍｍ程度に設けられている。更に、第１、第２の中間転写ドラム５１，５２の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ３〜１００μｍの高離型層（Ｒ＝１０⁵〜１０⁹Ω）として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで重要なのは、抵抗値と表面の離型性であり、高離型層の抵抗値がＲ＝１０⁵〜１０⁹Ω程度であり、高離型性を有する材料であれば、特に材料は限定されない。

このように第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム５３上に静電的に二次転写される。従って、二次中間転写ドラム５３上には、単色像からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色の四重色像までの最終的なトナー像が形成されることになる。

この二次中間転写ドラム５３上へ第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、＋６００〜１２００Ｖ程度である。この表面電位は、感光体ドラム１１，１２，１３，１４から第１の一次中間転写ドラム５１及び第２の一次中間転写ドラム５２へ転写するときと同様に、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。また、転写に必要なのは、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２と二次中間転写ドラム５３との間の電位差であるので、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が−２０〜３５μＣ／ｇの範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位が＋３８０Ｖ程度の場合には、二次中間転写ドラム５３の表面電位は、＋８８０Ｖ程度、つまり第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２と二次中間転写ドラム５３との間の電位差は、＋５００Ｖ程度に設定することが望ましい。

この実施の形態で用いる二次中間転写ドラム５３は、例えば、外径が第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２と同じ６０ｍｍに形成され、抵抗値は１０¹¹Ω程度に設定される。また、上記二次中間転写ドラム５３も第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２と同様、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝１０²〜１０³Ω）が、厚さ０．１〜１０ｍｍ程度に設けられている。更に、二次中間転写ドラム５３の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ３〜１００μｍの高離型層として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで、二次中間転写ドラム５３の抵抗値は、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２よりも高く設定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム５３が第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２を帯電してしまい、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位の制御が難しくなる。このような条件を満たす材料であれば、特に材料は限定されない。

次に、上記二次中間転写ドラム５３上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール６０によって、用紙搬送路を通る用紙Ｐに三次転写される。この用紙Ｐは、不図示の紙送り工程を経て用紙搬送ロール９０を通過し、二次中間転写ドラム５３と最終転写ロール６０のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、用紙上に形成された最終的なトナー像は、定着装置０６によって定着され、一連の画像形成プロセスが完了する。

ところで、この実施の形態に係る画像形成装置は、２成分現像方式により現像する現像装置を備えた画像形成装置において、前記現像装置内に収容されたトナー及びキャリアからなる二成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、前記画像形成装置を第１の位置に設置した状態で、前記現像装置内のトナー濃度を前記トナー濃度検出手段によって検出した第１のトナー濃度を記憶する第１の記憶手段と、前記画像形成装置を移動させて第２の位置に設置した状態で、前記現像装置内のトナー濃度を前記トナー濃度検出手段によって検出した第２のトナー濃度を記憶する第２の記憶手段と、前記第１の記憶手段に記憶された第１のトナー濃度と前記第２の記憶手段に記憶された第２のトナー濃度とを比較して、前記画像形成装置の傾斜レベルを判定する傾斜レベル判定手段と、前記傾斜レベル判定手段の判定結果に基づいて、前記トナー濃度検出手段の検出結果を補正する補正手段とを有するように構成されている。

図１及び図４は上記各画像形成部１，２，３，４に使用される現像装置４１，４２，４３，４４を示すものである。

上記現像装置４１，４２，４３，４４では、それぞれ色の異なったイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）色のトナーとキャリアからなる２成分現像剤が使用されているが、基本的に、すべて同様に構成されている。

これらの現像装置４１，４２，４３，４４の内部には、図１に示すように、対応する画像形成部１，２，３，４の色のトナーとキャリアとからなる二成分現像剤４６が収容されており、その構造は、現像装置ハウジング４７の感光体ドラム１１，１２，１３，１４側の開口部４９に配設される現像ロール４８と、この現像ロール４８の背面側に配設される２本の現像剤搬送兼攪拌用オーガ５０、５１と、現像ロール４８により搬送される現像剤４６を層厚規制するブレード５２とで構成されている。この場合、上記現像ロール４８は、例えば、アルミニウム合金やステンレス鋼等の非磁性導電性部材からなる図示しない現像スリーブと、その内部に固定状態に配置された図示しないマグネットロールとから構成されている。なお、上記２つの現像剤搬送兼攪拌用オーガ５０、５１の間には、仕切り板５３が設けられている。

また、上記現像装置４１，４２，４３，４４の内部には、当該現像装置４１，４２，４３，４４とは別体に構成されたトナーカートリッジ０４Ｙ、０４Ｍ、０４Ｋ、０４Ｃ（図２参照）から、トナー補給用のモータを回転駆動することにより、図示しない補給用のオーガによって、図４に示すように、所定の色のトナーが現像剤搬送兼攪拌用オーガ５１の一端部５１ａに供給されるようになっている。この現像装置４１，４２，４３，４４の内部に供給されたトナーは、現像剤搬送兼攪拌用オーガ５１によって、当該現像装置４１，４２，４３，４４の長手方向に沿って搬送されつつ現像剤４６と攪拌混合され、仕切り板５３の端部に設けられた通路５４を通して、他方の現像剤搬送兼攪拌用オーガ５０に受け渡される。この現像剤搬送兼攪拌用オーガ５０に受け渡された現像剤４６は、当該現像剤搬送兼攪拌用オーガ５０の軸方向に沿って搬送されつつ現像剤４６と攪拌混合され、仕切り板５３の他方の端部に設けられた通路５５を通して、一方の現像剤搬送兼攪拌用オーガ５１に再度供給される。このように、上記現像装置４１，４２，４３，４４の内部に供給されたトナーは、現像装置４１，４２，４３，４４内の現像剤４６と共に、２つの現像剤搬送兼攪拌用オーガ５０、５１によって搬送され攪拌混合されるとともに、キャリアによって所定の極性の帯電量に摩擦帯電され、その一部が現像剤攪拌搬送用オーガ５０によって現像ロール４８へと搬送され、感光体ドラム１１，１２，１３，１４上の静電潜像の現像に使用される。

また、上記現像装置４１，４２，４３，４４の内部で現像に使用された２成分現像剤４６は、一方の現像剤搬送兼攪拌用オーガ５１の端部に設けられた排出口５６から徐々に僅かずつ排出されるように構成されている。また、トナーカートリッジ０４Ｙ、０４Ｍ、０４Ｋ、０４Ｃからは、トナーのみを供給するように構成しても良いが、使用済の現像剤４６を徐々に排出するように構成した場合には、トナーにキャリアを僅かに混合した現像剤を供給するように構成するのが望ましい。

さらに、この実施の形態では、現像装置４１，４２，４３，４４内の２成分現像剤４６のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段として、二成分現像剤４６中のトナー濃度を透磁率によって検出する透磁率センサー５７が用いられている。この透磁率センサー５７は、図１及び図４に示すように、現像装置ハウジング４７の現像剤搬送兼攪拌用オーガ５１の外側であって、当該現像剤搬送兼攪拌用オーガ５１の軸方向に沿ったトナー供給側５１ａと反対側の端部近傍の外壁に取り付けられている。この現像装置ハウジング４７の外壁には、透磁率センサー５７を取り付けるための取付部５８が設けられている。この取付部は、透磁率センサー５７を取り付ける側の面５８が平坦状に形成されており、当該平坦状の面５８に透磁率センサー５７がネジ止め等によって取り付けられている。

また、上記透磁率センサー５７の前面に配設された現像剤攪拌搬送用オーガ５１には、図５に示すように、透磁率センサー５７の前面に位置する現像剤４６を周方向に搬送することにより、所定の圧縮状態とするための圧縮部材としてのパドル５９が一体的に設けられている。このパドル５９は、図６及び図７に示すように、平板状に形成されており、現像剤攪拌搬送用オーガ５１の回転軸に、半径方向に沿って一体的に形成されている。

これらの現像装置４１，４２，４３，４４には、図２に示すように、対応する色のトナーボックス０４Ｙ，０４Ｍ，０４Ｋ，０４Ｃからトナーが補給されると、この補給されたトナーは、現像剤攪拌搬送用オーガ５０，５１で充分にキャリアと攪拌されて摩擦帯電される。現像ロール４８の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール（不図示）が固定した状態で配置されている。現像ロール４８の表面近傍に搬送された現像剤は、層厚規制ブレード５２によって現像部に搬送される量が規制される。この実施の形態では、規制される現像剤量は、３０〜５０ｇ／ｍ²であり、また、このとき現像ロール４８上に存在するトナーの帯電量は、概ね−２０〜３５μＣ／ｇ程度である。

上記現像ロール４８上に供給されたトナーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気ブラシが感光体ドラム１１，１２，１３，１４と接触している。この現像ロール４８にＡＣ＋ＤＣの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール４８上のトナーを感光体ドラム１１，１２，１３，１４上に形成された静電潜像に現像することにより、トナー像が形成される。この実施の形態では、例えば、現像バイアス電圧のＡＣ成分が４ｋＨｚ、１．５ｋＶｐｐで、ＤＣ成分が−２３０Ｖ程度に設定されている。

この実施の形態では、上記現像装置４１，４２，４３，４４において、トナーとして略球形状のトナーである所謂" 球形トナー" であって、その平均粒径が３〜１０μｍ程度のものが使用され、例えば、ブラック色のトナーの平均粒径は８μｍ、カラートナーの平均粒径は７μｍに設定される。

図８はこの実施の形態に係るフルカラープリンタの制御回路を示すブロック図である。

図８において、２００はプリンタの動作を制御するＣＰＵを、２０１はプリンタ枚数や記録用紙Ｐのサイズ等を指定するコントローラーを、５７はトナー濃度センサーを、２０２はＣＰＵ２００が実行する制御プログラムやパラメータ等を記憶するＲＯＭを、２０３はパラメータを記憶する第１及び第２の記憶手段としての不揮発性のＲＡＭを、それぞれ示しており、ＲＡＭ２０３には、トナー濃度センサー５７の検出値が、所定のタイミングで複数記憶されるように構成されている。なお、ＣＰＵ２００は、傾斜レベル判定手段と、補正手段として機能するようになっている。

以上の構成において、この実施の形態に係るフルカラープリンタでは、次のようにして、画像形成装置が傾斜した面に設置された場合であっても、機構が複雑となり大幅なコストアップを招くことなく、かぶりやＢＣＯと呼ばれるキャリア付着等の不具合を解消することが可能となっている。

すなわち、この実施の形態に係るフルカラープリンタは、図２に示すように、工場において製造された後、出荷される前に、水平に形成された基準面（第１の位置）３００上に配置され、現像装置４１，４２，４３，４４内のトナー濃度がトナー濃度センサー５７によって検出される。このとき、現像装置４１，４２，４３，４４の内部には、予め所定濃度（例えば、ＴＣ＝８％）の現像剤４６が収容されているため、各現像装置４１，４２，４３，４４のトナー濃度センサー５７による検出値Ａ' （第１のトナー濃度）は、所定濃度Ａ（例えば、ＴＣ＝８％）と等しくなる。このトナー濃度センサー５７による検出値Ａ' （第１のトナー濃度）は、第１の記憶手段としてのＲＡＭ２０２の第１の記憶領域２０２ａに書き込まれて記憶される。

その際、上記透磁率センサー５７の出力値は、図９に実線で示すように、現像剤攪拌搬送用オーガ５１に設けられたパドル５９が、トナー濃度センサー５７の近傍を通過する際に最大値を示し、パドル５９がトナー濃度センサー５７から離れると、最低値を示すように周期的に変化する。

次に、上記フルカラープリンタは、図１０に示すように、出荷された後、ユーザーによって、あるいはサービスエンジア等によって、当該フルカラープリンタが使用されるデスク等の設置位置（第２の位置）の設置面３０１上に配置される。この際、上記フルカラープリンタが設置される設置位置（第２の位置）における設置面３０１は、必ずしも水平面Ｈとは限らず、水平面Ｈに対していずれかの方向に傾斜している場合がある。この設置面３０１の傾斜は、ケースバイケースであるが、場合によっては、フルカラープリンタの一方の端部と他方の端部とで±５ｍｍあるいはそれ以上に及ぶことがある。

また、図１０では、便宜上、フルカラープリンタが現像装置４１，４２，４３，４４の長手方向に対して直交する方向に傾斜した状態を示しており、しかも、フルカラープリンタの傾斜を判り易くするため、極端に大きく図示している。ただし、フルカラープリンタの傾斜する方向は、現像装置４１，４２，４３，４４の長手方向に対して直交する方向に限らず、現像装置４１，４２，４３，４４の長手方向に沿った方向、あるいは両方向に対して角度を持った方向であっても良いことは勿論である。

上記フルカラープリンタは、ユーザーが使用を開始するにあたり、電源がＯＮされてセットアップ動作が開始されるが、この装置の電源ＯＮ時又はセットアップ動作時に、現像装置４１，４２，４３，４４内のトナー濃度がトナー濃度センサー５７によって検出され、第２の記憶手段としてのＲＡＭ２０２の第２の記憶領域２０２ｂに記憶される。その際、上記フルカラープリンタ本体０１が設置された設置面が水平面であれば、装置の電源ＯＮ時又はセットアップ動作時に、トナー濃度センサー５７によって検出されたトナー濃度値Ａ' （第２のトナー濃度）は、出荷前に検出された所定のトナー濃度（例えば、ＴＣ＝８％）と等しい値になる筈である。

ところで、上記現像装置４１，４２，４３，４４は、フルカラープリンタの電源がＯＮされて駆動されると、２本の現像剤搬送兼攪拌用オーガ５０，５１が回転駆動され、当該現像装置４１，４２，４３，４４内に収容された２成分現像剤４６が攪拌されつつ循環移動するように搬送される。その際、上記現像装置４１，４２，４３，４４内に収容された２成分現像剤４６は、トナー濃度センサー５７によってトナー濃度値が検出される。

その際、フルカラープリンタ本体０１が設置された設置面３０１が水平面に対して傾斜している場合には、当該フルカラープリンタ本体０１の内部に配設された現像装置４１，４２，４３，４４内の現像剤３０３面も、図１１に示すように、重力の影響によって水平面Ｈに対して傾斜した状態となる。そのため、例えば、上記トナー濃度センサー５７が配設された側が高くなるように、現像装置４１，４２，４３，４４が傾斜した状態でフルカラープリンタ本体０１が設置されると、現像装置４１，４２，４３，４４内のトナー濃度が適正な値であっても、図９に二点鎖線で示すように、現像装置４１，４２，４３，４４内のトナー濃度が正規な値よりも低い値として検出されることになる。

ここで、上記トナー濃度センサー５７の出力は、図９に示すように、現像剤搬送兼攪拌用オーガ５１の回転に同期して周期的に変化する。このトナー濃度センサー５７の出力のうち、最大値は、現像装置４１，４２，４３，４４内に収容された現像剤４６のトナー濃度に対応しており、トナー濃度センサー５７側が低くなるように現像装置４１，４２，４３，４４が傾斜した状態で配置されていると、当該トナー濃度センサー５７側の現像剤量が相対的に多くなるため、トナー濃度センサー５７の出力が最大値に達した後、図９に一点鎖線で示すように、十分に低下せず、高い値を示すことになる。

また、上記トナー濃度センサー５７側が低くなるように現像装置４１，４２，４３，４４が傾斜した状態で配置されている場合には、当該トナー濃度センサー５７側の現像剤量が相対的に少なくなるため、図９に二点鎖線で示すように、トナー濃度センサー５７の出力の最大値が通常の値よりも低い値を示すことになる。

そこで、ＣＰＵ２００は、図１２に示すように、トナー濃度センサー５７の検出値Ａ' とプリンタの傾斜θとの関係を示すグラフやテーブルを参照して、ユーザーがフルカラープリンタの使用を開始する前に、トナー濃度センサー５７の検出値Ａ' を補正するようになっている。

ＣＰＵ２００は、トナー濃度センサー５７が配設された側が高くなるように、現像装置４１，４２，４３，４４が傾斜した状態でフルカラープリンタが設置された場合には、トナー濃度センサー５７の検出値とプリンタの傾斜との関係を示すテーブルを参照して、図１３に示すように、トナー濃度センサー５７の出力値が正規の出力値と等しくなるように補正する。

また、ＣＰＵ２００は、トナー濃度検出センサー５７によって検出された現像装置４１，４２，４３，４４内のトナー濃度の上限値又は下限値の少なくとも一方の値、この場合は、トナー濃度の制御範囲の下限値を、許容範囲が広がるように、つまり、下限値を更に低くする側にシフトさせる。いま、トナー濃度の制御範囲の下限値が、例えば、ＴＣ＝６％であるとすると、トナー濃度の制御範囲の下限値を、例えば、ＴＣ＝４％に変更するように補正動作を行なうようになっている。

一方、ＣＰＵ２００は、トナー濃度センサー５７が配設された側が低くなるように、現像装置４１，４２，４３，４４が傾斜した状態でフルカラープリンタ本体１が設置された場合には、トナー濃度センサー５７の検出値とプリンタの傾斜との関係を示すテーブルを参照して、トナー濃度センサー５７の出力が正規の出力波形と等しくなるように補正する。

また、ＣＰＵ２００は、トナー濃度検出センサー５７によって検出された現像装置４１，４２，４３，４４内のトナー濃度の上限値又は下限値の少なくとも一方の値、この場合は、トナー濃度の制御範囲の上限値を、許容範囲が広がるように、つまり、上限値を更に高くする側にシフトさせる。いま、トナー濃度の制御範囲の上限値が、例えば、ＴＣ＝１０％であるとすると、トナー濃度の制御範囲の上限値を、例えば、ＴＣ＝１２％に変更するように補正動作を行なうようになっている。

このように、上記実施の形態では、フルカラープリンタの本体０１が傾斜した面に設置された場合であっても、ＣＰＵ２００がトナー濃度検出センサー５７によって検出された検出値を補正するとともに、トナー濃度の制御範囲の上限値及び下限値の少なくとも一方を、許容範囲を広げる方向に補正するようになっている。

そのため、上記フルカラープリンタの場合には、プリンタ本体０１が傾斜した面に設置された場合であっても、トナー濃度検出センサー５７の検出値を補正することによって、現像装置４１，４２，４３，４４内のトナー濃度を適正な値に維持することができ、機構が複雑となり大幅なコストアップを招くことなく、かぶりやＢＣＯと呼ばれるキャリア付着等の不具合が発生するのを防止することができる。

図１はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタの現像装置を示す断面構成図である。図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタを示す構成図である。図３はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタの画像形成部を示す構成図である。図４はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタの現像装置を示す平面構成図である。図５は現像装置の要部を示す断面構成図である。図６は現像装置の要部を示す構成図である。図７は現像装置の要部を示す構成図である。図８はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタの制御回路を示すブロック図である。図９はトナー濃度検出センサーの出力を示す波形図である。図１０はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタの設置状態を示す構成図である。図１１は現像装置が傾斜した状態を示す断面構成図である。図１２はトナー濃度検出センサーの検出値とプリンタの傾斜角度との関係を示すグラフである。図１３はトナー濃度検出センサーの出力を示す波形図である。

符号の説明

４１，４２，４３，４４：現像装置、５０，５１：現像剤搬送兼攪拌用オーガ、５７：トナー濃度センサー、２００：ＣＰＵ、２０２：第１の記憶手段としてのＲＡＭ、２０２ａ：第１の記憶領域、２０２ｂ：第２の記憶領域。

Claims

２成分現像方式により現像する現像装置を備えた画像形成装置において、
前記現像装置内に収容されたトナー及びキャリアからなる二成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
出荷前に、前記画像形成装置を水平に形成された基準面である第１の位置に設置した状態で、予め定められた濃度の現像剤が収容された前記現像装置内のトナー濃度を前記トナー濃度検出手段によって検出し、当該トナー濃度検出手段によって検出した第１のトナー濃度を記憶する第１の記憶手段と、
前記画像形成装置を設置又は移動させて第２の位置に設置した状態で、前記現像装置内のトナー濃度を前記トナー濃度検出手段によって検出した第２のトナー濃度を記憶する第２の記憶手段と、
前記第１の記憶手段に記憶された第１のトナー濃度と前記第２の記憶手段に記憶された第２のトナー濃度とを比較するとともに、前記トナー濃度検出手段の検出値と前記画像形成装置の設置角度との関係を参照して、前記画像形成装置の傾斜レベルを判定する傾斜レベル判定手段と、
前記傾斜レベル判定手段の判定結果に基づいて、前記現像装置内のトナー濃度が適正な値である場合には、前記トナー濃度検出手段の検出結果が適正なトナー濃度となるように補正する補正手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
前記第２の位置は、前記画像形成装置を使用するためにユーザーが設置した位置であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記第２の位置は、前記画像形成装置をユーザーが移動させる際における移動後の位置であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記補正手段は、前記トナー濃度検出手段によって検出された現像装置内のトナー濃度の上限値又は下限値の少なくとも一方の値を補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。