JPH056468U

JPH056468U - 画像形成装置における現像剤層厚検出装置

Info

Publication number: JPH056468U
Application number: JP6268991U
Authority: JP
Inventors: 和男冨士
Original assignee: 三田工業株式会社
Priority date: 1991-07-11
Filing date: 1991-07-11
Publication date: 1993-01-29

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】現像剤層厚を正確に検出することができる画
像形成装置における現像剤層厚検出装置を提供する。【構成】長さ方向の少なくとも一部が透明部材で形成
されている現像スリーブ２２と、現像スリーブ２２の透
明部４２の内側および外側のうちの一方に配されかつ現
像スリーブ２２の透明部に向かって光を出射する投光手
段５１と、現像スリーブ２２の透明部４２を透過した光
を受光する受光手段５２と、投光手段５１および受光手
段５２とを現像スリーブ２２の中心軸線上の点を中心と
して揺動可能に支持する支持機構８０と、清掃部材５
３、５４とが上部ユニットに設けられており、上部ユニ
ットが開かれることによって投光手段５１および受光手
段５２を検出位置から清掃位置まで揺動させ、上部ユニ
ットが閉じられることによって投光手段５１および受光
手段５２を清掃位置から検出位置まで揺動させる手段を
備えている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、プリンタ、複写機等の画像形成装置における現像スリーブ上の現像剤層厚を検出する画像形成装置における現像剤層厚検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

プリンタ、複写機等においては、現像スリーブによって現像剤が感光体ドラムに供給される。現像スリーブ上の現像剤層の厚さは画像濃度に影響するので、好適な画像濃度を得るためには現像剤層厚を適切な厚さに保つ必要がある。

【０００３】そこで、現像スリーブ上の現像剤層厚を検出し、この検出値に基づいて現像剤層厚規制用ブレードの現像スリーブに対する押しつけ圧を調整する現像剤層厚制御装置が開発されている。

【０００４】従来、現像剤層厚の検出は、投光素子によって現像スリーブの表面に光を斜め方向から照射し、現像スリーブの表面によって反射された光を受光素子で受光することにより行われている（特開平２−１６５８３号公報参照）。すなわち、現像スリーブ上の現像剤層が厚くなるほど、現像スリーブの表面によって反射される光量が少なくなり、受光素子の受光量も少なくなることに基づいて現像スリーブ上の現像剤層厚を検出している。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来の現像剤層厚の検出方法では、次のような問題がある。すなわち、投光素子から現像スリーブの表面に斜め方向から照射された光は、現像スリーブ上の現像剤の粒子表面でも反射され、その反射光の一部が受光素子に入射する。したがって、受光素子には、現像スリーブの表面からの反射光に加えて現像剤の粒子表面からの反射光が入射する。このため、現像スリーブ上の現像剤層の厚さと受光素子の受光量との関係が一様に定まらず、現像剤層厚を正確に検出することができない。

【０００６】この考案は、現像剤層厚を正確に検出することができる画像形成装置における現像剤層厚検出装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

この考案による画像形成装置における現像剤層厚検出装置は、画像形成装置が下部ユニットと下部ユニットに開閉自在に取り付けられた上部ユニットとからなり、長さ方向の少なくとも一部が透明部材で形成されている現像スリーブと、現像スリーブの透明部の内側および外側のうちの一方に配されかつ現像スリーブの透明部に向かって光を出射する投光手段と、現像スリーブの透明部の内側および外側のうちの投光手段が配されている側と反対側に投光手段に対向して配されかつ投光手段から出射されて現像スリーブの透明部を透過した光を受光する受光手段と、投光手段および受光手段とを現像スリーブの中心軸線上の点を中心として所定の検出位置と所定の清掃位置との間を揺動可能に支持する支持機構と、投光手段および受光手段が清掃位置に位置したときに投光手段および受光手段の前面に接触する清掃部材とが上部ユニットに設けられており、上部ユニットが開かれることによって投光手段および受光手段を検出位置から清掃位置まで揺動させ、上部ユニットが閉じられることによって投光手段および受光手段を清掃位置から検出位置まで揺動させる手段を備えていることを特徴とする。

【０００８】清掃部材として現像スリーブの透明部の内側に配された第１清掃部材と現像スリーブの透明部の外側に配された第２清掃部材とを用い、第１清掃部材をその一部が現像スリーブの透明部の内周面に接触するように配し、第２清掃部材を現像スリーブの透明部の外周面から所定距離離して配することが好ましい。

【０００９】

【作用】

投光手段および受光手段は、上部ユニットが閉じられているときには、検出位置に保持されている。投光手段が駆動されると、投光手段から現像スリーブの透明部に向かって光が出射される。この光は、現像スリーブの透明部および透明部外面上の現像剤の粒子の隙間を通って受光手段に受光される。そして、受光手段の検出出力に基づいて、現像剤層厚が検出される。

【００１０】ジャム処理等において上部ユニットが開かれると、投光手段および受光手段が検出位置から清掃位置まで揺動し、清掃部材によって投光手段の前面および受光手段の前面が拭かれる。上部ユニットが閉じられると、投光手段および受光手段は清掃位置から検出位置に戻る。

【００１１】

【実施例】

以下、図面を参照して、この考案の実施例について説明する。

【００１２】図１は、複写機を示している。

【００１３】複写機１は、下部ユニット２と下部ユニット２に支軸４を中心として開閉自在に取り付けられた上部ユニット３とからなる。上部ユニット３には、感光体ドラム６、現像ユニット７等が設けられている。

【００１４】図２は、複写機の現像ユニット７を示している。

【００１５】現像ユニット７は、感光体ドラム６に現像剤を供給するための現像装置２０と、現像装置２０に現像剤を供給するためのホツパ３０とから構成されている。ホッパ３０の下部には、ホッパ３０内の現像剤を現像装置２０内に補給するための現像剤補給ローラ３１が設けられている。

【００１６】現像装置２０は、感光体ドラム６に臨む開口部を有するハウジング２１を備えている。感光体ドラム６は、図示しない駆動源によって矢印Ａの方向に回転駆動される。ハウジング２１内には、非磁性１成分系現像剤が収容されている。

【００１７】ハウジング２１の開口部には、現像剤を感光体ドラム６に移送するための現像スリーブ２２が回転自在に配されている。現像スリーブ２２は、図示しない駆動源によって矢印Ｂの方向に回転駆動される。

【００１８】ハウジング２１内には、現像剤を現像スリーブ２２に押圧して、現像剤を現像スリーブ２２に供給するとともに現像剤を所定の極性、この例では負極性に帯電させるための搬送ローラ２３が回転自在に配されている。搬送ローラ２３の回転軸はベルト２４を介して駆動モータ７１の出力軸に連結されており、搬送ローラ２３は駆動モータ７１によって矢印Ｃの方向に回転駆動される。

【００１９】ハウジング２１の開口部付近には、現像スリーブ２２の表面に均一な現像剤層を形成するための現像剤層厚規制用ブレード２５が設けられている。このブレード２５は、ハウジング２１に回転自在に支持された回転軸２６に固定されたブレード保持部材２７に取り付けられている。この回転軸２６はベルト２８を介してパルスモータ７２の出力軸に連結されている。

【００２０】パルスモータ７２を回転させてパルスモータ７２の回転角度を変化させると、ブレード２５が回転軸２６を中心として揺動し、ブレード２５の現像スリーブ２２に対する押しつけ圧が変化する。

【００２１】現像スリーブ２２には、電源７３によって現像剤と同じ極性である負のバイアスが印可されている。搬送ローラ２３にも、電源７４によって現像剤と同じ極性である負のバイアスが印可されている。搬送ローラ２３への印加電圧の絶対値は、現像スリーブ２２への印加電圧の絶対値より大きく、負極性に帯電された現像剤は両電位差によって形成される電界により現像スリーブ２２に吸引される。

【００２２】図３および図４は、現像スリーブ２２の一端部付近を示している。

【００２３】現像スリーブ２２は、両端が閉鎖された筒状のアルミニウム製の現像スリーブ本体４１と、現像スリーブ本体４１の一端に取り付けられた筒状の透明スリーブ部４２とからなる。現像スリーブ本体４１の両端面には、外方にのびた回転軸４３が設けられている。

【００２４】透明スリーブ部４２は、透明円筒基材４４と、透明円筒基材４４の外周面に形成された透明導電層４５と、透明導電層４５の外周面に形成された低電気抵抗透明保護層４６とからなる。透明円筒基材４４の材料としては、アクリル樹脂等の合成樹脂が用いられる。透明導電層４５としては、たとえば、ＴｉＯ蒸着膜が用いられる。低電気抵抗透明保護層４６の材料としては、帯電防止塗料シンクトロンＣ−４４０２またはＣ−４４２２（商品名）等が用いられる。

【００２５】透明導電層４５と現像スリーブ本体４１とは電気的に接続されている。低電気抵抗透明保護層４６の外表面は、現像スリーブ本体４１の外表面の粗さと同じ粗さとなるように表面処理が施されている。したがって、透明スリーブ部４２の外面に形成される現像剤層の厚さは、現像スリーブ本体４１の外面に形成される現像剤層の厚さと等しい。

【００２６】透明スリーブ部４２のある側の回転軸４３には、ベルクランク８０が回転自在に支持されている。ベルクランク８０の一方の揺動腕８１には、透明スリーブ部４２の端から嵌められかつ透明スリーブ部４２の外側と内側に対向して配された２本の腕５０ａおよび５０ｂを有するコ形の光学系保持体５０が、透明スリーブ部４２に干渉しないように取り付けられている。

【００２７】光学系保持体５０の外側の腕５０ａには、透明スリーブ部４２の中心軸線に向かってかつ透明スリーブ部４２の表面に対して垂直な方向に光を出射するための投光手段５１が配されている。光学系保持体５０の内側の腕５０ｂには、投光手段５１に対向する位置に、投光手段５１から出射されて透明スリーブ部４２を透過した光を受光するための受光手段５２が配されている。投光手段５１は、発光ダイオード等の投光素子と投光用レンズとからなる。受光手段５２は、フォトダイオード等の受光素子と受光用レンズとからなる。

【００２８】ベルクランク８０の他方の揺動腕８２の先端には重り８３が固定されており、この重り８３によってベルクランク８１は常に時計方向（図３に矢印Ｅで示す方向）に附勢されている。

【００２９】複写機１の下部ユニット２には、重り８３の下方移動を規制するストツパ８４が設けられ、重り８３はこのストツパ８４により受けられている。上部ユニット３が閉じられているときには、ベルクランク８０は図３に示す位置に位置している。この状態においては、光学系保持体５０はブレード２５が位置する現像スリーブ２２の回転角度位置より現像スリーブ２２の回転方向下流側であって、感光体ドラム６と現像スリーブ２２とが接近した現像スリーブ２２の回転角度位置より現像スリーブ２２の回転方向上流側の所定の検出位置に保持されている。

【００３０】複写機本体には、検出位置とブレード２５のある位置との間の所定の清掃位置において透明スリーブ部４２の端から嵌められかつ透明スリーブ部４２の外側と内側に対向して配された２本の腕１００ａおよび１００ｂを有するコ形の清掃部材支持部材１００が、透明スリーブ部４２に干渉しないように取付部材１０１を介して取り付けられてる。

【００３１】清掃部材支持部材１００の外側の腕１００ａには投光手段清掃部材５３が取り付けられている。清掃部材支持部材１００の内側の腕１００ｂには受光手段清掃部材５４が取り付けられている。

【００３２】投光手段清掃部材５３は、透明スリーブ部４２の外周面から所定の間隔をおいて配されている。受光手段清掃部材５４の外向面は透明スリーブ部４２の内周面に接触するように配されている。各清掃手段５３、５４としては、スポンジ、ブラシ等が用いられる。

【００３３】ジャム処理や現像ユニット交換処理等を行う場合において、上部ユニット３が作業者等によって開かれると、それに伴って現像スリーブ２２も支軸４を中心として時計方向（図３に矢印Ｆで示す方向）に移動する。ベルクランク８０は重り８３によって常に時計方向に附勢されているので、現像スリーブ２２の移動に伴って、ベルクランク８０が時計方向に回転し、光学系保持体５０がブレード２５よりの所定の清掃位置に到る。

【００３４】光学系保持体５０が清掃位置に位置したときには、投光手段５１および受光手段５２は図５に鎖線で示す位置に到り、投光手段清掃部材５３の外向面が投光手段５１の前面である投光用レンズ前面に接触し、受光手段清掃部材５４の内向面が受光手段５２の前面である受光用レンズ前面に接触する。したがって、光学系保持体５０が検出位置から清掃位置に到る際に清掃部材５３、５４によって投光手段５１の前面および受光手段５２の前面が拭かれる。

【００３５】上部ユニット３が閉じられると、それに伴って現像スリーブ２２も支軸４を中心として反時計方向に移動する。重り８３は下部ユニット２に支持されたストッパ８４によって受けられているので、現像スリーブ２２の移動に伴ってベルクランク８０が反時計方向に回転し、光学系保持体５０は検出位置に戻る。

【００３６】図６は、複写機の電気的構成を示している。

【００３７】複写機は、ＣＰＵ６１によって制御される。ＣＰＵ６１は、そのプログラム等を記憶するＲＯＭ６２および必要なデータを記憶するＲＡＭ６３を備えている。ＣＰＵ６１には、投光手段５１の駆動回路６４、受光手段５２の増幅回路６５、搬送ローラ２３の駆動モータ２５の駆動回路６６、パルスモータ７２の駆動回路６７等が入出力インタフェイス６８、６９を介して接続されている。

【００３８】ＲＯＭ６２には、あらかじめ実験により求められた現像剤層厚の適正範囲に対応する受光手段５２の検出出力に関するデータが記憶されている。

【００３９】図７は、ＣＰＵ６１による現像剤層厚制御処理手順を示している。

【００４０】プリントキーがオンされると、現像装置２０が予備運転される（ステップＳ１）。すなわち、現像スリーブ２２および搬送ローラ２３が回転駆動され、ハウジング２１内の現像剤が現像スリーブ２２に付着し、ブレード２５によって現像スリーブ２２の表面に均一な現像剤層が形成される。現像スリーブ２２が回転すると、受光手段清掃部材５４によって透明スリーブ部４２の内周面が拭かれる。

【００４１】この際、パルスモータ７２の回転角度位置は、前回決定された位置に調整される。つまり、ブレード２５の現像スリーブ２２に対する押しつけ圧は、前回決定された押しつけ圧に調整される。

【００４２】現像装置２０が予備運転されている過程において、現像剤層厚が検出される（ステップＳ２）。すなわち、投光手段５１が駆動され、投光手段５１から光が出射される。投光手段５１から出射した光のうち透明スリーブ部４２の外面上の現像剤の粒子の隙間を通過した光は、透明スリーブ部４２を透過して受光手段５２に受光される。

【００４３】透明スリーブ部４２の外面上の現像剤層が厚くなるほど、投光手段５１から出射された光のうち透明スリーブ部４２の外面上の現像剤の粒子の隙間を通過する光の量は少なくなるので、透明スリーブ部４２の外面上の現像剤層が厚くなるほど受光手段５２の検出出力は小さくなる。受光手段５２の検出出力は増幅回路６５によって増幅され、増幅回路６５の出力が読み込まれる。

【００４４】そして、読み込まれた増幅回路６５の出力値Ｓが基準範囲（Ｓ_min〜Ｓ_max）内にあるか、基準範囲（Ｓ_min〜Ｓ_max）より大きいか小さいかが判別される（ステップＳ３）。

【００４５】読み込まれた出力値Ｓが基準範囲（Ｓ_min〜Ｓ_max）より大きいときには（Ｓ＞Ｓ_max）、すなわち現像剤層厚が適正範囲より薄い場合には、パルスモータ７２が反時計方向（図２に矢印Ｄで示す方向）に所定回転角度回転駆動され、ブレード保持体２７が回転軸２６の中心を中心として、反時計方向に所定回転角度揺動する。これにより、ブレード２５の現像スリーブ２２に対する押しつけ圧が弱められる（ステップＳ４）。つまり、現像剤層厚が厚くなるようにブレード２５の押しつけ圧が調整される。

【００４６】読み込まれた出力値Ｓが基準範囲（Ｓ_min〜Ｓ_max）より小さいときには（Ｓ＜Ｓ_min）、すなわち現像剤層厚が適正範囲より厚い場合には、パルスモータ７２が時計方向に所定回転角度回転駆動され、ブレード保持体２７が回転軸２６の中心を中心として、時計方向に所定回転角度揺動する。これにより、ブレード２５の現像スリーブ２２に対する押しつけ圧が強められる（ステップＳ５）。つまり、現像剤層厚が薄くなるようにブレード２５の押しつけ圧が調整される。

【００４７】読み込まれた出力値Ｓが基準範囲（Ｓ_min〜Ｓ_max）内にあるときには（Ｓ_mi _n ≦Ｓ≦Ｓ_max）、すなわち現像剤層厚が適正範囲内にある場合には、パルスモータ７２の回転角度位置はそのまま維持される。

【００４８】受光手段５２の検出出力に応じて、ブレード２５の現像スリーブ２２に対する押しつけ圧が制御されると、設定枚数分の複写処理が実行される（ステップＳ６）。

【００４９】上記実施例では、受光手段５２の検出出力に基づいてブレード２５の現像スリーブ２２に対する押しつけ圧が制御されているが、受光手段５２の検出出力に基づいて搬送ローラ２３の回転速度を制御するようにしてもよい。

【００５０】つまり、読み込まれた増幅回路６５の出力値Ｓが基準範囲（Ｓ_min〜Ｓ_max）より大きいときには、搬送ローラ２３の回転速度が速くなるように駆動モータ７１が制御され、読み込まれた増幅回路６５の出力値Ｓが基準範囲（Ｓ_min〜Ｓ_ma _x ）より小さいときには、搬送ローラ２３の回転速度が遅くなるように駆動モータ７１が制御される。

【００５１】また、受光手段５２の検出出力に基づいて、搬送ローラ２３への印加電圧を制御するようにしてもよい。つまり、読み込まれた増幅回路６５の出力値Ｓが基準範囲（Ｓ_min〜Ｓ_max）より大きいときには、搬送ローラ２３に印可される負極性の印加電圧の絶対値が大きくなるように、すなわち、搬送ローラ２３への印加電圧と現像スリーブ２２への印加電圧との電位差が大きくなるように搬送ローラ２３への印加電圧が制御される。読み込まれた増幅回路６５の出力値Ｓが基準範囲（Ｓ_min〜Ｓ_max）より小さいときには、搬送ローラ２３に印可される負極性の印加電圧の絶対値が小さくなるように、すなわち、搬送ローラ２３への印加電圧と現像スリーブ２２への印加電圧との電位差が小さくなるように搬送ローラ２３への印加電圧が制御される。

【００５２】上記実施例では、投光手段５１から出射された光のうち透明スリーブ部４２の外面上の現像剤の粒子の隙間を通過した光を受光手段５２によって受光し、受光手段５２の検出出力に基づいて現像剤層厚を検出している。したがって、従来のように現像剤の粒子の表面によって反射された光の影響を受けにくいので、正確な現像剤層厚を検出でき、現像剤層厚を適正値に正確に制御できる。

【００５３】また、ジャム処理や現像ユニット交換処理等において上部ユニット３が開かれる毎に、投光手段５１および受光手段５２の前面が清掃部材５３および５４により清掃されるので、投光手段５１および受光手段５１前面の汚れに起因する検出誤差の発生を防止できる。さらに、現像スリーブ２２が回転しているときには、受光手段清掃部材５４によって透明スリーブ部４２の内周面が拭かれるので、透明スリーブ部４２の内周面の汚れに起因する検出誤差の発生をも防止できる。

【００５４】上記実施例では、現像スリーブ２２の一端部のみが透明に形成されているが、現像スリーブ２２として全体が透明なものを用いてもよい。また、投光手段５１を現像スリーブ２２の内側に配置し、受光手段５２を現像スリーブ２２の外側に配置するようにしてもよい。

【００５５】上記実例では、上部ユニット３が開かれたときに光学系保持体５０を検出位置から清掃位置に移動させるために、ベルクランク８０の一方の揺動腕８２の先端に重り８３を固定し、下部ユニット２にこの重り８３を受けるストッパ８４が設けられているが、重り８３の代わりにベルクランク８０を常に時計方向に附勢するばね等の附勢手段を用いてもよい。

【００５６】また、ベルクランク８０を常に反時計方向に附勢する附勢手段を設けるとともに下部ユニット２にベルクランク８０の一方の揺動腕８２の先端の上方移動を規制するストツパを設けることにより、上部ユニット３が開かれたときに光学系保持体５０を検出位置から清掃位置に移動させるようにしてもよい。

【００５７】

【考案の効果】

この考案によれば、現像剤層厚を適正値に正確に制御することができる。また、投光手段および受光手段前面の汚れに起因する検出誤差の発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例を示す複写機の概略構成図で
ある。

【図２】現像ユニットを示す構成図である。

【図３】現像スリーブの一端部付近を示す拡大斜視図で
ある。

【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。

【図５】検出位置および清掃位置での投光手段および受
光手段と清掃部材との位置関係を示す模式図である。

【図６】複写機の電気的構成を示す電気ブロック図であ
る。

【図７】ＣＰＵによる現像剤層厚制御処理手順を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１複写機２下部ユニット３上部ユニット２２現像スリーブ４２透明スリーブ部５１投光手段５２受光手段５３清掃部材５４清掃部材８０ベルクランク８３重り８４ストッパ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】画像形成装置が下部ユニットと下部ユニ
ットに開閉自在に取り付けられた上部ユニットとからな
り、長さ方向の少なくとも一部が透明部材で形成されて
いる現像スリーブと、現像スリーブの透明部の内側およ
び外側のうちの一方に配されかつ現像スリーブの透明部
に向かって光を出射する投光手段と、現像スリーブの透
明部の内側および外側のうちの投光手段が配されている
側と反対側に投光手段に対向して配されかつ投光手段か
ら出射されて現像スリーブの透明部を透過した光を受光
する受光手段と、投光手段および受光手段とを現像スリ
ーブの中心軸線上の点を中心として所定の検出位置と所
定の清掃位置との間を揺動可能に支持する支持機構と、
投光手段および受光手段が清掃位置に位置したときに投
光手段および受光手段の前面に接触する清掃部材とが上
部ユニットに設けられており、上部ユニットが開かれる
ことによって投光手段および受光手段を検出位置から清
掃位置まで揺動させ、上部ユニットが閉じられることに
よって投光手段および受光手段を清掃位置から検出位置
まで揺動させる手段を備えている画像形成装置における
現像剤層厚検出装置。
【請求項２】清掃部材が、現像スリーブの透明部の内
側に配された第１清掃部材と現像スリーブの透明部の外
側に配された第２清掃部材とからなり、第１清掃部材は
その一部が現像スリーブの透明部の内周面に接触するよ
うに配されており、第２清掃部材は現像スリーブの透明
部の外周面から所定距離離れて配されていることを特徴
とする請求項１記載の画像形成装置における現像剤層厚
検出装置。