(57)【要約】【課題】像担持体上に形成されたトナー像より現像器を直接検査する現像器検査装置を提供する。【解決手段】検査を行う現像器を設置する設置手段と、該現像器に対向して配置された像担持体と、を有し、設置手段に設置された現像器より像担持体上に供給されたトナーにより形成されたトナー像より現像器の検査を行う現像器検査装置。【選択図】図１
2007279191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査を行う現像器を設置する設置手段と、該現像器に対向して配置された像担持体と、を有する現像器検査装置であって、
該設置手段に設置された現像器より該像担持体にトナーを供給し、該像担持体上に形成されたトナー像より該現像器の検査を行うことを特徴とする現像器検査装置。
【請求項２】
前記現像器検査装置は、前記像担持体上に付着したトナー量を検知する検知手段を有することを特徴とする請求項１に記載の現像器検査装置。
【請求項３】
前記現像器検査装置は、前記像担持体と前記設置手段に設置された現像器との間に形成される電界強度を変える電界強度変動手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の現像器検査装置。
【請求項４】
検査を行う現像器を、像担持体に対向させて設置し、
設置した現像器より像担持体上にトナーを供給してトナー画像を形成し、
像担持体上に形成されたトナー像より、該現像器の検査を行うことを特徴とする現像器検査方法。
【請求項５】
前記現像器検査方法は、前記像担持体と前記現像器との間に形成される電界強度に基づいて、該像担持体上にトナー像を形成し、該像担持体上に形成されたトナー像より該現像器の検査を行うことを特徴とする請求項４に記載の現像器検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に使用される現像器を検査する現像器検査技術に関するもので、特に、像担持体上に形成されたトナー像から直接現像器を検査することの可能な現像器検査装置、方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等、電子写真方式の画像形成装置を生産する工場では、不良のない装置を安定生産できる様、像担持体や現像器等の各構成部品に対し日頃から厳しい品質管理が行われている。不良のない部品を提供するため、画像形成装置の構成部品を検査する技術がこれまでも検討されてきた。例えば、回転可能に装着される電子写真感光体ドラムの外周部に帯電器や露光光源、電位測定用のプローブを取り付けた取付部材を設け、ドラムの長さ方向の電気特性を測定する電子写真感光体ドラム検査装置（例えば、特許文献１参照）や、用紙等を検出する発光素子を検査する検査装置（例えば、特許文献２参照）等の技術が挙げられる。
【０００３】
また、画像形成装置の各構成部品に不良があると不良に応じた画質不良症状が用紙上に現れることに着目してトナー画像の画質を検査する方法もある。例えば、ラインセンサカメラで画像形成を行った用紙をラインセンサカメラで撮像し、得られた撮像画像より画質不良を定量的に検出できるようにしたものがある（例えば、特許文献３参照）。この様に、画像形成装置の構成部材を検査、評価する技術がこれまでも種々検討されていた。
【特許文献１】特開平６−２７０８２号公報
【特許文献２】特開２００５−４３１９５号公報
【特許文献３】特開平６−１６８３１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、像担持体上に現像剤を供給して像担持体上の静電潜像を現像する現像器は、画像品質への影響が大きいので精度の高い検査が求められている。現像器の検査方法は、前述の特許文献３の技術に似た方法が主に採られてきた。すなわち、検査すべき現像器を画像形成装置本体に装填し、転写シート上に形成されたトナー画像を評価することにより行われていた。しかしながら、転写シート上に形成されたトナー画像は一連の画像形成工程を経て形成されるため、定着工程や駆動系の影響も含まれている。したがって、現像器のみの検査を行う手段として必ずしもふさわしいものではなかった。
【０００５】
また、実機を用いる検査は、現像器装填後に装置を安定化させたり、転写、定着を伴うため検査に時間を要し、実機自体が現像器の頻繁な着脱を想定して設計されていないので着脱に伴って故障が発生し易くなる等作業効率の面で好ましいものではなかった。さらに、実機を用いて検査を行うので、紙を必要とし、トナーや電力を必要以上に消費しなくてはならなかったので、コスト面や環境面にも好ましくなかった。
【０００６】
この様に、現像器のみの性能を直接検査することが可能な現像器検査装置が求められていた。本発明は、像担持体上に形成されたトナー像から現像器を直接検査することが可能な現像器検査装置を提供することを目的とする。また、本発明は、出荷直前に現像器を最終検査する場合等、生産現場において迅速かつ効率よく、しかも、コストや環境に影響を与えずに現像器を検査することが可能な現像器検査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】
本発明の課題は、以下に記載の技術により解消されることが見出された。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、『検査を行う現像器を設置する設置手段と、該現像器に対向して配置された像担持体と、を有する現像器検査装置であって、
該設置手段に設置された現像器より該像担持体にトナーを供給し、該像担持体上に形成されたトナー像より該現像器の検査を行うことを特徴とする現像器検査装置。』である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、『前記現像器検査装置は、前記像担持体上に付着したトナー量を検知する検知手段を有することを特徴とする請求項１に記載の現像器検査装置。』である。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、『前記現像器検査装置は、前記像担持体と前記設置手段に設置された現像器との間に形成される電界強度を変える電界強度変動手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の現像器検査装置。』である。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、『検査を行う現像器を、像担持体に対向させて設置し、設置した現像器より像担持体上にトナーを供給してトナー画像を形成し、像担持体上に形成されたトナー像より、該現像器の検査を行うことを特徴とする現像器検査方法。』である。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、『前記現像器検査方法は、前記像担持体と前記現像器との間に形成される電界強度に基づいて、該像担持体上にトナー像を形成し、該像担持体上に形成されたトナー像より該現像器の検査を行うことを特徴とする請求項４に記載の現像器検査方法。』である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、像担持体上に形成されたトナーの付着状態を直接確認することができる様になった。すなわち、現像器を検査する際、従来の様に記録紙（以下、転写シートともいう）上に形成されたトナー画像を介して現像器を検査するのではなく、像担持体上に形成されたトナーの付着状態から現像器の性能を直接検査できるので、生産工程における現像器の検査精度と検査効率が大幅に向上した。
【００１４】
また、本発明によれば、現像器を実機に装填して検査を行う必要がないので、転写シートを使用せずに現像器の検査が行える。また、実機による検査に比べてトナー量や電力消費量を大幅に低減され、生産工程における検査コストの低減化に加え、エネルギーや資源消費を低減した環境にやさしい検査方法を確立することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、現像器を設置する設置手段と像担持体とを有する現像器検査装置を用い、現像器から供給されたトナーにより像担持体上に形成したトナー像から直接現像器の検査を行う技術に関するものである。
【００１６】
本発明に係る現像器検査装置は、検査を行う現像器より検査装置に設けられた像担持体にトナーを供給し、像担持体上に形成されたトナー像を直接観察することにより、製品に装填する個々の現像器における不良の有無を検査できる様にしたものである。以下、本発明について詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る現像器検査装置の一例を示す概略図である。図１に示す様に、現像器検査装置１０は、検査を行う現像器２０を本発明の設置手段に相当する現像器設置部１１、検査を行う現像器２０に対向する様に配置された像担持体（感光体ドラム）１２、現像器設置部１１に設置された現像器２０に電力供給を行う電源部１３、像担持体１２上に供給されたトナーを除去、回収するトナー回収部１４より構成される。
【００１８】
像担持体１２は、現像器２０に対向する様に配置され、アルマイトやアルミニウム、あるいは樹脂等で作製された円筒形状を有するものである。この中でも、アルマイト製の像担持体（以下、アルマイト管ともいう）が代表的で、アルマイト管は表面へのきず発生や表面酸化等の影響を懸念する必要がほとんどなく、また高耐久性を有することから、検査の信頼性を向上させるメリットを有する。すなわち、像担持体上で電荷がみだりにリークしたり、電気特性のばらつきを懸念せずに検査が行うことができる。
【００１９】
トナー回収部１４は、像担持体１２に圧接するクリーニングブレード１５により像担持体１２上で不要になったトナーを除去する。クリーニングブレード１５より除去された廃棄トナーはトナー回収部１４内に回収される。
【００２０】
図１に示す様に、現像器検査装置１０によれば、像担持体１２上のトナーの付着状態を検査者が目視で検査することにより、現像器２０の性能を検査できる。また、現像器検査装置１０に、像担持体１２上のトナー付着量を定量的に検査する手段を設けることにより、目視検査に加えて現像器２０の性能を定量的に評価することも可能である。具体的には、ＣＣＤカメラを現像器検査装置１０に搭載し、像担持体１２上のパターンを認識する方法や、ラインセンサにより像担持体１２表面の反射光量のばらつきを測定することによる検知方法等が挙げられる。
【００２１】
本発明に係る現像器検査装置１０は、以下に説明する様に、接触現像用、及び、非接触現像用のいずれの現像器の検査も行える様に設計され、現像器設置部１１に設置された現像器の種類を識別して検査を行うことも可能である。
【００２２】
すなわち、現像器設置部１１を移動可能な仕様とすることで、接触現像用の現像器を検査する場合は、像担持体１２が現像器２０の現像ローラ２１に接触する様に現像器２０を配置させることが可能である。また、非接触現像用の現像器を検査する場合は、像担持体１２と現像ローラ２１との間に間隙が形成される様に現像器２０を配置させることが可能である。
【００２３】
また、現像ローラ２１には、電源部１３により供給される電力により、直流バイアス、交流バイアス、（交流＋直流）バイアスが印加される様になっている。これらのバイアスの選択は、作業者の切り替え作業で対応する方法の他に、例えば、現像器設置部１１の位置から検査を行う現像器の種類を割り出して、自動的にバイアス選択を行える様にすることも可能である。
【００２４】
ところで、図１の現像器検査装置１０では、像担持体１２上に付着したトナーの量を検知する検知手段を設けることにより、像担持体１２上のトナーの付着状態を定量的に検査することも可能である。図２に、像担持体１２上に付着したトナー量を定量的に検知する装置の一例を示す。
【００２５】
図２のトナー量検知装置は、吸引ポンプを用いて像担持体上に付着したトナーを回収し、回収したトナー量を測定することにより、像担持体１２上に付着したトナー量を定量するものである。図に示す様に、トナー量検知装置は筒状の回収部位内にフィルタが設けられたもので、吸引ポンプからの吸引により像担持体１２よりトナーを回収するものである。そして、トナー量検知装置により回収されたトナー量から、単位面積あたりのトナー付着量（ｇ／ｍ2）を算出する。
【００２６】
トナー量検知装置を用いた評価は、例えば、以下の様な手順で行う。
（１）像担持体上への理論上のトナー付着量、及び、像担持体の面積を、予め算出しておく。
（２）トナー量検知装置を用いて像担持体上に付着したトナーを回収する。
（３）回収されたトナーより、像担持体の単位面積あたりのトナー付着量を算出し、前述した理論上のトナー付着量と比較して評価を行う。
【００２７】
また、図２に示すトナー量検知装置を用いる方法の他に、例えば、プリンタ等の画像形成装置に搭載されている濃度センサを利用することも可能である。すなわち、濃度センサより像担持体上に形成されたトナー層に予め決めておいた光量の光を照射し、反射光量を測定することにより、トナー量を定量することも可能である。
【００２８】
この様に、検知手段を設けて像担持体１２上のトナー付着量を定量的に評価できる様にすることにより、本発明では検査に使用するトナーの量を低減させることも可能である。具体的には、本発明の構成により、現像器を実機に装填して行う評価でのトナー使用量の４０〜６０％で同レベルの現像器の評価が行える。
【００２９】
また、本発明では、像担持体上にトナー濃度の低いトナー像を形成することにより、コントラストの緩い濃度ムラに代表される微細な画像欠陥の有無を検査する等、従来技術では検知が困難とされていた検査も行うことが可能である。具体的な方法として、像担持体１２と現像器２０との間に形成される電界強度を制御する方法が挙げられる。例えば、電界強度の低い状態で像担持体１２上にトナー供給を行うと、像担持体１２上には濃度の低いトナー画像が形成される。
【００３０】
本発明では、現像器検査装置１０に、像担持体１２と現像器２０の間に形成される電界強度を変動させる電界強度変動手段を設けることにより、像担持体１２上に濃度の低いトナー画像を形成することを考えた。すなわち、電界強度変動手段により像担持体１２と現像器２０の間に通常よりも低い電界強度を形成させ、像担持体１２上に濃度の低いトナー像を形成することにより、現像器に起因する微細な画像欠陥の有無を検出できる様にした。この様に、本発明では、像担持体１２と現像器２０の間に形成される電界強度を変更する電界強度変動手段により、現像器２０に起因する微細な画像欠陥を検知できる。
【００３１】
ここで、電界強度変動手段の一例を、図１の現像器検査装置１０を構成する電源部１３に基づいて説明する。図１の電源部１３には、現像器２０に各種検査に対応した種々の電圧を印加できる様にする電界強度変動手段に相当する電位変動部１３１を有する。電位変動部１３１は、電源１３０より供給された電圧を変圧することにより、各種検査に対応した現像バイアスを現像ローラ２１に印加する。
【００３２】
現像ローラ２１上のトナーは、電位変動部１３１を介して印加される電圧により、像担持体１２上への移動が制御される。すなわち、現像器２０に強めの電界強度を形成する様に電位変動部１３１を設定すれば、現像ローラ２１より像担持体１２上に移動可能なトナー量が多くなり、像担持体１２上に濃度の高いトナー像が形成される。一方、現像ローラ２１に弱めの電界を形成させる様に電位変動部１３１を設定すると、電界強度が弱い分、現像ローラ２１より像担持体１２への移動が可能なトナーの量は少なくなり、像担持体１２上には濃度の低いトナー像が形成される。この様に、本発明では、電位変動部１３１の設定に基づいて現像ローラ２１より像担持体１２上に移動可能なトナーの量を制御することにより、像担持体上に各種検査に最適な濃度のトナー像を形成することができる。
【００３３】
特に、本発明では、像担持体１２上に形成されるトナー像により現像器２０の性能を目視で確認することができる様になった。すなわち、現像バイアスとして、交流バイアスＶｐｐを７５０Ｖ以上９００Ｖ以下、好ましくは、７９０Ｖ以上８１０Ｖ以下、直流バイアスＶｄｃを−１８０Ｖ以上−１２０Ｖ以下、好ましくは、−１６０Ｖ以上−１４０Ｖ以下となる様に、電位変動部１３１を設定すると、現像器２０の性能を反映したトナー像が像担持体１２上に形成される。したがって、像担持体１２上のトナー像に濃度ムラが見られたり、黒ポチと呼ばれる点状のトナー像を検出した場合、検査に供された現像器は現像ローラに不良を有するものと判定することができる。
【００３４】
また、実機を用いた場合、現像器と像担持体との間に付与する現像バイアスは交流バイアスＶｐｐで１２００Ｖ〜２０００Ｖ、直流バイアスＶｄｃで−３００Ｖ〜−４５０Ｖ要するのに比べ、本発明では少ない電位で検査を行うことができる。この様に、本発明によれば、実機を用いて検査する時に比べて大幅に少ない消費電力で現像器の性能を精度よく検査することができる。
【００３５】
本発明で用いられる現像バイアスについて、さらに説明する。
【００３６】
現像ローラ２１と像担持体１２との間に印加する現像バイアスに、矩形波バイアスを用いることも可能である。本発明に使用可能な矩形波バイアスの具体的な条件は、例えば、
周波数：２０００Ｈｚ
Ｖｐｐ：８００Ｖ
Ｖｄｃ  ：−１５０Ｖ
Ｄｕｔｙ：７０％（矩形波で形成される面積のうち、Ｖｄｃ＝−１５０Ｖを基準とした時のプラス側領域の面積）
とし、矩形波バイアス設定値を、
現像ローラ＝規制ブレード＝供給ローラ
としたものが挙げられる。図３に、上記条件による矩形波バイアスとともに、比較例として、実際の画像形成装置を用いた時の矩形波バイアスを示す。図３（ａ）に示す様に、上記条件による矩形波バイアスは、Ｖｄｃ＝−１５０Ｖを基準にして上下均等の±４００Ｖの矩形波バイアスとなる。一方、図３（ｂ）に示す画像形成装置を用いて検査を行う時の矩形波バイアスは、図３（ａ）の時に比べて低いＶｄｃが基準中心となり、Ｖｐｐは大きなものになる。
【００３７】
この様に、本発明によれば、現像電界強度の弱い状態を作って検査を行うことができるので、実際の画像形成装置を用いた場合では検知が困難だったものも検査できる様になった。
【００３８】
また、上記設定条件による矩形波バイアスを用いることにより、像担持体に付着させるトナーの量を低減させることができる。その結果、像担持体上におけるトナー付着状態から現像器の性能を確認することができる。すなわち、検査に用いた現像器に不具合がある場合、像担持体上のトナー画像から現像器における不具合個所を特定することもできる。
【００３９】
この様に、本発明に係る現像器検査装置によれば、像担持体上に形成されたトナーの付着状態を直接確認することができる。その結果、従来の様に転写シート上に形成されたトナー画像を介して現像器を検査するものではないので、像担持体上に形成されたトナーの付着状態から現像器の性能を直接把握することができる。したがって、生産工程における現像器の検査精度と検査効率を大幅に向上させることができる。
【００４０】
また、本発明に係る現像器検査装置は、現像器を実機に装填して検査を行うものではないので、転写シートを使用せずに現像器の検査が行える。また、実機による検査に比べてトナー量や電力消費量を大幅に低減することができるので、生産工程における検査コストの低減化の他に、エネルギーや資源消費の少ない環境にやさしい検査方法が実現される。
【００４１】
さらに、本発明に係る現像器検査装置は実機よりも遙かにコンパクトであり、従来よりも少ないスペースで検査が行える。また、実機を複数駆動させ検査を行うときの様な騒音や発熱の影響を受けずに検査が行え、検査者にとっても快適な環境下で検査が行える。
【００４２】
なお、図４に本発明に係る現像器検査装置による検査が可能な現像器の一例を示す。現像器２０は、図示しないモータにより図中反時計回り方向に回転駆動され、現像器検査装置１０の像担持体１２に接触または近接する現像ローラ２１、現像ローラ２１に供給するトナーを収容するバッファ室２２、バッファ室２２に供給するトナーＴを収容するホッパ２３より構成される。
【００４３】
現像ローラ２１は、基体と、該基体の外周に設けられた弾性層より構成され、弾性層はシリコーンゴム等の硬度の大きな材質からなる。バッファ室２２には、現像ローラ２１上に供給されたトナーＴを帯電し、薄層化するトナー規制部材としてブレード２４が設けられている。ブレード２４は、現像ローラ２１に圧接された状態で配置され、現像ローラ２１上のトナーの帯電量及び付着量を規制する。また、ブレード２４に加えて補助ブレード２５をさらに設けることも可能で、補助ブレード２５により現像ローラ２１上のトナーの帯電量と付着量をより精度よく規制することが可能である。
【００４４】
現像ローラ２１には、供給ローラ２６が押圧されている。供給ローラ２６は図示しないモータにより現像ローラ２１と同一の方向に回転駆動する。供給ローラ２６は、基体、及び、該基体の外周に設けられたウレタンフォーム等の発泡層より構成される。
【００４５】
ホッパ２３には、１成分系現像剤であるトナーＴが収容されている。また、ホッパ２３には、トナーＴを撹拌するための回転体２７が設けられている。また、ホッパ２３とバッファ室２２の間にはフィルム状の弁２８が設けられている。ホッパ２３に収容されているトナーＴは、回転体２７の回転により搬送され、搬送に伴って生ずる押圧力により、弁２８を開いてバッファ室２２に供給される。
【００４６】
本発明に係る現像器検査装置１０に現像器２０を装填して検査を行うとき、現像ローラ２１が矢印方向に回転駆動されるとともに、供給ローラ２６の回転によりバッファ室２２のトナーＴが現像ローラ２１上に供給される。現像ローラ２１に供給されたトナーＴは、ブレード２４、２５により帯電され、薄層化された後、像担持体１２の対向領域に搬送され、像担持体１２上に形成された静電潜像の現像に使用される。現像に用いられなかったトナーＴは、供給ローラ２６により現像ローラ２１から掻き取られ回収される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る現像器検査装置の一例を示す概略図である。
【図２】トナー量検知装置の概要図である。
【図３】本発明に用いられる矩形波バイアスの一例を示す概略図である。
【図４】本発明に係る現像器検査装置での検査が可能な現像器の断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０  現像器検査装置
１１  現像器設置部
１２  像担持体
１３  電源部
１３０  電源
１３１  電位変動部（電界強度変動手段）
１４  トナー回収部
２０  現像器
２１  現像ローラ
【図１】
2007279191.tif 000003
【図２】
2007279191.tif 000004
【図３】
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【図４】
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