JPH04191875A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH04191875A
JPH04191875A JP2324035A JP32403590A JPH04191875A JP H04191875 A JPH04191875 A JP H04191875A JP 2324035 A JP2324035 A JP 2324035A JP 32403590 A JP32403590 A JP 32403590A JP H04191875 A JPH04191875 A JP H04191875A
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toner
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latent image
carrier
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JP2324035A
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Tatsuya Tada
達也 多田
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Canon Inc
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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】 の1 本発明は、電子写真式或は静電記録式などの画像形成装
置に関するものであり、特に潜像担持体上に形成された
静電潜像を現像剤によって現像する現像装置を有する画
像形成装置に関するものである。
1迷Jと1正 従来、例えば、電子写真感光体のような潜像担持体表面
に静電潜像を形成し、該潜像を現像剤で現像し、顕像化
する工程を含む電子写真プロセスを利用した周知の画像
形成装置は、現像剤として磁性トナーを使用するもの、
或いは、トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を使
用するものなどが、広く実用化されている。
このような画像形成装置では、潜像を顕像化する現像装
置は、トナーを有する現像剤を収容した現像剤収納部を
有し、一般に、該現像剤収納部内には撹拌部材が配設さ
れており、外部より現像剤収納部内にトナーが供給され
た後、この撹拌部材によって、現像剤が現像剤担持体側
へと搬送される構成とされる。
特に、二成分現像剤を使用する従来の現像装置において
は、上記撹拌部材によって現像剤を撹拌し、磁性キャリ
ア中にトナーを均一に分散させるようになっている。従
って、トナーは、上記の撹拌によって磁性キャリアとの
間に摩擦を生じ所望の電荷量に帯電される。
しかしながら、上記従来の画像形成装置における現像装
置の撹拌動作は、現像動作の継続中、連続的或いは断続
的に行われており、従って、例えばトナー消費が極端に
少ない原稿を複写し続けるような場合には、現像剤が撹
拌過多状態となってしまう場合があった。
斯界では周知のことであるが、このように現像剤が撹拌
過多状態となった場合には、現像剤の劣化、即ち、帯電
量の上昇或いは低下、又は現像剤の破損などが生じ、現
像画質が悪化するという問題が生じた。
従って、本出願人は、上述現像剤劣化に伴う問題点な解
決するために、現像装置内に設けた現像剤量検知手段か
らのトナー補給信号が、予め設定された時間内に所定の
回数だけ発生していないと判定した場合には、潜像担持
体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像すること
によって、劣化した現像剤を現像剤担持部材から離脱さ
せる画像形成装置を提案した。
が ゛ しよ とする− しかしながら、上記従来の画像形成装置においては、劣
化した現像剤にて潜像担持体上に形成された静電潜像を
現像し、現像した顕画像、即ちトナー像は、転写紙上に
転写することなく直接クリーニング部材により潜像担持
体上から除去する構成とされているために、以下の問題
があった。
一つの問題は、撹拌過多による現像剤劣化に起因してト
ナーの帯電量が低下してしまう系においては、帯電量が
低いために、潜像担持体上に現像されたトナーが上記動
作中に機内飛散してしまうという問題である。
他の問題としては、現像剤劣化によりトナーの帯電量が
上昇してしまう系においては、潜像相持体上に現像され
たトナー像が、トナーの帯電量が高いために、クリーニ
ング部材による除去が困難となり、クリーニング不良が
生じるという問題があった。
従って、本発明の目的は、現像装置内での現像剤の撹拌
が過多となった場合に、劣化した現像剤を現像剤担持体
から劣化現像剤回収装置に回収することにより、劣化現
像剤を静電潜像担持体上に現像することによって回収し
ていた時に生じていたクリーニング不良、機内飛散を防
止することができ、常に高品質の画像を得ることのでき
る画像 ・形成装置を提供することである。
゛ るための 上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。
要約すれば本発明は、潜像担持体と、該潜像担持体に静
電潜像を形成させる静電潜像形成手段と、トナーを有す
る現像剤を現像剤担持体上に担持し、該静電潜像を現像
する現像装置と、トナー消費状態を検出するトナー量検
出手段とを有する画像形成装置において、前記現像剤担
持体に近接対向し、該現像剤担持体の長手方向に沿って
該現像剤担持体と平行に配置され、且つ回転自在に設け
られた導電性部材と、前記導電性部材にバイアス電圧を
印加するバイアス電圧印加手段と、前記トナー量検出手
段から出力される情報信号に応じて、前記バイアス電圧
を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形
成装置である。
見立上 以下、本発明に係る画像形成装置を添付図面に基づいて
更に詳しく説明する。
第1図には、本発明の一実施例を示す電子写真複写装置
が図示される。本実施例にて、ドラム状の電子写真感光
体とされる潜像担持体9が回転自在に担持され、その上
方に、光学露光手段が配置される。
つまり、潜像担持体、即ち感光ドラム9の上方に原稿台
ガラス3が配置され、該原稿台ガラス3上に原稿(写真
原稿、或は写真と文字から成る複合原稿など)2を載置
した後、原稿圧板lで押圧する。なお、原稿圧板lの、
原稿台ガラス3と接触する面は白色とされる。
原稿2は、例えばハロゲンランプなどのような原稿照明
ランプ(ランプ)4、ミラー5a〜5cからなる、当業
者には周知の走査光学系にて走査され、光学レンズ6、
ミラー5d〜5eを介して一定速度で回転する感光ドラ
ム9に結像する。
原稿画像濃度検知手段、即ち、センサー22が光学レン
ズ6の側面に取り付けられる。原稿画像濃度検知は、複
写過程に入る前に、予めランプ4で原稿画像を走査し、
原稿画像からの反射光をセンサー22に入射させること
によって行う。
本実施例によると、半導体レーザー、ポリゴンミラー、
結像レンズ、スキャナモータ等から構成されるレーザー
光源部7が設けられ、コントローラ12から呂力される
露光データに基づいてレーザービームを発射し、折り返
しミラー8を介して感光ドラム9上を露光する。
感光ドラム9の周囲には、電子写真プロセスのだめの画
像形成手段が配置される。つまり、画像形成プロセスに
備えて感光ドラム9の残留電荷を除電する除電ランプ1
0、感光ドラム9を一様に帯電する一次帯電器11など
の静電潜像形成手段、更に、例えば赤色の現像剤を収容
し、感光ドラム9に形成された静電潜像を赤色に現像す
る第1の現像装置13、例えば黒色の現像剤を収容し、
感光ドラム9に形成された静電潜像を黒色に現像する第
2の現像装置14が配置される。
なお、第1の現像装置13と第2の現像装置14は、コ
ントローラ12からの現像制御信号に応じて、どちらか
一方の現像装置が感光ドラム9に対して接近して配置さ
れ、他方の現像装置は感光ドラム9に対して退避位置に
配置される。
感光ドラム9上の現像像、即ち、トナー像は、搬送ガイ
ド20を介して搬送され、−旦レジストローラ位置で停
止、感光ドラム9上に形成されたトナー像先端との同期
が取られた後再給紙される記録紙21上に、転写帯電器
15の作用により転写される。配録紙21は、分離帯電
器16にて感光ドラム9から分離された後、搬送ベルト
18で定着器19へと搬送される。定着器19は、記録
紙21に転写されたトナー像を、熱ローラ及び圧力ロー
ラにより加圧し、記録紙21に熱定着させる。
一方5感光ドラム9に残留するトナーはクリーナー17
で回収する。
本発明に従えば、現像装置の下方には劣化現像剤回収装
置が配置される0本実施例では第1の現像装置13の下
方に隣接して劣化現像剤回収装置23が設けられている
。勿論第2現像装置14に対しても必要に応じて劣化現
像装置を設は得る。
該劣化現像剤回収装置23は、矢印方向に回転する導電
性ローラ51と、導電性ローラ51上の現像剤を掻き取
るためのスクレーバ52とを有して構成され、第1現像
装置13に収容されている現像剤が撹拌過多状態で劣化
した時に劣化現像剤を回収する作用をなす。劣化現像剤
回収装置23については詳しくは後述する。
第2図は、現像装置13の断面図である。現像装置13
は、その内部が隔壁35によりトナーを収納したトナー
収納部りと、磁性キャリアを含有する二成分現像剤を収
納する現像剤収納部Cとに区画されている。なお、トナ
ー収納部り内の収納トナー及び現像剤収納部C内の現像
剤は、図を明瞭にするために省略した。
現像剤収納部Cは、隔壁34により現像剤撹拌部C1と
、現像剤担持体31への現像剤供給部C2に区画されて
いる。現像剤撹拌部C3及び現像剤供給部C2には、そ
れぞれスクリュー33及び32が設けられている。詳し
くは後述する。
トナー収納部り内の収納トナーは、トナー搬送部材39
が回転駆動されることによりトナー補給口36から現像
剤収納部C内に補給される。補給口36のうち、スクリ
ュー33の最下流側に位置する補給口(第3図参照)か
ら補給されたトナーは、数秒以内に現像剤担持体31上
に搬送され始める。従って、補給されたトナーは、現像
剤担持体31に達した時に、現像剤と十分に撹拌、混合
された状態でなければならない。
そこで、本実施例では第3図に示したように、スクリュ
ー33の最下流側に配設されたトナー補給口36と、現
像剤撹拌部C1から現像剤担持体31及び現像剤供給部
C2への現像剤量は渡し部である開口34bとの間のス
クリュー33上に、ヒレ状部材33bが配設されている
上記のような構成によれば、ヒレ状部材33bが配設さ
れた位置で、現像剤の一時的な乱流による滞留状態が生
じ、その乱流状態において現像剤と供給されたトナーと
が十分に撹拌、混合されて、その後、受は渡し部34b
に搬送される。
現像剤担持体31は、現像剤収納部C内に配設され、マ
グネットロール31bを内蔵した非磁性材料で形成され
た現像スリーブ31aを有している。図中のN、、N、
、N、、S、、S、、S$は、マグネットロール31b
の着磁位置を示している。マグネットロール31bは両
端部を固定支持されているため回転せず、その外側に配
設された現像スリーブ31aがマグネットロール31b
の周りを所定の周速で図中の矢印方向に回転駆動される
上記スクリュー32.33はそれぞれ現像スリーブ31
にほぼ平行に配設された現像剤撹丹、搬送手段として作
用し、この二つのスクリュー32.33の現像剤の搬送
方向は、互いに逆方向になるように設定されている。本
実施例においては、第3図の矢印方向に現像剤を搬送す
るように設定されている。
現像剤収納部C内に設けられた隔壁34は、第3図に示
すように、その両端部に開口34a及び34bが形成さ
れており、スクリュー32.33によって搬送された現
像剤は、開口34a及び34bにより現像剤の受は渡し
が行われる。スクリュー32及び33には、上述したよ
うに、現像剤の受は渡しが速やかになされるように、ヒ
レ状部材32a、32b及び33a、33bが図中に示
した位置に取り付けられている。
更に、現像装置13の現像剤収納部Cには、現像スリー
ブ31aの周面上の現像剤の循環領域を指定するための
現像剤量規制部材41及び45が設けられている。
現像スリーブ31aの周面上の現像剤は、現像剤掻き落
とし部材43によりその一部が掻き落とされ、他は現像
部の方向に搬送される。掻き落とし部材43によって掻
き落とされた現像剤は、現像剤搬送スクリュー32によ
り搬送される現像剤と混合されながら搬送される。また
、搬送スクリュー32によって搬送される現像剤の一部
は、開口47を通って現像スリーブ31a方向に搬送さ
れる。現像スリーブ31aの回転に伴って、感光ドラム
9と対向した現像部方向に搬送される現像剤は、現像剤
循環規制部材41と現像スリーブ31aの間隙に押し込
まれ、密な状態で、且つ速やかに搬送される。現像剤は
、更に、ドクターブレード46によって現像剤のブラシ
の高さが規制され、現像装置!13の外部側へと搬送さ
れる。
また、現像剤量規制部材41の現像スリーブ31aに対
向する面と同一面内の所定の位置には、現像剤濃度検知
手段としての現像剤量検知部材42が配設されている。
現像剤量検知部材42が上記の位置に配設されたことに
より、トナー濃度制御に必要な現像剤量検知部材42へ
の現像剤の迅速な搬送、現像剤量検知部材42における
適正な現像剤の撹拌、混合状態、及び現像剤量検知部材
42において検知に必要な所定の現像剤量とその密度の
一様性という条件が満足される。
特に、現像剤量検知部材42の検知面が現像スリーブ対
向面と同一面内に配設されているため、検知領域と、検
知領域外の現像剤の流れが同等になり、現像剤量検知部
材42を現像スリーブ31aに近接して配設した場合の
弊害を除去することができる。
第4図には、現像剤量検知部材42の拡大断面図が示さ
れている。
本実施例において、現像剤量検知部材42ば、現像剤中
のトナー量を測定するための発光体としてのランプ42
aと、それぞれランプがらの光の現像剤による反射光の
光量及びランプの直接光の光量を検知するセンサー42
b及び42cとヲ具備する。また、ハウジング48は、
遮光性の部材により形成されており、透光性の部材で形
成された検知窓44は、現像剤量規制部材41の現像ス
リーブ31aと対向した面と同一面内の所定の位置に配
設されている。センサー42b及び42cに入射する光
量は 後述する所定の回路により電圧に変換される。
センサー42b、42cによる電圧をそれぞれV、、V
Cとし、現像剤が所定の濃度になるような基準値をV。
とする場合、Vわけトナー濃度の増減に対応して増減す
る。今、■ゎ=■oどなるように、トナー補給のオン、
オフの信号を供給するトナー濃度制御回路(図示せず)
を調整すると、トナー濃度制御回路は、Vcが常に一定
であるため、■、≧Vcのときはトナー濃度が高い状態
であり、トナー濃度が適正な状態であると判断し、トナ
ー補給をオフにするための信号を、トナー搬送部材39
及び40を駆動させるコントローラ(図示せず)に供給
する。また、VゎくVCのときには、トナー濃度制御回
路はトナー補給信号をコントローラに供給し、コントロ
ーラは、例えば第10図に示すような補給パターンをも
つトナー補給信号をトナー補給制御部に供給する。トナ
ー補給制御部は、補給パターン信号に同調してトナー搬
送部材39.40を駆動し、現像剤収納部Cにトナーを
供給することによって、現像剤のトナー濃度が所定の値
となるように制御する。
又、本実施例では、基準値vcのほかに、第二基準値V
clが設定されており、このV clと、濃度薄限界ト
ナー濃度の電位■1.。及び基準値vcとは以下の条件
、 ■、。〈■。、<VC を満たすように予め設定されている。
第5図及び第6図は、トナー濃度検知信号が、電位で出
力された場合の例を示したもので、第5図は画像比率が
少ない原稿の場合、第6図は、画像比率が多い場合のコ
ピー枚数(または時間)とセンサー電位(トナー濃度)
の関係がそれぞれ示されている。
図を参照すると明らかなように、センサー電位■、の挙
動は、画像比率の少ない原稿を複写している際にはなだ
らかに減少し、画像比率の多い原稿を複写している際に
は、急激に減少する。従って、上記のように第二基準値
V clを設けた場合、例えば、第二基準値をトナー補
給量が消費に追いつかなくなる点に設定すると、トナー
消費量に応じたトナー補給が行われる場合は、常に、■
。〉V c +であり、またトナー消費量にトナー補給
が追いつかなくなる場合にはV −< V e+どなる
。従って、例えば第11図のフローチャートに示される
ように、 ■■o≦■ゎのとき、トナー補給オフ(同図中、ステッ
プ80)、 ■V e l≦V、<VCのとき、コピー状態で且つト
ナー補給オン(同図中、ステップ82)、■VIl<V
clのとき、コピーを一時停止しトナー補給オン(同図
中、ステップ84及び86)、という制御を行うと、第
7図に示すように画像比率の多い原稿を複写し続けた際
にもセンサ電位v11をV m I IIとV vaa
xの間になるように、トナー濃度を制御することができ
る。
更に、本実施例においては、非常に消費の少ない原稿を
複写し続けた場合に、トナーが消費されずに撹拌のみが
行われ続けたときに生ずる、所謂、トナーのチャージア
ップによる濃度薄を解決するため、トナー濃度制御回路
には、計数手段としての計数回路(図示せず)が設けら
れ、予め設定された所定時間内に、トナー補給信号を所
定の回数以上計数しない場合には、現像スリーブ31a
上のトナーを回収するべく、現像スリーブ31aと劣化
現像剤回収装置23の導電性ローラ51との間にバイア
ス電圧が印加される。
更に説明すると、本実施例においては、現像スリーブ3
1aには、第13図に示すように、交番電圧電源S A
Cにより交番電圧VAcが印加されており、又、直流電
圧電源S DC+により直流電圧■。。
1が印加されている。
上記の計数回路で、予め設定された所定時間内にトナー
補給信号が所定の回数以上計数されている場合には、第
13図に示すスイッチSWがA側に接続され、現像スリ
ーブ31aと導電性ローラ51には同じ電圧が印加され
ている。
一方、上記の計数回路で、予め設定された所定時間内に
、トナー補給信号が所定の回数以上計数されない場合に
は、第13図に示すスイッチSWがB側に接続され、導
電性ローラ51には、交番電圧電源S AHにより交番
電圧VAcが印加され、又、直流電圧電源S。c2によ
り直流電圧■。。
、が印加される。
上記直流電圧Voc+とV De2の電位差は、現像ス
リーブ31aから導電性ローラ51方向にトナーが移動
するような電界が生じるように設定されており、又、上
記電位差の絶対値は大略現像スリーブ31aと静電溜像
の暗部電位部との間に生じる電界の大きさと同程度とな
るように設定されている。
従って、上記計数回路で、予め設定された所定時間内に
トナー補給信号が所定の回数以上計数しない場合には、
上記直流電圧V 11 e l とV l)Cmの電位
差により、現像スリーブ31a上のトナーは導電性ロー
ラ51上に移動させられる。
本実施例で導電性ローラ51は、第2図に示すように矢
印方向に回転してξす、上記制御により導電性ローラ5
1上に移動したトナーは、スクレーバー52により掻き
とられる。
第8図(A)に示すように、図中Aの時点から消費の非
常に少ない原稿を複写し続けると、トナー濃度は殆ど変
化しないため、V、>V。という状態が続き、トナーが
補給されずに撹拌のみが行われる。このときのトナーの
帯電量は、第8図(B)に示されているように、Aの時
点から徐々に高くなり、Bの時点では帯電量の高めの適
正限度値Q11.を越える。従って、これ以降の画像は
適正トナー濃度にもかかわらず、トナーのチャージアッ
プ現象により濃度薄となる。  ′しかしながら、上記
構成の画像形成装置では、第12図のフローチャートに
示したように、所定時間1p以内にトナー補給信号が一
度も出ないとき、つまり、t2時間以上の間、■。〉■
。のときには、第9図(A)に示すように図中Pで劣化
トナー回収を行なうとトナーの帯電量がQ waxを越
える前にVIl〈■。となり、新しいトナーが補給され
る。
従って、トナーの帯電量変化は第9図(B)に示されて
いるように、常に適正範囲内、即ち。
Q m + n以上Q @11+1以下の間に制御され
る。
上記t、待時間劣化トナー回収時間は現像剤の特性と現
像装置の構成によるが、本実施例装置においては、 ■t、:数秒から数十秒の間 ■劣化トナー回収時間:現像スリーブ31aが1回転す
る時間以上 に設定することによって良好な結果が得られた6本実施
例では、トナー濃度検知手段42として光学的濃度検知
手段を用いたが、誘電率検知、透磁率検知1体積検知手
段などを用いても良い。
本発明の上記第1の実施例では、トナー消費状態を検知
する手段として、トナー濃度検知手段42を用いたが、
原稿画像濃度検知センサー22(第1図)の信号を用い
てもよい。
゛ つまり、この場合には、原稿画像濃度検知センサー
22の信号出力VA!を予め定められた基準値V1□と
が比較される。従って、本実施例によると比較回路と、
計数手段としての計数回路が設けられる。
比較回路は、原稿濃度検知センサー22の出力信号が予
め定められた基準濃度の時の出力基準値vot、I11
より高い時、即ち、濃度が濃い時に濃度高信号を出力す
る。計数回路は、予め設定された所定時間内に発せられ
る濃度高信号が所定の回数以下である場合に、劣化現像
剤回収装置23を動作させる。
更に、第14図には、本発明の他の実施例が図示される
。本実施例によると、劣化現像剤回収装置23の導を性
ローラ51に印加される電圧は。
スイッチSWで直流電圧電源S DC2* 311c2
を切り換え可能とすることにより、直流バイアス電圧V
 De2或はv actが印加可能とされる。直流バイ
アス電圧V I、c*は、現像剤を現像スリーブ31a
から導電性ローラ51に移動させる方向のバイアス電圧
とし、直流バイアス電圧V oc3は、現像剤を現像ス
リーブ31aから導電性ローラ51に移動しない方向の
バイアス電圧とされる。
劣化現像剤回収装置23の動作時には、スイッチSWを
B側とし、劣化トナーを回収し、回収装置23の動作時
以外はスイッチSWをA側とし、現像スリーブ31a上
のトナー飛散を防止するように切り換え可能とされる。
1豆二ヱ1 以上説明したように本発明の画像形成装置によれば、現
像装置内での現像剤の撹拌が過多となった場合に、現像
剤回収制御シーケンスによって、劣化した現像剤を現像
剤担持体から劣化現像剤回収装置に回収することにより
、劣化現像剤を静電潜像担持体上に現像することにより
回収していた時に生じていたクリーニング不良、機内飛
散を防止することができ、常に高品質の画像を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る画像形成装置の一実施例の断面
図である。 第2図は、現像装置の断面図である。 第3図は、現像装置の上面断面図である。 第4図は、現像剤濃度検知部の断面図である。 第5図〜第7図は、現像剤濃度検知センサーの出力例を
示す図である。 第8図(A)、(B)及び第9図(A)、(B)は、原
稿画像濃度の低い原稿を複写し続けた場合のコピー枚数
と現像剤濃度検知センサー電位の関係、及びコピー枚数
とトナー帯電量の関係の一例を表す図である。 第10図は、トナー補給パターンの一例を示す図である
。 第11図は、第2図の現像装置のトナー補給シーケンス
のフローチャートである。 第12図は、トナー補給シ〜ケンスの他の例を示すフロ
ーチャートである。 第13図及び第14図は、本発明をこ従った導電性ロー
ラへのバイアス電圧付与態様を示す実施例1を示す説明
図である。 9:潜像担持体 13.14:現像装置 31:現像剤担持体 代理人  弁理士  倉 橋   暎 センサー電位         第5図第6図 時間

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)潜像担持体と、該潜像担持体に静電潜像を形成させ
    る静電潜像形成手段と、トナーを有する現像剤を現像剤
    担持体上に担持し、該静電潜像を現像する現像装置と、
    トナー消費状態を検出するトナー量検出手段とを有する
    画像形成装置において、前記現像剤担持体に近接対向し
    、該現像剤担持体の長手方向に沿って該現像剤担持体と
    平行に配置され、且つ回転自在に設けられた導電性部材
    と、前記導電性部材にバイアス電圧を印加するバイアス
    電圧印加手段と、前記トナー量検出手段から出力される
    情報信号に応じて、前記バイアス電圧を制御する制御手
    段とを有することを特徴とする画像形成装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014132290A (ja) * 2013-01-04 2014-07-17 Ricoh Co Ltd 画像形成装置と現像剤回収方法

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