JP5049710B2 - 画像形成装置及びこれに用いる現像装置 - Google Patents
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Description
また、請求項2の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記潜像担持体の表面移動方向に対して直交する方向における該潜像担持体上の互いに異なる位置に付着したトナーのトナー付着量、又は、該互いに異なる位置に付着したトナーが該潜像担持体から他の像担持体に転移され若しくは最終的に上記記録材上に転移された後のトナー付着量を検知する検知手段を有しており、上記所定の攪拌増加条件として、該検知手段が検知した該互いに異なる位置のトナー付着量の差が規定値を越えるという条件を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2の画像形成装置において、上記検知手段は、光学センサであることを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、上記第1攪拌搬送部材及び上記第2攪拌搬送部材は、現像剤搬送方向に沿って延びる回転軸と該回転軸に固定された羽根部とを備え、該回転軸が回転することにより該羽根部によって該回転軸の軸方向に沿って現像剤を搬送するスクリュー部材であり、上記制御手段は、該第1攪拌搬送部材及び該第2攪拌搬送部材の少なくとも一方の回転速度を変更することで、上記駆動制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置において、上記制御手段は、上記第1攪拌搬送部材の駆動を変更せずに上記第2攪拌搬送部材の駆動を変更して、上記駆動制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、トナーとキャリアとから構成される二成分現像剤を内部に収容する現像剤収容部と、該現像剤収容部の内部に収容されている二成分現像剤を表面に担持して潜像担持体と対向する現像領域を通過させ、現像領域を通過した二成分現像剤を再び該現像剤収容部の内部に戻す現像剤担持体とを有し、該現像剤収容部の内部に、少なくとも、該現像剤担持体の表面に供給される二成分現像剤が通過する第1搬送路と、該第1搬送路と直接連通するか又は他の搬送路を介して連通していて二成分現像剤が通過する第2搬送路とを含む循環搬送路が形成されている現像装置において、二成分現像剤を攪拌しながら上記循環搬送路内を循環搬送させる現像剤攪拌搬送手段を有しており、該現像剤攪拌搬送手段は、該第1搬送路内の二成分現像剤を攪拌しながら搬送する第1攪拌搬送部材と、該第2搬送路内の二成分現像剤を攪拌しながら搬送する第2攪拌搬送部材と、該第1攪拌搬送部材及び該第2攪拌搬送部材を独立して駆動し得る駆動機構とで構成されており、該駆動機構は、所定の攪拌増加命令を受けたときに、該第2攪拌搬送部材による単位時間当たりの二成分現像剤の搬送量を、該第1攪拌搬送部材による単位時間当たりの二成分現像剤の搬送量と比較して相対的に多くなるように駆動することを特徴とするものである。
まず、本実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。
図1は、本実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。
本プリンタは、トナー像形成手段としてのプロセスユニットとして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック(以下、Y、C、M、Kと記す。)用の4つのプロセスユニット1Y,1C,1M,1Kを備えている。これらは、画像を構成する画像形成物質として、互いに異なる色のY、C、M、Kトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。
本実施形態のプリンタには、コンピュータ構成の本体制御部200が備えられており、この本体制御部200が各部を制御する。本体制御部200は、各種演算や各部の駆動制御を実行するCPU(Central Processing Unit)201にバスライン202を介して、コンピュータプログラム等の固定的データを予め記憶するROM(Read Only Memory)203と各種データを書き換え自在に記憶するワークエリア等として機能するRAM(Randam Access Memory)204とが接続されて構成されている。ROM203には、テストパターンを発生させるために必要なテストパターンの形成位置や濃度情報、テストパターンの階調を形成するためのバイアス条件、テストパターンの付着量を推定するためのトナー付着量センサ(TM/Pセンサ)出力の付着量変換LUT(Look Up Table)が格納されている。本体制御部200には、プリントコントローラ210が接続されており、プリントコントローラ210では、パーソナルコンピュータ(PC)、ファクシミリ(FAX)、スキャナ等からの画像情報を本体制御部200に一元化した画像データとして送信する。また、各種センサ情報をデジタルデータに変換するA/D変換回路205、モータやクラッチ等の駆動系212を駆動する駆動装置211、画像形成に必要な電圧を発生する高圧発生装置213等も接続されている。
本実施形態では、中間転写ベルト41上に形成したトナーパターン(以下「テストパターン」という。)の付着量を検知する検知手段として、一般に安価な光学センサからなるトナー付着量センサ(TM/Pセンサ)220を用いるが、他の手段であってもよい。本実施形態では、2つのトナー付着量センサ220が、中間転写ベルト41の表面移動方向Aに対して直交する方向における中間転写ベルト上の互いに異なる位置にそれぞれ対向するように配置されている。本実施形態のトナー付着量センサ220は、中間転写ベルト41の表面に向けて光L0を照射する発光部である1つの赤外光LED221と、中間転写ベルト41の表面で鏡面反射した光(正反射光)L1を受光できる位置に配置された受光部である正反射受光素子222と、正反射光を受光しない位置に配置され、中間転写ベルト41の表面で拡散反射した光(拡散反射光)L2を受光する受光部である拡散反射受光素子223とから構成されている。また、本実施形態では、光路の途中に集光レンズ221a,222a,223aを設けている。発光部としては、レーザー発光素子などの他の発光素子を用いてもよい。また、受光部としては、本実施形態ではフォトトランジスタを用いているが、フォトダイオードを増幅したものなどの他の受光素子を用いてもよい。また、本実施形態では、受光部として、拡散反射受光素子と正反射受光素子とを設けているが、いずれか一方を用いてもよい。
図6(a)に示す配置例では、二次転写バックアップローラ46等の張架ローラに巻き付いたベルト部分に対して検知を行うことができるように、トナー付着量センサ220が配置されている。この配置例においては、中間転写ベルト41のバタツキの影響を受けにくいが、反射面となる中間転写ベルト表面が湾曲しているため、受光感度が低下しやすい。
一方、図6(b)に示す配置例では、二次転写バックアップローラ46等の張架ローラの近傍であってローラに巻き付いていない平らなベルト部分に対して検知を行うことができるように、トナー付着量センサ220が配置されている。この配置例においては、中間転写ベルト41のバタツキの影響を受けやすいが、反射面となる中間転写ベルト表面が平面であるため、受光感度の低下が起きにくい。これらの有利不利を考慮して、トナー付着量センサ220の配置は適宜決定される。
図7は、現像ユニットの第2搬送スクリューの駆動制御の流れを示すフローチャートである。
プリントジョブ終了後や紙間(連続プリント中の画像と画像との間)などの所定のタイミングで、本体制御部200のCPU201は、ROM203から読み出した制御プログラムを実行し、まず、テストパターン発生装置230にテストパターンの生成開始を命令する。これを受けたテストパターン発生装置230は、画像形成ユニットにテストパターンの生成用の信号を出力する。これにより、光書込ユニット20からテストパターン用のレーザ光が照射されて、感光体表面移動方向に対して直交する方向における各感光体3Y,3C,3M,3K上の互いに異なる位置にテストパターン用の静電潜像が形成される。これが各現像ユニット7Y,7C,7M,7Kによって現像されることで、感光体上に3Y,3C,3M,3K上にテストパターンが形成される。そして、これらのテストパターンが中間転写ベルト41に転写されることで、色ごとに、中間転写ベルト表面移動方向に対して直交する方向における中間転写ベルト41上の互いに異なる位置にテストパターンが形成される(S1)。その後、テストパターンは、中間転写ベルト41の表面移動に伴い、2つのトナー付着量センサ220との対向領域にそれぞれ搬送され、各トナー付着量センサ220によって、各色のテストパターンのトナー付着量が検知される(S2)。
図8(b)は、第2搬送スクリュー8が高速回転速度で駆動しているときの第1剤収容部14及び第2剤収容部9それぞれの現像剤量を図示した説明図である。
第2搬送スクリュー8が通常回転速度で駆動しているときは、第1搬送スクリュー11及び第2搬送スクリュー8は同じ回転速度であり、第1搬送スクリュー11及び第2搬送スクリュー8の構成が同じであるため、その搬送能力は両者とも同じである。すなわち、第1搬送スクリュー11による単位時間当たりの二成分現像剤の搬送量と、第2搬送スクリュー8による単位時間当たりの二成分現像剤の搬送量とは、ほぼ同じ量である。よって、図8(a)に示すように、現像ユニット内において、第1剤収容部14及び第2剤収容部9にそれぞれ存在する現像剤の量はほぼ同量である。
以上のように、十分な攪拌効果が得られることで、トナー濃度偏差が迅速に解消される。
特に、本実施形態では、感光体3Y,3C,3M,3Kの表面移動方向に対して直交する方向における感光体上の互いに異なる位置に付着したトナーが感光体から他の像担持体である中間転写ベルト41に転移された後のトナー付着量を検知する検知手段としてのトナー付着量センサ220を有し、このトナー付着量センサ220が検知した当該互いに異なる位置のトナー付着量の差(偏差)が偏差上限値(規定値)を越えるという条件を所定の攪拌増加条件として用いている。トナー付着量センサ220の検知結果は、画像上に現れる濃度との高い相関関係があるため、画像上に濃度偏差が現れることを高精度に検知することができ、適切なタイミングでの駆動制御が可能となる。その結果、不必要なストレスを現像剤に与えることが少なくなり、その駆動制御による現像剤の寿命低下を抑制できる。
また、本実施形態では、検知手段として光学センサを用いるので、低コスト化を図ることができる。
また、本実施形態において、第1搬送スクリュー11及び第2搬送スクリュー8は、現像剤搬送方向に沿って延びる回転軸と、その回転軸に固定された羽根部とを備え、その回転軸が回転することにより羽根部によって回転軸の軸方向に沿って現像剤を搬送するスクリュー部材であり、本体制御部200は、第2搬送スクリュー8の回転速度を変更することで上述した駆動制御を行う。このように回転速度の変更という簡単な制御を採用することで、低コスト化を図ることができる。
特に、本実施形態では、第1搬送スクリュー11の駆動を変更せずに第2搬送スクリュー8の駆動を変更して、上述した駆動制御を行うため、現像スリーブ15の表面に供給される現像剤を攪拌搬送する第1搬送スクリュー11の機能を損なうことがないので、本駆動制御による現像への影響を少なく抑えることができる。
また、本実施形態では、所定の攪拌増加条件が1つである場合について説明したが、規定値を2つ以上設けて所定の攪拌増加条件を2つ以上とし、第2搬送スクリュー8の回転速度を段階的に変更するようにしてもよい。
また、本実施形態では、第2剤収容部9内に空きスペースを確保して第2剤収容部9内の攪拌効果を高める場合について説明したが、第1剤収容部14内に空きスペースを確保して第1剤収容部14内の攪拌効果を高めるようにしてもよい。ただし、この場合には、現像スリーブ15に汲み上げる現像剤の量を確保できなくなるおそれがあるため、現像動作を行っていない時期に処理することが望ましい。逆に、第2剤収容部9内に空きスペースを確保して第2剤収容部9内の攪拌効果を高める場合には、現像動作を行っている時期でも処理することが可能である点で有利である。
また、本実施形態では、第1搬送スクリュー11の回転速度を一定に維持したまま第2搬送スクリュー8の回転速度を変更する場合について説明したが、第2搬送スクリュー8の回転速度を一定に維持したまま第1搬送スクリュー11の回転速度を変更したり、第1搬送スクリュー11及び第2搬送スクリュー8の回転速度を変更したりしてもよい。すなわち、本実施形態のように第2剤収容部9内に空きスペースを確保する場合には、第2搬送スクリュー8の回転速度を一定に維持したまま第1搬送スクリュー11の回転速度を低下させたり、第1搬送スクリュー11の回転速度を低下させかつ第2搬送スクリュー8の回転速度を上昇させたりしてもよい。
3Y,3C,3M,3K 感光体
7Y,7C,7M,7K 現像ユニット
8 第2搬送スクリュー
9 第2剤収容部
11 第1搬送スクリュー
12 現像ロール
14 第1剤収容部
15 現像スリーブ
17 仕切壁
20 光書込ユニット
41 中間転写ベルト
200 本体制御部
201 CPU
203 ROM
204 RAM
210 プリントコントローラ
211 駆動装置
220 トナー付着量センサ
230 テストパターン発生装置
Claims (6)
- 表面に潜像を担持して表面移動する潜像担持体と、
該潜像担持体と対向する現像領域で該潜像担持体上の潜像に対してトナーとキャリアとから構成される二成分現像剤中のトナーを供給して該潜像を現像する現像手段とを備え、
該現像手段は、二成分現像剤を内部に収容する現像剤収容部と、該現像剤収容部の内部に収容されている二成分現像剤を表面に担持して該現像領域を通過させ、現像領域を通過した二成分現像剤を再び該現像剤収容部の内部に戻す現像剤担持体とを有し、該現像剤収容部の内部に、少なくとも、該現像剤担持体の表面に供給される二成分現像剤が通過する第1搬送路と、該第1搬送路と直接連通するか又は他の搬送路を介して連通していて二成分現像剤が通過する第2搬送路とを含む循環搬送路が形成されたものであり、
該現像手段により現像されて得られるトナー像を最終的に記録材上に転移させて該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
上記現像手段は、二成分現像剤を攪拌しながら上記循環搬送路内を循環搬送させる現像剤攪拌搬送手段を有しており、
該現像剤攪拌搬送手段は、該第1搬送路内の二成分現像剤を攪拌しながら搬送する第1攪拌搬送部材と、該第2搬送路内の二成分現像剤を攪拌しながら搬送する第2攪拌搬送部材と、該第1攪拌搬送部材及び該第2攪拌搬送部材を独立して駆動し得る駆動機構とで構成されており、
所定の攪拌増加条件が満たされたとき、該第2攪拌搬送部材による単位時間当たりの二成分現像剤の搬送量を、該第1攪拌搬送部材による単位時間当たりの二成分現像剤の搬送量と比較して相対的に多くなるように、該駆動機構の駆動制御を行う制御手段を設けた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、
上記潜像担持体の表面移動方向に対して直交する方向における該潜像担持体上の互いに異なる位置に付着したトナーのトナー付着量、又は、該互いに異なる位置に付着したトナーが該潜像担持体から他の像担持体に転移され若しくは最終的に上記記録材上に転移された後のトナー付着量を検知する検知手段を有しており、
上記所定の攪拌増加条件として、該検知手段が検知した該互いに異なる位置のトナー付着量の差が規定値を越えるという条件を用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2の画像形成装置において、
上記検知手段は、光学センサであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
上記第1攪拌搬送部材及び上記第2攪拌搬送部材は、現像剤搬送方向に沿って延びる回転軸と該回転軸に固定された羽根部とを備え、該回転軸が回転することにより該羽根部によって該回転軸の軸方向に沿って現像剤を搬送するスクリュー部材であり、
上記制御手段は、該第1攪拌搬送部材及び該第2攪拌搬送部材の少なくとも一方の回転速度を変更することで、上記駆動制御を行うことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
上記制御手段は、上記第1攪拌搬送部材の駆動を変更せずに上記第2攪拌搬送部材の駆動を変更して、上記駆動制御を行うことを特徴とする画像形成装置。 - トナーとキャリアとから構成される二成分現像剤を内部に収容する現像剤収容部と、
該現像剤収容部の内部に収容されている二成分現像剤を表面に担持して潜像担持体と対向する現像領域を通過させ、現像領域を通過した二成分現像剤を再び該現像剤収容部の内部に戻す現像剤担持体とを有し、
該現像剤収容部の内部に、少なくとも、該現像剤担持体の表面に供給される二成分現像剤が通過する第1搬送路と、該第1搬送路と直接連通するか又は他の搬送路を介して連通していて二成分現像剤が通過する第2搬送路とを含む循環搬送路が形成されている現像装置において、
二成分現像剤を攪拌しながら上記循環搬送路内を循環搬送させる現像剤攪拌搬送手段を有しており、
該現像剤攪拌搬送手段は、該第1搬送路内の二成分現像剤を攪拌しながら搬送する第1攪拌搬送部材と、該第2搬送路内の二成分現像剤を攪拌しながら搬送する第2攪拌搬送部材と、該第1攪拌搬送部材及び該第2攪拌搬送部材を独立して駆動し得る駆動機構とで構成されており、
該駆動機構は、所定の攪拌増加命令を受けたときに、該第2攪拌搬送部材による単位時間当たりの二成分現像剤の搬送量を、該第1攪拌搬送部材による単位時間当たりの二成分現像剤の搬送量と比較して相対的に多くなるように駆動することを特徴とする現像装置。
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