(57)【要約】  【課題】  コストアップを抑制すると共に現像剤の劣化による濃度検知のシフトを考慮しつつトナー補給を行うことが可能な現像装置及びこれを備えた画像形成装置を提供する。  【解決手段】  その表面に２成分現像剤２６を保持する現像剤担持体２０と、現像剤担持体２０に２成分現像剤２６を供給する現像剤搬送部材２１，２２と、２成分現像剤２６のトナー比率を検知するトナー濃度センサ２５とを有する現像装置５において、トナー濃度センサ２５を現像剤搬送部材２１，２２による２成分現像剤２６の搬送速度が互いに異なる２箇所に設けた。【選択図】                        図１
2006119354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その表面に２成分現像剤を保持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に前記２成分現像剤を供給する現像剤搬送部材と、前記２成分現像剤のトナー比率を検知するトナー濃度センサとを有する現像装置において、
前記トナー濃度センサは前記現像剤搬送部材による前記２成分現像剤の搬送速度が互いに異なる２箇所に配設されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像装置において、
前記現像剤搬送部材が２以上の搬送スクリュを有し、一方の前記トナー濃度センサが１つの前記搬送スクリュと対応する部位に配置され、他方の前記トナー濃度センサが前記各搬送スクリュ間に位置する前記２成分現像剤の受け渡し部と対応する部位に配置されていることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１記載の現像装置において、
前記現像剤搬送部材はスクリュ部とこれが形成されていない無スクリュ部とを有する搬送スクリュを有し、一方の前記トナー濃度センサが前記スクリュ部と対応する部位に配置され、他方の前記トナー濃度センサが前記無スクリュ部と対応する部位に配置されていることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１つに記載の現像装置を具備す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、２成分現像剤を用いる現像装置及びこれを備えたファクシミリ、プリンタ、電子写真式複写装置、プロッタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いる現像装置を備えた画像形成装置が知られている。この画像形成装置では、トナー供給部から供給されたトナーがスクリュ及びパドル等の撹拌部材によって混合された後に画像形成部へと供給され、画像形成部においてトナーを消費した現像剤は再度トナー補給部へと搬送されてトナーとの混合及び撹拌並びに搬送が繰り返される。
【０００３】
２成分現像剤におけるトナーとキャリアとの比率はトナー濃度センサによって検知され、トナー消費量に応じてトナー補給部よりトナーが補給される。しかしトナー濃度は現像剤の嵩、検出位置によって変化するため、これらを補正する技術として、搬送部の上下方向にトナー濃度センサを配置して現像剤の嵩変動に追従して濃度検知を行う技術が例えば「特許文献１」に、撹拌搬送部の離れた場所に複数のトナー濃度センサを配置して長手方向の濃度変動を検知する技術が例えば「特許文献２」に、現像ローラ長手方向の離れた場所に複数のトナー濃度センサを配置して長手方向の濃度変動を検知する技術が例えば「特許文献３」に、現像剤循環径路の離れた場所に複数のトナー濃度センサを配置して搬送部の濃度変動を検知する技術が例えば「特許文献４」にそれぞれ開示されている。
【０００４】
また、現像剤中に含まれる空気層の影響によりトナー濃度センサの感度シフトが発生することを利用し、搬送部の回転速度に応じてトナー濃度センサの補正を行って濃度検知の精度を向上することにより画像濃度の安定化及び地肌汚れの発生を防止する技術が、例えば「特許文献５」に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−９５５３７号公報
【特許文献２】特開平５−３３３６９７号公報
【特許文献３】特公平７−３８０９２号公報
【特許文献４】特開平７−１６８４３７号公報
【特許文献５】特開平８−８７１６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
「特許文献１」ないし「特許文献４」に開示された技術では、現像装置内のトナー濃度変動を低減させるために複数のトナー濃度センサを設け、各センサ出力が一定となるように濃度制御を行っているが、この構成では上述した現像剤中に含まれる空気層の影響によりトナー濃度センサの感度シフトが発生することを利用して画像濃度の安定化及び地肌汚れの発生を防止することができない。また「特許文献５」に開示された技術では、回転速度を制御するために駆動手段が高価になってしまうという問題点、現像剤の劣化による濃度検知のシフトが考慮されていないという問題点がある。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決し、コストアップを抑制すると共に現像剤の劣化による濃度検知のシフトを考慮しつつトナー補給を行うことが可能な現像装置及びこれを備えた画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、その表面に２成分現像剤を保持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に前記２成分現像剤を供給する現像剤搬送部材と、前記２成分現像剤のトナー比率を検知するトナー濃度センサとを有する現像装置において、前記トナー濃度センサは前記現像剤搬送部材による前記２成分現像剤の搬送速度が互いに異なる２箇所に配設されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の現像装置において、さらに前記現像剤搬送部材が２以上の搬送スクリュを有し、一方の前記トナー濃度センサが１つの前記搬送スクリュと対応する部位に配置され、他方の前記トナー濃度センサが前記各搬送スクリュ間に位置する前記２成分現像剤の受け渡し部と対応する部位に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の現像装置において、さらに前記現像剤搬送部材はスクリュ部とこれが形成されていない無スクリュ部とを有する搬送スクリュを有し、一方の前記トナー濃度センサが前記スクリュ部と対応する部位に配置され、他方の前記トナー濃度センサが前記無スクリュ部と対応する部位に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載の現像装置を具備した画像形成装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、搬送速度が互いに異なる現像装置内の２箇所において２成分現像剤のトナー濃度を２個のトナー濃度センサによって測定することにより、現像装置内における濃度偏差のみならず２成分現像剤の状態等を判断することができ、コストアップを抑制すると共に２成分現像剤の劣化による濃度検知のシフトを考慮しつつトナー補給を行うことが可能な現像装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することができ、ユーザに安定した画像を提供するための濃度検知を行うことが可能な現像装置及びこれを備えた画像形成装置、不具合が発生した際の検知を行うことが可能であってメンテナンスの要不要を判断することが可能な現像装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態を採用した画像形成装置を示している。この画像形成装置１はそのほぼ中央部にドラム状を呈した回転体からなる潜像担持体２を有しており、この潜像担持体２の周りには図に矢印で示す向きに、帯電ローラからなる帯電装置３、光書き込み手段である光走査装置４、本発明の特徴部である現像装置５、シート状媒体６を保持して搬送する転写搬送ベルト７、潜像担持体２の周面に摺接するブレード８を有するクリーニング装置９等が配設されている。これら潜像担持体２、帯電装置３、現像装置５、クリーニング装置９等は画像形成装置１の図示しない装置本体に固着あるいは着脱自在に配設されている。
【００１４】
潜像担持体２の周面上であって帯電装置３と現像装置５との間の位置には、光走査装置４から光ビームＬｂが照射されており、この光ビームＬｂは潜像担持体２の軸方向である主走査方向に走査される。光ビームＬｂの照射位置において露光部１０が構成される。
【００１５】
無端ベルトからなる転写搬送ベルト７は２個の支持ローラ１１，１２によって支持されており、図示しない駆動手段によって反時計方向に回転駆動される。転写搬送ベルト７はその上面と潜像担持体２の下面とが接触するように配設されており、この接触部において転写部１３が構成されている。転写部１３における転写搬送ベルト７の裏側には、転写バイアスを印加する転写ローラ１４が配設されている。
【００１６】
転写搬送ベルト７の右方にはレジストローラ対１５が配設されており、その下方にはシート状媒体６を収納した図示しない給紙トレイが配設されている。シート状媒体６は、図示しない給紙トレイの上方に配設された給紙ローラ１６によって送り出され、図示しない搬送ガイドによってレジストローラ対１５に向けて搬送される。
【００１７】
転写搬送ベルト７を介して支持ローラ１２の上方には、転写搬送ベルト７に当接しつつ矢印方向に向けて回転自在なブラシローラ１７が配設されている。ブラシローラ１７には、シート状媒体６を転写搬送ベルト７に吸着する極性のバイアス電流を印加するための電位が、図示しないバイアス印加手段から付与されるように構成されている。また、転写搬送ベルト７の左方には、定着ローラ１８ａと加圧ローラ１８ｂとを有する定着装置１８が配設されている。
【００１８】
潜像担持体２の右方であってブラシローラ１７の上方に位置する部位には現像装置５が配設されている。現像装置５は、ケーシング１９、現像剤担持体としての現像ローラ２０、現像剤搬送部材としての第１搬送スクリュ２１及び第２搬送スクリュ２２、トナー補給スクリュ２３、トナーボトル２４、トナー濃度センサ２５等を有している。
【００１９】
ケーシング１９は画像形成装置１の図示しない装置本体に固着あるいは着脱自在に配設されており、その内部において現像ローラ２０、各搬送スクリュ２１，２２、トナー補給スクリュ２３をそれぞれ回転自在に支持している。ケーシング１９の内部には、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤２６が貯容されている。
【００２０】
ケーシング１９の中段左方には現像ローラ２０が配設されている。不動部材に固定配置されたマグネットローラとこの周囲に回転自在に配設された現像スリーブとを有する周知の構成からなる現像ローラ２０は、画像形成装置１の図示しないメインモータから図示しないギヤ列等の駆動力伝達手段を介して駆動力を伝達され、図において反時計方向に回転駆動される。また現像ローラ２０には、図示しない高圧電源からの現像バイアス電圧が図示しない導電性カップリング及びローラ駆動軸を介して印加されている。
【００２１】
現像ローラ２０の右下方に配設された第１搬送スクリュ２１及びこれに隣接して配設された第２搬送スクリュ２２は、図２に示すように図示しない駆動手段からの回転駆動力をギヤ列からなる駆動力伝達手段２７によって伝達され、互いに逆方向となる図２に矢印で示す方向にそれぞれ同期して回転駆動される。各搬送スクリュ２１，２２は、２成分現像剤２６を搬送するスクリュ部２１ａ，２２ａをそれぞれ有しており、２成分現像剤２６は各搬送スクリュ２１，２２の回転に伴って回転する各スクリュ部２１ａ，２２ａによって図２に矢印ａ，ｂで示す示す方向に循環移動される。また第２搬送スクリュ２２には、そのトナー搬送方向上流側端部の近傍にスクリュ部２２ａが形成されていない無スクリュ部２２ｂが設けられている。
【００２２】
第２搬送スクリュ２２の上方に位置するケーシング１９の上部には、図示しない駆動手段によって回転駆動されるトナー搬送スクリュ２３が配設されている。トナー搬送スクリュ２３は、その上方に配設されたトナーボトル２４からトナーが供給された際に回転駆動され、ケーシング１９の内部にトナーを均一に供給する。トナーボトル２４は、例えば特開平８−１５２７８３号公報に開示されたものと同様に構成されており、図示しないトナーボトル駆動手段によって回転駆動されることにより、内部に貯容されたトナーをその開口部より吐出する。
【００２３】
第２搬送スクリュ２２の下方に位置するケーシング１９の底部にはトナー濃度センサ２５が配設されている。本実施形態で用いられるトナー濃度センサ２５は２成分現像剤２６の透磁率を検出する方式のものであり、第２搬送スクリュ２２の軸方向に沿って２個配設されている。２個のトナー濃度センサ２５のうち、１つは無スクリュ部２２ｂと対応する部位である無スクリュ部２２ｂの下方に配置され、もう１つはトナー搬送方向下流側端部の近傍のスクリュ部２２ａと対応する部位であるスクリュ部２２ａの下方に配置されている。各トナー濃度センサ２５からの出力信号は画像形成装置１の図示しない制御部に入力される。
【００２４】
上述の構成より、ケーシング１９の内部では図３に矢印で示すように２成分現像剤２６が搬送されるが、第２搬送スクリュ２２における２成分現像剤２６の搬送速度はスクリュ部２２ａよりも無スクリュ部２２ｂにおいて遅くなる。本発明では、このように搬送速度が互いに異なる２箇所において、それぞれ異なる状態の２成分現像剤２６のトナー濃度を２個のトナー濃度センサ２５によって測定する実験を行った。各トナー濃度センサ２５の出力を図４及び図５に示す。
【００２５】
図４は、現像装置５稼働後、１０ｓｅｃ〜１ｍｉｎでの初期的なトナー濃度検知結果を示している。このグラフにおいて、横軸には２成分現像剤の搬送速度が速い箇所（スクリュ部２２ａに対応した位置）での検知濃度を、縦軸には同搬送速度の遅い箇所（無スクリュ部２２ｂに対応した位置）での検知濃度をそれぞれとっている。ここで、搬送される２成分現像剤２６の帯電特性に何ら問題がなければ、検知結果のプロットは１０秒程度で中央の１：１の線分近傍の値となる。
【００２６】
しかし、長時間放置された２成分現像剤２６あるいは湿っている（調湿されている）２成分現像剤２６を用いた場合には２成分現像剤の流れが搬送速度の遅い場所で顕著に滞り、図４中Ａ点近傍の値となる。従って、実機においてこのような検知結果が測定された場合にはトナーの帯電量が低下しているため、トナーを一定時間補給せずに画像形成動作を行うか、強制的にトナーを消費して調湿されていないトナーを供給することにより改善される。
【００２７】
また、補給されたトナーが分散不足である２成分現像剤を用いた場合には、図４中Ｂ点近傍の値となる。実機においてこのような検知結果が測定された場合にはトナーの分散が不足しているため、一定時間の空回転を実施して濃度の安定化を図る。
【００２８】
図５は、現像装置５稼働後、５ｍｉｎ以上での経時的なトナー濃度検知結果を示している。このグラフにおいても、横軸には２成分現像剤の搬送速度が速い箇所での検知濃度を、縦軸には同搬送速度の遅い箇所での検知濃度をそれぞれとっている。ここでも、搬送される２成分現像剤２６の帯電特性に何ら問題がなければ、検知結果のプロットは１０秒程度で中央の１：１の線分近傍の値となる。
【００２９】
しかし、劣化した２成分現像剤を用いた場合には、図５中Ｃ点近傍の値となる。従って、一定時間攪拌搬送を行っても図５中Ｃ点近傍の値をとるときは２成分現像剤２６が劣化していると判断でき、２成分現像剤２６の交換が必要と判断される。
【００３０】
また、図５中Ｄ点近傍の値となる場合には、現像装置５内部のトナー濃度センサ２５近傍部にトナーが対流しているか、トナー濃度センサ２５が誤動作していると判断され、メンテナンスが必要と判断される。
【００３１】
上述のように、搬送速度が互いに異なる現像装置５内の２箇所において２成分現像剤２６のトナー濃度を２個のトナー濃度センサ２５によって測定することにより、現像装置５内における濃度偏差のみならず２成分現像剤２６の状態等を判断することができ、コストアップを抑制すると共に２成分現像剤２６の劣化による濃度検知のシフトを考慮しつつトナー補給を行うことが可能な現像装置５及びこれを備えた画像形成装置１を提供することができ、ユーザに安定した画像を提供するための濃度検知を行うことが可能な現像装置５及びこれを備えた画像形成装置１、不具合が発生した際の検知を行うことが可能であってメンテナンスの要不要を判断することが可能な現像装置５及びこれを備えた画像形成装置１を提供することができる。
【００３２】
上記実施形態では、２個の画像センサ２５を２成分現像剤の搬送速度が速い箇所と遅い箇所とに配置する際に、搬送速度が速い箇所としてスクリュ部２２ａに対応した位置を、搬送速度が遅い箇所として無スクリュ部２２ｂに対応した位置をそれぞれ設定したが、搬送速度が遅い箇所として、図３に符号ｃあるいは符号ｄで示す、各搬送スクリュ２１，２２間に位置する２成分現像剤２６の受け渡し部と対応した位置に設定する構成を採用してもよい。この構成を採用する場合には、第２搬送スクリュとして第１搬送スクリュ２１と同様に無スクリュ部を有していないものを用いる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態を採用した画像形成装置の概略正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に用いられる第１搬送スクリュ及び第２搬送スクリュの概略斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に用いられる現像装置内部及び２成分現像剤の流れを説明する概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に用いられる各トナー濃度センサの初期的な出力結果を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施形態に用いられる各トナー濃度センサの経時的な出力結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３４】
１  画像形成装置
５  現像装置
２０  現像剤担持体（現像ローラ）
２１  現像剤搬送部材（第１搬送スクリュ）
２１ａ  スクリュ部
２２  現像剤搬送部材（第２搬送スクリュ）
２２ａ  スクリュ部
２２ｂ  無スクリュ部
２５  トナー濃度センサ
２６  ２成分現像剤
ｃ，ｄ  受け渡し部
【図１】
2006119354.tif 000003
【図２】
2006119354.tif 000004
【図３】
2006119354.tif 000005
【図４】
2006119354.tif 000006
【図５】
2006119354.tif 000007