(57)【要約】【課題】経時又は環境等で線速による透磁率センサ出力にずれが発生したときでも確実に検知し、補正して、異常画像をなくすことができ、とくにジョブ中にＰセンサ等によるトナー付着量制御を行わないものに対し有効である現像装置及びこれを備える画像形成装置を提供する。【解決手段】トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いた現像装置１のトナー濃度を透磁率センサ６によって制御し、現像攪拌部材速度が２線速以上を有する現像装置１において、線速により透磁率センサ出力値差を検知し、線速切り替えのとき透磁率センサ出力値から透磁率センサ出力値差線速補正量を決定することを特徴とする。【選択図】図２
2006084671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いた現像装置のトナー濃度を透磁率センサによって制御し、
現像攪拌部材速度が二線速以上を有する現像装置において、
線速により透磁率センサ出力値差を検知し、線速切り替えのとき透磁率センサ出力値から透磁率センサ出力値差線速補正量を決定する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像形成装置において、
一つの線速でプロセスコントロールを行うときの透磁率センサ出力値で基準透磁率センサ出力値を決定し、
プロセスコントロール時と異なる線速で画像形成を行うときの透磁率センサ出力と基準透磁率センサ出力との差で透磁率センサ出力値差線速補正量を決定する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の画像形成装置において、
プロセスコントロール時の線速とその前のジョブの画像形成時の線速とが異なるときに、透磁率センサ出力値差線速補正量を決定する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項２に記載の画像形成装置において、
線速を切り替えるときは、定着温度調整時の予備回転時に透磁率センサ出力値差線速補正量を決定する
ことを特徴とした画像形成装置。
【請求項６】
請求項２又は５に記載の画像形成装置において、
一定枚数以上の印刷経過した後に低線速に切り替えるときは、定着温度調整時の予備回転時に透磁率センサ出力値差線速補正量を決定する
ことを特徴とした画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機及びＦＡＸ等の電子写真方式の画像形成装置に関し、さらに詳しくは、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いた現像装置のトナー濃度を透磁率センサによって制御し、現像攪拌部材速度が２線速以上を有する現像装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のフルカラープリンタや複写機では、厚紙やＯＨＰシート印字時に、定着エネルギー確保のためや書き込み処理速度のために作像速度が低速になったり、黒色印字時はフルカラーより速度アップを求められるため高速になったりする、１台の機械で２つ以上の作像速度を持つ機械がでてきている。
作像速度と同じように現像攪拌速度が２線速以上、特に標準速度に対し半速や倍速になるときは、現像剤のバランスが崩れ、現像剤落ち、左右のＩｍａｇｅ  Ｄｅｎｓｉｔｙ（以下、「ＩＤ」と記す）のムラ等の異常が発生するため、現像攪拌速度は１線速が望ましい。
しかし、機械の小型化、低コスト化にともない、現像装置、駆動モータ、ギヤとも小型になりレイアウト上及びコストの問題から本体と同じ割合で速度が変化してしまうことが多い。
その中の２成分現像方式で、透磁率センサ（以下、「Ｔセンサ」と記す）を使用しトナー補給制御を行っている現像装置は、２つ以上の現像攪拌速度によりＴセンサ部上の剤の流れが異なり、線速によるＴセンサ出力値（以下、「Ｖｔ」と記す）が異なってしまう。
そのため、線速切り替わりによりトナー濃度（以下「ＴＣ」と記す）及びトナー付着量が異なってしまい、高速時のＩＤ低下、低速時のＩＤ過多、転写チリ等の異常品質が発生することがある。
【０００３】
機械的にＶｔ線速差を無くすには、Ｔセンサ部上の現像攪拌部材をカットすればよいことがわかっている。しかし、高ＴＣや高枚数通紙剤等で現像剤の流動性が悪いときに、Ｔセンサ部の現像剤が滞留して誤検知したり、白紙連続通紙時でＴセンサ部に現像剤嵩密度状態が変化(嵩密度が下がる)し、ＴＣが一定であるにもかかわらず、ＴＣが高いと判断するという誤検知をする不具合が発生することがある。
逆に、Ｔセンサ部上の現像攪拌部材にフィンやマイラをつけ、現像剤を常に流動化させると、Ｔセンサ部の現像剤滞留や、白紙連続通枚時で現像剤嵩密度状態に変化はなく、誤検知はなくなるが、線速差は大きくなる。
フィン等により現像剤が流動化したときは、線速によるＶｔ差の補正が必要である。補正量は常温常湿、初期的にはほぼ一定であるが、経時や環境等で現像剤の流動性が異なるとずれてしまうため、わずかな差でもフルカラーで色重ねしたときには、転写チリ等の異常品質が発生することがある。
【０００４】
特許文献１では、いわゆるキャリア現像が発生しやすい条件下でも、回転速度と印可電圧とを制御されて二成分現像剤を担持する現像剤担持体と、表面電位を制御されて、前記現像剤担持体から供給されたトナーによりトナー像を形成する感光体とを備えた画像形成装置において、前記現像剤担持体の前記回転速度、前記印可電圧の直流成分、前記感光体の前記表面電位の少なくとも一つを変化させることにより、良好な画像を出力させている。
また、特許文献２では、調合現像剤投入後の初期印刷濃度のばらつきをなくすために、 一定のトナー濃度で調合してある現像剤を現像装置に投入後、初期印刷を開始するまでの間に、比較回路の基準レベルを調合現像剤投入時の基準レベルより高くなるように変更し、トナー１を調合現像剤に補給させ、トナー濃度センサの検出レベルと基準レベルの関係を満たすまで現像装置で混合調整を行ない、初期印刷においても安定した印刷品質を得ている。
【特許文献１】特開２００１−１３４０６６号公報
【特許文献２】特開平７−２４４４２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記例でも、透磁率センサを使用している現像装置では、経時又は環境等が変化して、現像攪拌速度の線速による透磁率センサ出力にずれが生じたときには、現像剤のバランスが崩れ、現像剤落ち、左右のＩＤのムラ等の異常が発生するという問題があった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、経時又は環境等で線速による透磁率センサ出力にずれが発生したときでも確実に検知し、補正して、異常画像をなくすことができ、とくにジョブ中にＰセンサ等によるトナー付着量制御を行わないものに対し有効である現像装置及びこれを備える画像形成装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために、請求項１に記載の発明は、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いた現像装置のトナー濃度を透磁率センサによって制御し、現像攪拌部材速度が２線速以上を有する現像装置において、線速により透磁率センサ出力値差を検知し、線速切り替えのとき透磁率センサ出力値から透磁率センサ出力値差線速補正量を決定する  ことを特徴とする現像装置である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、一つの線速でプロセスコントロールを行うときの透磁率センサ出力値で基準透磁率センサ出力値を決定し、  プロセスコントロール時と異なる線速で画像形成を行うときの透磁率センサ出力と基準透磁率センサ出力との差で透磁率センサ出力値差線速補正量を決定することを特徴とする画像形成装置である。
【０００７】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の画像形成装置において、プロセスコントロール時の線速とその前のジョブの画像形成時の線速とが異なるときに、透磁率センサ出力値差線速補正量を決定することを特徴とする画像形成装置である。
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、線速を切り替えるときは、定着温度調整時の予備回転時に透磁率センサ出力値差線速補正量を決定することを特徴とした画像形成装置である。
請求項６に記載の発明は、請求項２又は５に記載の画像形成装置において、一定枚数以上の印刷経過した後に低線速に切り替えるときは、定着温度調整時の予備回転時に透磁率センサ出力値差線速補正量を決定することを特徴とした画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、線速による透磁率センサ出力値差を検知し、補正することにより、現像剤状態（経時、環境）の影響によるＶｔ線速差をなくすことができ、線速切り替わり時に発生する高速時のＩＤ低下、低速時のＩＤ過多、転写チリ等の異常品質をなくすことができる。
また、通常動作中のＶｔにて、Ｖｔ線速補正量を決定することにより、特別な時間が必用なモードを作り生産性を下げることなく、異常品質をなくすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明はこの発明の最良の形態の例であって、いわゆる当業者は特許請求の範囲内で、変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、以下の説明が特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１０】
図1は、本発明に係る画像形成装置の現像装置の概略図である。図２は、図１の破線円Ｘを拡大して示す概略図である。
図１及び図２において、この現像装置はプリンタや複写機に用いられる潜像担持体である円筒状の感光体ドラム２の側方に配置され、この感光体ドラム２に向けて開口部（図示せず）が形成された現像ケーシングの内部に現像スリーブ１が配置されている。
前記開口部から一部が露出した、トナー及び磁性キャリアからなる現像剤を表面に担持する現像剤担持体としての非磁性材質からなる現像スリーブ１は、この現像スリーブ１の内部に固定配置された磁界発生手段としてマグネットローラ、現像スリーブ１上に担持されて搬送されている現像剤の量を規制する現像剤規制部材としてのドクタ３を備えている。
フルカラーの画像形成動作を説明する。像担自体である感光体ドラム２の周辺に色分解された画像データを露光する書き込み、前記色分解された画像データに対応する着色トナーを有する現像装置、転写残トナーを除去するクリーニング装置を有した４つの画像形成部を一列に配置する。
転送ベルト４にてそれぞれの画像形成部へ搬送された転写紙はそれぞれの転写位置にて転写手段５により感光体ドラム２上のトナー像の転写を順次受け、転写手段５にて永久的なフルカラー画像が形成される。
【００１１】
現像装置内のトナー濃度は、画像データにより消費されるトナー量、画像面積及び現像装置内にある透磁率センサ（以下Ｔセンサ）６の値に応じてトナーを補給することでほぼ一定に保たれる。
また、２００枚(枚数は狙いにより異なり、約１００〜１０００枚でも)に一回のプロセスコントロール(感光体ドラム２上または転写ベルト４上に形成された複数のハーフトーン及びベタパターンをＰセンサにより付着量換算し、狙いの付着量になるように設定するモード)によりＴセンサ目標値、帯電電位、光量を設定している。
【００１２】
図３は、フルカラープリンタと白黒プリンタのキャリア被覆率を示す関係図である。カラープリンタや複写機では白黒単色機と異なり、高面積画像を連続して作像する機会が多いため、高ＴＣ（キャリア被覆率が高い）で制御する必要がある。
図４は、Ｔセンサ部攪拌部材とＴセンサの関係を示す概略図である。ここでＴセンサ部攪拌部材７形状とＶｔ関連の特性について説明する。フィン幅はＡ部、マイラ幅はＢ部である。ＴセンサはＣである。
【００１３】
図５は、Ｔセンサ部攪拌部材７のマイラ幅を変化させたときのＶｔ関連特性を示す特性図である。フィンは１６ｍｍに固定している。ここでいうＶｔ関連特性はマイラ幅を変えたときのＶｔ線速シフト量（感光体速度１２５−１８５ｍｍ／ｓｅｃ時）、Ｔセンサ感度（Ｖ／ｗｔ％）、空攪拌時のＶｔ低下量、（初期剤５ｗｔ％時のＶｃｎｔ）である。
１）Ｖｔ線速シフト量（１２５−１８５）・・・マイラ幅０→５．５ｍｍで０．０７→０．６４Ｖにアップ（マイラ幅狭でシフト量低減）
２）Ｔセンサ感度（Ｖ／ｗｔ％）・・・マイラ幅１→５．５mmで０．４７→０．５０Ｖで変化無（マイラ幅に関係無）
３）空攪拌時のＶｔ低下量・・・マイラ幅０→４ｍｍで０．６６→０．０９Ｖにダウン（マイラ幅広で低下量低減）
４）（初期剤時のＶｃｎｔ）・・・マイラ幅０→５．５mmで５．９→８．１Ｖにアップ
また、マイラ幅固定にてフィン幅を振ったときも同様な傾向だった。これにより以下の結果がわかる。
ａ．Ｔセンサ付近の現像剤混合性アップ（フィン／マイラ幅を広げる）にてＶｔ線速シフト量大／空攪拌時Ｖｔ低下量小になる。
ｂ．Ｔセンサ付近の現像剤混合性ダウン（フィン／マイラ幅を狭める）にてＶｔ線速シフト量大／空攪拌時Ｖｔ低下量大になる。
ｃ．ａｂはトレードオフ関係。
これらから機械的条件ではＶｔ線速差、Ｖｔ低下量を同時に抑制することはできないことがわかる。
【００１４】
図６は、初期剤にてＴセンサ部フィン有＋マイラ有で白紙通紙時（トナー補給無）のＶｔ推移を示す特性図である。図７は、５０ｋ枚通紙剤にてＴセンサ部フィン有＋マイラ有で白紙通紙時（トナー補給無）のＶｔ推移を示す特性図である。図８は、５０ｋ枚通紙剤にてＴセンサ部フィンカット＋マイラ無で白紙通紙時（トナー補給無）のＶｔ推移を示す特性図である。
図６ないし図８において、Ｖｔの青部（ｊ）は標準速度時、黒部（ｋ）は高速時、赤部（ｌ）は低速時である。各２００枚通紙。図６はＴセンサ部フィン有＋マイラ有り、初期現像剤、図７はＴセンサ部フィン有＋マイラ有り、５０ｋ枚通紙現像剤、図８はＴセンサ部フィンカット＋マイラ無し、５０ｋ枚通紙現像剤である。
Ｔセンサ部攪拌部材とＴセンサの概略図は、Ｔセンサ部フィン有＋マイラ有を図６に、Ｔセンサ部フィンカット＋マイラ無を図７に示す。
【００１５】
図６の初期剤ではＶｔ線速差は０．１Ｖ程度（青部（ｊ）と黒部（ｋ）の差、赤部（ｌ）と青部（ｊ）の差）であるが、図７の５０ｋラン時は大きくなっている。これから現像剤の状態でＶｔ線速差が異なることがわかり、Ｖｔ線速補正量は固定値にはできないといえる。
図８では同じ５０ｋ枚通紙剤でもＶｔ線速差はなくなるが、図６及び図７では少なかったＶｔ低下量が大きくなっている。機械的ではＶｔ線速差をなくすと、Ｖｔ低下量が発生することがわかる。
Ｖｔ低下量は補給トナー量により異なるため補正できないが、Ｖｔ線速差は現像剤の流動性状態が同じであれば変わらないため、頻繁に補正をする必要はない。環境切り替わり時や経時（５Ｋ枚、１０K枚等の長期レンジ）で補正すればよいといえる。
【００１６】
図９は、Ｖｔ線速差検知モードを説明するフローチャートである。
図９は、プロセスコントロール（プロコン）スタート（Ａ１０）、Ｖｔ読み取り（Ａ２０）を行っているときにプロセスコントロール時と前回作像時との線速が異なる場合（Ａ３０）に、プロセスコントロール時のＶｔと前回作像時のＶｔとの差ａを計算し（Ａ４０）、線速補正量を変更又は更新して、線速補正量となる。このプロセスコントロールが作像エンド時や作像中に割り込んだときに線速補正量は有効である。
以上により、線速によるＶｔを検知し、補正することにより、現像剤状態（経時、環境）の影響によるＶｔ線速差をなくすことができ、線速切り替わり時に発生する高速時のＩＤ低下、低速時のＩＤ過多、転写チリ等の異常品質をなくすことができる。
また、通常動作中のＶｔとプロセスコントロール時のＶｔとからＶｔ線速補正量を決めることにより、特別な時間が必要なモードを作り生産性を下げることなく、異常品質をなくすことができる。
図１０は、別のＶｔ線速差検知モードを説明するフローチャートである。  図１０は、ジョブスタート（Ｂ１０）、定着装置が予備（プレ）回転を開始する（Ｂ２０）。その際に時に、前回作像時と線速が異なる（Ｂ３０）場合で、前回Ｖｔ線速補正からＢ枚以上（例えば５Ｋとか１０Ｋ）たっている場合（Ｂ４０）に現像回転開始し、Ｖｔを読み取る（Ｂ５０）。その際、異常画像（キャリア付着やベタ画像）にならないようにＰＣＵ回転や帯電、現像バイアスもかける。前ジョブのＶｔと今回のプレ回転のＶｔとの差ａを計算（Ｂ６０）し、線速補正量を変更(更新)、線速補正量となる。
【００１７】
以上により、線速によるＶｔを検知し、補正することにより、現像剤状態（経時、環境）の影響によるＶｔ線速差をなくすことができ、線速切り替わり時に発生する高速時のＩＤ低下、低速時のＩＤ過多、転写チリ等の異常品質をなくすことができる。
また、通常動作中のＶｔと定着温度調整プレ回転時のＶｔとから、Ｖｔ線速補正量を決めることにより、特別な時間が必要なモードを作り生産性を下げることなく、異常品質をなくすことができる。
また、線速切替時の定着温度調整プレ回転時に現像攪拌しＶｔを読み取ることで、線速切替時画像形成直前の現像剤Ｖｔをトナー補給の影響がない状態でＶｔ線速補正量を決めることができる。Ｖｔ線速補正量の精度を上げ、異常品質をなくすことができる。
また、空まわしによる現像剤の劣化による影響をなくすことができ、Ｖｔ線速補正量の精度を上げ、異常品質をなくすことができる。
【００１８】
以下本発明の現像条件を示す。
機械的条件
現像スリーブと感光体ドラムのギャップ（以下ＧＰ）  ０．４〜０．６ｍｍ
現像スリーブとドクターブレードのギャップ（以下ＧＤ）  ０．４〜０．６ｍｍ
現像スリーブ径  １８φ
感光体線速  ６０〜２５０ｍｍ／ｓｅｃ
感光体線速に対する現像ローラの線速比  １．１〜１．８
現像剤
キャリア・・・フェライト（平均５０〜７０μｍ）
トナー・・・ポリオール系樹脂、ポリエステル系樹脂（平均粒径６〜７μm、添加剤量０．５〜２．０ｗｔ％、キャリア被覆率３０〜８０％、 帯電量（Ｑ／Ｍ）１０〜３０μＣ／ｇ）
トナー補給の影響がないときにＶｔ線速補正量を決めることにより、Ｖｔ線速補正量の精度を上げ、異常品質をなくすことができる。現像剤の劣化による影響をなくし、Ｖｔ線速補正量の精度を上げ、異常品質をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る画像形成装置の現像装置の概略図である。
【図２】図１の破線円Ｘを拡大して示す概略図である。
【図３】フルカラープリンタと白黒プリンタのキャリア被覆率を示す関係図である。
【図４】Ｔセンサ部攪拌部材とＴセンサの関係を示す概略図である。
【図５】Ｔセンサ部攪拌部材７のマイラ幅を変化させたときのＶｔ関連特性を示す特性図である。
【図６】初期剤にてＴセンサ部フィン有＋マイラ有で白紙通紙時（トナー補給無）のＶｔ推移を示す特性図である。
【図７】５０ｋ枚通紙剤にてＴセンサ部フィン有＋マイラ有で白紙通紙時（トナー補給無）のＶｔ推移を示す特性図である。
【図８】５０ｋ枚通紙剤にてＴセンサ部フィンカット＋マイラ無で白紙通紙時（トナー補給無）のＶｔ推移を示す特性図である。
【図９】Ｖｔ線速差検知モードを説明するフローチャートである。
【図１０】Ｖｔ線速差検知モードを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００２０】
１  現像装置（現像スリーブ）
２  感光体
３  ドクターブレード
４  転写ベルト
５  転写手段
６  透磁率センサ
７  攪拌部材
８  クリーニングブレード
９  露光
１０  定着装置
【図１】
2006084671.tif 000003
【図２】
2006084671.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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