JPH01288875A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば静電転写型複写機やレーザプリンタな
どに利用される画像形成装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、画像形成装置に備えられる現像装置においては
、樹脂等からなるトナーと、鉄粉またはフェライト粉等
からなる磁性キャリアとで形成された現像剤が使用され
る。

上記の二成分系からなる現像剤は、現像槽内においてト
ナーと磁性キャリアとが摩擦帯電され、この帯電したト
ナーは、これと無数に付着した磁性キャリアによって現
像用マグネットローラの表面に保持されてブラシ状の穂
立ちが形成され、この状態で感光体上の帯電領域を擦過
させることにより、現像剤のうちのトナーのみが感光体
表面の帯電領域に付着して、感光体表面に可視像化され
たトナー像が形成される。

一方、現像剤のうちのトナーが感光体に付着して消費さ
れることにより現像槽内のトナー量が減少すると、この
トナー消費量はトナーセンサにより検知され、このトナ
ーセンサからの検知信号に基づいて常に適量のトナーが
トナー補給用ホッパから現像槽の内部へと自動的に補給
されるように構成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、現像槽内にトナーが十分に補給されているに
もかかわらず、画像形成枚数の増加に伴って画像濃度が
次第に低下して（ることがある。

この原因は、磁性キャリアの周面に付着したトナーが離
れない、いわゆるスペント現象を起こし、これにより磁
性キャリアが高抵抗化するとともに、トナーの帯電量の
上昇が生じてくるからである。トナーの帯電量の上昇原
因は、磁性キャリアの高抵抗化によって荷電粒子として
のトナーの移動が抑えられ、摩擦帯電性が高まることに
ある。

このような問題があるにもかかわらず、従来の画像形成
装置では、上記のような現像剤の疲労劣化に対する処置
は何ら講じられていなかった。それゆえ、現像剤がスペ
ント状態に移行すると画像濃度が低下し、その画像濃度
を回復させようとすれば、磁性キャリア自体の寿命が未
だ十分にあるにもかかわらず現像剤の交換を余儀無くさ
れるという問題があった。

〔課題を解決するための手段〕 本発明の画像形成装置は、上記の課題を解決するだめに
、感光体の表面に形成された潜像を現像剤により現像し
て上記潜像を可視像化するための現像装置を備えた画像
形成装置において、現像剤の収容された現像槽内部へト
ナーを随時補給するためのトナー補給手段と、同現像槽
内部へ導電性粉体を随時供給するための導電性粉体供給
手段とが備えられていることを特徴としている。

上記導電性粉体は、例えば酸化チタンや酸化錫などの透
明または白色の導電性粉体が用いられるが、その具体的
な物質については限定するものでない。

〔作　用〕

上記のように、本発明の画像形成装置にトナー補給手段
とともに導電性粉体供給手段が備えられているので、導
電性粉体供給手段から現像槽の内部へ導電性粉体を随時
供給することができ、この供給された導電性粉体によっ
て磁性キャリアとトナーとの間に発生した電荷を打ち消
して、トナーの帯電量を低下させることになる。また、
導電性粉体の供給により、スペント現象が起きなくなり
、現像剤自体の抵抗値が下がって荷電粒子であるトナー
の移動が起こり易くなる。この結果、感光体上に付着す
るトナー粒子数が増加して画像濃度が高くなる。

上記した導電性粉体の供給を現像剤の劣化時に行うと、
−時的に現像剤の劣化が回復する。これにより、低下し
ていた画像濃度は回復する。また、現像剤の劣化してい
ないときに導電性粉体を供給すれば、画像濃度を必要に
応じて意図的に高めることができる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図ないし第４図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。

先ず、本発明を適用したカラー複写機の全体構成につい
て説明する。第３図において、１は透明な原稿載置台、
２は露光光学系、３はシート状の感光体、４ａ〜４ｃは
各色成分別の現像装置、５はシート状の転写中間体、６
ａ・６ｂはサイズ別の給紙カセット、７は帯電チャージ
ャ、８ａ・８ｂは転写チャージャ、９は分離チャージャ
、１゜は定着装置をそれぞれ示している。１７は転写中
間体５上における非画像部の画像濃度を検知するための
濃度センサである。

上記カラー複写機の動作を簡単に説明すると、先ず、原
稿載置台ｌ上に載置された原稿１１に向かって光源２ａ
から光が照射されてスキャンを数回行い、原稿１１から
反射した光は、複数の反射鏡２ｂ・・・、結像レンズ２
Ｃおよび色分解フィルタ２ｄを経ることにより、光学像
が色成分別に分解される。

数回に分けたスキャンで色分解フィルタ２ｄの各色フィ
ルタを透過した色成分別の各光学像は、順次、帯電チャ
ージャ７にて均一に帯電された感光体３上に像露光され
て潜像が形成される。このような各色成分別の潜像は、
色分解フィルタ２ｄにおける各色フィルタの補色（黄色
、マゼンタ、シアン）の現像剤を有する現像装置４ａ〜
４ｃの各現像剤によってそれぞれ現像されて可視像化さ
れた後、転写チャージャ８ａにて転写中間体５へ順に転
写される。このように、転写中間体５上で各色成分別の
トナー像を重ねることにより、完成した一つのカラート
ナー像が形成される。

このカラートナー像は、給紙カセット６ａ・６ｂのうち
のいずれか一方から搬送された被記録体１５に対して転
写チャージャ８ｂで転写される。

この後、分離チャージャ９により転写中間体５から被記
録体１５が分離されるとともに、搬送路１６を経て定着
装置１０へと導入され、この定着装置１０によって、被
記録体１５上に転写されたカラー画像が定着される。

前記現像装置４ａ〜４Ｃは、第４図に示すように、現像
槽４１の内部に、穂立ち状に磁気吸着された現像剤を感
光体３の表面に摺接させて感光体３上の潜像を現像する
ための現像用マグネットローラ４２と、この現像用マグ
ネットローラ４２から汲み上げられた現像剤を搬送する
ための搬送用マグネットローラ４３と、この搬送用マグ
ネットローラ４３上の現像剤を掻き落とすためのスクレ
ーパ４４と、スクレーパ４４にて掻き落とされた現像剤
を攪拌するための第１攪拌ローラ４５と、この第１Ｐｉ
ｔ拌ローラ４５にて攪拌された現像剤を更に攪拌して前
記現像用マグネットローラ４２へ送り込むための第２攪
拌ローラ４６と、この第２攪拌ローラ４６の外周に回動
自在に嵌合され現像剤の供給通路を開放または閉鎖する
ためのシャッター４７とを備えている。

また、上記現像槽４１の上にはトナー補給用ホッパ４８
が設置されている。このトナー補給用ホッパ４８の内部
には、ここに収容されている補給用のトナーを攪拌する
ための回転自在な攪拌羽根４９を有している。また、ト
ナー補給用ホフパ４８の内部における前記第１攪拌ロー
ラ４５の近隣位置にはトナー補給口５０が形成されてい
る。このトナー補給口５０に近接してトナー補給用ロー
ラ５１が配されており、トナー補給用ローラ５１の回転
量に応じてトナー補給用ホッパ４８内のトナーを適量だ
け、現像槽４１内の第１撹拌ローラ４５に向かって上か
ら落とし込むことができるように成っている。

そして、上記のトナー補給用ホッパ４８、攪拌羽根４９
、トナー補給用ローラ５１等により、トナー補給用ホッ
パ４８の内部に収容されているトナーを現像槽４１の内
部へ随時補給するためのトナー補給手段が構成されてい
る。

さらに、トナー補給用ホッパ４８の内部には、トナー補
給用ローラ５１の上方位置に導電性粉体供給用ホッパ５
２が備えられている。この導電性粉体供給用水ソバ５２
の内部には、例えば酸化チタン（Ｔ　ｉ　Ｏｔ　）また
は酸化錫（ＳｎＯｚ）などの透明または白色の物質から
なる導電性粉体が収容されている。導電性粉体供給用水
ソバ５２の下向き関口部には導電性粉体供給用ローラ５
３が設けられ、この導電性粉体供給用ローラ５３が回転
することにより適量の導電性粉体がトナー補給用ローラ
５１へと送り出され、さらにトナー補給口５０を通じて
現像槽４１の内部へ供給できるように構成されている。

さらに、上記導電性粉体供給用ローラ５３には、これを
回転駆動するモータ５４が接続され、導電性粉体供給用
モータ駆動回路５５とこれを制御する後述の制御部とに
より、導電性粉体供給用ローラ５３の回転制御が行われ
て適量の導電性粉体を導電性粉体供給用ホッパ５２から
吐出できるように構成されている。

そして、上記の導電性粉体供給用ホッパ５２、導電性粉
体供給用ローラ５３、モータ５４、導電性粉体供給用モ
ータ駆動回路５５等により、導電性粉体を現像槽４１の
内部へ随時供給するための導電性粉体供給手段が構成さ
れる。

次に、上記の導電性粉体供給手段を備えた現像装置４３
〜４Ｃの動作制御について説明する。

なお、以下の説明は、現像剤の収容された一つの現像装
置について述べるが、他色の現像剤（例えば、黄色、マ
ゼンタ、またはシアン、或いは必要に応じてブラックの
現像剤）が収容されている現像装置についても、同様の
動作制御が行われる。また、濃度センサ１７で検知する
濃度は、全て単色のものである。

第２図に示す画像形成装置におけるトナー補給手段およ
び導電性粉体供給手段の制御部には、現像剤の劣化状態
を表すカウンタが設けられており、このカウンタの数値
が現像剤の劣化状態を表し、且つ、画像の濃度センサ１
７による濃度検出値が所定値以下になると導電性粉体供
給用ホッパ５２から導電性粉体が適量だけ供給される。

この導電性粉体を現像槽４１の内部へ供給することによ
り、現像槽４１内部に収蓉されている現像剤の抵抗値が
下がり、トナーの移動が起こり易くなる。

つまり、感光体３上の帯電領域に付着するトナー量が増
えて、画像濃度が高くなる。また、導電性粉体は、現像
剤をなす磁性キャリアとトナーとの間に発生した電荷を
打ち消すように作用するため、トナー自体の帯電量が減
少し、これによってトナーの付着量が増えて、画像濃度
はさらに高くなる。

トナーの補給および導電性粉体を供給するための制御部
は、第２図のブロック図に示すように、ＣＰＵ２０には
ＲＯＭ２１およびＲＡＭ２２が接続される一方、濃度セ
ンサ１７はｌ１０２５を介してＣＰＵ２０に接続され、
また、導電性粉体供給用モータ駆動回路５５およびトナ
ー補給用モータ駆動回路２８は別の１１０２６を介して
ＣＰＵ２０に接続されている。

ＣＰＵ２０は、現像槽４１内の現像剤へのトナー補給お
よび導電性粉体の供給の制御を行うものであり、ＲＯＭ
２１にはその制御プログラムが予め書き込まれている。

ＲＡＭ２２には、現像剤の劣化状態を表すカウンタＣｏ
ｖ２３、トナーの補給回数のカウンタＣ１２４、および
ワーキングエリア等の領域が割り当てられている。上記
カウンタＣｏｖ２３　・ＣＴ　２４は、それぞれＣＰＵ
２０がトナー補給手段や導電性粉体供給手段に動作信号
を出力したときに１つカウントアツプするように成って
いる。これらカウンタＣｏｖ２３とＣＴ２４および濃度
センサ１７の検出信号に応じて、ＣＰＵ２０はｌ１０２
６を介して導電性粉体供給用モータ駆動回路５５および
トナー補給用モータ駆動回路２８へ作動信号を出力する
。

次に、画像形成装置における現像槽４１内の現像剤への
トナーの補給と導電性粉体の供給との制御プロセスを、
第１図のフローチャートに基づいて説明する。

現像剤を新しく交換すると、制御がスタートする。先ず
、ステップＳ１で現像剤の劣化状態を表すカウンタＣＤ
ｖがリセットされる。トナーの濃度センサ１７からの出
力信号がＬＯＷ″になるまで待機しくＳ２）、“ｌ、ｏ
ｗ”になると、前記カウンタＣＤＶの数値が所定の劣化
状態を表しているかどうか、すなわちカウンタＣＤＶが
一定の値を超えているかどうかを判別しくＳ３）、劣化
状態でなければ現像槽４１の内部に一定量のトナーを補
給する（Ｓ４）。

上記のステップＳ３でカウンタＣｌ１ｌｖが所定の劣化
状態を表すまでステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４を繰り返し、
Ｓ３でカウンタＣＤＶが所定の劣化状態を表したときに
、はじめて現像槽４１の内部へ導電性粉体（酸化チタン
）を一定量供給する（Ｓ５）。これにより、現像剤の抵
抗値が下がり、トナーの移動が起こり易くなって、感光
体３上に付着するトナー量が増える結果、画像濃度が高
くなる。

その後、さらに画像形成プロセスが続行され、トナー補
給回数のカウンタＣ７をクリアして（Ｓ６）、濃度セン
サ１７から“ＬＯＷ”の信号が入力されるまで待機する
（３７）、このステップＳ７で濃度センサ１７からの信
号が“Ｌｏｗ”になると、前記カウンタＣＤＶの計数値
が今度は現像剤の使用限度を示しているか否かを判別し
くＳ８）、使用限度になっていなければ前記カウンタＣ
Ｔを１つカウントアツプしたのち（３９）、再びトナー
の補給を行う（Ｓｌｌ）。このようにしてトナーの補給
を行うことにより濃度センサ１７の信号がＨｉｇｈ”に
戻るなら、現像剤をもう少し使用することができる。

カウンタＣ１が３になると、これ以上トナーの補給して
も現像剤の使用が不能であるとみなして（３１０）、再
び現像槽４１の内部へ導電性粉体（酸化チタン）の供給
を試みる（Ｓ１２）。これは、導電性粉体（酸化チタン
）の再供給によって現像剤が再び使用可能になる場合も
考えられるからである。

以下、ステップＳ６に戻り、カウンタＣ７をりリアして
Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１０、Ｓｌｌ、Ｓ１２を繰り返す
。その際、繰り返しの途中でカウンタＣＤＶの計数値が
現像剤の使用限度を表示すれば（Ｓ８）、このときはじ
めて現像剤を交換するべくダウンモード（現像剤が全く
使用不能であるため装置が停止状態になるモード）に移
る。

なお、本実施例では、上述の如くトナーの補給と導電性
粉体（酸化チタン）の供給とを全て制御部で制御して自
動的に行っているが、例えばオペレータが手動で操作す
るようにしてもよい。すなわち、図示しない操作パネル
上の表示部に、濃度センサ１７の検出信号とカウンタＣ
ＯＶの計数値とを表示し、オペレータがその表示を目安
に導電性粉体（酸化チタン）供給用キーを操作すること
により、導電性粉体供給用ローラ５３を駆動させて導電
性粉体を供給するように構成してもよい。

さらに、前記導電性粉体供給用キーを設ければ、通常の
現像状態のときにもこのキーを操作することができる。

このようにすると、必要に応じて意図的に画像濃度を高
めることも可能となる。

〔発明の効果〕

本発明の画像形成装置は、以上のように、感光体の表面
に形成された潜像を現像剤により現像して上記潜像を可
視像化するための現像装置を備えた画像形成装置におい
て、現像剤の収容された現像槽内部へトナーを随時補給
するためのトナー補給手段と、同現像槽内部へ導電性粉
体を随時供給するための導電性粉体供給手段とが備えら
れている構成である。

これにより、現像剤の疲労劣化が原因となって画像濃度
の低下を生じても、−時的にその濃度を回復させること
ができるので、現像剤の寿命を延長することが可能とな
る。また、必要に応じて、現像剤の寿命が未だ十分ある
うちに導電性粉体を供給することにより、画像濃度を通
常の濃度よりも高く設定することが任意に可能になると
いった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示すものであ
って、第１図は画像形成装置において現像槽内部へのト
ナーの補給および導電性粉体の供給の制御を示すフロー
チャート、第２図はトナーの補給と導電性粉体の供給と
を行う制御部のブロック図、第３図は本発明を適用した
カラー複写機の全体を示す概略構成図、第４図はその要
部の概略構成図である。 ４ａ〜４ｃは現像装置、１７は濃度センサ、４１は現像
槽である。２８はトナー補給用モータ駆動回路、４８は
トナー補給用ホッパ、４９は攪拌羽根、５１はトナー補
給用ローラであり、これらによってトナー補給手段が構
成される。５２は導電性粉体供給用ホッパ、５３は導電
性粉体供給用ローラ、５４はモータ、５５は導電性粉体
供給用モータ駆動回路であり、これらにより導電性粉体
供給手段が構成される。 特許出願人　　　　　シャープ　株式会社第　１　閃 第２図 第４　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、感光体の表面に形成された潜像を現像剤により現像
   して上記潜像を可視像化するための現像装置を備えた画
   像形成装置において、 現像剤の収容された現像槽内部へトナーを随時補給する
   ためのトナー補給手段と、同現像槽内部へ導電性粉体を
   随時供給するための導電性粉体供給手段とが備えられて
   いることを特徴とする画像形成装置。