(57)【要約】【課題】現像剤への摩擦等の負荷を低減させ、画像性能を良好に保つ画像形成装置を提供する。【解決手段】現像器１００は、撹拌されたトナーと磁性キャリアからなる磁性現像剤を搬送ローラ７０により汲み上げ、汲み上げた磁性現像剤を搬送ローラ７０から磁気ローラ６０に供給し、さらに、磁気ローラ６０上に担持された磁気ブラシからトナーを現像ローラ５０に供給し、該トナーにより静電潜像を現像する。画像形成装置１は、この現像器１００と、該トナーにより形成されるトナー画像を保持する感光体１０と、この感光体１０に形成されたトナー画像の濃度を検知する濃度センサ９０と、この濃度センサ９０により検知された濃度が、適正濃度であるか否かを判定し、この判定結果に基づいて、搬送ローラ７０の回転数を制御する制御部３０とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撹拌された磁性現像剤を搬送ローラにより汲み上げ、汲み上げた磁性現像剤を前記搬送ローラから現像剤担持体に供給し、前記現像剤担持体上のトナーにより静電潜像を現像する現像器と、
該トナーにより形成されるトナー画像を保持する画像保持体と、
前記画像保持体に形成されたトナー画像の濃度を検知する検知部材と、
前記検知部材により検知された濃度が、適正濃度であるか否かを判定し、該判定結果に基づいて、前記搬送ローラの回転数を制御する制御部とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像保持体は、静電潜像を形成され、該静電潜像からトナー画像に現像される感光体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】
前記画像保持体は、感光体のトナー画像を転写する中間転写体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４】
撹拌された磁性現像剤を搬送ローラにより汲み上げ、汲み上げた磁性現像剤を前記搬送ローラから現像剤担持体に供給し、前記現像剤担持体上のトナーにより静電潜像を現像する現像器と、
前記現像器内の温度を検知する温度センサと、
前記温度センサの検知結果に基づいて、前記搬送ローラの回転数を制御する制御部とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
撹拌された磁性現像剤を搬送ローラにより汲み上げ、汲み上げた磁性現像剤を前記搬送ローラから現像剤担持体に供給し、前記現像剤担持体上のトナーにより静電潜像を現像する現像器と、
前記現像器内の湿度を検知する湿度センサと、
前記湿度センサの検知結果に基づいて、前記搬送ローラの回転数を制御する制御部とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真方式を用いた画像形成装置では、感光体上に静電潜像が形成され、この静電潜像は現像器によって現像されてトナー画像となる。感光体上のトナー画像は用紙に転写され、転写されたトナー画像は定着器によって用紙上に溶融定着される。
【０００３】
このような画像形成装置に用いられる現像器には、例えば特許文献１に示すように、磁性キャリアとトナーを有する２成分現像剤が撹拌・循環されトナーが帯電し、この現像剤が磁気ローラ上に搬送される。そして、磁気ローラ上で磁気ブラシが形成され、この磁気ブラシは規制ブレードによって層厚を規制される。所定層厚になった磁気ブラシは、磁気ローラと現像ローラの対向する位置において、磁気ローラにかかるバイアスによって、現像ローラにトナー層が形成される。そして、現像ローラ上のトナー層が感光体に供給されることによって感光体上の静電潜像を現像している。
【０００４】
上記先行技術では、磁気ローラ上の磁気ブラシを所定の層厚にするために、規制ブレードが磁気ローラ表面と僅かな隙間を形成して、磁気ローラの軸方向に沿って取り付けられている。規制ブレードが現像剤の層厚を規制するときに、磁気ローラの回転にともなって、余分の現像剤は規制ブレードの磁気ローラ回転方向下流側に滞留する。滞留した現像剤は規制ブレードに衝突し、また現像剤間でも互いに衝突することになる。さらに磁気ブラシが規制ブレードの隙間を通過するときに、磁気ブラシが規制ブレードに摩擦される。これらの現像剤間の衝突や、現像剤と規制ブレードとの摩擦によって、現像剤が発熱する。この熱が蓄積されて、現像剤の流動性が低下すると、現像剤が磁気ローラ等の現像容器内に固着してしまうおそれがあり、また、現像剤の搬送性能が低下し、形成される画像性能を低下させるおそれがある。特に、高速で画像形成する場合には、規制ブレードによる現像剤の発熱・蓄熱が顕著になるという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２７４９２４号公報（段落［００１８］〜［００２４］、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、現像剤への摩擦等の負荷を低減させ、画像性能を良好に保つ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】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、撹拌された磁性現像剤を搬送ローラにより汲み上げ、汲み上げた磁性現像剤を前記搬送ローラから現像剤担持体に供給し、前記現像剤担持体上のトナーにより静電潜像を現像する現像器と、該トナーにより形成されるトナー画像を保持する画像保持体と、前記画像保持体に形成されたトナー画像の濃度を検知する検知部材と、前記検知部材により検知された濃度が、適正濃度であるか否かを判定し、該判定結果に基づいて、前記搬送ローラの回転数を制御する制御部とを備えることを特徴としている。
【０００８】
この構成によれば、画像保持体に形成されたトナー画像の濃度を検知部材により検知し、この検知した濃度が適正濃度であるか否かを判定し、この判定結果に基づいて、搬送ローラの回転数が制御される。搬送ローラの回転数に応じて、搬送ローラから現像剤担持体に供給される現在剤量、即ち現像剤担持体上の現像剤層厚が変わる。そして現像剤担持体上のトナーにより静電潜像が現像される。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明では、前記画像保持体は、静電潜像を形成され、該静電潜像からトナー画像に現像される感光体であることを特徴としている。この構成によれば、感光体に形成されたトナー画像の濃度を検知部材により検知し、この検知した濃度が適正濃度であるか否かを判定し、この判定結果に基づいて、搬送ローラの回転数が制御される。搬送ローラの回転数に応じて、搬送ローラから現像剤担持体に供給される現在剤量、即ち現像剤担持体上の現像剤層厚が変わる。そして現像剤担持体上のトナーにより感光体上の静電潜像が現像される。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明では、前記画像保持体は、感光体のトナー画像を転写する中間転写体であることを特徴としている。この構成によれば、中間転写体に転写されたトナー画像の濃度を検知部材により検知し、この検知した濃度が適正濃度であるか否かを判定し、この判定結果に基づいて、搬送ローラの回転数が制御される。搬送ローラの回転数に応じて、搬送ローラから現像剤担持体に供給される現在剤量、即ち現像剤担持体上の現像剤層厚が変わる。そして現像剤担持体上のトナーにより感光体上の静電潜像が現像される。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明では、撹拌された磁性現像剤を搬送ローラにより汲み上げ、汲み上げた磁性現像剤を前記搬送ローラから現像剤担持体に供給し、前記現像剤担持体上のトナーにより静電潜像を現像する現像器と、前記現像器内の温度を検知する温度センサと、前記温度センサの検知結果に基づいて、前記搬送ローラの回転数を制御する制御部とを備えることを特徴としている。
【００１２】
この構成によれば、現像器内の温度を温度センサにより検知し、この検知した結果に基づいて、搬送ローラの回転数が制御される。搬送ローラの回転数に応じて、搬送ローラから現像剤担持体に供給される現在剤量、即ち現像剤担持体上の現像剤層厚が変わる。そして現像剤担持体上のトナーにより静電潜像が現像される。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明では、撹拌された磁性現像剤を搬送ローラにより汲み上げ、汲み上げた磁性現像剤を前記搬送ローラから現像剤担持体に供給し、前記現像剤担持体上のトナーにより静電潜像を現像する現像器と、前記現像器内の湿度を検知する湿度センサと、前記湿度センサの検知結果に基づいて、前記搬送ローラの回転数を制御する制御部とを備えることを特徴としている。
【００１４】
この構成によれば、現像器内の湿度を湿度センサにより検知し、この検知した結果に基づいて、搬送ローラの回転数が制御される。搬送ローラの回転数に応じて、搬送ローラから現像剤担持体に供給される現在剤量、即ち現像剤担持体上の現像剤層厚が変わる。そして現像剤担持体上のトナーにより静電潜像が現像される。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、画像保持体に形成されたトナー画像の濃度を検知部材により検知し、この検知した濃度が適正濃度であるか否かを判定し、この判定結果に基づいて、搬送ローラの回転数が制御される。搬送ローラの回転数に応じて、搬送ローラから現像剤担持体に供給される現在剤量、即ち現像剤担持体上の現像剤層厚が変わる。そして現像剤担持体上のトナーにより静電潜像が現像される。これによって、規制ブレードを設けることなく、現像剤担持体上の現像剤層厚を規制することができて、現像剤への摩擦や規制ブレードによる物理的なストレス等の負荷が低減される。従って、発熱・蓄熱による現像剤の劣化やトナーからの外添剤の剥がれ・埋没が抑えられ、画像性能を良好に保つことができる。また、現像器を構成する部材が少なくなり、安価な画像形成装置を提供することができる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明によれば、感光体に形成されたトナー画像の濃度を検知部材により検知し、この検知した濃度が適正濃度であるか否かを判定し、この判定結果に基づいて、搬送ローラの回転数が制御される。搬送ローラの回転数に応じて、搬送ローラから現像剤担持体に供給される現在剤量、即ち現像剤担持体上の現像剤層厚が変わる。そして現像剤担持体上のトナーにより感光体上の静電潜像が現像される。これによって、規制ブレードを設けることなく、現像剤担持体上の現像剤層厚を規制することができて、現像剤への摩擦等の負荷が低減される。従って、発熱・蓄熱による現像剤の劣化が抑えられ、画像性能を良好に保つことができる。また、現像器を構成する部材が少なくなり、安価な画像形成装置を提供することができる。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明によれば、中間転写体に転写されたトナー画像の濃度を検知部材により検知し、この検知した濃度が適正濃度であるか否かを判定し、この判定結果に基づいて、搬送ローラの回転数が制御される。搬送ローラの回転数に応じて、搬送ローラから現像剤担持体に供給される現在剤量、即ち現像剤担持体上の現像剤層厚が変わる。そして現像剤担持体上のトナーにより感光体上の静電潜像が現像される。これによって、規制ブレードを設けることなく、現像剤担持体上の現像剤層厚を規制することができて、現像剤への摩擦等の負荷が低減される。従って、発熱・蓄熱による現像剤の劣化が抑えられ、画像性能を良好に保つことができる。また、現像器を構成する部材が少なくなり、安価な画像形成装置を提供することができる。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明によれば、現像器内の温度を温度センサにより検知し、この検知した結果に基づいて、搬送ローラの回転数が制御される。搬送ローラの回転数に応じて、搬送ローラから現像剤担持体に供給される現在剤量、即ち現像剤担持体上の現像剤層厚が変わる。そして現像剤担持体上のトナーにより静電潜像が現像される。これによって、規制ブレードを設けることなく、現像剤担持体上の現像剤層厚を規制することができて、現像剤への摩擦等の負荷が低減される。従って、発熱・蓄熱による現像剤の劣化が抑えられ、画像性能を良好に保つことができる。また、現像器を構成する部材が少なくなり、安価な画像形成装置を提供することができる。
【００１９】
また、請求項５に記載の発明によれば、現像器内の湿度を湿度センサにより検知し、この検知した結果に基づいて、搬送ローラの回転数が制御される。搬送ローラの回転数に応じて、搬送ローラから現像剤担持体に供給される現在剤量、即ち現像剤担持体上の現像剤層厚が変わる。そして現像剤担持体上のトナーにより静電潜像が現像される。これによって、規制ブレードを設けることなく、現像剤担持体上の現像剤層厚を規制することができて、現像剤への摩擦等の負荷が低減される。従って、発熱・蓄熱による現像剤の劣化が抑えられ、画像性能を良好に保つことができる。また、現像器を構成する部材が少なくなり、安価な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】は、本発明の第１実施形態である画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】は、本発明の第１実施形態である画像形成装置に用いられる現像器の構成を示す断面図である。
【図３】は、本発明の第１実施形態である画像形成装置に用いられる濃度センサの構成を示す概略構成図である。
【図４】は、本発明の第１実施形態である画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図５】は、本発明の第１実施形態である画像形成装置の要部を機能的に示すブロック図である。
【図６】は、本発明の第２実施形態である画像形成装置の要部を機能的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
【００２２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１の内部構成の概略を示す断面図である。画像形成装置１はタンデム型のカラープリンタであり、回転自在である感光体１０ａ〜１０ｄは、感光層を形成する感光材料として、アモルファスシリコン感光体が用いられ、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）及びマゼンタ（Ｍ）の各色に対応させて配設される。感光層は有機感光体（ＯＰＣ感光体）でもよい。各感光体１０ａ〜１０ｄの周囲に、現像器１００ａ〜１００ｄ、帯電器４０ａ〜４０ｄ及び光学露光器（図略）が配設される。現像器１００ａ〜１００ｄは現像ローラとトナー収容部とを有し、感光体１０ａ〜１０ｄにトナーを供給する。帯電器４０ａ〜４０ｄは感光体１０ａ〜１０ｄ表面を一様に帯電させる。パーソナルコンピュータ等から画像入力部（図略）に入力された原稿画像データに基づいて、光学露光器から各感光体１０ａ〜１０ｄ上にレーザビームが照射される。照射されたレーザ光により、各感光体１０ａ〜１０ｄ表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が各現像器１００ａ〜１００ｄにより現像される。
【００２３】
中間転写ベルト５は、駆動ローラ２５、従動ローラ２７及びテンションローラ９に張架されている。この中間転写ベルト５に接触するように各感光体１０ａ〜１０ｄが中間転写ベルト５の搬送方向（図１の矢印方向）に沿って上流側から隣り合うように配列されている。各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄは、中間転写ベルト５を挟んで各感光体１０ａ〜１０ｄと対向して中間転写ベルト５に圧接し、１次転写ニップ部を形成する。この各１次転写ニップ部において、中間転写ベルト５の回転とともに所定のタイミングで各感光体１０ａ〜１０ｄのトナー画像が中間転写ベルト５に順次転写される。これにより、中間転写ベルト５表面にはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のトナー画像が重ね合わされ、カラートナー画像が形成される。
【００２４】
２次転写ローラ７は、中間転写ベルト５を挟んで駆動ローラ２５と対向して中間転写ベルト５に圧接し、２次転写ニップ部を形成する。用紙搬送部では、給紙カセット６に積載された用紙が１枚ずつ繰り出され、用紙搬送ローラ対２２が用紙を２次転写ニップ部に搬送する。この２次転写ニップ部において、バイアス電位（トナーの帯電極性と逆極性）が印加された２次転写ローラ７によって、中間転写ベルト５上に形成されたトナー画像が用紙に２次転写され、転写された用紙は定着器８に搬送される。
【００２５】
定着器８は、加熱ローラと、加熱ローラに圧接して配設された加圧ローラ等とを備え、トナー画像が転写された用紙を加熱及び加圧することにより定着処理を行う。定着された用紙は、排出ローラ対（図略）によって装置本体外に排出される。
【００２６】
また、上記のように構成された画像形成装置１では、感光体１０ａ〜１０ｄ上に形成されるトナー画像の濃度補正を行うことができるように、感光体１０ａ〜１０ｄの回転方向で、現像器１００ａ〜１００ｄの下流側、且つ転写ローラ２６ａ〜２６ｄの上流側に、感光体１０ａ〜１０ｄ上に形成した基準パッチ画像のトナー量を測定する濃度センサ９０ａ〜９０ｄが配設されている。
【００２７】
上述の画像形成装置１に用いられる現像器１００ａ〜１００ｄについて説明する。図２は、現像器１００ａ〜１００ｄの構成を示す断面図である。なお、以下の説明では、図１の感光体１０ａと相対する現像器１００ａの構成及び動作について説明するが、現像器１００ｂ〜１００ｄの構成及び動作については現像器１００ａと同様であり、説明を省略し、また各色の現像器及び感光体を示すａ〜ｄの符号を省略する。
【００２８】
現像器１００は、現像剤担持体としての現像ローラ５０及び磁気ローラ６０と、搬送ローラ７０と、撹拌部材８１及びハウジング８０等により構成されている。
【００２９】
ハウジング８０は、現像器１００の外郭を構成し、その内部に磁性キャリアとトナーからなる現像剤を貯留し、また撹拌部材８１と搬送ローラ７０と磁気ローラ６０及び現像ローラ５０を回転可能に保持している。ハウジング８０には、現像ローラ５０を感光体１０に向けて露出させる開口８０ａが形成されている。
【００３０】
現像ローラ５０は、感光体１０に対向し、一定の隙間を設けて感光体１０の左方に配される。また、現像ローラ５０は、感光体１０に接近した対向位置において、感光体１０にトナーを供給する現像領域Ｄを形成している。磁気ローラ６０は、一定の隙間を設けて現像ローラ５０に対向し、現像ローラ５０の左上方に配される。また、磁気ローラ６０は、現像ローラ５０に接近した対向位置において、現像ローラ５０にトナーを供給するトナー供給領域Ｔを形成している。搬送ローラ７０は、一定の間隔を設けて磁気ローラ６０に対向し、磁気ローラ６０の左方に配される。また、搬送ローラ７０は、磁気ローラ６０との対向位置において、磁気ローラ６０に現像剤を供給する現像剤供給領域Ｇを形成している。撹拌部材８１は搬送ローラ７０の下方に配される。
【００３１】
撹拌部材８１は、第１ミキサー８１ａと第２ミキサー８１ｂの２本で構成される。第２ミキサー８１ｂが搬送ローラ７０の下方に設けられ、第１ミキサー８１ａが第２ミキサー８１ｂの左方に隣接して設けられる。第１及び第２ミキサー８１ａ、８１ｂは磁性キャリアとトナーからなる現像剤を撹拌して現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させる。これによりトナーは磁性キャリアに保持される。また、第１ミキサー８１ａと第２ミキサー８１ｂを仕切る仕切り壁８０ｂの長手方向（図２の紙面奥行き方向）の両端部分には、穴（図略）が設けられ、第１ミキサー８１ａが回転すると、帯電した現像剤が仕切り壁８０ｂに設けた一方の穴から第２ミキサー８１ｂに搬送され、現像剤が第１及び第２ミキサー８１ａ、８１ｂとを循環する。
【００３２】
搬送ローラ７０は、搬送スリーブ７１と磁極部材７２を備え、撹拌部材８１から汲み上げた現像剤を磁気ローラ６０に供給するものである。
【００３３】
磁極部材７２は、断面扇形に形成された外周部の極性の異なる複数の磁石が交互に配設され、ハウジング８０に回転不能に支持される。
【００３４】
搬送スリーブ７１は、非磁性の金属材料で円筒状に形成され、磁極部材７２を所定の隙間を設けて内包する。また、搬送スリーブ７１は、ハウジング８０に回転可能に支持され、モータとギヤからなる駆動機構７３により、図２の反時計回り方向に回転させられる。
【００３５】
磁気ローラ６０は磁気スリーブ６１と磁極部材６２を備える。磁極部材６２は、断面扇形に形成された外周部の極性の異なる複数の磁石が交互に配設され、ハウジング８０に回転不能に支持される。磁気スリーブ６１は、非磁性の金属材料で円筒状に形成され、磁極部材６２を所定の隙間を設けて内包する。磁気スリーブ６１は、ハウジング８０に回転可能に支持され、図示しないモータとギヤからなる駆動機構により、図２の時計回り方向に回転させられ、また直流電圧６３ａに交流電圧６３ｂを重畳した磁気バイアス６３を印加される。
【００３６】
現像ローラ５０は、現像スリーブ５１と磁極部材５２を備える。磁極部材５２は、磁気ローラ６０の磁極部材６２の対向する磁極に対向するともに異極をなす磁石を有し、ハウジング８０に回転不能に支持される。現像スリーブ５１は、非磁性の金属材料で円筒状に形成され、磁極部材５２を所定の隙間を設けて内包する。現像スリーブ５１は、ハウジング８０に回転可能に支持され、図示しないモータとギヤからなる駆動機構により、図２の時計回り方向に回転させられ、また直流電圧５３ａに交流電圧５３ｂを重畳した現像バイアス５３を印加される。
【００３７】
上記構成の現像器１００において、搬送ローラ７０は、磁極部材７２によって第２ミキサー８１ｂから搬送スリーブ７１へ現像剤を汲み上げ、搬送スリーブ７１表面に現像剤を担持する。搬送スリーブ７１は、駆動機構７３により反時計方向に回転させられ、担持した現像剤を磁気ローラ６０側に搬送する。
【００３８】
搬送スリーブ７１が回転すると、現像剤供給領域Ｇにおいて、搬送スリーブ７１表面に担持された現像剤が磁気スリーブ６１表面に供給される。磁気ローラ６０に供給された現像剤は、磁極部材６２の磁力によって、磁気スリーブ６１表面に磁気ブラシを形成して担持される。ここで、駆動機構７３によって搬送スリーブ７１の回転数を大きくすると、磁気スリーブ６１表面に形成される磁気ブラシの層厚が大きくなり、逆に、搬送スリーブ７１の回転数を小さくすると、磁気スリーブ６１表面の磁気ブラシの層厚が小さくなる。
【００３９】
そして、磁気ローラ６０において、磁気ブラシは、磁極部材６２によって磁気スリーブ６１表面に担持された状態で搬送される。トナー供給領域Ｔで磁気ブラシが現像ローラ５０の現像スリーブ５１に接触し、現像及び磁気バイアス５３、６３がそれぞれ現像スリーブ５１と磁気スリーブ６１とに印加されると、磁気ブラシのトナーが現像スリーブ５１に供給される。尚、磁気スリーブ６１は、現像スリーブ５１と同方向に回転するので、トナー供給領域Ｔにおいて、現像スリーブ５１に対して反対方向に回転駆動されることにより、現像スリーブ５１にトナーのみを供給しやすくなる。
【００４０】
現像バイアス５３を印加された現像スリーブ５１が図２の時計回り方向に回転すると、現像領域Ｄにおいて、現像バイアス電位と感光体１０の露光部位の電位との電位差により、現像スリーブ５１表面に担持されたトナーが感光体１０に飛翔する。飛翔したトナーが感光体１０上の露光部位に付着し、静電潜像が現像される。
【００４１】
現像後に、感光体１０の静電潜像の現像に供されなかった未現像トナーは、現像スリーブ５１の時計回り方向の回転によって、現像領域Ｄからトナー供給領域Ｔまで搬送され、磁気スリーブ６１表面の磁気ブラシに接触すると、磁気ブラシによって現像スリーブ５１表面から掻き取られて、磁気ローラ６０側に回収される。
【００４２】
次に、図３に基づいて濃度センサの構成について説明する。図３は本発明の画像形成装置に用いられる濃度センサの構成を示す概略構成図である。なお、図３においては、ブラック色のトナー画像が形成される感光体１０ａに対向するように配設された濃度センサ９０ａについてのみ図示し、これについて説明するが、これは他の感光体１０ｂ〜１０ｄに対して配設される濃度センサ９０ｂ〜９０ｄについても構成は同様であり、説明を省略し、また各色の濃度センサ及び感光体を示すａ〜ｄの符号を省略する。
【００４３】
図３に示すように、濃度センサ９０には、感光体１０の表面に対して所定量傾いた角度で配置されたＬＥＤ等の発光素子９１が備えられており、この発光素子９１から感光体１０表面へと測定光を照射している。また、この発光素子９１から射出される測定光の光量を所定量に調整するために、第１偏光ビームスプリッタＢＳ１と測定光量モニタ用受光素子９２が備えられている。
【００４４】
第１偏光ビームスプリッタＢＳ１は、発光素子９１と感光体１０との間に配置されており、発光素子９１から射出される測定光をＰ偏光の測定光Ｐ１とＳ偏光の測定光Ｓ１とに分離し、Ｐ偏光の測定光Ｐ１についてはそのまま感光体１０に入射させ、Ｓ偏光の測定光Ｓ１についてはモニタ用受光素子９２に入射させる。そして、このＳ偏光の測定光Ｓ１の光量をモニタし、発光素子９１をフィードバック制御することにより、測定光量が一定に保たれるよう構成されている。
【００４５】
更に、濃度センサ９０には、感光体１０表面または感光体１０上のトナーｔから反射した反射光を受光する第１及び第２受光素子９３、９４が備えられており、これら第１及び第２受光素子９３、９４と感光体１０との間には、第２偏光ビームスプリッタＢＳ２が配置されている。この第２偏光ビームスプリッタＢＳ２は、反射光をＰ偏光の反射光Ｐ２と、Ｓ偏光の反射光Ｓ２とに分離し、反射光Ｐ２を第１受光素子９３に入射させ、反射光Ｓ２を第２受光素子９４に入射させる。
【００４６】
第１及び第２受光素子９３、９４は、受光した反射光（Ｐ２、Ｓ２）を光電変換して第１及び第２の出力信号を出力し、これらの第１及び第２の出力信号は、Ａ／Ｄ変換された後、受光出力信号として制御部３０（図４参照）に与えられる。
【００４７】
図４は本発明の画像形成装置の構成を示すブロック図である。図１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。図５は、画像形成装置の要部を機能的に示すブロック図である。
【００４８】
図４に示すように、画像形成装置１は、制御部３０と、操作パネル３１と、記憶部３２と、画像形成部４５と、定着器８と、濃度センサ９０と、駆動制御回路３５及び現像電圧制御回路３６等から構成されている。
【００４９】
操作パネル３１は、複数の操作キーからなる操作部と、設定条件や装置の状態等を表示する表示部（いずれも図示せず）から構成されており、ユーザが印刷条件の設定を行う他、例えば画像形成装置１がファクシミリ機能を有する場合は、記憶部３２にファクシミリ送信先を登録し、さらに登録された送信先の読み出しや書き換えを行う等の種々の設定にも使用される。
【００５０】
記憶部３２は、ＲＡＭ４１、及びＲＯＭ４２を備えており、ＲＡＭ４１及びＲＯＭ４２は、制御部３０の処理プログラムや処理内容等を記憶する。また、ＲＡＭ４１（或いはＲＯＭ４２）には、濃度センサ９０の測定出力値（受光出力信号）と感光体１０上のトナー付着量との関係がトナー付着量データ３２ａ（図５参照）として予め記憶されており、また感光体１０上の適正なトナー付着量を示すトナー基準データ３２ｂ（図５参照）が予め記憶されており、さらに、トナー付着量データに応じた搬送ローラ７０の回転数の補正量データ３２ｃ（図５参照）も予め記憶されている。
【００５１】
駆動制御回路３５は、制御部３０からの出力信号により感光体１０、帯電器４０等の駆動機構とともに、搬送ローラ７０の駆動機構７３（図２参照）を駆動回転させるものであり、現像電圧制御回路３６は、制御部３０からの出力信号により、現像ローラ５０、磁気ローラ６０にバイアスを印加するものである。
【００５２】
制御部３０は、設定されたプログラムに従って画像形成部４５、定着器８や濃度センサ９０を全般的に制御する。更に制御部３０は、濃度センサ９０から受光出力信号を受信し、受光出力信号に基づいて、記憶部３２に記憶されたトナー付着量データから対応するトナー付着量を決定して、トナー基準データと比較して、さらに、その比較値から搬送ローラ７０の回転数の補正を行う機能を有している。
【００５３】
ここで、以上のように構成された画像形成装置１では、所定の印刷枚数毎に磁気ローラ６０上の磁気ブラシの層厚を調整するために、濃度センサ９０を用いて感光体１０上のトナー付着量を検知し、その検知結果に基づいて、搬送ローラ７０の回転数が制御される。
【００５４】
所定の印刷枚数になると、制御部３０は、一様に帯電した感光体表面に、基準パッチ画像データに基づいて、静電潜像を形成させる。次いで、制御部３０は現像電圧制御回路３６に制御信号を出力し、現像電圧制御回路３６によって現像ローラ５０及び磁気ローラ６０にバイアスが印加され、静電潜像が現像される。現像を行った後、濃度センサ９０によって感光体１０上の基準パッチ画像の濃度測定が行われ、測定結果を示す受光出力信号が制御部３０に与えられる。
【００５５】
図５に示すように、濃度センサ９０から受光出力信号が制御部３０に入力されると、制御部３０は、トナー付着量変換部３０ａにおいて、受光出力信号に基づいて、記憶部３２に記憶されたトナー付着量データ３２ａから対応するトナー付着量を決定する。
【００５６】
次に、濃度判定部３０ｂでは、記憶部３２からトナー基準データ３２ｂを入力し、受光出力信号に基づくトナー付着量が、トナー基準データ３２ｂの範囲に有るか否かを判定する。このトナー付着量がトナー基準データ３２ｂの範囲に入っていないならば、濃度判定部３０ｂは、トナー基準データ３２ｂからのズレ分を算出して、このズレ算出値信号をローラ回転数変換部３０ｃに出力する。トナー付着量がトナー基準データ３２ｂの範囲に入っているならば、適正濃度を示す信号がローラ回転数変換部３０ｃに出力される。
【００５７】
ローラ回転数変換部３０ｃでは、ズレ算出値信号に基づいて、記憶部３２に記憶された回転数補正量データ３２ｃから対応する搬送ローラ７０の補正回転数を決定する。制御部３０は、ローラ回転数変換部３０ｃにおける補正回転数を駆動制御回路３５に出力する。
【００５８】
駆動制御回路３５は、次回以降の画像形成において、現回転数にこの補正回転数を補正して、搬送ローラ７０を回転させる。適正濃度を示す信号がローラ回転数変換部３０ｃに入力されると、補正回転数が駆動制御回路３５に出力されることはなく、駆動制御回路３５は、次回以降の画像形成においても、現回転数で搬送ローラ７０を回転させる。これによって、搬送ローラ７０の回転数が大きくなると、磁気スリーブ６１表面に形成される磁気ブラシの層厚が大きくなり、逆に、搬送ローラ７０の回転数が小さくなると、磁気スリーブ６１表面の磁気ブラシの層厚が小さくなり、磁気スリーブ６１表面の磁気ブラシが常に適切な層厚になる。
【００５９】
上記第１実施形態によれば、現像器１００は、撹拌されたトナーと磁性キャリアからなる磁性現像剤を搬送ローラ７０により汲み上げ、汲み上げた磁性現像剤を搬送ローラ７０から磁気ローラ６０に供給し、さらに、磁気ローラ６０上に担持された磁気ブラシからトナーを現像ローラ５０に供給し、該トナーにより静電潜像を現像する。画像形成装置１は、この現像器１００と、該トナーにより形成されるトナー画像を保持する感光体１０と、この感光体１０に形成されたトナー画像の濃度を検知する濃度センサ９０と、この濃度センサ９０により検知された濃度が、適正濃度であるか否かを判定し、この判定結果に基づいて、搬送ローラ７０の回転数を制御する制御部３０とを備える。
【００６０】
この構成によると、感光体１０に形成されたトナー画像の濃度を濃度センサ９０により検知し、この検知した濃度が適正濃度であるか否かを判定し、この判定結果に基づいて、搬送ローラ７０の回転数が制御される。搬送ローラ７０の回転数に応じて、搬送ローラ７０から磁気ローラ６０に供給される現在剤量、即ち磁気ローラ６０上の現像剤（磁気ブラシ）層厚が変わる。そして現像ローラ５０から供給されるトナーにより静電潜像が現像される。これによって、規制ブレードを設けることなく、磁気ローラ６０上の現像剤層厚を規制することができて、現像剤への摩擦や規制ブレードによる物理的なストレス等の負荷が低減される。従って、発熱・蓄熱による現像剤の劣化やトナーからの外添剤の剥がれ・埋没が抑えられ、画像性能を良好に保つことができる。また、現像器を構成する部材が少なくなり、安価な画像形成装置を提供することができる。
【００６１】
尚、上記第１実施形態では、濃度センサ９０が感光体１０ａ〜１０ｄに対向するように配設される構成を示したが、本発明はこれに限らず、濃度センサ９０が中間転写ベルト５の走行方向で感光体１０ｄの下流側に配設され、中間転写ベルト５の表面上に形成された基準パッチのトナー画像の濃度を検知する構成にしてもよい。この場合も上記同様の効果を奏することができる。
【００６２】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態である画像形成装置の要部を機能的に示すブロック図である。第１実施形態と異なる、検知部材と制御部の構成作用について主に説明し、以降、第１実施形態と同じ部分の説明を省略する。
【００６３】
検知部材としての温度センサ２９０が現像器１００の内部に配設され、磁気ローラ６０近傍の温度を測定する。測定した温度は制御部２３０に与えられる。
【００６４】
記憶部２３２には、ＲＡＭ、及びＲＯＭを備えており、温度センサ２９０の測定温度（温度信号）と、磁気ローラ６０上の磁気ブラシの層厚との関係が現像剤付着量データ２３２ａとして予め記憶されており、また適正な磁気ブラシ層厚を示す現像剤基準データ２３２ｂが予め記憶されており、さらに、磁気ブラシの層厚に応じた搬送ローラ７０の回転数の補正量データ２３２ｃも予め記憶されている。
【００６５】
制御部２３０は、温度センサ２９０から温度信号を受信し、温度信号に基づいて、記憶部２３２に記憶された現像剤付着量データから対応する磁気ブラシ層厚を決定する現像剤付着量変換部２３０ａと、現温度に基づく磁気ブラシ層厚と適正な磁気ブラシ層厚と比較する付着量判定部２３０ｂと、さらに、その比較値から搬送ローラ７０の回転数の補正を行うローラ回転数変換部２３０ｃとを有している。
【００６６】
所定の印刷枚数において、温度センサ２９０から温度信号が制御部２３０に入力されると、制御部２３０は、現像剤付着量変換部２３０ａにおいて、温度信号に基づいて、記憶部２３２に記憶された現像剤付着量データ２３２ａから対応する磁気ブラシの層厚を決定する。
【００６７】
次に、付着量判定部２３０ｂでは、記憶部２３２から現像剤基準データ２３２ｂを入力し、温度信号にから変換した磁気ブラシの層厚が、現像剤基準データ２３２ｂの範囲に有るか否かを判定する。この磁気ブラシの層厚が現像剤基準データ２３２ｂの範囲に入っていないならば、付着量判定部２３０ｂは、現像剤基準データ２３２ｂからのズレ分を算出して、このズレ算出値信号をローラ回転数変換部２３０ｃに出力する。磁気ブラシの層厚が現像剤基準データ２３２ｂの範囲に入っているならば、適正付着量を示す信号がローラ回転数変換部２３０ｃに出力される。
【００６８】
ローラ回転数変換部２３０ｃでは、ズレ算出値信号に基づいて、記憶部２３２に記憶された回転数補正量データ２３２ｃから対応する搬送ローラ７０の補正回転数を決定する。制御部２３０は、ローラ回転数変換部２３０ｃにおける補正回転数を駆動制御回路３５に出力する。
【００６９】
駆動制御回路３５は、次回以降の画像形成において、現回転数にこの補正回転数を補正して、搬送ローラ７０を回転させる。これによって、現像器１００内の温度が低くなると、搬送ローラ７０の回転数を大きくなるように駆動制御して、磁気スリーブ６１表面に形成される磁気ブラシの層厚を大きくし、逆に、現像器１００内の温度が高くなると、搬送ローラ７０の回転数が小さくなるように駆動制御して、磁気スリーブ６１表面の磁気ブラシの層厚を小さくし、磁気スリーブ６１表面の磁気ブラシが常に適切な層厚になるようにする。
【００７０】
上記第２実施形態によれば、現像器１００は、撹拌されたトナーと磁性キャリアからなる磁性現像剤を搬送ローラ７０により汲み上げ、汲み上げた磁性現像剤を搬送ローラ７０から磁気ローラ６０に供給し、さらに、磁気ローラ６０上に担持された磁気ブラシからトナーを現像ローラ５０に供給し、該トナーにより静電潜像を現像する。画像形成装置１は、この現像器１００と、現像器１００内の温度を検知する温度センサ２９０と、この温度センサ２９０の検知結果に基づいて、搬送ローラ７０の回転数を制御する制御部２３０とを備える。
【００７１】
この構成によると、現像器１００内の温度を温度センサ２９０により検知し、この検知した結果に基づいて、搬送ローラ７０の回転数を制御する。搬送ローラ７０の回転数に応じて、搬送ローラ７０から磁気ローラ６０に供給される現在剤量、即ち磁気ローラ６０上の現像剤（磁気ブラシ）層厚が変わる。そして現像ローラ５０から供給されるトナーにより静電潜像が現像される。これによって、規制ブレードを設けることなく、磁気ローラ６０上の現像剤層厚を規制することができて、現像剤への摩擦や規制ブレードによる物理的なストレス等の負荷が低減される。従って、発熱・蓄熱による現像剤の劣化やトナーからの外添剤の剥がれ・埋没が抑えられ、画像性能を良好に保つことができる。また、現像器を構成する部材が少なくなり、安価な画像形成装置を提供することができる。
【００７２】
尚、上記第２実施形態では、検知部材として温度センサを用いる構成を示したが、本発明はこれに限らず、検知部材として、現像器１００内の湿度を検知する湿度センサを用いて、湿度センサの検知結果に基づいて、搬送ローラ７０の回転数を制御する構成にしてもよい。この場合には、現像器１００内の湿度が低くなると、搬送ローラ７０の回転数が大きくなるように駆動制御して、磁気スリーブ６１表面に形成される磁気ブラシの層厚を大きくし、逆に、現像器１００内の湿度が高くなると、搬送ローラ７０の回転数が小さくなるように駆動制御して、磁気スリーブ６１表面の磁気ブラシの層厚を小さくし、磁気スリーブ６１表面の磁気ブラシが常に適切な層厚になるようにする。このようにすると、上記同様の効果を奏することができる。
【００７３】
また、上記第１及び第２実施形態では、現像ローラ５０と、磁気ローラ６０及び搬送ローラ７０を備える現像器１００において、現像剤担持体として磁気ローラ６０を適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、現像器は搬送ローラ７０と現像剤担持体としての現像ローラを備え、現像ローラは、固定された磁極部材と、磁極部材を内包するとともに回転する現像スリーブとを有する。そして搬送ローラ７０は、撹拌された磁性現像剤を汲み上げ、汲み上げた磁性現像剤を現像ローラに供給する。現像ローラは、磁極部材の磁力によって、現像スリーブ上に磁気ブラシを形成して担持し、この磁気ブラシを感光体に接触させて現像する構成に適用させてもよい。
【実施例】
【００７４】
以下、本発明の実施形態をさらに具体化した実施例と比較例を示す。尚、本発明はこの実施例のみに限定されるものではない。
【００７５】
実施例では、現像ローラは、外径が２０ｍｍであり、回転数が２８６ｒｐｍであり、磁気ローラは、外径が２５ｍｍであり、回転数が３４３ｒｐｍである。そして、搬送ローラは、外径が１４ｍｍであり、回転数の初期値が１９０ｒｐｍに設定され、この時の磁気ローラ上の現像剤搬送量が３０ｍｇ／ｃｍ2である。現像剤は、平均粒径６．８μｍの非磁性トナーと、平均粒径３５μｍの磁性キャリアを用い、トナー／キャリアの比率（Ｔ／Ｃ）を１２％に設定した。印字率１％の画像データに基づいて、連続印刷で５００枚の画像形成を行い、その後１回毎の印刷で１００枚の画像形成を行い、このサイクルを繰り返し、総数１０万枚の画像形成を行った。この画像形成の期間、３０枚毎に濃度センサで感光体上に形成した基準パッチのトナー画像の濃度を検知して、その濃度に基づいて、搬送ローラの回転数を制御した。
【００７６】
比較例では、現像ローラは、外径が２０ｍｍであり、回転数が２８６ｒｐｍであり、磁気ローラは、外径が２５ｍｍであり、回転数が３４３ｒｐｍである。そして、規制ブレードは、ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）で製作され、磁気ローラ表面と隙間０．３ｍｍを設けて配置される。現像剤は、平均粒径６．８μｍの非磁性トナーと、平均粒径３５μｍの磁性キャリアを用い、トナー／キャリアの比率（Ｔ／Ｃ）を１２％に設定した。印字率１％の画像データに基づいて、連続印刷で５００枚の画像形成を行い、その後１回毎の印刷で１００枚の画像形成を行い、このサイクルを繰り返し、総数１０万枚の画像形成を行った。
【００７７】
上記の試験条件において画像形成し、画像濃度を測定した。画像濃度は、ポータブル反射濃度計ＲＤ−１９（グレタグマクベス社製）を使用して測定した。１０万枚の耐久印刷における画像濃度の評価結果を表１に示す。表１に示すように、比較例は、初期の印刷に対して、印刷枚数４万枚以降では画像濃度が低下していた。実施例では、初期の印刷に対して、印刷枚数４万枚以降で画像濃度が低下するが、画像濃度が安定して１．２以上あり、良好な結果が得られた。
【表１】
2010175882.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１    画像形成装置
５    中間転写ベルト（画像保持体）
１０ａ〜１０ｄ    感光体（画像保持体）
３０    制御部
３０ａ    トナー付着量変換部
３０ｂ    濃度判定部
３０ｃ    ローラ回転数変換部
３２    記憶部
３２ａ    トナー付着量データ
３２ｂ    トナー基準データ
３２ｃ    回転数補正量データ
３５    駆動制御回路
４５    画像形成部
５０    現像ローラ
５１    現像スリーブ
５２    磁極部材
５３    現像バイアス
６０    磁気ローラ（現像剤担持体）
６１    磁気スリーブ
６２    磁極部材
６３    磁気バイアス
７０    搬送ローラ
７１    搬送スリーブ
７２    磁極部材
７３    駆動機構
８０    ハウジング
８１    撹拌部材
９０    濃度センサ（検知部材）
１００ａ〜１００ｄ    現像器
２３０    制御部
２３０ａ    現像剤付着量変換部
２３０ｂ    付着量判定部
２３０ｃ    ローラ回転数変換部
２３２    記憶部
２３２ａ    現像剤付着量データ
２３２ｂ    現像剤基準データ
２３２ｃ    回転数補正量データ
２９０    温度センサ（検知部材）
【図１】
2010175882.tif 000004
【図２】
2010175882.tif 000005
【図３】
2010175882.tif 000006
【図４】
2010175882.tif 000007
【図５】
2010175882.tif 000008
【図６】
2010175882.tif 000009