図面 (/)

技術 画像形成装置

出願人 シャープ株式会社
発明者 天竺英司
出願日 2008年2月29日 (11年6ヶ月経過) 出願番号 2008-050645
公開日 2009年9月17日 (10年0ヶ月経過) 公開番号 2009-210628
状態 特許登録済
技術分野 電子写真における乾式現像 電子写真における制御・保安 電子写真における制御・管理・保安
主要キーワード モータ駆動ドライバ 補助搬送路 製造ロット毎 反射式光学センサ メンテナンスカウンタ ランニング中 容器状部材 中継搬送装置
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2009年9月17日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

現像剤交換直後においても画質の安定した画像形成装置を提供する。

解決手段

画像形成装置100は、現像槽の2成分現像剤交換されると(S1)、感光体ドラム3に高濃度パッチを形成し(S6)、前記高濃度パッチのトナー量を検出し(S7)、S7にて検出されるトナー量が閾値以上でない場合は現像槽21へ所定補給量のトナーを補給する(S9)。また、画像形成装置100は、S7にて検出されるトナー量が閾値以上になるまでS6、S7、S9を繰り返す。

概要

背景

電子写真法に基づいてシートに画像を形成する画像形成装置は、感光体ドラム帯電装置露光装置現像装置転写装置定着装置クリーニング装置除電装置を含む。画像形成装置においては、回転駆動する感光体ドラムの表面が帯電装置によって均一に帯電され、帯電した感光体ドラムに、露光装置によってレーザ光照射され、静電潜像が形成される。

続いて、現像装置がトナーを用いて感光体ドラムの静電潜像を現像することにより、感光体ドラムに可視像であるトナー像が形成される。感光体ドラムのトナー像は転写装置によってシート(転写材記録材,用紙)に転写される。シートに転写されたトナー像は定着装置によって加熱および加圧されてシートに定着し、これによりシートに画像が形成されることになる。

一方、シートに転写されることなく感光体ドラムに残ったトナーは、クリーニング装置によって感光体ドラムから除去され、所定の回収部回収される。クリーニング後、感光体ドラムに残留した電荷が除電装置によって除去される。

感光体ドラムの静電潜像を現像するために現像装置に収容される現像剤としては、トナーのみからなる1成分現像剤、または、トナーおよびキャリアよりなる2成分現像剤が用いられる。

1成分現像剤を収容する現像装置では、キャリアを使用しないので、トナーとキャリアとを均一に混合するための撹拌機構を備える必要がない。したがって、現像装置をシンプルに設計できるという利点を有するが、トナーの帯電量が安定しにくいという欠点を有する。

2成分現像剤を収容する現像装置では、トナーとキャリアとを均一に混合するための撹拌機構を備える必要がある。したがって、現像装置の構造が複雑になるという欠点があるが、トナーの帯電安定性および高速機への適合性に優れるので、2成分現像剤は高速画像形成装置およびカラー画像形成装置によく用いられる。

2成分現像剤を用いる画像形成装置では、良質な画像を形成するために、現像装置の現像槽内に収容される現像剤のトナー濃度を適正な濃度値目標値)に維持する必要がある。そこで、現像装置においては、たとえば現像剤のトナー濃度の指標として現像剤の透磁率を検出し、透磁率の検出値トナー補給判断の基準値となる透磁率基準値を超えた場合にトナー濃度が目標値を下回ったものとしてトナーボトルから現像装置にトナーを補給するようになっている。これにより、現像槽に収容される2成分現像剤のトナー濃度が目標値近傍に保たれるようになっている。

また、2成分現像剤を用いる画像形成装置では、2成分現像剤が経時使用により劣化するため、定期的または不定期現像装置内の2成分現像剤を新品の2成分現像剤に交換する必要がある。

ここで、画像形成装置に新たに収容される新品の2成分現像剤のトナー濃度は当該画像形成装置の現像特性に適する濃度(前記目標値)に調整されている。しかし、新品の2成分現像剤は、画像形成装置内である程度使用されたランニング中の2成分現像剤の特性と異なることが多い。それゆえ、2成分現像剤を交換した後の初期画像から数千枚の画像においては画像濃度が安定しないことがあった。

そこで、交換前の2成分現像剤の特性と交換後の2成分現像剤の特性との差を抑えるために、下記特許文献1では、新品(交換前)の現像剤のトナー濃度を画像形成装置において使用される適正なトナー濃度(前記目標値)よりも低く設定し、交換直後にトナーボトルからトナーを補充してから現像剤を撹拌することによって、2成分現像剤のトナー濃度を目標値にまで引き上げる(トナー濃度を補正する)手法が開示されている。
特開平11−95536号公報(公開日:平成11年4月9日)

概要

現像剤交換直後においても画質の安定した画像形成装置を提供する。 画像形成装置100は、現像槽の2成分現像剤が交換されると(S1)、感光体ドラム3に高濃度パッチを形成し(S6)、前記高濃度パッチのトナー量を検出し(S7)、S7にて検出されるトナー量が閾値以上でない場合は現像槽21へ所定補給量のトナーを補給する(S9)。また、画像形成装置100は、S7にて検出されるトナー量が閾値以上になるまでS6、S7、S9を繰り返す。

目的

本発明は、2成分現像剤交換直後においても画質が安定している電子写真方式の画像形成装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

感光体と、前記感光体を露光することによって前記感光体に静電潜像を形成する露光装置と、トナーおよびキャリアを含む2成分現像剤を収容する現像槽と、前記現像槽へトナーを補給することによって前記2成分現像剤のトナー濃度補正する補給装置と、前記現像槽の2成分現像剤に含有されるトナーを前記感光体の静電潜像に供給して前記感光体にトナー像を形成する現像ローラとを含む現像装置と、前記感光体に形成されているトナー像のトナー量を検出する検出装置と、前記感光体、前記露光装置、前記現像装置および前記検出装置の動作制御を行う制御装置とを有し、前記制御装置は、前記現像槽の2成分現像剤が交換されると、前記感光体に基準トナー像を形成する第1形成処理と、前記基準トナー像のトナー量を検出する第1検出処理と、第1検出処理にて検出されるトナー量が閾値以上でない場合は前記現像槽へ所定補給量のトナーを補給する補給処理とを含み、第1検出処理にて検出されるトナー量が閾値以上になるまで前記補給処理と第1形成処理と第1検出処理とをこの順で繰り返す反復処理をも含む濃度補正処理が実行されるように前記動作制御を行うことを特徴とする画像形成装置

請求項2

前記基準トナー像は、前記露光装置が最高出力の95%〜100%の出力で感光体を露光することによって形成される静電潜像を現像した像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。

請求項3

前記交換によって前記現像槽に新たに収容される2成分現像剤のトナー濃度は前記濃度補正処理後における前記2成分現像剤のトナー濃度の60%〜90%であることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。

請求項4

前記所定補給量は、前記現像槽に収容されている2成分現像剤のトナー濃度を0.3〜0.5%高める補給量であることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。

請求項5

前記制御装置は、前記第1検出処理にて検出されたトナー量が閾値以上である場合、前記感光体に前記基準トナー像を形成する第2形成処理と、第2形成処理にて形成された基準トナー像のトナー量を検出する第2検出処理とが実行されるように前記動作制御を行い、前記第1検出処理にて検出された閾値以上のトナー量と前記第2検出処理にて検出されたトナー量との差が所定値を超えている場合、前記現像槽の2成分現像剤が撹拌されたうえで前記濃度補正処理が再度実行されるように前記動作制御を行うことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の画像形成装置。

技術分野

0001

本発明は、トナーを用いて感光体表面の静電潜像現像する現像装置を備える電子写真方式画像形成装置に関する。

背景技術

0002

電子写真法に基づいてシートに画像を形成する画像形成装置は、感光体ドラム帯電装置露光装置、現像装置、転写装置定着装置クリーニング装置除電装置を含む。画像形成装置においては、回転駆動する感光体ドラムの表面が帯電装置によって均一に帯電され、帯電した感光体ドラムに、露光装置によってレーザ光照射され、静電潜像が形成される。

0003

続いて、現像装置がトナーを用いて感光体ドラムの静電潜像を現像することにより、感光体ドラムに可視像であるトナー像が形成される。感光体ドラムのトナー像は転写装置によってシート(転写材記録材,用紙)に転写される。シートに転写されたトナー像は定着装置によって加熱および加圧されてシートに定着し、これによりシートに画像が形成されることになる。

0004

一方、シートに転写されることなく感光体ドラムに残ったトナーは、クリーニング装置によって感光体ドラムから除去され、所定の回収部回収される。クリーニング後、感光体ドラムに残留した電荷が除電装置によって除去される。

0005

感光体ドラムの静電潜像を現像するために現像装置に収容される現像剤としては、トナーのみからなる1成分現像剤、または、トナーおよびキャリアよりなる2成分現像剤が用いられる。

0006

1成分現像剤を収容する現像装置では、キャリアを使用しないので、トナーとキャリアとを均一に混合するための撹拌機構を備える必要がない。したがって、現像装置をシンプルに設計できるという利点を有するが、トナーの帯電量が安定しにくいという欠点を有する。

0007

2成分現像剤を収容する現像装置では、トナーとキャリアとを均一に混合するための撹拌機構を備える必要がある。したがって、現像装置の構造が複雑になるという欠点があるが、トナーの帯電安定性および高速機への適合性に優れるので、2成分現像剤は高速画像形成装置およびカラー画像形成装置によく用いられる。

0008

2成分現像剤を用いる画像形成装置では、良質な画像を形成するために、現像装置の現像槽内に収容される現像剤のトナー濃度を適正な濃度値目標値)に維持する必要がある。そこで、現像装置においては、たとえば現像剤のトナー濃度の指標として現像剤の透磁率を検出し、透磁率の検出値トナー補給判断の基準値となる透磁率基準値を超えた場合にトナー濃度が目標値を下回ったものとしてトナーボトルから現像装置にトナーを補給するようになっている。これにより、現像槽に収容される2成分現像剤のトナー濃度が目標値近傍に保たれるようになっている。

0009

また、2成分現像剤を用いる画像形成装置では、2成分現像剤が経時使用により劣化するため、定期的または不定期現像装置内の2成分現像剤を新品の2成分現像剤に交換する必要がある。

0010

ここで、画像形成装置に新たに収容される新品の2成分現像剤のトナー濃度は当該画像形成装置の現像特性に適する濃度(前記目標値)に調整されている。しかし、新品の2成分現像剤は、画像形成装置内である程度使用されたランニング中の2成分現像剤の特性と異なることが多い。それゆえ、2成分現像剤を交換した後の初期画像から数千枚の画像においては画像濃度が安定しないことがあった。

0011

そこで、交換前の2成分現像剤の特性と交換後の2成分現像剤の特性との差を抑えるために、下記特許文献1では、新品(交換前)の現像剤のトナー濃度を画像形成装置において使用される適正なトナー濃度(前記目標値)よりも低く設定し、交換直後にトナーボトルからトナーを補充してから現像剤を撹拌することによって、2成分現像剤のトナー濃度を目標値にまで引き上げる(トナー濃度を補正する)手法が開示されている。
特開平11−95536号公報(公開日:平成11年4月9日)

発明が解決しようとする課題

0012

しかし、2成分現像剤を交換した直後に形成される画像の画質を安定させるためには、交換前の2成分現像剤の特性と交換後の2成分現像剤の特性との差を抑えるだけでは不十分である。この理由を以下に説明する。

0013

量産される多量の画像形成装置においては、ドクターブレード現像ローラとの距離(以下「DG」と称す)や、感光体ドラムと現像ローラとの距離(以下「DSD」と称す)の寸法精度が装置間でどうしてもばらついてしまう(製造誤差)。そして、このDGやDSDのばらつきが、2成分現像剤を交換した後の初期画像から数千枚までの画像の濃度を不安定化させる要因になっている事が、本発明者らの検討により明らかになった。

0014

より具体的に説明すると、2成分現像剤を交換した後の初期画像から数千枚までの2成分現像剤のトナー濃度の最適値はDGやDSDの違いによって微妙に異なる。つまり、2成分現像剤を交換した直後においては、2成分現像剤のトナー濃度の最適値はDGやDSDの値に応じて前記目標値から若干シフトした値になる。

0015

ここで、図6は、2成分現像剤のトナー濃度が適正な場合に形成される画像について、現像電位と画像濃度IDとの関係を示したグラフであり、図7は、2成分現像剤のトナー濃度が最適値より高い場合に形成される画像について、現像電位と画像濃度IDとの関係を示したグラフであり、図8は、2成分現像剤のトナー濃度が最適値より低い場合に形成される画像について、現像電位と画像濃度IDとの関係を示したグラフである。なお、現像電位とは、感光体ドラムの表面電位と現像ローラの電位との差の絶対値である。また、図6図8では現像ローラの電位は−500Vであったものとする。

0016

図7に示すように、2成分現像剤のトナー濃度が最適値より高い場合、ベタ画像の濃度を高くできるものの、ガンマ値(現像電位と画像濃度IDとの関数の傾き)が大きくなり過ぎてしまい、中間調濃度(ID=0.5〜0.8)の再現性が悪くなる。また、図8に示すように、2成分現像剤のトナー濃度が最適値から高い場合、ベタ画像の濃度を高くできるものの、ガンマ値(現像電位と画像濃度IDとの関数の傾き)が大きくなり過ぎてしまい、中間調濃度(ID=0.5〜0.8)の再現性が悪くなる。なお、DGが広い場合やDSDが狭い場合、成分現像剤のトナー濃度が最適値より高くなる傾向になる。

0017

また、図8に示すように、2成分現像剤のトナー濃度が最適値より低い場合、高濃度側の画像濃度IDが低くなり過ぎ、高濃度の画像を形成することが困難になる。

0018

以上の検討の結果、2成分現像剤交換直後においても画質を安定させるためには、交換前の2成分現像剤の特性と交換後の2成分現像剤の特性との差が抑制されるように交換後の2成分現像剤のトナー濃度を補正するだけでなく、交換後の2成分現像剤のトナー濃度がDGやDSDの値に適した値となるように前記トナー濃度を補正する必要がある。

0019

本発明は、2成分現像剤交換直後においても画質が安定している電子写真方式の画像形成装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0020

以上の目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、感光体と、前記感光体を露光することによって前記感光体に静電潜像を形成する露光装置と、トナーおよびキャリアを含む2成分現像剤を収容する現像槽と、前記現像槽へトナーを補給することによって前記2成分現像剤のトナー濃度を補正する補給装置と、前記現像槽の2成分現像剤に含有されるトナーを前記感光体の静電潜像に供給して前記感光体にトナー像を形成する現像ローラとを含む現像装置と、前記感光体に形成されているトナー像のトナー量を検出する検出装置と、前記感光体、前記露光装置、前記現像装置および前記検出装置の動作制御を行う制御装置とを有し、前記制御装置は、前記現像槽の2成分現像剤が交換されると、前記感光体に基準トナー像を形成する第1形成処理と、前記基準トナー像のトナー量を検出する第1検出処理と、第1検出処理にて検出されるトナー量が閾値以上でない場合は前記現像槽へ所定補給量のトナーを補給する補給処理とを含み、第1検出処理にて検出されるトナー量が閾値以上になるまで前記補給処理と第1形成処理と第1検出処理とをこの順で繰り返す反復処理をも含む濃度補正処理が実行されるように前記動作制御を行うことを特徴とする。

0021

本発明によれば、2成分現像剤の交換直後に、実際に感光体に形成される基準トナー像のトナー付着量が閾値に達するように現像槽内にトナー補給を行っていることになる。それゆえ、本発明では、感光体に形成される基準トナー像の濃度が所望の濃度となるように現像槽内の2成分現像剤のトナー濃度を調整していることになる。

0022

これにより、画像形成装置間でDSDやDGのバラツキがあっても、当該バラツキに関係なく画像形成装置毎に最適なトナー濃度(感光体に形成される画像の濃度が最適になるような2成分現像剤のトナー濃度)を実現できる。言い換えると、本発明では、2成分現像剤の交換直後に、現像槽内の2成分現像剤のトナー濃度を、当該2成分現像剤に固有の条件(製造ロット毎品質)および現像装置に固有の条件(DSDやDG等の現像条件)に応じた最適な値に調整している。それゆえ、2成分現像剤の交換直後においても、一定濃度の画像を安定して形成でき、画質を安定させることが可能となる。

0023

また、前記補給処理が1回のみ行われることによってトナー濃度が一挙に閾値以上にまで引き上げられた場合、トナー濃度が過度に高まってしまう危険性がある。これに対し、本発明によれば、第1検出処理にて検出されるトナー量が閾値以上になるまで前記補給処理と第1形成処理と第1検出処理とがこの順で繰り返される。それゆえ、本発明の構成において、前記補給処理が複数回行われるように前記所定補給量と交換直後の現像剤のトナー濃度とが定められていれば、トナー濃度を一挙に高めるのではなく、現像槽の現像剤のトナー濃度を少しずつ高めることができ、トナー濃度が過度に高まってしまう危険性を抑制できる。

0024

なお、本発明の画像形成装置において、前記基準トナー像は、前記露光装置が最高出力の95%〜100%の出力で感光体を露光することによって形成される静電潜像を現像した像であることが好ましい。

0025

また、本発明の画像形成装置において、前記交換によって前記現像槽に新たに収容される2成分現像剤のトナー濃度は前記濃度補正処理後における前記2成分現像剤のトナー濃度の60%〜90%であることが好ましい。これにより、交換前の2成分現像剤の特性と交換後の2成分現像剤の特性との差を抑制できる。

0026

さらに、本発明の画像形成装置において、前記所定補給量は、前記現像槽に収容されている2成分現像剤のトナー濃度を0.3〜0.5%高める補給量であることが好ましい。これにより、前記補給処理が少なくとも2回以上は繰り返されるようにすることができ、現像槽の現像剤のトナー濃度を少しずつ高めることができ、トナー濃度が過度に高まってしまう危険性を抑制できる。

0027

また、本発明の画像形成装置において、前記制御装置は、前記第1検出処理にて検出されたトナー量が閾値以上である場合、前記感光体に前記基準トナー像を形成する第2形成処理と、第2形成処理にて形成された基準トナー像のトナー量を検出する第2検出処理とが実行されるように前記動作制御を行い、前記第1検出処理にて検出された閾値以上のトナー量と前記第2検出処理にて検出されたトナー量との差が所定値を超えている場合、前記現像槽の2成分現像剤が撹拌されたうえで前記濃度補正処理が再度実行されるように前記動作制御を行うことが好ましい。これにより、感光体に形成される複数の基準パッチのトナー付着量のバラツキが僅かになるまで前記撹拌および前記濃度補正処理が繰り返されることになり、現像される画像の濃度をより安定化させることができる。

発明の効果

0028

以上のように、本発明の画像形成装置によれば、前記現像槽の2成分現像剤が交換されると、前記感光体に基準トナー像を形成する第1形成処理と、前記基準トナー像のトナー量を検出する第1検出処理と、第1検出処理にて検出されるトナー量が閾値以上でない場合は前記現像槽へ所定補給量のトナーを補給する補給処理とを含み、第1検出処理にて検出されるトナー量が閾値以上になるまで前記補給処理と第1形成処理と第1検出処理とをこの順で繰り返す反復処理をも含む濃度補正処理が実行されるように前記動作制御が行われることを特徴とする。

0029

これにより、2成分現像剤の交換直後に、現像槽内の2成分現像剤のトナー濃度を、当該2成分現像剤に固有の条件(製造ロット毎の品質)および現像装置に固有の条件(DSDやDG等の現像条件)に応じた最適な値に調整できる。それゆえ、2成分現像剤の交換直後においても、一定濃度の画像を安定して形成でき、画質を安定させることが可能となる。

発明を実施するための最良の形態

0030

以下では、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を制限するものではない。

0031

〔画像形成装置〕
図1は、本実施形態の画像形成装置100の構成を模式的に示す概略図である。図1に示す画像形成装置100は、パーソナルコンピュータデジタルカメラDVDレコーダなどの外部機器からネットワークを介して伝達される画像情報、画像形成装置100に備えられるスキャナ装置(不図示)によって読み取られる画像情報に応じてシート(記録媒体)上にモノクロ画像を形成する電子写真方式のプリンタである。

0032

画像形成装置100は、画像形成部125と、シート供給部126と、画像定着部27と、制御装置110と、電源装置111とを含む。

0033

電源装置111は、後述する露光ユニット11の下部に配置されており、画像形成部125、シート供給部126、画像定着部27、制御装置110に対して電力を供給するための装置である。

0034

画像形成部125は、感光体ドラム3と、帯電装置5と、露光ユニット11と、現像装置200と、転写装置6と、クリーニングユニット4と、除電装置12とを含む。帯電装置5、露光ユニット11、現像装置200、転写装置6、クリーニングユニット4および除電装置12は、感光体ドラム3の周囲において感光体ドラム3の回転方向に沿ってこの順番で配置される。

0035

感光体ドラム3は、図示しない駆動源によってドラムの軸を回転中心として回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。感光体ドラム3には、たとえば、芯金と、該芯金の表面に形成される感光層とを含むローラ状部材が用いられる。芯金は、アルミニウムステンレス鋼などの金属によって形成される。感光層としては、たとえば、電荷発生物質を含む樹脂層電荷輸送物質を含む樹脂層との積層体を使用できる。なお、感光層には静電潜像ひいてはトナー像が形成される。

0036

帯電装置5は、感光体ドラム3の表面を所定の極性および電位に帯電させるものである。帯電装置5には、たとえば、非接触式チャージャ帯電器接触式ローラ型帯電器またはブラシ型帯電器を用いることができる。

0037

露光ユニット11は、帯電装置5によって帯電状態にある感光体ドラム3の表面に画像情報に応じた信号光を照射し、感光体ドラム3の表面に静電潜像を形成するものである。露光ユニット11には、たとえば、半導体レーザなどのレーザ照射部と反射ミラーとを含むレーザスキャニングユニットを用いることができる。

0038

現像装置200は、感光体ドラム3表面の静電潜像にトナーを供給して当該静電潜像を反転現像し、可視像であるトナー像を形成するためのものである。なお、現像装置200の構成については後で詳述する。

0039

転写装置6は、導電性ローラと、支持ローラと、これらローラに架けられており感光体ドラム3に圧接するベルトとを含むベルトユニットである。転写装置6に含まれるベルトは、導電性ローラおよび支持ローラによって周回するように設けられている。また、転写装置6のベルトと感光体ドラム3との圧接部が転写ニップ部である。そして、転写装置6の導電性ローラには電界印加されており、これにより、感光体ドラム3と転写装置6との間において転写バイアスが発生するようになっている。この転写バイアスによって、前記転写ニップ部において感光体ドラム3の表面のトナー像がシートに転写するようになっている。なお、シートは、転写ニップ部において当該シートの先端と感光体ドラム3上のトナー像(画像)の先端とが一致するようなタイミングで転写ニップ部に供給される。

0040

クリーニングユニット4は、シートへトナー像が転写された後の感光体ドラム3の表面に残留するトナーを除去して回収するものである。クリーニングユニット4にはクリーニングブレードが備えられている。このクリーニングブレードは、たとえば弾性材料からなり、感光体ドラム3の表面に当接するように設けられる板状部材である。クリーニングブレードは、シートにトナー像が転写された後の感光体ドラム3の表面に残留するトナーおよび紙粉などを掻きとるものである。

0041

除電装置12は、除電ランプなどによって構成され、クリーニング後の感光体ドラム3表面の電荷を除去するためのものである。

0042

以上示した画像形成部125においては、帯電装置5によって感光体ドラム3の表面を帯電状態とし、露光ユニット11によって画像情報に応じた信号光を感光体ドラム3の表面に照射することによって、感光体ドラム3の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像に現像装置200からトナーが供給されてトナー像が形成され、トナー像は転写装置6によってシートに転写される。トナー転写後の感光体ドラム3表面は、クリーニングユニット4による残留トナーなどの除去および除電装置12による電荷除去を受け、清浄化される。この一連の操作が繰返し実行され、画像が形成される。

0043

シート供給部126は、トレイ10と、ピックアップローラ16と、レジストローラ14とを含む。

0044

トレイ10は、普通紙、コート紙、カラーコピー用紙OHPフィルムなどのシートを収容するトレイである。なお、トレイ10へのシートの補給は、画像形成装置100の正面側操作側)にトレイ10を引き出して行われる。ピックアップローラ16は、トレイ10内のシートを1枚ずつ分離してレジストローラ14に送給する。レジストローラ14は、露光ユニット11の感光体ドラム3表面へ露光するタイミングに応じて、シートを転写ニップ部に順次送給する。つまり、シート供給部126によれば、転写ニップ部においてシートの先端と感光体ドラム3上のトナー像(画像)の先端とが一致するように転写ニップ部にシートを供給する。

0045

画像定着部27は、定着装置8と、搬送ローラ17と、切換えゲート9と、反転ローラ18と、積載トレイ15とを含む。

0046

定着装置8は定着ローラ81と加圧ローラ82とを含む。定着ローラ81は、図示しない駆動源によって回転駆動可能に設けられるローラ状部材であり、その内部に加熱装置が備えられている。定着ローラ81内の加熱装置には、ハロゲンランプ赤外線ランプなどを使用できる。加圧ローラ82は、回転自在に支持され、定着ローラ81に圧接するように設けられるローラ状部材である。定着ローラ81と加圧ローラ82との圧接部が定着ニップ部である。定着ニップ部を通過するシートは定着ローラ81からの加熱と加圧ローラ82からの圧力とを受ける。定着装置8では、転写装置6によってトナー像の転写されたシートが定着ニップ部に送給されて加熱加圧を受け、トナー像がシートに定着し、シート上に画像が形成される。

0047

搬送ローラ17は、画像形成済みのシート、すなわち定着装置8によって定着処理が行われたシートを切換えゲート9に送給する。切換えゲート9は、定着済みシートの送給経路切換える。具体的に、画像形成済みシートは、切換えゲート9によって、反転ローラ18または中継搬送装置(不図示)もしくはシート再供給搬送装置(不図示)のいずれかに搬送される。

0048

反転ローラ18は画像形成済みシートを積載トレイ15に排出する。その一方で、両面画像形成または後処理(例えば、ステープル処理穴あけ処理)などが指定される場合、反転ローラ18は、画像形成済みシートを挟持した状態で、該シートの一部を積載トレイ15の方向に排出した後に逆回転し、該シートを切換えゲート9および画像形成装置100の側面に設けられる搬送路(不図示)を介して前記中継搬送装置または前記シート再供給搬送装置に送給する。このとき、切換えゲート9は実線の位置から破線の位置に変位する。積載トレイ15は、画像形成装置100の外側上部に設けられ、画像形成装置100から排出される画像形成済みシートを貯留するためのトレイである。

0049

画像定着部27においては、定着装置8によってトナー像がシートに定着する。そして、定着処理済みのシートは、搬送ローラ17および切換えゲート9を介して反転ローラ18に搬送され、そのまま積載トレイ15に排出されるかまたは反転ローラ18によって搬送方向を変えられて切換えゲート9を介して図示しない中継搬送装置またはシート再供給搬送装置に送給される。

0050

制御装置110は、露光ユニット11の上部に配置され、画像形成装置100を統括制御するためのコンピュータである。具体的に説明すると、制御装置110は、CPU(中央演算処理装置)、CPUに実行されるプログラムが格納されているROM、CPUの作業領域となるRAM、CPUの演算処理に用いられる各種パラメータおよび式(式の係数など)が記憶されるメモリ、各種センサ等やモータ駆動ドライバ等の周辺装置制御回路基板データ入出力のためのインターフェイス基板などを備えている。

0051

さらに、画像形成装置100の下面および側面には、図示しない補助搬送路が設けられる。補助搬送路は、画像形成装置100に外部装置を接続する際に、シートを画像形成装置100から外部装置に搬送するため、または、シートを外部装置から画像形成装置100に搬送するために利用される。

0052

以上の画像形成装置100によれば、制御装置110に入力される画像情報に応じて、感光体ドラム3の表面に静電潜像が書き込まれ、この静電潜像が現像されてトナー像としてシートに転写される。その後、定着処理が行われることによってトナー像はシートに定着する。定着処理後、シートは、そのまま積載トレイ15に排出されるかまたは後処理工程、再度の画像形成工程などに供される。

0053

〔現像装置〕
つぎに現像装置200の構成について詳細に説明する。図2は、本実施形態に係る現像装置200の構成を示す概略図である。

0054

現像装置200は、電子写真方式を利用して画像形成する画像形成装置100に装着され、感光体ドラム3の表面に形成される静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成するものである。現像装置200は、図2に示されるように、現像部1とトナー補給部2とから構成される。また、図2に示されるように、制御装置110は現像装置200に接続されている。

0055

現像部1は、現像槽21と、現像ローラ24と、供給ローラ23と、撹拌部材22と、層厚規制部材77とを含む。トナー補給部2はトナーホッパ97とトナーボトル30とを含む。

0056

現像槽21は、内部空間を有する容器状部材であり、その内部空間に2成分現像剤(以下、単に「現像剤」と称す)を収容する。なお、本実施形態における現像剤とはトナーとキャリアとを含むものである。

0057

現像槽21を構成する現像槽壁は、たとえば、合成樹脂、好ましくは射出成形可能な熱可塑性樹脂によって形成される。また、現像槽21は、現像ローラ24、供給ローラ23および撹拌部材22を収容して、これらを回転自在に支持し、かつ層厚規制部材77を支持する。

0058

現像槽21を構成する現像槽壁のうち、感光体ドラム3が配置される側には、開口21aが形成される。現像ローラ24は、開口21aを介して感光体ドラム3に対向する位置に配されている。

0059

また、現像槽21を構成する現像槽壁のうち、現像槽21内部に配置されている撹拌部材22の上側には開口Qが形成される。この開口Qはトナー受入口である。さらに、図2に示されるように、トナーホッパ97に形成されているトナー補給口97aと開口Qとは鉛直方向に沿って重複するように配置される。つまり、トナー補給口97aおよび開口Qはトナーホッパ97の内部と現像槽21の内部とを連通する。

0060

現像槽21内のトナー消費状況に応じて、トナーホッパ97からトナー補給口97aおよび開口Qを介して現像槽21内にトナーが補給される。トナーホッパ97から現像槽21へのトナーの補給は、トナーホッパ97内のトナー補給ローラ73の回転によって実現される。トナー補給ローラ73は、トナー補給口97aの上方において、その回転時にトナー補給口97aの周縁に摺擦するように設けられる。

0061

現像ローラ24は、図示しない駆動源によって駆動し、現像ローラ24の軸を回転中心として、矢符114の方向に回転する。現像ローラ24は、現像槽21の開口21a近傍に配置されて感光体ドラム3を臨み、感光体ドラム3に対して間隙を有して離隔し、かつ感光体ドラム3の回転軸と現像ローラ24の回転軸とが平行になるように配置される。

0062

そして、現像ローラ24は、その表面にトナー層担持して回転駆動し、現像ニップ部(感光体ドラム3と現像ローラ24との最近接部)において、感光体ドラム3の表面の静電潜像にトナーを供給して現像し、トナー像を形成する。現像ローラ24から感光体ドラム3へトナーを移行させる際には、電源装置111から現像ローラ24に現像バイアス電圧が印加される。なお、本実施の形態では、感光体ドラム3と現像ローラ24とが間隙を有して離隔するように設けられているが、それに限定されず、両者が圧接するように設けてもよい。

0063

供給ローラ23は、現像ローラ24を挟んで感光体ドラム3に対向するように設けられるローラ部材である。供給ローラ23は、図示しない駆動源によって、供給ローラ23の軸を回転中心として、矢符123の方向に回転駆動する。供給ローラ23は、その回転駆動によって、現像槽21の内部空間に収容されるトナーまたはトナーとキャリアとを摺擦してトナーを帯電させるとともに、現像ローラ24周辺に搬送する。

0064

撹拌部材22は、供給ローラ23を挟んで現像ローラ24に対向する位置であって、開口Qの下方に設けられているスクリュー部材である。そして、撹拌部材22は、図示しない駆動源によって、撹拌部材22の軸を回転中心として回転駆動する。撹拌部材22は、その回転駆動によって、トナー受入口である開口Qを介して現像槽21内に供給されるトナーと、現像槽21内に元々存在するトナーとを均一に混合するとともに、均一に混合したトナーを供給ローラ23の周辺に搬送する。

0065

層厚規制部材77は、短手方向の一端が現像槽21に支持されかつ他端が遊端部になって現像ローラ24表面に対して間隙を有して離隔するように設けられる板状部材である。本実施の形態では、層厚規制部材77と現像ローラ24との間隙(DG)は約0.9mmである。層厚規制部材77は、現像ローラ24表面に担持される現像剤層の厚さが所望の値になるように調整する。層厚規制部材77としては、曲げモーメントが作用することにより湾曲するような部材が好ましい。このような部材としては、たとえば、金属からなる板バネ弾性部材(合成樹脂またはゴム)などが挙げられる。これらの中でも、感光体ドラム3の損傷などを考慮すると、ゴムが好ましい。

0066

また、本実施形態では、図1および図2に示されるように、感光体ドラム3の周囲において、現像装置200と転写装置6との間にトナー付着量検出センサ60が設けられている。トナー付着量検出センサ60は、感光体ドラム3の表面に対して光を照射する発光素子と、発光素子から感光体ドラム3へ照射され且つ感光体ドラム3から反射される光を受光する受光素子とを有するフォトインタラプタ型光電素子である。そして、トナー付着量検出センサ60は、受光素子の受光量に基づいて、感光体ドラム3表面に形成されているトナー像のトナー付着量(単位面積当たりのトナー付着量)を測定するものである。なお、発光素子から照射される光は可視光であっても赤外線であってもよい。

0067

なお、中間転写方式(2次転写方式)の画像形成装置の場合、感光体ドラム3の周囲であって、1次転写位置(感光体ドラム3と中間転写ベルトとの接触部分)とクリーニング装置との間に反射式光学センサを設け、この反射式光学センサによってトナー付着量を測定してもよい。

0068

さらに、図2に示されるように、現像槽21の外壁において、現像槽21内の供給ローラ23と対向するような位置に透磁率センサ25が取り付けられている。透磁率センサ25は、現像槽21内の現像剤の透磁率を測定可能センサである。本実施形態では、透磁率センサ25の出力に応じて現像槽21内の現像剤のトナー濃度が計測される。具体的に説明すると、透磁率センサ25付近にて現像剤が流れると、その現像剤が磁心として働いて透磁率センサ25に備えられるコイル間のインダクタンスを変化させる。このインダクタンスの大きさは、磁心として働いている現像剤に含有される磁性キャリア磁粉量(透磁率)によって決まる。それゆえ、透磁率センサ25のコイルからの出力電圧によって現像槽21内の現像剤の磁粉量を計測可能であり、ひいては、前記現像剤のトナー濃度も計測できるようになっている。

0069

トナー補給部(補給装置)2は、図2に示すように、トナーボトル30およびトナーホッパ97から構成される。また、トナーホッパ97は、図2に示すように、トナー補給槽7と、撹拌部材71と、トナー搬送ローラ72と、トナー補給ローラ73とを含む。

0070

トナーボトル30は、トナーを貯留し、トナーが空になれば交換されるトナーカートリッジである。トナーホッパ97は、トナーボトル30から供給されるトナーをトナー補給槽7に一時的に貯留し、適切なタイミングで現像槽21内にトナーを補給するためのものである。

0071

また、撹拌部材71は、トナー補給槽7内に設けられており、トナー補給槽7内のトナーを撹拌するためのものである。トナー搬送ローラ72は、トナー補給槽7内のトナーをトナー補給口97aへ搬送するためのローラである。トナー補給ローラ73は、トナーホッパ97からトナー補給口97aおよび開口Qを介して現像槽21内にトナーを補給するためのローラである。なお、制御装置110がトナー補給ローラ73の回転動作を制御することによって、現像槽21へのトナー補給量動作が制御され、補給量が調整される。

0072

また、制御装置110は、現像装置200を含む画像形成部125の各部材の起動,動作,停止を制御する機能と、この制御に必要なデータを記憶するデータ記憶部としての機能を有している。さらに、制御装置110は、透磁率センサ25の出力値から計測されるトナー濃度(現像槽21の現像剤のトナー濃度)に応じてトナー補給ローラ73の動作を制御することによって、現像槽21に対するトナー補給動作および補給量を制御する。そして、制御装置110は、トナー補給動作やトナー補給量の算出に用いられる補正係数を記憶している。

0073

また、以上のような現像装置200においては、現像槽21内の現像剤が劣化したとき、または定期的に、現像槽21の現像剤がサービスマンによって交換される。ここで、交換直後の現像剤(新品の現像剤)のトナー濃度は、実際の画像形成ジョブにおいて使用される際の濃度値(以下、「目標濃度」と称す)よりも低く設定されているため、現像槽21の現像剤が交換された直後、現像槽21にトナーを補給することによって交換後の現像剤のトナー濃度を補正する処理(以下「濃度補正処理」と称す)を行い、現像槽21の現像剤のトナー濃度を目標濃度にまで引き上げる必要がある。

0074

そこで、本実施形態の画像形成装置100においては、現像槽21内の現像剤が交換された後、画像形成プロセスが実行される前に前記濃度補正処理を実行している。以下では濃度補正処理について説明する。

0075

図3は、現像剤が交換された後に行われる制御装置110の処理(以下「現像剤交換後処理」と称す)の手順を示したフローチャートである。なお、前記濃度補正処理は前記現像剤交換後処理に含まれるものであり、図3において、S1〜S16が前記現像剤交換後処理に相当し、S1〜S9が前記濃度補正処理に相当する。

0076

図3に示すように、制御装置110は、現像槽21の現像剤が交換されたことを検知すると(S1においてYES)、現像ローラ24,供給ローラ23,撹拌部材22などの駆動源を駆動することにより、現像槽21内の現像剤を所定時間(例えば、撹拌部材22が20回回転するだけの時間)だけ撹拌する(S2)。この撹拌は、現像槽21内の現像剤に含まれるトナーの帯電量を飽和帯電量にすることによって、新品の現像剤の静置時間に係わらず透磁率センサ25の検出値を安定させるためである。また、S2の撹拌は、透磁率センサ25の検出値を安定させるだけでなく、後のステップにて行われるトナー補給時のトナー飛散を少なくする効果を奏する。長期間静置されていた現像剤のトナー帯電量は著しく低下しているため、S2の撹拌時にトナー飛散が生じることがあるが、トナー濃度が低い状態すなわちトナーによるキャリア被覆率が低い状態のまま撹拌し、トナーの帯電量を上げることによって、後のステップにおいてトナー飛散を少なくすることができる。

0077

なお、現像槽21の現像剤が交換された後、画像形成装置100のサービスマンによって初期設定キー等が押下されるように画像形成装置100を設計すれば、制御装置110はS1において初期設定キー等の押下によって現像剤の交換を検知することができる。また、現像槽21の現像剤が交換された後、画像形成装置100のサービスマンによってメンテナンスカウンタリセット(ゼロに戻す)されるように画像形成装置100を設計すれば、制御装置110はS1においてメンテナンスカウンタのリセットによって現像剤の交換を検知することができる。さらに、現像槽21にヒューズ等を備え、制御装置110が前記ヒューズによって現像剤が新品であることを検知できるようにしてもよい。

0078

つぎに、S3以降について説明する。S2において現像槽21内の現像剤が所定時間撹拌された後、制御装置110は、透磁率センサ25の出力値を検出する(S3)。そして、制御装置110は、S3の後、所定期間経過してから再び透磁率センサ25の出力値を再度検出する(S4)。S4の後、制御装置110は、S3において検出された出力値とS4において検出された出力値との差が透磁率センサ25の出力可能範囲(透磁率センサ25の出力可能な最低値最高値との差)の3%に相当する値以下か否かを判定する(S5)。

0079

そして、制御装置110は、S3において検出された出力値とS4において検出された出力値との差が前記出力可能範囲の3%に相当する値より高ければS2〜S5の処理を繰り返す(S5においてNO)。つまり、S3において検出された出力値とS4において検出された出力値との差が前記出力可能範囲の3%に相当する値以下になるまでS2〜S5の処理が繰り返されることになる。これにより、透磁率センサ25の出力値のバラツキが僅かになるまで現像槽21内の撹拌が繰り返されることになり、S6以降において現像槽21内のトナー濃度を安定且つ均一なものにすることができる。

0080

S3において検出された出力値とS4において検出された出力値との差が前記出力可能範囲の3%に相当する値以下と判定された場合(S5においてYES)、制御装置110は、露光ユニット11および現像装置200を制御して感光体ドラム3に高濃度パッチを形成する(S6)。ここで、高濃度パッチ(基準トナー像)とは、露光ユニット11の最高出力の95%出力で感光体ドラム3を露光することによって形成される静電潜像を現像したパッチを意味する。

0081

つぎに、制御装置110は、トナー付着量検出センサ60の出力に基づいて、S6にて形成された高濃度パッチのトナー付着量を検出し(S7)、検出されたトナー付着量が閾値以上か否かを判定する(S8)。なお、S8において設定される閾値はマクベス社製の反射濃度計によって計測される画像濃度IDが1.4となるようなトナー付着量に相当する値とする。

0082

ここで、制御装置110は、高濃度パッチのトナー付着量が閾値未満である場合(S8においてNO)、現像装置200のトナー補給部2を制御してトナーホッパ97から現像槽21へ所定補給量のトナーを補給し(S9)、その後、S2〜S8を繰り返す。つまり、感光体ドラム3上に形成される高濃度パッチのトナー付着量が閾値以上になるまで、現像槽21内へのトナー補給および現像槽21内の現像剤の撹拌が繰り返されるのである。

0083

S8において高濃度パッチのトナー付着量が閾値以上と判定された場合(S8においてYES)、制御装置110は、露光ユニット11および現像装置200を制御して感光体ドラム3に高濃度パッチを再び形成する(S10)。そして、制御装置110は、トナー付着量検出センサ60の出力に基づいて、S9にて形成された高濃度パッチのトナー付着量を検出する(S11)。さらに、制御装置110は、S7において検出されたトナー付着量とS11において検出されたトナー付着量との差がトナー付着量検出センサ60の出力可能範囲(トナー付着量検出センサ60の出力可能な最低値と最高値との差,所定値)の5%に相当する値以下か否かを判定する(S11)。

0084

そして、制御装置110は、S7において検出されたトナー付着量とS11において検出されたトナー付着量との差がトナー付着量検出センサ60の出力可能範囲の5%に相当する値より高ければS2〜S12の処理を繰り返す(S12においてNO)。つまり、S6にて形成された高濃度パッチのトナー付着量とS10にて形成された高濃度パッチのトナー付着量との差がトナー付着量検出センサ60の出力可能範囲の5%に相当する値以下になるまでS2〜S12の処理が繰り返されることになる。これにより、感光体ドラム3に形成される各高濃度パッチのトナー付着量のバラツキが僅かになるまで現像槽21内の撹拌が繰り返されることになり、現像装置200によって現像される画像のトナー付着量が安定させることができる。

0085

S7において検出されたトナー付着量とS11において検出されたトナー付着量との差がトナー付着量検出センサ60の出力可能範囲の5%に相当する値以下と判定された場合(S12においてNO)、制御装置110は、露光ユニット11および現像装置200を制御して感光体ドラム3に低濃度パッチを形成する(S13)。ここで、低濃度パッチとは、露光ユニット11の最高出力の5%出力で感光体ドラム3を露光することによって形成されるパッチを意味する。

0086

つぎに、制御装置110は、トナー付着量検出センサ60の出力に基づいて、S13にて形成された低濃度パッチのトナー付着量を検出し(S14)、検出されたトナー付着量が閾値未満か否かを判定する(S15)。なお、S14において設定される閾値は、マクベス社製の反射濃度計によって計測される画像濃度IDが0.05となるようなトナー付着量に相当する値とする。

0087

さらに、制御装置110は、S14にて検出されたトナー付着量が閾値未満である場合(S15においてNO)、現像剤交換後処理を終了する。これに対し、制御装置110は、S14にて検出されたトナー付着量が閾値未満でない場合(S15においてYES)、画像形成装置100の表示パネルエラーメッセージを表示してから現像剤交換後処理を終了する。なお、低濃度パッチのトナー付着量があまりにも多すぎる場合、現像装置200が故障していることが考えられるため、S14にて検出されたトナー付着量が閾値未満でない場合はエラーメッセージを表示するようにしているのである。

0088

制御装置110は、エラーメッセージを表示することなく現像剤交換後処理(S1〜S16の手順)を終了した場合、画像形成プロセスの実行を可能とすべく、画像形成プロセスの待機モードに移行する。これにより、画像形成装置100のオペレータは画像形成装置100に対してシートへの画像形成処理を実行させることが可能になる。

0089

なお、S15にてエラーメッセージが表示された場合、制御装置110は画像形成プロセスの待機モードに移行しない。そして、この場合は、サービスマンによって現像装置200が点検または修理されることになる。

0090

以上示した画像形成装置100は、感光体ドラム3と、感光体ドラム3を露光することによって感光体ドラム3に静電潜像を形成する露光ユニット11と、現像装置200と、感光体ドラム3に形成されているトナー像のトナー量を検出するトナー付着量検出センサ60と、感光体ドラム3と露光ユニット11と現像装置200とトナー付着量検出センサ60との動作制御を行う制御装置110とを有していることになる。そして、現像装置200は、現像剤を収容する現像槽21と、現像槽21へトナーを補給することによって前記現像剤のトナー濃度を補正する補給部2と、現像槽21の現像剤に含有されるトナーを感光体ドラム3の静電潜像に供給して感光体ドラム3にトナー像を形成する現像ローラ24とを含むものである。

0091

さらに、本実施形態の画像形成装置100では、現像槽21の2成分現像剤が交換されると(S1)、制御装置110によって、感光体ドラム3に高濃度パッチを形成する第1形成処理(S6)が行われ、前記高濃度パッチのトナー付着量を検出する第1検出処理が行われ(S7)、S7にて検出されるトナー付着量が閾値以上でない場合は現像槽21へ所定補給量のトナーを補給する補給処理(S9)が行われる。また、S7にて検出されるトナー付着量が閾値以上になるまでS2〜S9を繰り返す反復処理も行われる。ここで、前記第1検出処理と第1形成処理と補給処理と反復処理とが前記濃度補正処理に相当することになる。

0092

そして、前記濃度補正処理を含めた現像剤交換後処理によれば、実際に感光体ドラム3に形成される高濃度パッチのトナー付着量に基づいてトナー補給の判断を行っている。したがって、本実施形態では、感光体ドラム3に形成される高濃度パッチのトナー付着量が最適なものになるように、現像槽21内の現像剤のトナー濃度を調整していることになる。これにより、画像形成装置間でDSDやDGのバラツキがあっても、当該バラツキに関係なく画像形成装置毎に最適なトナー濃度(感光体ドラム3に形成される画像の濃度が最適になるような現像剤のトナー濃度)を実現でき、画像形成装置間で中間調濃度のバラツキを無くすことができる。

0093

言い換えると、現像槽21内の現像剤のトナー濃度を、当該現像剤に固有の条件(製造ロット毎の品質)および現像装置200に固有の条件(DSDやDG等の現像条件)に応じた最適なトナー濃度に調整することができ、一定の中間調濃度の画像を安定して形成することができる。また、最適なトナー濃度を実現することにより感光体ドラム3へのキャリア付着を防ぐことができ、白抜けのない良好な画像をより安定して形成することができる。

0094

図4は、DSDが各々異なる5台の画像形成装置を用いて図3の手順を実行した場合において、各画像形成装置のDSDと現像槽のトナー濃度との関係を示したグラフである。なお、これら画像形成装置において図3の現像剤交換後処理が実行される前のトナー濃度はいずれも3%であったものとする。図4から明らかであるが、本実施形態の現像剤交換後処理を実行可能な画像形成装置においては、DSDが異なれば最終的に調整されるトナー濃度も異なるものとなる。

0095

また、交換直後の現像剤のトナー濃度とS9のトナー補給量(所定補給量)とを、S9のトナー補給処理が1回で済むような値に設定すれば、図3の濃度補正処理に要する時間を短縮できる。しかし、S9のトナー補給処理が複数回行われるように、交換直後の現像剤のトナー濃度とS9のトナー補給量とが定められていることが好ましい。この理由を以下にて説明する。現像槽21の現像剤中に多量のトナーを1回で補給すると、未帯電トナーによるトナー飛散が生じることがある。これに対し、トナーの補給を少量づつ複数回(例えば3回)に分けて行うと、未帯電トナーによるトナー飛散を防ぐことができる。したがって、一定の画像濃度を有する画像をより一層安定して形成することができる。また、トナーの補給を少量づつ複数回に分けて行うということは、現像槽21の現像剤のトナー濃度を少しずつ高めることになり、トナー濃度が過度に高まってしまうことを抑制できる。

0096

図5は、現像剤のトナー濃度が4%,5%,6%の各々の場合について、現像される画像の画像濃度IDと現像電位との関係を示したグラフである。なお、図5の現像電位とは、感光体ドラム3の表面電位と現像ローラ24の電位との差の絶対値である。また、図5の高濃度パッチは、現像電位が500V且つ露光ユニット11の出力が最高出力の95%で形成され、図5の低濃度パッチは、現像電位が100V且つ露光ユニット11の出力が最高出力の5%で形成される。

0097

また、図5において、トナー濃度4%のグラフは新品の現像剤のグラフであり、トナー濃度5%のグラフは新品の現像剤に対してトナー補給が1回行われた後の現像剤のグラフであり、トナー濃度6%のグラフは新品の現像剤に対してトナー補給が2回行われた後の現像剤のグラフである。図5に示すように、トナーの補給を少量づつ複数回(図5では2回)に分けて行うと、現像剤のトナー濃度を少しずつ上げていくことができ、高濃度パッチおよび低濃度パッチの画像濃度IDが最適値付近になるように現像剤のトナー濃度を調整することができる。これに対し、現像剤中に多量のトナーを1回で補給するようにする場合、高濃度パッチおよび低濃度パッチの画像濃度IDが最適値を大幅に超えてしまうように現像剤のトナー濃度が調整されてしまうこともある。

0098

なお、交換直後の現像剤(新品の現像剤)のトナー濃度は、前記目標濃度値(つまり前記現像剤交換後処理が行われた後の濃度)の60〜90%に相当する値に設定されていることが好ましい。交換直後の現像剤のトナー濃度が目標濃度値の60〜90%程度に設定されていれば、交換前の2成分現像剤の特性と交換後の2成分現像剤の特性との差を抑制できるからである。

0099

また、交換直後の現像剤のトナー濃度を目標濃度値の60〜90%に相当する値に設定する場合、S9のトナー補給処理のトナー補給量は、現像槽21の現像剤のトナー濃度を0.3〜0.5%高めるようなトナー補給量に設定されていることが好ましい。このように設定されていれば、DGやDSDの値に関係なく、S9のトナー補給処理が少なくとも2回以上は繰り返されるものと考えられるからである。

0100

なお、高濃度パッチを形成する際の露光ユニット11の出力は、最高出力の95%に限定されるものではなく、最高出力の95%〜100%出力であればよい。また、低濃度パッチを形成する際の露光ユニット11の出力は、最高出力の5%に限定されるものではなく、最高出力の0%〜5%出力であればよい。

0101

また、本実施形態では、S7にて検出されたトナー付着量が閾値以上である場合(S8にてYES)、感光体ドラム3に高濃度パッチを再度形成する第2形成処理(S10)が行われ、S10にて形成された高濃度パッチのトナー付着量を検出する第2検出処理(S11)が行われる。そして、S7にて検出された閾値以上のトナー量とS11にて検出されたトナー量との差がトナー付着量検出センサ60の出力可能範囲の5%に相当する値(所定値)を超えている場合、S2〜S12が再度実行される。これにより、感光体ドラム3に形成される複数の高濃度パッチのトナー付着量のバラツキが僅かになるまでS2の撹拌処理やトナー補給が繰り返されることになり、現像される画像の濃度をより安定化させることができる。

0102

また、図3シーケンスではトナー付着量が閾値以上であるか否かを判定し(S8)、閾値以上になるまでトナー補給を繰り返すようにしているが、ここで「閾値以上」とは、閾値および閾値より大きな値という意味であってもよいし、閾値を越えた値という意味であってもよい。

0103

さらに、本実施の形態では、画像形成装置100は単色画像(モノクロ画像)を形成するプリンタとして構成されるけれども、それに限定されず、多色画像カラー画像)を形成するプリンタ、複写機ファクシミリ装置などとして構成することができる。

0104

また、本実施形態の画像形成装置100を用いて実験を行ったので、この実験の詳細を以下説明する。

0105

〔実験例〕
実験は以下に示す実施例1〜3および比較例1〜3を用いて行った。

0106

(実施例1)
図3に示す現像剤交換後処理を実行可能な画像形成装置100において2成分現像剤を用いて連続プリントテストを行った。試験紙はA4サイズの電子写真装置用の記録媒体(マルチレシーバーシャードキュメントシステム社製)を使用した。連続プリントテストは、温度25℃、湿度60%の常湿環境において行った。また、実験例1ではDSDを0.4mm(設計中央値)とした。

0107

なお、前記連続プリントテストとは、試験紙の上に形成されるプリント画像カバレージすなわち画像形成可能領域のトナーの被覆率が6%となるテキスト画像を5,000枚印字し、1000枚の印字毎に画像濃度IDとトナー消費量とを測定するものである。

0108

(実施例2)
DSDの設定値を0.3mmに設定した以外は実施例1と同様にして前記連続プリントテストを行った。

0109

(実施例3)
DSDの設定値を0.5mmに設定した以外は実施例1と同様にして前記連続プリントテストを行った。

0110

(比較例1)
図3に示す現像剤交換後処理を実行可能でない画像形成装置を用いた点以外は実施例1と同様にして連続プリントテストを行った。

0111

(比較例2)
図3に示す現像剤交換後処理を実行可能でない画像形成装置を用いた点以外は実施例2と同様にして連続プリントテストを行った。

0112

(比較例3)
図3に示す現像剤交換後処理を実行可能でない画像形成装置を用いた点以外は実施例3と同様にして連続プリントテストを行った。

0113

(画像濃度IDの評価基準
1000枚の印字毎に、一辺が5cmのベタ画像(100%濃度)をプリントし、反射濃度計(マクベス社製:RD918)を用いてベタ画像の画像濃度IDを測定した。その評価基準は以下に準拠した。
○:良好。画像濃度IDが1.30以上であり、紙の繊維がトナーで充分に覆われた状態である。
△:やや不良。画像濃度IDが1.20以上1.30未満であり、紙の繊維がある程度適切にトナーで覆われた状態である。
×:不良。画像濃度IDが1.20未満であり、紙の繊維がトナーで不充分に覆われた状態である。

0114

(トナー消費量の評価基準)
実施例1に記載したテキスト画像のプリントテストの印字に消費されたトナー量を測定した。その評価基準は以下に準拠した。
○:良好。トナー消費量が1000枚当たり20g以下である。
△:やや不良。トナー消費量が1000枚当たり25g以下である。
×:不良。トナー消費量が1000枚当たり25gより多い。

0115

(連続プリントテストの結果)
実施例1〜3および比較例1〜3について、連続プリントテストを行った際の画像濃度IDの評価を表1に示し、連続プリントテストを行った際のトナー消費量の評価を表2に示す。

0116

0117

表1および表2に示される連続プリントテストの結果より、図3に示す現像剤交換後処理を実行可能な画像形成装置100で形成した画像は、DSDの値に関係なく、5000枚までの画像濃度IDおよびトナー消費量ともに良好な結果となった。これに対し、図3に示す現像剤交換後処理を実行可能でない画像形成装置で画像を形成した場合、比較例1のようにDSDが設計中央値であればよいが、比較例2および比較例3のように設計値からずれた場合、初期画像濃度が低下もしくはトナー消費量が増大してしまう。

0118

本発明は上述した実施形態、実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、上述した実施形態および実施例において開示された各技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

0119

本発明の画像形成装置は、電子写真方式のプリンタ、複写機、複合機、ファクシミリ装置に好適である。

図面の簡単な説明

0120

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構成を示した図である。
図1の画像形成装置に備えられている現像装置を示す図である。
現像剤が交換された後に行われる現像剤交換後処理の手順を示したフローチャートである。
DSDが各々異なる5台の画像形成装置を用いて図3の手順を実行した場合において、各画像形成装置のDSDと現像槽のトナー濃度との関係を示したグラフである。
2成分現像剤のトナー濃度が4%,5%,6%の各々の場合において現像される画像の画像濃度IDと現像電位との関係を示したグラフである。
2成分現像剤のトナー濃度が適正な場合に形成される画像について、現像電位と画像濃度IDとの関係を示したグラフである。
2成分現像剤のトナー濃度が最適値より高い場合に形成される画像について、現像電位と画像濃度IDとの関係を示したグラフである。
2成分現像剤のトナー濃度が最適値より低い場合に形成される画像について、現像電位と画像濃度IDとの関係を示したグラフである。

符号の説明

0121

2補給部(補給装置)
3感光体ドラム(感光体)
11露光ユニット(露光装置)
21現像槽
24現像ローラ
50データ記憶部
60トナー付着量検出センサ(検出装置)
100画像形成装置
110制御装置
200 現像装置

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 京セラドキュメントソリューションズ株式会社の「 画像形成装置」が 公開されました。( 2019/07/18)

    【課題】濃度補正用画像の印刷に要する時間を短縮しつつ濃度補正精度を向上させる。【解決手段】濃度補正部は、基準パッチ画像のうち主走査方向の位置が第一パッチ画像と同じ部分の濃度と該第一パッチ画像との濃度の... 詳細

  • 株式会社PFUの「 画像読取装置、制御方法及び制御プログラム」が 公開されました。( 2019/07/18)

    【課題・解決手段】長尺原稿の搬送時に異常が発生した場合に、原稿を再配置するための適切な指示を利用者に通知することを可能とする画像読取装置、制御方法及び制御プログラムを提供する。画像読取装置は、搬送され... 詳細

  • 株式会社沖データの「 画像形成装置」が 公開されました。( 2019/07/18)

    【課題】廃棄トナーを迅速に廃棄する。【解決手段】画像形成装置1は、表面に潜像を担持する感光体ドラム37と該潜像にトナーを付着させて現像する現像ローラ35とを含む複数の画像形成ユニット10と、複数の感光... 詳細

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ