JP3987167B2 - 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、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置は、一般に、感光体などからなる像担持体をモータ等の駆動手段により回転させて潜像形成手段により像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置により現像してトナー像とし、このトナー像を転写手段により転写紙等の転写材に転写した後、定着装置により転写材上のトナー像を定着して画像として出力している。
【0003】
上記画像形成装置の現像装置としては、例えば像担持体上の静電潜像をトナーとキャリアからなる2成分系現像剤で現像する2成分現像方式の現像装置が知られており、該2成分現像方式の現像装置では、トナーとキャリアは撹拌部材による撹拌などにより帯電した後、現像剤担持体により像担持体との対向位置に搬送され、現像剤中のトナーが像担持体上の静電潜像に静電的に付着することにより該静電潜像が現像され顕像化される。この現像動作を繰り返すことにより現像装置内のトナーのみが消費されていくため、現像装置にはトナー補給装置が設けられており、現像装置内のトナー濃度を一定に保つようにトナー補給装置からトナーが補給される。
【0004】
近年、現像装置は、2成分系現像剤の撹拌及び搬送を行う複数の現像剤撹拌搬送部材と、現像剤担持体とを水平方向に配置したものが多く用いられるようになった。これは、現像装置が簡単な構成で安価に製造でき、且つ、小型化が可能であるという理由によるが、この現像装置にトナーを補給するトナー補給装置は、ユニットの小型化というメリットを活かすために、現像剤撹拌搬送部材側の端部からトナーを補給するという構成が多く用いられている。
【0005】
また、画像形成装置においては、トナー濃度検知センサにより現像装置内の2成分系現像剤の透磁率などを検知することで2成分系現像剤のトナー濃度を検知し、トナー濃度制御手段にてトナー濃度検知センサの出力値に基づいて上記トナー補給装置によるトナー補給を制御している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、現像剤が製造されてから使用されるまでに長い間使われずに放置されているような場合、特に2成分現像方式を用いた現像装置の現像剤では、長い間放置されたことにより、トナーの帯電量や嵩が低下してしまう現象が発生する場合がある。また一方、連続して使用された場合は、トナーの帯電量が上昇する。
【0007】
前述したような小型の現像装置では装置内の現像剤の量が少ないために、上記のようにトナーの帯電量が低下した場合には、トナー落ちや地肌汚れが発生しやすくなり、また逆にトナーの帯電量が上昇してしまうと、濃度低下が発生する。さらにまた、トナー濃度検知センサの出力値も帯電量により変動をしてしまう。これは初期の現像剤はトナー濃度が一定にも関わらず、トナーの帯電量や嵩が低下したことによりトナー濃度検知センサの出力値が変化してしまう現象が発生する。またこれは、本来は出荷時の現像剤のトナー濃度が一定であればトナー濃度検知センサの出力値は一定である筈なのに、帯電量が低下したことによりトナー濃度検知センサの出力値はトナー濃度が低い方の出力値に変化してしまうため、トナー濃度制御手段はトナーが少ないと判断をしてトナー補給装置によりトナー補給をさせてしまい、トナー濃度が狙いよりも高くなることにより、地汚れやトナー落ちがひどくなってしまう。
【0008】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、トナーの帯電量や嵩が変動した場合にもトナー濃度を正確に検知することができ、画像濃度が安定し、かつ地汚れやトナーチリ、トナー飛散などの異常画像のない良好な画像を常に得ることのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、像担持体と、この像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像を2成分系現像剤で現像して顕像化する現像装置と、この現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の2成分系現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、このトナー濃度検知手段の出力値に基づいて前記トナー補給装置を制御するトナー濃度制御手段とを有し、前記像担持体上のトナー像を転写手段により転写材上に転写して画像として形成して出力する画像形成装置において、前記現像装置内の2成分系現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を、現像剤を撹拌する撹拌部材の中心より上部の位置と下部の位置の2ヵ所に備え、かつ前記2ヵ所のトナー濃度検知手段は、前記撹拌部材の軸方向に同じ位置で、該撹拌部材を挟んで向かい合わせて設置されており、前記トナー濃度制御手段は、前記撹拌部材の中心より上部の位置に設けられたトナー濃度検知手段の複数の出力値の平均値と、下部の位置に設けられたトナー濃度検知手段の複数の出力値の平均値とを求め、その2つの平均値の和を計算した値と、トナー補給の基準値とを比較することにより、トナー補給の制御を行うことを特徴としたものである。このように、トナー濃度検知手段を現像剤を撹拌する撹拌部材の中心より上部の位置と下部の位置の2ヵ所に備え、かつ前記2ヵ所のトナー濃度検知手段は、前記撹拌部材の軸方向に同じ位置で、該撹拌部材を挟んで向かい合わせて設置されていることにより、トナーの帯電量や嵩が変動した場合にもトナー濃度を正確に検知することができ、画像濃度が安定し、かつ地汚れやトナーチリ、トナー飛散などの異常画像のない良好な画像を常に得ることが可能となる。
【0010】
そして請求項1記載の画像形成装置においては、前記トナー濃度制御手段は、前記撹拌部材の中心より上部の位置に設けられたトナー濃度検知手段の複数の出力値の平均値と、下部の位置に設けられたトナー濃度検知手段の複数の出力値の平均値とを求め、その2つの平均値の和を計算した値と、トナー補給の基準値とを比較することにより、トナー補給の制御を行うので、嵩の変化を適切に捕らえてトナー濃度を精度良く制御することが可能となる。
【0011】
請求項2に係る発明は、請求項1記載の画像形成装置において、前記2ヵ所のトナー濃度検知手段は、現像装置の略対面する位置に取り付けられていることを特徴としたものであり、このように2ヵ所のトナー濃度検知手段を略対面する位置に取り付けることにより、嵩の変化を適切に捕らえてトナー濃度を精度良く制御することが可能となる。
【0012】
請求項3に係る発明は、請求項1または2記載の画像形成装置において、前記2ヵ所のトナー濃度検知手段のうち、撹拌部材の中心より下部のトナー濃度検知手段は現像剤に常に接しており、上部のトナー濃度検知手段は現像剤に接していないことを特徴としたものであり、このように一方のトナー濃度検知手段を現像剤に常に接する位置に設け、他方のトナー濃度検知手段を現像剤に接しない位置に設けることにより、嵩の変化を適切に捕らえてトナー濃度を精度良く制御することが可能となる。
【0013】
請求項4に係る発明は、請求項1,2または3記載の画像形成装置において、前記2ヵ所のトナー濃度検知手段の間には、撹拌部材の撹拌羽根を設けないことを特徴としたものであり、このように2ヵ所のトナー濃度検知手段の間に撹拌部材の撹拌羽根を設けないことにより、撹拌羽根の位置による嵩のバラツキを抑えることができ、嵩の変化を適切に捕らえてトナー濃度をより精度良く制御することが可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【0015】
図1は本発明の一実施例を示す画像形成装置の概略構成図であり、この画像形成装置は、像担持体であるドラム状の感光体1と、この感光体1を帯電する帯電手段の一例である帯電ローラ14と、帯電された感光体1に画像情報に応じた光(あるいは原稿像に応じた光)15を照射して静電潜像を形成する潜像形成手段と、感光体1上の静電潜像を2成分系現像剤で現像して顕像化する現像装置2と、この現像装置2にトナーを補給するトナー補給装置18と、現像装置2内の2成分系現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサ19A,19Bと、このトナー濃度検知センサ19A,19Bの出力値に基づいてトナー補給装置18を制御する制御手段25とを有し、感光体1上のトナー像を転写手段である転写ローラ16により転写材上に転写した後、図示しない定着装置で定着して画像として形成して出力する構成となっている。以下、本発明に係る画像形成装置のより具体的な構成について述べる。
【0016】
図2は本発明に係る画像形成装置の現像装置部分の概略断面図を示す。図1、図2において、像担持体であるドラム状をした感光体1は、画像形成時にモータ等からなる駆動部により矢印の向きに回転される。この感光体1の周囲における所定の部位には、ケーシングで覆われた現像装置2が設けられている。この現像装置2は、感光体1に合わせて紙面を貫く方向に所定の長さを有し、現像剤担持体である現像スリーブ5が現像装置2の開口部より感光体1に近接して配置されて回転可能に軸支されている。
【0017】
さらに、現像スリーブ5の隣には順に現像剤撹拌搬送用の第1撹拌部材3及び第2撹拌部材4が配置されて軸支され、この第1撹拌部材3及び第2撹拌部材4はそれぞれトナーとキャリアからなる2成分系現像剤の撹拌及び搬送を行う機能を有する撹拌羽根が多数設けられている。第1撹拌部材3及び第2撹拌部材4は、モータ等の駆動部により回転駆動されてトナーとキャリアからなる2成分系現像剤の撹拌及び搬送を行い、2成分系現像剤を現像スリーブ5を経て現像装置2内で循環させる。
【0018】
現像装置2における第1撹拌部材3と第2撹拌部材4にまたがる特定領域の上方の部位は紙面を貫く方向に長い開口6が形成され、この開口6に合わせて細長い箱形の現像剤容器7が現像装置2に対して着脱自在に設けられている。この現像剤容器7を現像装置2に対して着脱する着脱手段は、現像容器7の側部より突出した係止凸部7a、7bのうち、係止凸部7aを現像容器2側に形成した係止部2a、2bのうちの係止部2aの開口に差し込み、係止凸部7bを係止部2bに掛けて現像剤容器7を現像装置2に取り付ける構造を採用することで、現像剤容器7を現像装置2に対して着脱自在としている。
【0019】
図2は現像剤容器7を現像装置2に装着した直後の状態を示しており、現像剤容器7の開口部が下向きにセットされてこの開口部が封止部材としてのヒートシール9により塞がれることで現像剤容器7が密閉されている。現像剤容器7の内部には現像剤10と除湿剤11とが内封されている。この内封状態において、現像剤10は単に現像剤容器7内に充填されたままで現像剤容器7内にて流動可能であるが、除湿剤11はヒートシール9が設けられた開口6の側の反対側の底部に相当する部位に接着などの手段により固定されていることにより、図2の状態に装着されたときに落下することはない。
【0020】
ヒートシール9は図2に示すように現像剤容器7を現像装置2に装着した状態のもとで、簡単に引き抜くことができる。ヒートシール9を引き抜くと現像剤容器7と現像装置2とは連通状態となり、現像容器7中の現像剤10は現像装置2内に落下するが除湿剤11は現像剤容器7内に残る。このように、現像剤容器7は、ヒートシール9を引き抜くまでは、現像剤10と除湿剤11とを現像剤容器7内に封じ込めた密閉状態にある。
【0021】
現像装置2内に落下した現像剤のうち、トナーは現像の度に消費されていき、この消費されたトナーを補うべく図示しないトナー補給装置のトナーボトルから現像装置2内に新規トナーが補給される。現像剤容器7は現像装置2内に連通しているので、ヒートシール9の引き抜き後、除湿剤11は現像装置2内の除湿機能を果たし、現像装置2内の現像剤10が湿度により帯電特性が減じてしまうことが防止される。
【0022】
図3は本発明に係る画像形成装置のより具体的な構成例を示す概略断面図である。現像装置2は感光体1を支持する感光体ケース13と一体的に構成され、これらが感光体ユニット22を構成している。時計まわりの向きに回転する感光体1は、先ず帯電手段としての帯電ローラ14により均一に帯電され、図示しない露光装置としての書き込み手段(レーザー光やLED光等による書き込み手段)から画像情報により強度変調された露光用の光15が照射されて露光されることで画像情報が書き込まれて静電潜像が形成される。尚、露光装置としては、原稿像を感光体に露光する方式とすることもできる。
【0023】
この感光体1上の静電潜像は、現像装置2の現像スリーブ5により担持された現像剤により現像されて顕像化されトナー像となる。転写手段としての転写ローラ16には図示しない電源から転写バイアスが印加されており、図示しない給紙装置から給送された転写紙は転写ローラ16と感光体1とのニップ部を通る際に感光体1上のトナー像が転写ローラ16により転写され、トナー像が転写された転写紙は感光体1から分離された後に図示しない定着装置によってトナー像が定着されて排紙トレイ等に排出される。
【0024】
一方、感光体1は、トナー像転写後にクリーニング装置17のクリーニングブレード17aなどにより残留トナーが除去され、図示しない除電器からの除電光220により除電される。クリーニングブレード17などにより感光体1から掻き取れられた残留トナーは、感光体ケース13の一部に設けられた回収容器に落下し、搬送スクリュー20の回転により搬送スクリュー20の軸方向の端部側に送られてリサイクルベルト21により現像装置2に送り込まれる。現像装置2側に送り込まれたトナーは現像剤と混合され、かつ現像剤には、第1撹拌部材3及び第2撹拌部材4によりトナー補給装置18のトナーボトル18aから補給された新規トナーが混合されて現像スリーブ5に送られる。
【0025】
現像装置2には、上述のように現像容器7が着脱自在に設けられている。図3はヒートシール9を引き抜く前の状態を示し、この状態では現像剤10はまだ現像容器7内にある。現像容器7からヒートシール9を引き抜くことにより現像容器7内の現像剤11が現像装置2内に落下し、この現像剤11は第1撹拌部材3及び第2撹拌部材4により撹拌されて現像スリーブ5を介して搬送されることにより現像装置2内を循環する。除湿剤11はヒートシール9が引き抜かれた後の現像装置3内を除湿する機能を果たす。
【0026】
第2撹拌部材4の上方に形成された現像装置2の開口部には、トナー補給装置18からトナーボトル18a内のトナーが矢印で示す経路を経て補給され、現像動作により消費されたトナーが補われる。トナー濃度検知手段としてのトナー濃度検知センサ19A,19Bは現像装置2内の2成分系現像剤のトナー濃度を検知し、例えば現像装置2内の2成分系現像剤の透磁率を検知することで2成分系現像剤のトナー濃度を検知し、このトナー濃度検知センサ19A,19Bの検知情報により後述するようにトナーボトル18aから補給されるトナーの量が制御される。
【0027】
図4及び図5は感光体ユニット22の外観を示している。図4は現像剤容器7が現像装置2に装着された状態を示しており、図5は現像装置2の現像剤容器7を取り外した状態を示している。既に説明したように現像剤容器7には係止凸部7a,7bが形成されており、一方、現像装置2にはこれら係止凸部7a,7bと組み合わされる係止部2a,2bが形成されており、これらの組合せにより、現像剤容器7を現像装置2に対して着脱自在としている。
【0028】
図6に示すように第2撹拌部材4は、第1撹拌部材3よりも外側(手前側)に長く、この第1撹拌部材3より長い部位にはスクリューが形成されている。第2撹拌部材4は、そのスクリューが形成された部位よりも内側の部位に楕円板を略半分に切断した如き形状の撹拌羽根4hが多数、軸に対して斜めに設けられており、現像剤を第2撹拌部材4の回転に応じて撹拌すると同時に搬送する。この第2撹拌部材4の回転による現像剤搬送方向は矢印A方向である。同様に第1撹拌部材3は第2撹拌部材4に形成した撹拌羽根4hの配置領域に対応して同様の撹拌羽根3hが形成されている。この第1撹拌部材3に形成した撹拌羽根3hの傾きは第2撹拌部材4における撹拌羽根4hとは傾きが逆になっており、現像剤は第1撹拌部材3によりその回転に応じて矢印B方向に送られる。
【0029】
第1撹拌部材3と第2撹拌部材4との間には仕切り板24が設けられ、この仕切り板24は第1撹拌部材3と第2撹拌部材4とを仕切っている。現像スリーブ1は、内部に5極の磁石を配置した固定軸を有し、その外周面を覆う非磁性パイプ材が図示しない駆動部により回転駆動される。現像剤は、第1撹拌部材3によりその回転に応じて矢印Bの向きに送られる間に現像スリーブ1の磁気的吸引力により現像スリーブ1に送られる。
【0030】
残りの現像剤は、仕切板24から外れた手前側の隙間から第2撹拌部材4側に移り、第2撹拌部材4により矢印Aの向きに送られ、仕切板24の奥側の隙間から第1撹拌部材3に移る。このように、基本的には現像剤は第1撹拌部材3と第2撹拌部材4により仕切板24を間にしてループ状に循環している。現像スリーブ1は内部の磁石により現像剤を磁気的に吸引して回転に伴って搬送し、この現像スリーブ1上の現像剤はドクターブレード8により一定の量に規制されて現像スリーブ1と感光体1との間を通過する際に感光体1上の静電潜像を現像する。
【0031】
ここで、図4及び図5に示すような開閉蓋23が開いた状態でトナーボトル18aのトナーが現像装置2内に補給される。現像装置2のトナー補給位置18は、図6に示すように第2撹拌部材4に形成したスクリュー部分、つまり仕切り板24や撹拌羽根4hなどの形成部位よりも外側のスクリュー部4a上である。このスクリュー部4aよりも軸方向外側のスクリュー部4bには感光体1から掻き落された廃トナーがリサイクルベルト21により再利用のため送り込まれるようになっている。
【0032】
従って、第2撹拌部材4のスクリュー部4bに廃トナーが送り込まれ、これにスクリー部4aにて送り込まれる新規トナーが混合され、これらの廃トナー及び新規トナーが上記ループ状の循環経路の現像剤中に送り込まれて撹拌羽根4hにより撹拌搬送される。トナーは、その撹拌初期の段階では帯電状態が不十分であり、この帯電不十分なトナーが仕切板24を乗り越えて現像に供されることは好ましくないため、仕切板24は上記撹拌初期の部位について他の部位よりも高く設定している。
【0033】
図1に示すようにトナー補給装置18はモータあるいはクラッチなどにより構成されるトナー補給駆動部18bの作動でトナーボトル18aから現像装置2へトナーを補給し、トナー補給駆動部18bはCPUを用いて構成された制御手段である画像形成装置制御回路25により制御される。オペレーションパネル27は使用者により操作される多数のキーからなる操作部や表示部を有する。画像形成装置制御回路25は、トナー濃度検知センサ19A,19Bやその他の各種センサ及びオペレーションパネル27などからの入力信号を用いて当該画像形成装置の各部を制御して上述のように画像形成動作などを行わせる。
【0034】
以上、本発明に係る画像形成装置の構成例について説明したが、上述したような2成分現像装置において、トナー濃度を高い状態に維持するような場合や磁性トナーを用いた場合などでトナー濃度検知センサとして透磁率センサを使用すると、トナーの帯電量やトナーの磁力の影響により、トナー濃度検知センサの検出値がトナーの嵩の影響を大きく受けてしまう場合がある。また現像剤が製造されてから使用されるまでに長い間使われずに放置された場合では、トナーの電荷が放電してしまい、トナーの帯電量が低下して嵩密度が高くなる現象が発生する。このようにトナーの嵩密度が高くなると、従来の一般に用いられる現像装置のように下部にだけトナー濃度検知センサがある場合(従来の2成分現像方式の現像装置では、図1〜3の下部側のトナー濃度検知センサ19Aのみが設けられている)、トナー濃度検知センサの出力値Vt がトナーの嵩が低下したことによりトナー濃度を実際より薄く検知してしまう。また一方、連続通紙が行われた場合などでは、撹拌部材による現像剤の撹拌が連続して行われることになり、過度の摩擦帯電によりトナーの帯電量が高くなり、嵩が大きくなるので実際よりもトナー濃度を濃く検知してしまう。
【0035】
そこで本発明では、図1,2,3に示すように、トナー濃度検知手段として、現像剤の撹拌手段である第2撹拌部材4の中心より上部の位置と下部の位置の2ヵ所にトナー濃度検知センサ19A,19Bを設けることにより、トナーの嵩の変化による測定値のバラツキを補正するものである。以下、各請求項に係る発明の実施例について説明する。
【0036】
(実施例1)
請求項1の実施例では、図1,2,3に示すように現像剤を撹拌・搬送する第2撹拌部材4の上下の2ヵ所に透磁率を検知する磁気センサからなるトナー濃度検知センサ19A,19Bを設けている。この2つのトナー濃度検知センサ19A,19Bは第2撹拌部材4の軸方向に同じ位置で、向かい合わせて設置されている。ここで第2撹拌部材4の中心位置より下部に設置されたトナー濃度検知センサ19Aをトナー濃度検知センサA、上部に設置されたトナー濃度検知センサ19Bをトナー濃度検知センサBとする。これらのトナー濃度検知センサA,Bの感度はレイアウトにより決められ、今回用いた2つのセンサの感度は異なるものを用いている。そしてこれらのトナー濃度検知センサA,Bは共に狙いのトナー濃度である5wt%、トナー帯電量25μC/gにおいて2.0Vを出力するように設定されている。
【0037】
このトナー濃度検知センサA,Bのトナー濃度とセンサ出力の関係を図7(A),(B)に示すが、図7より明らかなように、トナー帯電量が低くなるとトナー濃度検知センサAの出力は大きくなり、トナー濃度検知センサBの出力は小さくなる。逆にトナー帯電量が高くなるとトナー濃度検知センサAの出力は小さくなり、トナー濃度検知センサBの出力は大きくなる。このようにセンサAとセンサBとではトナー帯電量の変化に対する出力の変化が逆の特性となっているため、トナー濃度検知センサAの出力とトナー濃度検知センサBの出力の変化を検知することにより、トナー帯電量の変化を検知することができる。したがって、トナー濃度制御手段(図1に示す画像形成装置制御回路25)でトナー濃度検知センサAの出力とトナー濃度検知センサBの出力の変化を検知してトナー帯電量の変化を検知し、嵩の変化を適切に捕らえてトナー濃度を精度良く制御することにより、異常画像のない良好な画像を維持することができる。
【0038】
(実施例2)
この実施例2は、トナー濃度検知センサAの出力とトナー濃度検知センサBの出力の演算結果に基づいてトナー補給量を決めトナー補給を行うトナー濃度制御手段に関するものである。図8は請求項1の一実施例を示す図であって、トナー濃度制御手段による制御動作の一部を示すフローチャートである。以下、本実施例でのトナー濃度制御手段による処理の一例について説明する。
図1及び図8において、トナー濃度制御手段である画像形成装置制御回路25は、画像形成動作毎にトナー濃度検知センサA(19A)、トナー濃度検知センサB(19B)の出力値を記憶する処理を実行する。この記憶される出力値は、まず動作時にトナー濃度検知センサA,Bの出力値Vta,Vtbをサンプリングして複数点(n点)取り込んだ後に、これらのn点の平均値Vta’,Vtb’を求め、この平均値Vta’,Vtb’を制御回路25の内部メモリに記憶する(S1,S2)。この値は画像形成動作毎に更新される構成になっている。そしてここで測定したセンサAの出力の平均値Vta’とセンサBの出力の平均値Vtb’の値の和を計算した値Vt’=Vta’+Vtb’を求め(S3)、この値Vt’とトナー補給の基準値Vrefを比較することにより、トナー補給の有無を決定する(S4,S5)。すなわち、ΔVt=Vt’−Vrefを求め、ΔVt>0の時にはΔVtの値に応じてトナー補給量を試算し、トナー補給を行う(S6,S7)。また、ΔVt<0の時にはトナー補給を行わずに処理を終了する。
【0039】
このトナー濃度制御方法によれば、図7に示したようにトナー濃度検知センサA,Bは、トナー帯電量が低くなるとセンサAの出力は大きくなり、センサBの出力は小さくなり、逆にトナー帯電量が高くなるとセンサAの出力は小さくなり、センサBの出力は大きくなることにより、その出力の和は略一定になるため、トナー帯電量の変化の影響を相殺してトナー濃度を精度良く検知してトナー補給を行うことができる。したがって、このように2つのトナー濃度検知センサA,Bを用いることにより、嵩の変化を適切に捕らえてトナー濃度を精度良く制御することができるので、異常画像のない良好な画像を維持することができる。
【0040】
(実施例3)
図9は請求項2の一実施例を示す図であって、2つのトナー濃度検知センサの設置位置の説明図である。尚、図9では現像装置のセンサ設置位置を2方向から見た断面を概略的に示しており、(a)は撹拌部材の軸に垂直な断面、(b)は撹拌部材の軸に平行な断面である。
請求項2の実施例では、図9に示すように第2撹拌部材4の上下の2ヵ所に設けられるトナー濃度検知センサA(19A),B(19B)を略対面する位置に取り付けたものである。これは2つのトナー濃度検知センサA,Bを略対面する位置に設けることにより、嵩の変化を最も効率よく検知するためである。すなわち、2つのセンサA,Bが対面していない場合では、センサAの出力が変化してもセンサBの出力が変化しないというような場合が発生することがあり、このような状態になるとトナー濃度がばらつく原因となる。そこで本実施例では図9のようにセンサA,Bを対面させて設置することにより、嵩の変化を適切に捕らえてトナー濃度を精度良く制御することができ、異常画像のない良好な画像を維持することができる。
【0041】
(実施例4)
図10は請求項3の一実施例を示す図であって、2つのトナー濃度検知センサの設置位置と現像剤との関係の説明図である。尚、図10では現像装置のセンサ設置位置を2方向から見た断面を概略的に示しており、(a)は撹拌部材の軸に垂直な断面、(b)は撹拌部材の軸に平行な断面である。
請求項3の実施例では、図10に示すように第2撹拌部材4の上下の2ヵ所に設けられるトナー濃度検知センサA(19A),B(19B)のうち、下部側のトナー濃度検知センサAは常に現像剤と接しているように現像剤の中に設け、上部側のトナー濃度検知センサBを通常は現像剤と接しない位置に設けるものである。これはセンサAにおいては放置されて嵩密度が高くなった状態のトナー濃度を検知させ、センサBにより嵩の高さの変化を検知することにより、トナーの嵩の変化と帯電量の変化を最も効率よく検知するためである。このようにトナー濃度検知センサA,Bを設置することにより、トナーの嵩の変化を適切に捕らえてトナー濃度を精度良く制御することができ、異常画像のない良好な画像を維持することができる。
【0042】
(実施例5)
図11は請求項4の一実施例を示す図であって、2つのトナー濃度検知センサの設置位置と撹拌部材の撹拌羽根との関係の説明図である。尚、図11では現像装置のセンサ設置位置を2方向から見た断面を概略的に示しており、(a)は撹拌部材の軸に垂直な断面、(b)は撹拌部材の軸に平行な断面である。
請求項4の実施例では、図11に示すように第2撹拌部材4の上下の2ヵ所に設けられるトナー濃度検知センサA(19A),B(19B)の間に当たる部分には、撹拌部材4の撹拌羽根4hを設けない構成としたものである。これはトナー濃度検知センサAとトナー濃度検知センサBの間に撹拌羽根4hがあると、撹拌羽根4hの位置により現像剤の嵩の高さが変わるので、この撹拌羽根4hをなくすことにより、センサAとセンサBの間には撹拌部材4の軸4cはあるものの、撹拌羽根4hの位置の差によるセンサ出力の差をなくすことができるので、嵩のバラツキが抑えられて正確なトナー濃度を検知することができる。これによりトナーの劣化度合いが変化しても十分撹拌されて狙いの帯電量に戻るために、嵩の変化を適切に捕らえてトナー濃度を精度良く制御することができ、異常画像のない良好な画像を維持することができる。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に係る発明では、像担持体と、この像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像を2成分系現像剤で現像して顕像化する現像装置と、この現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の2成分系現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、このトナー濃度検知手段の出力値に基づいて前記トナー補給装置を制御するトナー濃度制御手段とを有し、前記像担持体上のトナー像を転写手段により転写材上に転写して画像として形成して出力する画像形成装置において、前記現像装置内の2成分系現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を、現像剤を撹拌する撹拌部材の中心より上部の位置と下部の位置の2ヵ所に備え、かつ前記2ヵ所のトナー濃度検知手段は、前記撹拌部材の軸方向に同じ位置で、該撹拌部材を挟んで向かい合わせて設置されていることにより、トナーの帯電量や嵩が変動した場合にもトナー濃度を正確に検知することができ、トナー濃度を精度良く制御することができるので、画像濃度が安定し、濃度不足や地汚れ、トナーチリ、トナー飛散などの異常画像のない良好な画像を維持することができる。
【0044】
そして請求項1記載の画像形成装置においては、前記トナー濃度制御手段は、前記撹拌部材の中心より上部の位置に設けられたトナー濃度検知手段の複数の出力値の平均値と、下部の位置に設けられたトナー濃度検知手段の複数の出力値の平均値とを求め、その2つの平均値の和を計算した値と、トナー補給の基準値とを比較することにより、トナー補給の制御を行うので、嵩の変化を適切に捕らえてトナー濃度を精度良く制御することができるので、濃度不足や地汚れ、トナーチリ、トナー飛散などの異常画像のない良好な画像を維持することができる。
【0045】
請求項2に係る発明では、請求項1記載の画像形成装置において、前記2ヵ所のトナー濃度検知手段は、現像装置の略対面する位置に取り付けられていることにより、嵩の変化を適切に捕らえてトナー濃度を精度良く制御することができるので、濃度不足や地汚れ、トナーチリ、トナー飛散などの異常画像のない良好な画像を維持することができる。
【0046】
請求項3に係る発明では、請求項1または2記載の画像形成装置において、前記2ヵ所のトナー濃度検知手段のうち、撹拌部材の中心より下部のトナー濃度検知手段は現像剤に常に接しており、上部のトナー濃度検知手段は現像剤に接していないことにより、嵩の変化を適切に捕らえてトナー濃度を精度良く制御することができるので、濃度不足や地汚れ、トナーチリ、トナー飛散などの異常画像のない良好な画像を維持することができる。
【0047】
請求項4に係る発明では、請求項1,2または3記載の画像形成装置において、前記2ヵ所のトナー濃度検知手段の間には、撹拌部材の撹拌羽根を設けないことにより、撹拌羽根の位置による嵩のバラツキを抑えることができ、嵩の変化を適切に捕らえてトナー濃度をより精度良く制御することができるので、濃度不足や地汚れ、トナーチリ、トナー飛散などの異常画像のない良好な画像を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す画像形成装置の概略構成図である。
【図2】本発明に係る画像形成装置の現像装置部分の概略断面図である。
【図3】本発明に係る画像形成装置のより具体的な構成例を示す概略断面図である。
【図4】本発明に係る画像形成装置の感光体ユニットの外観を示す斜視図である。
【図5】図4に示す感光体ユニットの現像容器を外した状態を示す一部切欠斜視図である。
【図6】図4に示す感光体ユニットの現像容器及び上側ケースを外した状態を示す斜視図である。
【図7】2つのトナー濃度検知センサA,Bのトナー濃度とセンサ出力の関係を示す図である。
【図8】 請求項1の一実施例を示す図であって、トナー濃度制御手段による制御動作の一部を示すフローチャートである。
【図9】 請求項2の一実施例を示す図であって、2つのトナー濃度検知センサの設置位置の説明図である。
【図10】 請求項3の一実施例を示す図であって、2つのトナー濃度検知センサの設置位置と現像剤との関係の説明図である。
【図11】 請求項4の一実施例を示す図であって、2つのトナー濃度検知センサの設置位置と撹拌部材の撹拌羽根との関係の説明図である。
【符号の説明】
1 感光体(像担持体)
2 現像装置
3 第1撹拌部材
4 第2撹拌部材
4c 撹拌部材の軸
4h 撹拌羽根
5 現像スリーブ(現像剤担持体)
14 帯電ローラ(帯電手段)
15 露光装置からの光(潜像形成手段)
16 転写ローラ(転写手段)
17 クリーニング装置
18 トナー補給装置
18a トナーボトル
18b トナー補給駆動部
19A トナー濃度検知センサA(トナー濃度検知手段)
19B トナー濃度検知センサB(トナー濃度検知手段)
22 感光体ユニット
25 画像形成装置制御回路(トナー濃度制御手段)
Claims (4)
- 像担持体と、この像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像を2成分系現像剤で現像して顕像化する現像装置と、この現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の2成分系現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、このトナー濃度検知手段の出力値に基づいて前記トナー補給装置を制御するトナー濃度制御手段とを有し、前記像担持体上のトナー像を転写手段により転写材上に転写して画像として形成して出力する画像形成装置において、
前記現像装置内の2成分系現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を、現像剤を撹拌する撹拌部材の中心より上部の位置と下部の位置の2ヵ所に備え、かつ前記2ヵ所のトナー濃度検知手段は、前記撹拌部材の軸方向に同じ位置で、該撹拌部材を挟んで向かい合わせて設置されており、
前記トナー濃度制御手段は、前記撹拌部材の中心より上部の位置に設けられたトナー濃度検知手段の複数の出力値の平均値と、下部の位置に設けられたトナー濃度検知手段の複数の出力値の平均値とを求め、その2つの平均値の和を計算した値と、トナー補給の基準値とを比較することにより、トナー補給の制御を行うことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、
前記2ヵ所のトナー濃度検知手段は、現像装置の略対面する位置に取り付けられていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1または2記載の画像形成装置において、
前記2ヵ所のトナー濃度検知手段のうち、撹拌部材の中心より下部のトナー濃度検知手段は現像剤に常に接しており、上部のトナー濃度検知手段は現像剤に接していないことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1,2または3記載の画像形成装置において、
前記2ヵ所のトナー濃度検知手段の間には、撹拌部材の撹拌羽根を設けないことを特徴とする画像形成装置。
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