JP4392133B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【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
【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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| JP2001069183A JP4392133B2 (ja) | 2001-03-12 | 2001-03-12 | 画像形成装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| JP5318082B2 (ja) | 2010-12-17 | 2013-10-16 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
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2001
- 2001-03-12 JP JP2001069183A patent/JP4392133B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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