(57)【要約】【課題】  経時、環境等で線速によるＶｔにずれが発生した生じたときでも確実に検知し、補正するため、異常画像を無くすことができ、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およびこれを備えた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、現像剤攪拌部材７の速度が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、線速切り換えのときの透磁率センサ出力値差から透磁率センサ出力値差線速補正量を決定する。【選択図】  図２
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【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、現像剤攪拌部材速度が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、線速切り換えのときの透磁率センサ出力値差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】
作像時のトナー補給が無いときに前記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請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記透磁率センサ出力値差線速補正量を最近のある一定枚数の透磁率センサ出力値差線速補正量の平均とすることを特徴とする請求項１または２記載の現像装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の現像装置を備えた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、静電複写装置、プリンタ、ファクシミリ等に使用する現像装置およびこれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のフルカラープリンタや複写機においては、厚紙やＯＨＰシート印字時に定着エネルギ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有する機械がでてきている。なお、関連文献としては、次の特許文献１、２がある。
【特許文献１】特開２００１−１３４０６６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】
【０００３】
上記従来技術には、作像速度と同じように現像攪拌速度が２線速以上、とくに標準速度に対し半速や倍速になるときは、現像剤バランスが崩れ、現像剤落ち、左右ＩＤ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や、コストの問題から本体と同じ割合で速度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）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センサ部上の現像剤の流れが異なり、線速によるＴセンサ出力値（以下Ｖｔ）が異なってしまう。
そのため線速切り換わりによりトナー濃度（以下ＴＣ）、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。
機械的にＶｔ線速差を無くすには、Ｔセンサ部上の現像剤攪拌部材をカットすればよいことが解っている。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誤検知したり、白紙連続通枚時で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は一定のはずがＴＣ高と判断し誤検知するという不具合がある。
逆にＴセンサ部上の現像剤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を流動化したときは、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流動性が異なるとずれてしまうため、僅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。
そこで本発明の目的は、上記の問題点を解決するために、経時、環境等で線速によるＶｔにずれが発生した生じたときでも確実に検知し、補正するため、異常画像を無くすことができ、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およびこれを備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、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、現像剤攪拌部材速度が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、線速切り換えのときの透磁率センサ出力値差から透磁率センサ出力値差線速補正量を決定する現像装置を特徴とする。
また、請求項２記載の発明では、作像時のトナー補給が無いときに前記透磁率センサ出力値差線速補正量を決定する請求項１記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項３記載の発明では、前記透磁率センサ出力値差線速補正量を最近のある一定枚数の透磁率センサ出力値差線速補正量の平均とする請求項１または２記載の現像装置を特徴とする。
また、請求項４記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１項記載の現像装置を備えた画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、線速によるＴセンサ出力値差（以下、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、線速切り換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。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明による画像形成装置置に関わる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および図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（図示せず）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、トナーおよ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。
転写ベルト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。
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、画像面積およ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１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およびベタパターンを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。
【０００７】
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。符号６はＴセンサである。
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線速シフト量小／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解る。
【０００８】
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。
図６の初期現像剤では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解り、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および図７では少なかったＶｔ低下量が大きくなっている。機械的条件では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。環境切り換わり時や経時（５Ｋ枚、１０Ｋ枚等の長期レンジ）で補正すればよいといえる。
【０００９】
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。ジョブスタート（Ｓ１）、作像動作開始（Ｓ２）し、Ｖｔを読み取る（Ｓ３）。そのさいに補給時間がＳｍｓｅｃ以下（０ｍｓｅｃが精度が高い）かどうか判断し（Ｓ４）、Ｓｍｓｅｃ以下ならば、前回作像時と線速が異なるかどうかを判断する（Ｓ５）。
線速が異なる場合に、線速補正を行う。前回作像時のＶｔと今回のＶｔ（Ｓ３）の差ｍを計算（Ｓ６）し、このｍとこれまでの累積平均ｎ（例として過去１０回分程度）で平均を取り、線速補正量を決定し（Ｓ７）、変更（更新）して（Ｓ８）、作像動作を終了する。
（Ｓ５）で線速が異ならない場合には、Ａ線速補正量変更無し（Ｓ９）として作像動作を終了する。過去１０回で計算した場合、（ｍ＋ｎ×１０）／（１＋１０）＝Ａ：線速補正量となる。
【００１０】
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
感光体ドラム線速  ６０〜２５０ｍｍ／ｓｅｃ
感光体ドラム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】
【００１１】
【図１】本発明による画像形成装置に関わる現像装置の概略図である。
【図２】図１の円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のマイラ幅を振ったときのＶｔ関連特性を示す特性図である。
【図６】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】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】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。
【符号の説明】
【００１２】
１  現像装置（現像スリーブ）
６  透磁率センサ（Ｔセンサ）
７  攪拌部材
Ｖｔ  Ｔセンサ出力値差
【図１】
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【図２】
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【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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