JP3642241B2

JP3642241B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3642241B2
Application number: JP29652199A
Authority: JP
Inventors: 高城富美男
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-10-19
Filing date: 1999-10-19
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2019-10-19
Also published as: JP2001117334A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定のトナー供給量のトナーを供給ローラにより現像ローラに供給し、この現像ローラに供給されたトナーをトナー規制部材で所定のトナー搬送量に調整して感光体の方へ搬送し、搬送された所定量のトナーで感光体上の潜像を現像する現像器を備えた画像形成装置の技術分野に属し、特に、供給ローラに供給バイアスを印加してトナー供給量およびトナー搬送量を安定にするようにしている現像器を備えた画像形成装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
静電複写機やプリンタ等の画像形成装置は、感光体上の潜像が現像器の現像ローラからの現像剤であるトナーにより現像されて可視像化されるようになっている。その場合、現像器においては、攪拌搬送されてくるトナーが供給ローラにより現像ローラへ供給され、現像ローラ上においてトナー規制部材によりトナー層厚が調整されて感光体の方へ搬送されるようになっている。
【０００３】
従来、このような供給ローラによるトナー供給量および現像ローラによるトナー搬送量を安定化させるために、供給ローラに供給バイアスを印加している。供給バイアスを印加する方法として、定電圧制御により供給バイアスを供給ローラに印加する方法および定電流制御により供給バイアスを供給ローラに印加する方法がある。
【０００４】
定電圧制御による供給バイアスの印加方法は、定電圧値の供給電圧による供給バイアスを供給ローラに印加し、トナー供給量およびトナー搬送量を安定化する方法である。この定電圧制御による供給バイアスのバイアス値（供給電圧値）は、現像剤のトナーの種類（例えば、トナーの色等）や現像器の構成に応じて最適な値が設定されている。
【０００５】
また、定電流制御による供給バイアスの印加方法は、供給ローラから現像ローラへ流れる供給電流が一定となるように供給ローラへの供給電圧を制御し、この定電流の供給電流による供給バイアスを印加することでトナー供給量およびトナー搬送量を安定化する方法である。この定電流制御による供給バイアスのバイアス値（供給電流値）も、現像剤のトナーの種類や現像器の構成に応じて最適な値が設定されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年開発が進んでいるフルカラーの画像形成装置においては、１つの感光体と、イエロー、マゼンタ、シアンおよび黒の４色のトナー用として４種類の現像器とを備えている。そして、これらの４種類の現像器毎に、前述の定電圧値の最適値あるいは定電流値の最適値が設定されて最適な供給バイアスが印加されるようになっている。
【０００７】
しかしながら、前述のような画像形成装置では、１つの感光体に対して４種類の現像器を離接可能に設置しなければならないので、各現像器の設置される姿勢は互いに異ならざるを得なくなる。このように現像器の設置姿勢が異なると、トナーの自重で発生するトナー圧粉状態が姿勢によって異なり、あるいは現像器の現像ローラおよび供給ローラでのトナー水位（トナーの上面位置）が姿勢によって異なるため、現像ローラへのトナーの供給条件も異なってしまう。このため、各現像器に対して、前述のように供給バイアスを単に最適値に設定しかつその最適値を保持したままでは、現像器の姿勢によってトナーの供給過多あるいはトナーの供給過少が起こり易くなってしまい、安定したトナ供給量を確保することが困難になる。
【０００８】
また、４個以外の、例えば１個あるいは２個等の個数の現像器を備えている画像形成装置においても、その画像形成装置の構造等により、姿勢が異なって設置される場合があり、このような場合にも現像器の姿勢によりトナーの供給過多あるいはトナーの供給過少が起こり易くなる。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、現像器の姿勢に応じてトナー供給を制御することにより、簡単な制御でトナー供給量を安定化することのできる画像形成装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、請求項１の発明は、トナーを供給ローラから現像ローラへ供給する際、前記供給ローラから前記現像ローラへ流れる供給電流が定電流値となるように前記供給ローラに印加する供給電圧を制御することで定電流制御による供給バイアスを印加するようになっている現像器、または、トナーを供給ローラから現像ローラへ供給する際、前記供給ローラに定電圧値の供給電圧を印加することで定電圧制御による供給バイアスを印加するようになっている現像器を備えた画像形成装置において、前記現像器の設置される姿勢に応じて前記定電流値または前記定電圧値が設定されていることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項２の発明は、更に、現像器の設置される姿勢に応じて前記定電流制御による供給バイアスにおける供給電圧の上限電圧値あるいは下限電圧値が設定されており、前記上限電圧値が設定された場合、前記定電流制御による供給バイアスの印加中に前記供給電圧が前記上限電圧値を超えるときは、その上限電圧値を定電圧値とした定電圧制御による供給バイアスの印加を行い、前記下限電圧値が設定された場合、前記定電流制御による供給バイアスの印加中に前記供給電圧が前記下限電圧値を下回るときは、その下限電圧値を定電圧値とした定電圧制御による供給バイアスの印加を行い、または、現像器の設置される姿勢に応じて前記定電圧制御による供給バイアスにおける供給電流の上限電流値あるいは下限電流値が設定されており、前記上限電流値が設定された場合、前記定電圧制御による供給バイアスの印加中に前記供給電流が前記上限電流値を超えるときは、その上限電流値を定電流値とした定電流制御による供給バイアスの印加を行い、前記下限電流値が設定された場合、前記定電圧制御による供給バイアスの印加中に前記供給電流が前記下限電流値を下回るときは、その下限電流値を定電流値とした定電流制御による供給バイアスの印加を行うことを特徴としている。
【００１２】
更に、請求項３の発明は、トナーを供給ローラから現像ローラへ供給する際、前記供給ローラから前記現像ローラへ流れる供給電流が定電流値となるように前記供給ローラに印加する供給電圧を制御することで定電流制御による供給バイアスを印加するようになっている現像器、または、トナーを供給ローラから現像ローラへ供給する際、前記供給ローラに定電圧値の供給電圧を印加することで定電圧制御による供給バイアスを印加するようになっている現像器を備えた画像形成装置において、現像器の設置される姿勢に応じて前記定電流制御による供給バイアスにおける供給電圧の上限電圧値あるいは下限電圧値が設定されており、前記上限電圧値が設定された場合、前記定電流制御による供給バイアスの印加中に前記供給電圧が前記上限電圧値を超えるときは、その上限電圧値を定電圧値とした定電圧制御による供給バイアスの印加を行い、前記下限電圧値が設定された場合、前記定電流制御による供給バイアスの印加中に前記供給電圧が前記下限電圧値を下回るときは、その下限電圧値を定電圧値とした定電圧制御による供給バイアスの印加を行い、または、現像器の設置される姿勢に応じて前記定電圧制御による供給バイアスにおける供給電流の上限電流値あるいは下限電流値が設定されており、前記上限電流値が設定された場合、前記定電圧制御による供給バイアスの印加中に前記供給電流が前記上限電流値を超えるときは、その上限電流値を定電流値とした定電流制御による供給バイアスの印加を行い、前記下限電流値が設定された場合、前記定電圧制御による供給バイアスの印加中に前記供給電流が前記下限電流値を下回るときは、その下限電流値を定電流値とした定電流制御による供給バイアスの印加を行うことを特徴としている。
【００１３】
更に、請求項４の発明は、前記現像器が、トナーのイエロー、マゼンタ、シアンおよび黒の各色の現像器からなり、前記上限電圧値あるいは前記下限電圧値が前記トナーの各色毎に応じて設定されており、前記トナーの各色の現像器毎に前記上限電圧値あるいは前記下限電圧値に基づいて定電圧制御による供給バイアスの印加を行い、または、前記上限電流値あるいは前記下限電流値は前記トナーの各色毎に応じて設定されており、前記トナーの各色の現像器毎に前記上限電流値あるいは前記下限電流値に基づいて定電流制御による供給バイアスの印加を行うことを特徴としている。
【００１４】
更に、請求項５の発明は、前記現像器の設置される姿勢が、前記現像器内のトナー撹拌部の供給口から前記現像ローラに向かう傾斜、または前記トナー撹拌部内のトナ撹拌部材から前記供給口に向かう傾斜に基づいて設定されていることを特徴としている。
更に、請求項６の発明は、前記傾斜がトナーの供給過多になり易い傾斜の場合は前記上限電圧値または前記上限電流値が設定され、前記上限電圧値または前記上限電流値に基づいてトナーの供給過多を抑制するように前記供給バイアスを制御し、前記傾斜がトナーの供給過少になり易い傾斜の場合は前記下限電圧値または前記下限電流値が設定され、前記下限電圧値または前記下限電流値に基づいてトナーの供給過少を抑制するように前記供給バイアスを制御することを特徴としている。
【００１５】
【作用】
このように構成された請求項１の発明の画像形成装置においては、定電流制御の定電流値または定電圧制御の定電圧値が現像器の姿勢に応じて設定される。したがって、定電流制御による供給バイアスまたは定電圧制御による供給バイアスが現像器の姿勢に応じて印加されるようになる。これにより、トナーの供給過多あるいは供給過少が防止され、現像器の姿勢に応じた簡単な制御でトナーの供給量が安定化する。
また、請求項２および３の各発明においては、現像器の設置される姿勢に応じて定電流制御における供給電圧の上限電圧値あるいは下限電圧値、または定電圧制御における上限電流値あるいは下限電流値が設定される。
【００１６】
したがって、定電流制御による供給バイアスの印加においては、上限電圧値が設定された場合、供給バイアスの印加中に供給電圧が設定した上限電圧値を超えるときは、その上限電圧値を定電圧値とした定電圧制御による供給バイアスの印加が行われ、また、下限電圧値が設定された場合、供給バイアスの印加中に供給電圧が設定した下限電圧値を下回るときは、その下限電圧値を定電圧値とした定電圧制御による供給バイアスの印加が行われるようになる。したがって、上限電圧値を超える供給電圧あるいは下限電圧値を下回る供給電圧の供給バイアスは印加されなくなる。
【００１７】
また、定電圧制御による供給バイアスの印加においては、上限電流値が設定された場合、供給バイアスの印加中に供給電流が設定した上限電流値を超えるときは、その上限電流値を定電流値とした定電流制御による供給バイアスの印加が行われ、また、下限電流値が設定された場合、供給バイアスの印加中に供給電流が設定した下限電流値を下回るときは、その下限電流値を定電流値とした定電流制御による供給バイアスの印加が行われるようになる。したがって、上限電流値を超える供給電流あるいは下限電流値を下回る供給電流の供給バイアスは印加されなくなる。
これにより、請求項２および３の各発明においては、トナーの供給過多あるいは供給過少が防止され、現像器の姿勢に応じた簡単な制御でトナーの供給量がより一層安定化する。
【００１８】
更に、請求項４の発明においては、イエロー、マゼンタ、シアンおよび黒の各色のトナーの供給過多あるいは供給過少がいずれも防止され、各色のトナーの供給量が一層安定化する。
更に、請求項５の発明においては、現像器の姿勢が現像器内のトナー撹拌部の供給口から現像ローラに向かう傾斜、またはトナー撹拌部内のトナ撹拌部材から供給口に向かう傾斜に基づいて設定される。これらの傾斜は、トナーの供給過多あるいは供給過少の発生に大きく関係するので、トナーの供給過多あるいは供給過少がより効果的に防止されるようになる。
更に、請求項６の発明においては、トナーの供給過多になり易い傾斜の場合は上限値を設定し、また、トナーの供給過少になり易い傾斜の場合は下限値を設定しているので、トナーの供給過多あるいはトナーの供給過少が簡単な制御で防止される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の画像形成装置の実施の形態の第１および第２例が適用されるフルカラーの画像形成装置を模式的に示す部分図、図２は、図１に示す画像形成装置の１つの現像器の現像ローラおよび供給ローラ部分を模式的に示す部分拡大図である。
【００２０】
図１に示すように、この画像形成装置１は、感光体（以下、ＯＰＣともいう）２の周囲に配設された現像装置３を備えている。
現像装置３は、従来のフルカラーの画像形成装置の現像器と同様に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、および黒（Ｋ）の各現像器４,５,６,７を備えており、これらの各現像器４,５,６,７はＯＰＣ２の外周に沿って配設されている。その場合、各色の現像器４,５,６,７の配設順序は、前述の順序に限定されることなく任意に設定される。なお、以下の説明では、説明の便宜上、前述の色の順序、つまり、イエロー、マゼンタ、シアン、および黒の順で各現像器４,５,６,７が配設されているものとする。
【００２１】
各現像器４,５,６,７は、それぞれ、ＯＰＣ２に離接可能に設けられ、ＯＰＣ２上の潜像を現像するためのトナーをＯＰＣ２に搬送する現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａと、各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａにトナーを供給する供給ローラ４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂと、ＯＰＣ２の方へ搬送される現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａ上のトナーのトナー層厚を調整するトナー規制ブレード４ｃ,５ｃ,６ｃ,７ｃと、トーカートリッジ４ｄ,５ｄ,６ｄ,７ｄから供給されたトナーを収容し、このトナーを供給ローラ４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂの方へ供給するための供給口４ｅ,５ｅ,６ｅ,７ｅを有するサブホッパー４ｆ,５ｆ,６ｆ,７ｆと、各サブホッパー４ｆ,５ｆ,６ｆ,７ｆ内に設けられ、サブホッパー４ｆ,５ｆ,６ｆ,７ｆ内のトナーを撹拌して供給口４ｅ,５ｅ,６ｅ,７ｅから供給ローラ４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂの方へ搬送するアジテータ等からなる撹拌搬送部材４ｇ,５ｇ,６ｇ,７ｇとを備えている。
【００２２】
図１には、各現像器４,５,６,７の現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａがいずれもＯＰＣ２に当接した状態で示されているが、これらの現像器４,５,６,７の現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａは、非現像時にはいずれもＯＰＣ２から離間した位置に保持されており、現像時には適宜の順でＯＰＣ２に当接し、ＯＰＣ２上の潜像を現像するようになっている。なお、この画像形成装置１においては、現像されたＯＰＣ２上の画像を、図示しないが従来と同様に、例えば中間転写媒体で色合わせをした後、転写紙に転写し定着することで画像形成を行うようになっている。
【００２３】
そして、第１例の画像形成装置１においては、各現像器４,５,６,７は、それぞれ、図２に示すように供給ローラ４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂから現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａへトナー供給量を安定化するために、定電流制御により供給ローラ４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂから現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａへ定電流値の供給電流Ｉ_sが流れるように、供給バイアスが供給ローラ４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂに印加されるようになっている。
【００２４】
この定電流制御による供給バイアスについて説明する。まず、ＯＰＣ２が接地されているとともに、各現像器４,５,６,７の現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａには一定電圧の現像バイアスＶ_bが印加されている。また、各供給ローラ４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂには、それぞれ、供給電圧制御手段４ｈ,５ｈ,６ｈ,７ｈにより、可変電圧の供給電圧Ｖ_sが印加されるようになっている。更に、各供給ローラ４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂから各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａに流れる供給電流Ｉ_sが、それぞれ各電流計４ｉ,５ｉ,６ｉ,７ｉにより検出されるようになっている。
【００２５】
各供給電圧制御手段４ｈ,５ｈ,６ｈ,７ｈおよび各電流計４ｉ,５ｉ,６ｉ,７ｉは、いずれも画像形成装置１の中央処理装置（以下、ＣＰＵともいう）８に接続されている。
このＣＰＵ８は、各電流計４ｉ,５ｉ,６ｉ,７ｉからの電流検出信号に基づいて各供給電流Ｉ_sが各現像器４,５,６,７毎に、つまりトナーの色毎に設定された定電流値となるように各供給電圧制御手段４ｈ,５ｈ,６ｈ,７ｈを制御して供給電圧Ｖ_sを変えるようになっている。
【００２６】
ところで、図１に示すように各現像器４,５,６,７はそれぞれ異なった姿勢で設置されている。すなわち、最上位置に設置されているイエローの現像器４は、供給ローラ４ｂの表面の最上位置が現像ローラ４ａの表面の最上位置より高くなっているとともに、サブホッパー４ｆの供給口４ｅの下縁位置４ｅ₁での水平面がこれらの現像ローラ４ａおよび供給ローラ４ｂの各表面の最上位置よりかなり高くなっていて、供給口４ｅから現像ローラ４ａおよび供給ローラ４ｂの各表面に向かってかなりの下り傾斜となる姿勢にされている。更に、イエローの現像器４では、供給口４ｅ側のアジテータ４ｇの中心が供給口４ｅの下縁位置４ｅ₁より高くなっていて、アジテータ４ｇの中心から供給口４ｅに向かって下り傾斜となる姿勢にされている。
【００２７】
また、イエローの現像器４の直ぐ下に設置されているマゼンタの現像器５は、現像ローラ５ａの表面のトナー規制ブレード５ｃでの位置と供給ローラ５ｂの表面の最上位置とほぼ同じ高さになっているとともに、サブホッパー５ｆの供給口５ｅの下縁位置５ｅ₁での水平面がこれらの現像ローラ５ａおよび供給ローラ５ｂの各表面より若干高くなっていて、供給口５ｅから現像ローラ５ａおよび供給ローラ５ｂの各表面に向かってやや下り傾斜となる姿勢にされている。更に、マゼンタの現像器５では、供給口５ｅ側のアジテータ５ｇの中心と供給口５ｅの下縁位置５ｅ₁とほぼ同じ高さになっていて、アジテータ５ｇの中心と供給口５ｅとがほぼ水平となる姿勢にされている。
【００２８】
また、マゼンタの現像器５の直ぐ下に設置されているシアンの現像器６は、現像ローラ６ａの表面のトナー規制ブレード６ｃでの位置が供給ローラ６ｂの表面の最上位置より若干高くなっているとともに、サブホッパー６ｆの供給口６ｅの下縁位置６ｅ₁での水平面が現像ローラ６ａの表面のトナー規制ブレード６ｃでの位置より若干高くなっているとともに、供給ローラ６ｂの表面の最上位置とほぼ同じ高さになっていて、供給口６ｅから現像ローラ６ａの表面のトナー規制ブレード６ｃでの位置に向かって若干の上り傾斜となる姿勢にされている。更に、シアンの現像器６では、供給口６ｅの下縁位置６ｅ₁が供給口６ｅ側のアジテータ６ｇの中心より高くなっていて、アジテータ６ｇの中心から供給口６ｅに向かって若干の上り傾斜となる姿勢にされている。
【００２９】
また、シアンの現像器６の直ぐ下に設置されている黒の現像器７は、現像ローラ７ａの表面のトナー規制ブレード７ｃでの位置が供給ローラ７ｂの表面の最上位置よりかなり高くなっているとともに、サブホッパー７ｆの供給口７ｅの下縁位置７ｅ₁での水平面が現像ローラ７ａの表面のトナー規制ブレード７ｃでの位置よりかなり高くなっているとともに、供給ローラ７ｂの表面の最上位置とほぼ同じ高さになっていて、供給口７ｅから現像ローラ７ａの表面のトナー規制ブレード７ｃでの位置に向かってかなりの上り傾斜となる姿勢にされている。更に、黒の現像器７では、供給口７ｅの下縁位置７ｅ₁が供給口７ｅ側のアジテータ７ｇの中心よりかなり高くなっていて、アジテータ７ｇの中心から供給口７ｅに向かってかなりの上り傾斜となる姿勢にされている。
【００３０】
このように、各現像器４,５,６,７の設置姿勢が異なると、図１に示すように各現像器４,５,６,７の現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａに対するトナー水位が、各サブホッパー４ｆ,５ｆ,６ｆ,７ｆの供給口４ｅ,５ｅ,６ｅ,７ｅの位置によって決定されるためそれぞれ異なるとともに、トナー粉が現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａへ圧されるため、トナーの圧粉状態もそれぞれ異なるようになる。
【００３１】
すなわち、現像ローラ４ａが供給口４ｅよりかなり下に位置する下向きのイエローの現像器４では、トナーがトナー規制ブレード４ｃおよび現像ローラ４ａによって供給口４ｅ側に区画形成される空間内を充満するようなトナー水位αとなるとともに比較的大きな圧力の圧粉状態となる。このイエローの現像器４の下向きの姿勢では、トナーが供給過多になり易い。
【００３２】
また、現像ローラ５ａが供給口５ｅより下に位置する若干下向きのマゼンタの現像器５では、トナーがトナー規制ブレード５ｃおよび現像ローラ５ａより供給口５ｅ側の空間内を充満しないが、トナー規制ブレード５ｃと供給ローラ５ｂとの間の現像ローラ５ａの表面を覆うようなトナー水位βとなるとともにイエロー現像器４よりは小さな圧力の圧粉状態となる。このマゼンタの現像器５の下向きの姿勢では、トナーがやや供給過多になり易い。
【００３３】
更に、現像ローラ６ａが供給口６ｅより下に位置するほんのわずか上向きのシアンの現像器６では、トナーがトナー規制ブレード６ｃと供給ローラ６ｂとの間の現像ローラ６ａの表面の一部がトナーで覆われなく露出するようなトナー水位γとなるとともにマゼンタ現像器５よりは小さな圧力の圧粉状態となる。このシアンの現像器６の上向きの姿勢では、トナーが若干供給過少になり易い。
【００３４】
更に、現像ローラ７ａが供給口７ｅより上に位置する上向きの黒の現像器７では、トナーがトナー規制ブレード７ｃと供給ローラ７ｂとの間の現像ローラ７ａの表面がほとんどトナーで覆われなく露出するようなトナー水位δとなるとともにシアン現像器６よりは小さな圧力でほとんど圧されない圧粉状態となる。この黒の現像器７の上向きの姿勢では、トナーが供給過少になり易い。
なお、この画像形成装置１では、各サブホッパー４ｆ,５ｆ,６ｆ,７ｆの供給口４ｅ,５ｅ,６ｅ,７ｅの位置は、少なくとも各供給ローラ４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂがトナーでほぼ埋まる程度のトナー水位となるように設定されている。
【００３５】
このように、各現像器４,５,６,７の姿勢により、各現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａへのトナー供給量が異なる。
そこで、この第１例の画像形成装置１では、各現像器４,５,６,７の姿勢差に応じてトナー供給量を制御することで、このトナー供給量が姿勢差による影響を抑制してより適正量となるようにしている。
すなわち、各現像器４,５,６,７の姿勢差に応じてトナー供給量を制御するために、画像形成装置１は、ＣＰＵ２に、各現像器４,５,６,７毎、つまりトナーの色毎にそれぞれ供給電流Ｉ_sの定電流値Ｉ₀を設定する定電流値設定手段８ａと、供給電圧Ｖ_sの上限電圧値Ｖ_maxを各現像器４,５,６,７毎にそれらの姿勢に応じて設定する上限電圧値設定手段８ｂと、供給電圧Ｖ_sの下限電圧値Ｖ_minを各現像器４,５,６,７毎にそれらの姿勢に応じて設定する下限電圧値設定手段８ｃとを備えている。
【００３６】
そして、ＣＰＵ８は、画像形成のため各現像器４,５,６,７を作動するにあたって、定電流制御により供給バイアスを各供給ローラ４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂに印加する際、作動する現像器に応じて定電流値設定手段８ａにより供給電流Ｉ_sの定電流値Ｉ₀を設定し、供給過多になり易い下向き現像器である、イエローおよびマゼンタの各現像器４,５に対して、それぞれ、上限電圧値設定手段８ｂにより供給電圧Ｖ_sの上限電圧値Ｖ_maxを設定し、また、供給過少になり易い上向き現像器である、シアンおよび黒の各現像器６,７に対して、それぞれ、下限電圧値設定手段８ｃにより供給電圧Ｖ_sの下限電圧値Ｖ_minを設定するようになっている。その場合、上限電圧値Ｖ_maxは、現像器の下向き姿勢の度合いが大きくなるにつれて、つまりトナー供給過多が大きくなるにつれて下げられて、トナーの供給過多とならないような適正値が設定され、また、下限電圧値Ｖ_minは、現像器の姿勢の上向き度合いが大きくなるにつれて、つまりトナー供給過少が大きくなるにつれて上げられて、トナーの供給過少とならないような適正値が設定される。
【００３７】
図３は、第１例の画像形成装置１において予め設定された、各現像器４,５,６,７における定電流値Ｉ₀、上限電圧値Ｖ_maxおよび下限電圧値Ｖ_minの一例のテーブルを示す図である。
図３に示すように、この設定例では、トナーの供給過多がなり易いイエローの現像器４に対しては、供給電流Ｉ_sの定電流値Ｉ₀が２μＡに設定されるとともに上限電圧値Ｖ_maxが１２０Ｖに設定され、下限電圧値Ｖ_minは設定されない。また、トナーの供給過多が若干なり易いマゼンタの現像器５に対しては、供給電流Ｉ_sの定電流値Ｉ₀が２μＡに設定されるとともに上限電圧値Ｖ_maxが１２０Ｖに設定され、下限電圧値Ｖ_minは設定されない。更に、トナーの供給過少が若干なり易いシアンの現像器６に対しては、供給電流Ｉ_sの定電流値Ｉ₀が３μＡに設定されるとともに下限電圧値Ｖ_minが１５０Ｖに設定され、上限電圧値Ｖ_maxは設定されない。更に、トナーの供給過少がなり易い黒の現像器７に対しては、供給電流Ｉ_sの定電流値Ｉ₀が５μＡに設定されるとともに下限電圧値Ｖ_minが１７０Ｖに設定され、上限電圧値Ｖ_maxは設定されない。これらの設定値は実験等によって求められる。なお、この第１の画像形成装置１においては、各設定値はこの設定例に限定されるものではなく、現像器の姿勢に応じて種々の適正値に設定できることは言うまでもない。
【００３８】
更に、ＣＰＵ８は、図４（ａ）に示すように下向き現像器に対して定電流制御による供給バイアスを印加するにあたって、供給電流Ｉ_sが定電流値Ｉ₀となるように供給電圧Ｖ_sを制御しているときに、この供給電圧Ｖ_sが設定した上限電圧値Ｖ_maxを超えると判断した場合、つまりトナーの供給過多になると判断した場合には供給電圧Ｖ_sをこの上限電圧値Ｖ_maxに保持し、供給電圧Ｖ_sが上限電圧値Ｖ_maxを超えると判断している間は、定電流値Ｉ₀の定電流制御による供給バイアスの印加に代えて、上限電圧値Ｖ_maxを定電圧値Ｖ₀とした定電圧制御による供給バイアスの印加を行うようになっている。これにより、下向き現像器はトナーの供給過多が防止され、トナー供給量がより安定するようになる。
【００３９】
また、ＣＰＵ８は、図４（ｂ）に示すように上向き現像器に対して定電流制御による供給バイアスを印加するにあたって、供給電流Ｉ_sが定電流値Ｉ₀となるように供給電圧Ｖ_sを制御しているときに、この供給電圧Ｖ_sが設定した下限電圧値Ｖ_minを下回ると判断した場合、つまりトナーの供給過少になると判断した場合には供給電圧Ｖ_sをこの下限電圧値Ｖ_minに保持し、供給電圧Ｖ_sが下限電圧値Ｖ_minを下回ると判断している間は、定電流値Ｉ₀の定電流制御による供給バイアスの印加に代えて、下限電圧値Ｖ_minを定電圧値Ｖ₀とした定電圧制御による供給バイアスの印加を行うようになっている。これにより、上向き現像器はトナーの供給過少が防止され、トナー供給量がより安定するようになる。
【００４０】
こうして、この第１例の画像形成装置１では、姿勢が異なる各現像器４,５,６,７においてトナー供給量を安定化することができる。なお、図４において、斜線は、現像器の環境の変動にともなうトナーの特性等の変化により、供給電圧Ｖ_sと供給電流Ｉ_sとの関係の変動を示す線である。後述する図７も同様である。
【００４１】
図５は、本発明の実施の形態の第２例を示す、図２と同様の図である。なお、前述の例と同じ構成要素には同じ符号を付すことにより、その詳細な説明は省略する。
前述の例の画像形成装置１では、定電流制御による供給バイアスの印加を行っているが、この例の画像形成装置１では、定電圧制御による供給バイアスの印加を行うようにしている。
【００４２】
このために、図５に示すようにこの第２例の画像形成装置１のＣＰＵ８には、前述の第１例の定電流値設定手段８ａ、上限電圧値設定手段８ｂおよび下限電圧値設定手段８ｃとに代えて、各現像器４,５,６,７毎、つまりにトナーの種類（例えば、トナー色等）毎にそれぞれ供給電圧Ｖ_sの定電圧値Ｖ₀を設定する定電圧値設定手段８ｄと、供給電流Ｉ_sの上限電流値Ｉ_maxを各現像器４,５,６,７毎にそれらの姿勢に応じて設定する上限電流値設定手段８ｅと、供給電流Ｉ_sの下限電流値Ｉ_minを各現像器４,５,６,７毎にそれらの姿勢に応じて設定する下限電流値設定手段８ｆとを備えている。
【００４３】
そして、ＣＰＵ８は、画像形成のため各現像器４,５,６,７を作動するにあたって、定電圧制御により供給バイアスを各供給ローラ４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂに印加する際、作動する現像器に応じて定電圧値設定手段８ｄにより供給電圧Ｖ_sの定電圧値Ｖ₀を設定し、供給過多になり易い上向き現像器である、イエローおよびマゼンタの各現像器４,５に対して、それぞれ、少なくとも上限電流値設定手段８ｅにより供給電流Ｉ_sの上限電流値Ｉ_maxを設定し、また、作動する現像器が供給過少になり易い上向き現像器である、シアンおよび黒の各現像器６,７に対して、それぞれ、少なくとも下限電流値設定手段８ｆにより供給電流Ｉ_sの下限電流値Ｉ_minを設定するようになっている。その場合、上限電流値Ｉ_maxは、現像器の下向き姿勢の度合いが大きくなるにつれて、つまりトナー供給過多が大きくなるにつれて下げられて、トナーの供給過多とならないような適正値が設定され、また、下限電流値Ｉ_minは、現像器の姿勢の上向き度合いが大きくなるにつれて、つまりトナー供給過少が大きくなるにつれて上げられて、トナーの供給過少とならないような適正値が設定される。
【００４４】
図６は、第２例の画像形成装置１において設定された、各現像器４,５,６,７における定電圧値Ｖ₀、上限電流値Ｉ_maxおよび下限電流値Ｉ_minの一例のテーブルを示す図である。
図６に示すように、この設定例では、トナーの供給過多がなり易いイエローの現像器４に対しては、供給電圧Ｖ_sの定電圧値Ｖ₀が１２０Ｖに設定されるとともに上限電流値Ｉ_maxが２μＡに設定され、下限電流値Ｉ_minは設定されない。また、トナーの供給過多が若干なり易いマゼンタの現像器５に対しては、供給電圧Ｖ_sの定電圧値Ｖ₀が１２０Ｖに設定されるとともに上限電流値Ｉ_maxが２μＡに設定され、下限電流値Ｉ_minは設定されない。更に、トナーの供給過少が若干なり易いシアンの現像器６に対しては、供給電圧Ｖ_sの定電圧値Ｖ₀が１５０Ｖに設定されるとともに下限電流値Ｉ_minが３μＡに設定され、上限電流値Ｉ_maxは設定されない。更に、トナーの供給過少がなり易い黒の現像器７に対しては、供給電圧Ｖ_sの定電圧値Ｖ₀が１７０Ｖに設定されるとともに下限電流値Ｉ_minが５μＡに設定され、上限電流値Ｉ_maxは設定されない。なお、この例の画像形成装置１はこの設定例に限定されるものではなく、現像器の姿勢に応じて種々の適正値に設定できることは言うまでもない。また、この設定例では、上限電流値Ｉ_maxおよび下限電流値Ｉ_minのいずれか一方が設定されないようになっているが、現像器の姿勢およびトナーの色によっては上限電流値Ｉ_maxおよび下限電流値Ｉ_minの両方を設定することもできる。
【００４５】
更に、ＣＰＵ８は、図７（ａ）に示すように下向き現像器に対して定電圧制御による供給バイアスである定電圧値Ｖ₀の供給電圧Ｖ_sを印加しているときに、各供給ローラ４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂから現像ローラ４ａ,５ａ,６ａ,７ａへ流れる供給電流Ｉ_sが設定した上限電流値Ｉ_maxを超えると判断した場合、つまりトナーの供給過多になると判断した場合には供給電流Ｉ_sをこの上限電流値Ｉ_maxに保持するように供給電圧Ｖ_sを制御し、供給電流Ｉ_sが上限電流値Ｉ_maxを超えると判断している間は、定電圧値Ｖ₀の定電圧制御による供給バイアスの印加に代えて、上限電流値Ｉ_maxを定電流値Ｉ₀とした定電流制御による供給バイアスの印加を行うようになっている。これにより、下向き現像器はトナーの供給過多が防止され、トナー供給量が安定するようになる。
【００４６】
また、ＣＰＵ８は、図７（ｂ）に示すように上向き現像器に対して定電圧制御による供給バイアスである定電圧値Ｖ₀の供給電圧Ｖ_sを印加しているときに、供給電流Ｉ_sが設定した下限電流値Ｉ_minを下回ると判断した場合、つまりトナーの供給過少になると判断した場合には供給電流Ｉ_sをこの下限電流値Ｉ_minに保持するように供給電圧Ｖ_sを制御し、供給電流Ｉ_sが下限電流値Ｉ_minを下回ると判断している間は、定電圧値Ｖ₀の定電圧制御による供給バイアスの印加に代えて、下限電流値Ｉ_minを定電流値Ｉ₀とした定電流制御による供給バイアスの印加を行うようになっている。これにより、上向き現像器はトナーの供給過少が防止され、トナー供給量が安定するようになる。
こうして、この第２例の画像形成装置１でも、姿勢が異なる各現像器４,５,６,７においてトナー供給量を安定化することができる。
この第２例の画像形成装置１の他の構成および他の作用効果は、第１例と同じである。
【００４７】
なお、前述の各例では、本発明をフルカラ−の画像形成装置に適用して説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、トナーの現像ローラへの供給が現像器の姿勢に影響されるような現像器を備えた画像形成装置であれば、どのような画像形成装置にも適用することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の画像形成装置によれば、現像器の姿勢差に応じて供給バイアスを印加するようにしているので、現像器の姿勢差に基づくトナーの供給過多あるいは供給過少を防止でき、現像器の姿勢にかかわらず、簡単な制御でトナーの供給量をより一層安定化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の実施の形態の第１および第２例が適用されたフルカラーの画像形成装置を模式的に示す図である。
【図２】図１に示す画像形成装置の各現像器の現像ローラおよび供給ローラ部分を模式的に示すとともに、第１例における供給バイアスの印加を行うための装置を模式的に示す図である。
【図３】図２に示す第１例の画像形成装置において設定された、各現像器の供給バイアスの印加における定電流値、上限電圧値および下限電圧値の一例のテーブルを示す図である。
【図４】図２に示す第１例の供給バイアス印加の制御を説明する図である。
【図５】図１に示す画像形成装置の各現像器の現像ローラおよび供給ローラ部分を模式的に示すとともに、本発明の実施の形態の第２例における供給バイアスの印加を行うための装置を模式的に示す、図２と同様の図である。
【図６】図５に示す第２例の画像形成装置において設定された、各現像器の供給バイアスの印加における定電圧値、上限電流値および下限電流値の一例のテーブルを示す図である。
【図７】図５に示す第２例の供給バイアス印加の制御を説明する図である。
【符号の説明】
１…画像形成装置、２…感光体（ＯＰＣ）、３…現像装置、４…イエローの現像器、５…マゼンタの現像器、６…シアンの現像器、７…黒の現像器、４ａ,５ａ,６ａ,７ａ…現像ローラ、４ｂ,５ｂ,６ｂ,７ｂ…供給ローラ、４ｃ,５ｃ,６ｃ,７ｃ…トナー規制ブレード、４ｅ,５ｅ,６ｅ,７ｅ…供給口、４ｅ₁,５ｅ₁,６ｅ₁,７ｅ₁…供給口の下縁、４ｆ,５ｆ,６ｆ,７ｆ…サブホッパー（トナー撹拌部）、４ｇ,５ｇ,６ｇ,７ｇ…アジテータ、８…中央処理装置（ＣＰＵ）、８ａ…定電流値設定手段、８ｂ…上限電圧値設定手段、８ｃ…下限電圧値設定手段、８ｄ…定電圧値設定手段、８ｅ…上限電流値設定手段、８ｆ…下限電流値設定手段、Ｖ_s…供給電圧、Ｉ_s…供給電流、Ｖ₀…定電圧値、Ｉ₀…定電流値、α,β,γ,δ…トナー水位

Claims

トナーを供給ローラから現像ローラへ供給する際、前記供給ローラから前記現像ローラへ流れる供給電流が定電流値となるように前記供給ローラに印加する供給電圧を制御することで定電流制御による供給バイアスを印加するようになっている現像器、または、トナーを供給ローラから現像ローラへ供給する際、前記供給ローラに定電圧値の供給電圧を印加することで定電圧制御による供給バイアスを印加するようになっている現像器を備えた画像形成装置において、
前記現像器の設置される姿勢に応じて前記定電流値または前記定電圧値が設定されていることを特徴とする画像形成装置。
更に、現像器の設置される姿勢に応じて前記定電流制御による供給バイアスにおける供給電圧の上限電圧値あるいは下限電圧値が設定されており、前記上限電圧値が設定された場合、前記定電流制御による供給バイアスの印加中に前記供給電圧が前記上限電圧値を超えるときは、その上限電圧値を定電圧値とした定電圧制御による供給バイアスの印加を行い、前記下限電圧値が設定された場合、前記定電流制御による供給バイアスの印加中に前記供給電圧が前記下限電圧値を下回るときは、その下限電圧値を定電圧値とした定電圧制御による供給バイアスの印加を行い、
または、現像器の設置される姿勢に応じて前記定電圧制御による供給バイアスにおける供給電流の上限電流値あるいは下限電流値が設定されており、前記上限電流値が設定された場合、前記定電圧制御による供給バイアスの印加中に前記供給電流が前記上限電流値を超えるときは、その上限電流値を定電流値とした定電流制御による供給バイアスの印加を行い、前記下限電流値が設定された場合、前記定電圧制御による供給バイアスの印加中に前記供給電流が前記下限電流値を下回るときは、その下限電流値を定電流値とした定電流制御による供給バイアスの印加を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
トナーを供給ローラから現像ローラへ供給する際、前記供給ローラから前記現像ローラへ流れる供給電流が定電流値となるように前記供給ローラに印加する供給電圧を制御することで定電流制御による供給バイアスを印加するようになっている現像器、または、トナーを供給ローラから現像ローラへ供給する際、前記供給ローラに定電圧値の供給電圧を印加することで定電圧制御による供給バイアスを印加するようになっている現像器を備えた画像形成装置において、
現像器の設置される姿勢に応じて前記定電流制御による供給バイアスにおける供給電圧の上限電圧値あるいは下限電圧値が設定されており、前記上限電圧値が設定された場合、前記定電流制御による供給バイアスの印加中に前記供給電圧が前記上限電圧値を超えるときは、その上限電圧値を定電圧値とした定電圧制御による供給バイアスの印加を行い、前記下限電圧値が設定された場合、前記定電流制御による供給バイアスの印加中に前記供給電圧が前記下限電圧値を下回るときは、その下限電圧値を定電圧値とした定電圧制御による供給バイアスの印加を行い、
または、現像器の設置される姿勢に応じて前記定電圧制御による供給バイアスにおける供給電流の上限電流値あるいは下限電流値が設定されており、前記上限電流値が設定された場合、前記定電圧制御による供給バイアスの印加中に前記供給電流が前記上限電流値を超えるときは、その上限電流値を定電流値とした定電流制御による供給バイアスの印加を行い、前記下限電流値が設定された場合、前記定電圧制御による供給バイアスの印加中に前記供給電流が前記下限電流値を下回るときは、その下限電流値を定電流値とした定電流制御による供給バイアスの印加を行うことを特徴とする画像形成装置。
前記現像器は、トナーのイエロー、マゼンタ、シアンおよび黒の各色の現像器からなり、
前記上限電圧値あるいは前記下限電圧値は前記トナーの各色毎に応じて設定されており、前記トナーの各色の現像器毎に前記上限電圧値あるいは前記下限電圧値に基づいて定電圧制御による供給バイアスの印加を行い、または、前記上限電流値あるいは前記下限電流値は前記トナーの各色毎に応じて設定されており、前記トナーの各色の現像器毎に前記上限電流値あるいは前記下限電流値に基づいて定電流制御による供給バイアスの印加を行うことを特徴とする請求項２または３記載の画像形成装置。
前記現像器の設置される姿勢は、前記現像器内のトナー撹拌部の供給口から前記現像ローラに向かう傾斜、または前記トナー撹拌部内のトナ撹拌部材から前記供給口に向かう傾斜に基づいて設定されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１記載の画像形成装置。
前記傾斜がトナーの供給過多になり易い傾斜の場合は前記上限電圧値または前記上限電流値が設定され、前記上限電圧値または前記上限電流値に基づいてトナーの供給過多を抑制するように前記供給バイアスを制御し、
前記傾斜がトナーの供給過少になり易い傾斜の場合は前記下限電圧値または前記下限電流値が設定され、前記下限電圧値または前記下限電流値に基づいてトナーの供給過少を抑制するように前記供給バイアスを制御することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。