JPH07104573A - 画像形成装置及び現像剤の帯電量調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像器に現像剤を初期投入した際、又は現像
器内の現像剤を交換した際に、トナーを大量に消費する
ことなく画像品質の低下を抑制する。 【構成】 初期投入又は交換時にトナー濃度が通常より
も低い現像剤が現像器に投入されると、所定時間経過す
る迄の間トナーの補給を停止させた状態で現像剤の帯電
を行わせ現像剤の帯電量を上昇させる（ステップ152,15
4)。次にトナーの補給を開始させ（ステップ156)、所定
時間毎にパッチ像の静電潜像を形成させると共に静電潜
像の現像を行わせ、トナー像の濃度Ｄが基準値Ｄ２以上
となる迄の間、トナーを補給しながら現像剤を帯電させ
る（ステップ158 〜162)。濃度Ｄが基準値Ｄ２以上にな
り現像剤の帯電量、トナー濃度及びトナーの帯電分布が
通常の状態と略等しくなると、トナーの補給及び現像剤
の帯電を停止させ静電潜像の形成を停止させる（ステッ
プ164)。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は現像剤の帯電量調整方法
及び画像形成装置に係り、特にトナーとキャリアを含む
現像剤の帯電量を調整するための現像剤の帯電量調整方
法、及び前記現像剤の帯電量調整方法を適用可能な画像
形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電子写
真式の画像形成装置では、像担持体の表面を帯電させ露
光して静電潜像を形成させた後に、現像器により静電潜
像の現像が行われる。トナーとキャリアを含有する二成
分現像剤を用いて現像を行う現像器では、内部に貯留し
ている現像剤のトナーと磁性キャリアを摩擦帯電によっ
て各々異なる極性に帯電させると共に、帯電させた現像
剤を像担持体の表面近傍に搬送する。ここで、現像器に
現像バイアス電圧が印加されると、現像バイアス電圧と
静電潜像の電位差によって像担持体上の静電潜像に現像
剤のトナーが吸着され、静電潜像が現像されてトナー像
が形成される。そして、トナー像が形成された像担持体
上に転写材料を接触させ、前記トナー像を転写材料に転
写させる。次に転写材料を像担持体から剥離させ、定着
装置によって転写画像を定着させることによって転写材
料に画像を形成（プリント）する。

【０００３】ところで、二成分現像剤ではキャリアが経
時的に劣化することによって性能が低下する。このた
め、前記二成分現像剤を用いて現像を行う画像形成装置
では、画像をプリントした転写材料の枚数等に応じて現
像器内の現像剤（すなわちキャリア及びトナー）を交換
する必要がある。この交換した直後の現像剤の状態は、
所定枚数の転写材料に画像をプリントした後の定常的な
状態と比較して、トナーの帯電量が全体的に低くかつト
ナーの帯電分布が殆ど均一である（すなわち帯電分布が
狭い）ことが一般的である。このため、現像剤を交換し
てすぐに画像のプリントを開始すると、現像器内におけ
る現像剤の帯電に伴ってプリント開始後に徐々にトナー
帯電量が上昇していくため、現像剤を交換してから所定
枚数のプリントを行う迄の間は画像濃度が不安定であ
り、画像濃度が一定となるように制御することが困難で
あるという問題があった。

【０００４】これを改善するため特開平4-204764号公報
には、現像器内へ現像剤を初めて投入する（以下、これ
を初期投入という）際、或いは現像器内の現像剤を交換
する際に現像器内に投入する現像剤のトナー濃度を通常
のプリント時よりも高めに設定しておき、現像剤を投入
したときに通常のプリントに先立って像担持体上に画像
形成を行って強制的にトナーを消費させるトナー消費モ
ードを設けることで、通常のプリントを行う前に予め帯
電量を上げておくことが提案されているが、上記ではト
ナーの帯電量が上昇する迄の間、現像器からプリントに
寄与しないトナーが大量に排出されるので無駄が多く、
この大量の未転写トナーをクリーニング装置で回収する
必要があるのでクリーニング装置への負担が大きく、更
に像担持体回りの汚れが増加するという問題がある。

【０００５】また特開平 2-20888号公報には、交換直後
は画像濃度が低くプリント枚数の増加に従って画像濃度
が上昇する現象を生ずる現像剤に対し、現像器への投入
時のトナー濃度を通常よりも低く設定しておき、通常の
プリントを行う前のウォーミングアップ期間にトナーを
短時間で急速に補給しながら帯電させてトナー濃度を通
常時の濃度値まで増加させることで、通常のプリント開
始前のトナーの全体的な帯電量を通常時よりも下げ、現
像剤投入後のプリント開始初期における画像濃度の低下
を抑えることが記載されている。しかしながら、上記調
整方法では調整直後の現像器内に帯電量の低いトナーが
大量に存在することになるので、一例として図６にも示
すように一部のトナーの帯電量が不充分な状態でプリン
トが開始されるので、プリント開始直後に画像の背景部
分にかぶりが生ずる可能性があるという問題があった。

【０００６】また、カラー現像剤等のように通常の状態
でトナーの帯電量が広い範囲に分布する現像剤は、トナ
ー濃度が同一であっても帯電分布の幅が広いか狭いかで
画像濃度が変化するという特徴を有しているが、前述の
特開平 2-20888号公報ではトナーの全体的な帯電量を低
下させることを目的としているので、図６にも示すよう
に調整直後のトナーの帯電分布の幅Ｗ₁ が通常の状態
（例えば図６の2000枚プリント後の帯電分布の幅Ｗ₂ を
参照）と比較して狭く、画像の背景部分のかぶりの防止
と画像濃度の低下防止とが両立するように、現像器への
投入時の現像剤のトナー濃度を設定することが困難であ
るという問題がある。

【０００７】すなわち、現像器への投入時の現像剤のト
ナー濃度を通常の状態におけるトナー濃度よりも大幅に
低く設定し大量のトナーを補給するようにすると、帯電
量の低いトナーが大量に存在することになるので、前述
のようにトナー補給による帯電量の低下によって画像の
背景部分にかぶりが発生する。一方、投入時の現像剤の
トナー濃度を通常の状態におけるトナー濃度に近づける
と、トナーの補給が短時間で完了するので帯電分布が非
常に狭い状態で調整処理が終了してプリントが開始さ
れ、プリント開始後にトナーが補給されるに従って帯電
分布の幅が広がって現像効率が低下することで、トナー
濃度が一定となるようにトナーの補給量を制御しても画
像濃度の変動が生ずる。

【０００８】この問題を回避するために、トナーを補給
する速度を低くして、ゆっくりとトナー濃度を上昇させ
ることで、帯電量の低いトナーが同時に一定量以下しか
存在しないようにして調整を行い、画像の背景部分のか
ぶりの防止と画像濃度の低下防止を両立することも考え
られるが、トナーの補給に時間がかかり、結果として帯
電量を調整するための時間が長くなってしまうため現実
的な方法ではない。

【０００９】本発明は上記事実を考慮して成されたもの
で、現像器に現像剤を初期投入した際、又は現像器内の
現像剤を交換した際に、トナーを大量に消費することな
く画像品質の低下を抑制することができる画像形成装置
及び現像剤の帯電量調整方法を得ることが目的である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の発明に係る画像形成装置は、トナーと
キャリアを含む現像剤を貯留する現像剤貯留部と、前記
現像剤貯留部に貯留されている現像剤を帯電させる帯電
手段と、トナーを貯留するトナー貯留部と、前記トナー
貯留部に貯留されているトナーを現像剤貯留部内に補給
するトナー補給手段と、を備え、像担持体上に形成され
た静電潜像を現像剤貯留部に貯留された現像剤によって
現像して前記像担持体上にトナー像を形成させる現像器
と、前記現像器に対し、通常の現像処理が行われるよう
に制御する第１の制御、又は現像剤貯留部に貯留された
現像剤の帯電量が所定値以上になるように前記トナー補
給手段によるトナーの補給を停止させた状態で前記帯電
手段を作動させた後に、現像剤貯留部に貯留された現像
剤の帯電量、トナー濃度及びトナーの帯電分布が通常の
状態と略等しくなるようにトナー補給手段によるトナー
の補給を行わせながら帯電手段を作動させる第２の制
御、を行う制御手段と、を含んで構成している。

【００１１】請求項２記載の発明に係る現像剤の帯電量
調整方法は、トナーとキャリアを含みかつトナー濃度が
通常よりも低い現像剤に対し、現像剤の帯電量が所定値
以上になるように前記現像剤へのトナーの補給を停止し
た状態で現像剤を帯電させた後に、現像剤の帯電量、ト
ナー濃度及びトナーの帯電分布が通常の状態と略等しく
なるように現像剤へのトナーの補給を行いながら現像剤
を帯電させる。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明では、現像器に対し、通常
の現像処理が行われるように制御する第１の制御、又は
現像剤貯留部に貯留された現像剤の帯電量（現像剤の単
位重量当りの帯電量）が所定値以上になるようにトナー
補給手段によるトナーの補給を停止させた状態で帯電手
段を作動させた後に、現像剤貯留部に貯留された現像剤
の帯電量、トナー濃度及びトナーの帯電分布が通常の状
態と略等しくなるようにトナー補給手段によるトナーの
補給を行わせながら帯電手段を作動させる第２の制御、
が制御手段によって行われる。

【００１３】従って、現像剤未投入の現像剤貯留部への
現像剤の初期投入時、又は現像貯留部内の現像剤の交換
時に、トナー濃度が通常よりも低くされた現像剤が現像
剤貯留部内に投入され、かつ制御手段によって前記第２
の制御が行われると、まず、前記トナー濃度が通常より
も低くされた現像剤の帯電量が所定値以上になるよう
に、トナー補給手段によるトナーの補給が停止された状
態で帯電手段が作動され、前記投入された現像剤が帯電
される。

【００１４】前述のように、現像剤貯留部への投入直後
の現像剤は、単位重量当りの帯電量が全体的に低く、ト
ナーの帯電量についてもほぼ均一となっている（すなわ
ちトナーの帯電分布の幅が狭い）。しかし、上記では現
像剤のトナー濃度を通常よりも低い状態で維持させたま
ま現像剤を帯電させるので、現像剤の帯電量が比較的短
時間で上昇しながらトナーの帯電分布も緩やかに広がる
ことになる。なお、前記所定値は通常の状態における現
像剤の帯電量よりもある程度高い値であることが好まし
い。

【００１５】次に、現像剤の帯電量、トナー濃度及びト
ナーの帯電分布が通常の状態と略等しくなるように、ト
ナー補給手段によるトナーの補給が行われた状態で帯電
手段が作動される。トナー貯留部に貯留されているトナ
ーの帯電量は全体的に低いので、このトナーの補給によ
り、現像剤中のトナー濃度が上昇すると共にトナーの帯
電量の分布が特に帯電量の低い領域に広がることにな
り、現像剤中のトナー濃度及びトナーの帯電分布が通常
の状態と略等しくされる。またトナーの補給により現像
剤の帯電量は若干低下し、通常の状態における現像剤の
帯電量に略等しくなる。

【００１６】なお、第２の制御における上述の、トナー
の補給を停止した状態で帯電させる期間、及びトナーの
補給を行いながら帯電させる期間は、例えば予め各々設
定された時間が経過したかを判定して終了するか、又は
現像剤貯留部に帯電量測定装置やトナー濃度測定装置を
設け各装置による測定結果に基づいて前記期間の終了を
判断することができる。また、像担持体に形成された静
電潜像を現像剤貯留部内の現像剤によって現像して像担
持体上にトナー像を形成させ、画像能測定装置等によっ
て前記トナー像の濃度を測定した結果に基づいて前記期
間の終了を判断するようにしてもよい。

【００１７】上記のように、現像器に現像剤を初期投入
する際、又は現像器内の現像剤を交換する際に、トナー
濃度が通常よりも低くされた現像剤を投入し、かつ制御
手段によって第２の制御が行わせれば現像剤の帯電量、
トナー濃度及びトナーの帯電分布が通常の状態と略等し
くされるので、第２の制御による帯電量の調整が行われ
た直後の現像剤を用いて静電潜像の現像を含む画像のプ
リントを行ったとしても、プリント開始初期に画像の濃
度が大きく低下したり、画像の背景部分にかぶり等が生
ずることを防止することができ、画像品質の低下を抑制
できる。また、トナーの補給を停止した状態で帯電させ
る期間を設けたことにより、帯電量を上昇させるために
トナーを大量に消費しなくても短時間で調整が完了す
る。

【００１８】請求項２記載の発明では、トナーとキャリ
アを含みかつトナー濃度が通常よりも低い現像剤に対
し、現像剤の帯電量が所定値以上になるように現像剤へ
のトナーの補給を停止した状態で現像剤を帯電させた後
に、現像剤の帯電量、トナー濃度及びトナーの帯電分布
が通常の状態と略等しくなるように現像剤へのトナーの
補給を行いながら現像剤を帯電させるようにしたので、
請求項１記載の発明と同様に、現像器に現像剤を初期投
入した際、又は現像器内の現像剤を交換した際に、プリ
ントした画像の濃度が大きく低下したり、画像の背景部
分にかぶり等が生ずることが防止することができ、トナ
ーを大量に消費することなく画像品質の低下を抑制でき
る。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。なお、以下では本発明に支障のない数値を
用いて説明するが、本発明は本実施例に記載した数値に
限定されるものではない。

【００２０】図１には本実施例に係る画像形成装置１０
の概略構成が示されている。画像形成装置１０は像担持
体としての感光体ドラム１２を備えている。感光体ドラ
ム１２は表面に絶縁性光導電層が形成されており、図示
しない駆動手段によって図１矢印Ａ方向に回転される。
感光体ドラム１２の外周には所定部位に帯電コロトロン
１４が配置されている。感光体ドラム１２の回転方向に
沿った帯電コロトロン１４の下流側には露光部１６が形
成されており、この露光部１６に対応して露光装置１８
が設けられている。

【００２１】また、露光部１６の下流側には現像器２０
が配設されている。なお、現像器２０の構成については
後述する。現像器２０の下流側には、感光体ドラム１２
の表面と各々所定間隔隔てて前転写コロトロン２２、転
写コロトロン２４、剥離コロトロン２６が順に配設され
ている。受像材料Ｐは図示しない搬送手段により、図１
に二点鎖線で示すように転写コロトロン２４と感光体ド
ラム１２との間に挿入される。剥離コロトロン２６の下
流側には先端が感光体ドラム１２の表面に接触するよう
に剥離爪２８が配置されており、更に下流側には清掃装
置３０、除電ランプ３２が配設されている。また剥離爪
２８と清掃装置３０との間には、発光素子と受光素子を
備え、発光素子から射出され感光体ドラム１２表面で反
射した光の光量を検出する検出器３８が設けられてい
る。

【００２２】図２に示すように、現像器２０は、現像剤
Ｄを貯留する現像剤貯留部としてのケーシング４０と、
ケーシング４０内の感光体ドラム１２側端部に感光体ド
ラム１２と所定間隔隔てて対向配置された現像ローラ４
２と、現像ローラ４２を挟んで感光体ドラム１２と反対
側の下方（図２の右斜め下）に現像ローラ４２と平行に
配置された円筒状のパドル５４と、パドル５４を挟んで
現像ローラ４２と反対側にパドル５４と平行に配置され
たブレンダー５６と、このブレンダー５６を挟んでパド
ル５４の反対側にブレンダー５６と平行に配置されたワ
ブル５８と、を備えている。

【００２３】現像ローラ４２は非磁性材料から成り円筒
状で回転可能とされたスリーブ４４と、該スリーブ４４
の内周側に固定配置された磁界発生部としての永久磁石
４６と、から構成されている。永久磁石４６は、感光体
ドラム１２に対向する部分にＳ₁ 磁極が形成され、この
Ｓ₁ 磁極に隣接して図２反時計方向側にはＮ₁ 磁極、図
２時計方向側にはＮ₂ 磁極が各々形成され、Ｎ₂ 磁極の
時計方向側にＳ₂ 磁極、Ｎ₃ 磁極が順に形成されてい
る。

【００２４】すなわち、Ｎ₁ 磁極とＮ₃ 磁極の関係を除
けば、Ｓ磁極とＮ磁極とが交互に形成されており、かつ
Ｎ₁ 磁極とＮ₃ 磁極の間隔が最も大きくされている。ス
リーブ４４は図示しない駆動伝達機構を介してモータ８
８（図１参照）に連結されており、モータ８８の駆動力
が伝達されることにより回転される。更に、スリーブ４
４は高圧電源３４に接続されており、現像時には後述す
るように現像バイアス電圧が印加される。また、現像ロ
ーラ４２の外周側でＳ₂ 磁極が形成された部位の近傍に
は、現像ローラ４２と平行にスリーブ４４から一定間隔
隔ててトリマ６０が設けられている。

【００２５】また、パドル５４、ブレンダー５６及びワ
ブル５８も図示しない駆動機構を介してモータ８８（図
１参照）に連結されており、モータ８８が駆動され駆動
力が伝達されることにより、パドル５４は図２の反時計
方向に、ブレンダー５６は図２の時計方向に、ワブル５
８は図２の反時計方向に各々回転される。なお、ブレン
ダー５６、ワブル５８及びトリマ６０は本発明の帯電手
段を構成している。

【００２６】現像器２０にはトナー貯留部としてのトナ
ー貯留器６２が連結されている。トナー貯留器６２は、
上端部にトナーカートリッジ６４が装着可能なトナー受
入れ口６６が設けられ、下端部には第１の筒体６８が突
設されており、第１の筒体６８の先端部にはトナー排出
口７０が形成されている。また、トナー貯留器の上下方
向中心から若干下方の位置にはトナー貯留器６２内のト
ナーＴを攪拌するためのアジテータ７２が現像ローラ４
２と略直交するように配設されている。アジテータ７２
はギア機構７４を介してモータ９２に連結されており、
モータ９２の駆動力が伝達されることにより回転され
る。

【００２７】また、アジテータ７２の下方には本発明の
トナー補給手段を構成する２本のトナー搬送スクリュー
７６、７８が互いに平行にかつアジテータ７２と同一の
方向に向けて配置されている。トナー搬送スクリュー７
６、７８は、前述のモータ９２によりアジテータ７２と
共に回転される。トナー搬送スクリュー７６、７８の各
々の上方には、一方（図２における左方）と他方（図２
における右方）から他方と一方に向けて先端同士が一部
重なるような状態で仕切り板８０、８２がそれぞれ突設
されている。

【００２８】この仕切板８０、８２の間はトナーの搬送
路とされているが、トナーカートリッジ６４から落下し
たトナーの勢いが、仕切板８０、８２及びトナー搬送ス
クリュー７６、７８によって一旦停止されるようになっ
ている。一旦勢いが停止されたトナーは、トナー搬送ス
クリュー７６、７８が回転することにより仕切板８０、
８２の間に形成されたトナー搬送路を介して第１の筒体
６８に搬送される。第１の筒体６８の下端には第１の筒
体６８と略直交する方向に沿って延設された第２の筒体
８４が連結されており、この第２の筒体８４の図２紙面
奥側の端部が現像器２０のケーシング４０に連結され、
内部が連通されている。

【００２９】この第２の筒体８４の内部にはトナー搬送
スクリュー８６が設けられている。トナー搬送スクリュ
ー８６は図示しない駆動伝達機構を介してモータ８８
（図１参照）に連結されており、モータ８８の駆動力が
伝達されることによって回転される。これにより、トナ
ー補給手段としてのトナー搬送スクリュー７６、７８に
よって第１の筒体６８まで搬送されたトナーが、トナー
排出口７０、第２の筒体８４を介して現像器２０のケー
シング４０内へ供給される。

【００３０】一方、画像形成装置１０はマイクロコンピ
ュータ等を含んで構成される制御装置３６を備えてい
る。制御装置３６にはモータ８８、９２が各々ドライバ
９６、１００を介して接続されている。また制御装置３
６には検出器３８、高圧電源３４及び露光装置１８が接
続されている。

【００３１】次に本実施例の作用として、本発明の第２
の制御に対応する、現像器２０のケーシング４０内の現
像剤が初期投入された場合及びケーシング４０内の現像
剤が交換された場合の帯電量の調整処理について、図３
のフローチャートを参照して説明する。現像器２０のケ
ーシング４０内への現像剤を初期投入する際には、ケー
シング４０に設けられた図示しない投入口を介して新し
い現像剤が投入される。また現像剤を交換する際には、
ケーシング４０内に貯留されている使用済の現像剤をケ
ーシング４０に設けられた図示しない排出口を介して全
て排出した後に、前記投入口を介して新しい現像剤が投
入される。

【００３２】このケーシング４０内に投入される新しい
現像剤は、図４（Ｃ）に「現像剤投入時」として示すよ
うに、トナー濃度が通常のプリント時のトナー濃度Ｔ_D
（例えば 6.5％）よりも低く（例えば 5.5％）されてい
る。また、新しい現像剤は図４（Ａ）に示すように帯電
量が通常のプリント時よりも低く、図４（Ｂ）に示すよ
うにトナーの帯電分布の幅が狭く（すなわち帯電量が均
一に近く）、分布範囲が帯電量の低い領域に位置してい
る。上記のようにして現像器２０のケーシング４０内へ
新しい現像剤が投入されると、制御装置３６において図
３に示された帯電量の調整処理が実行される。

【００３３】ステップ１５２では現像剤の帯電を開始す
る。具体的には、ドライバ９６を介してモータ８８を駆
動し、現像器２０のパドル５４、ワブル５８及びスリー
ブ４４を図２の反時計方向に、ブレンダー５６を図２の
時計方向に各々回転させる。前記パドル５４の回転によ
り、現像器２０のケーシング４０内の現像ローラ４２側
に位置していた現像剤はブレンダー５６側へ搬送され
る。また、ブレンダー５６の回転によりパドル５４によ
って搬送された現像剤及びケーシング４０内の下方に集
積された現像剤が混合攪拌される。

【００３４】更にワブル５８の回転により、ブレンダー
５６によって搬送されてきた現像剤とケーシング４０内
の下方に集積されている現像剤とが混合攪拌される。ま
た、スリーブ４４の回転によりスリーブ４４の表面に吸
着された現像剤がスリーブ４４の回転と共に搬送され、
トリマ６０配設部位を通過する際にトリマ６０とスリー
ブ４４とによって摩擦帯電される。これらのブレンダー
５６、ワブル５８による混合攪拌、及びトリマ６０とス
リーブ４４との摩擦帯電により、ケーシング４０内の現
像剤は、キャリアはマイナスにトナーはプラスに徐々に
帯電される。

【００３５】ステップ１５４では、前記ステップ１５２
で現像剤の帯電を開始してから予め定められた所定時間
ｔ₁ （例えば 120秒程度）が経過したか否か判定する。
前記所定時間が経過していない場合にはステップ１５４
の判定を繰り返す。この間、ケーシング４０内のトナー
濃度の比較的低い現像剤に対し、トナーの補給を行わな
い状態でブレンダー５６、ワブル５８の混合攪拌による
帯電を行うので、図４に「トナー未補給・帯電期間」と
して示すように、現像剤の帯電量が比較的短時間で上昇
する。また、トナーの帯電分布については、図４（Ｂ）
に示すように帯電量の最大値が大きく上昇し、かつ帯電
量の最小値が若干上昇することにより帯電分布の幅が緩
やかに広がることになる。更に、帯電分布の分布範囲も
帯電量の高い領域へ移動する。なお、前記ｔ₁ は、「ト
ナー未補給・帯電期間」の終了時における現像剤の帯電
量が、通常のプリント時の値よりも若干高くなるように
実験等によって定められている。

【００３６】ステップ１５２の処理を開始してから所定
時間が経過してステップ１５４の判定が肯定されると、
ステップ１５６へ移行してケーシング４０内の現像剤へ
のトナーの補給を開始する。具体的には、ドライバ１０
０を介してモータ９２を駆動し、アジテータ７２、トナ
ー搬送スクリュー７６、７８を回転させる。これによ
り、トナー貯留器６２に貯留されているトナーが、仕切
板８２、８２の間のトナー搬送路を通って第１の筒体６
８内へ搬送され、更にトナー搬送スクリュー８６によっ
て第２の筒体８４内を搬送されてケーシング４０内へ所
定量ずつ（例えば0.082ｇ／秒）送り込まれる。

【００３７】ケーシング４０内に供給されたトナーは、
ブレンダー５６の回転によってケーシング４０内の現像
剤と混合攪拌される。このトナーの供給が継続されるこ
とにより、図４（Ｃ）に示すようにケーシング４０内の
現像剤のトナー濃度は徐々に上昇する。また、トナー貯
留器６２内に貯留されていたトナーは全体的に帯電量が
低いので、前記ケーシング４０内へのトナーの補給によ
り、図４に「トナー補給・帯電期間」として示すように
トナーの帯電分布は、帯電量の最大値が若干上昇し、か
つ帯電量の最小値が緩やかに下降することによって帯電
分布の幅が広がり、これに伴って現像剤の帯電量も徐々
に下降する。

【００３８】次のステップ１５８では帯電コロトロン１
４を作動させ、かつ露光装置１８にパッチ像に対応する
画像データを出力して感光体ドラム１２上にパッチ像の
静電潜像を形成させると共に、現像器２０によって前記
パッチ像の静電潜像を現像させる。具体的には、帯電コ
ロトロン１４では、コロナ放電により発生するイオンを
感光体ドラム１２の光導電層表面に付着させて感光体ド
ラム１２表面を帯電させる。また露光装置１８は、レー
ザダイオードから前記画像データに応じて変調したレー
ザビームを射出させ、該レーザビームをポリゴンミラー
等の走査手段によって走査させて前記露光部１６に位置
している感光体ドラム１２表面に照射する。従って、感
光体ドラム１２表面のレーザビームが照射された部分は
レーザビームの光量に応じて放電され、感光体ドラム１
２の表面にパッチ像の静電潜像が形成される。感光体ド
ラム１２上の静電潜像が形成された部分は、感光体ドラ
ム１２の回転に伴って現像器２０配設部位に到達する。

【００３９】一方、現像器２０はスリーブ４４に現像バ
イアス電圧が印加される。スリーブ４４のケーシング４
０内側の表面には、パドル５４の回転により現像ローラ
４２へ向けて搬送された現像剤のキャリアが永久磁石４
６から発している磁力線に沿って磁気ブラシ状態で吸着
されている。なお、トナーは静電力によってキャリアの
表面に付着している。スリーブ４４の表面に付着した現
像剤は、スリーブ４４の回転と共に搬送されて感光体ド
ラム１２との対向部分に到達するが、プラスに帯電され
たトナーのみが、スリーブ４４に印加された現像バイア
ス電圧と感光体ドラム１２に形成された静電潜像部分と
の電位差によって感光体ドラム１２表面の静電潜像部分
に吸着される。これにより、静電潜像が現像され感光体
ドラム１２表面にトナー像が形成される。

【００４０】なおキャリアは、現像バイアス電圧とＳ₁
磁極の磁力によりスリーブ４４に吸着されたままケーシ
ング４０内部に搬送され、ケーシング４０内に戻され
る。また、感光体ドラム１２上のトナー像が形成された
部分は、前転写コロトロン２２、転写コロトロン２４、
剥離コロトロン２６、剥離爪２８の配設部位を順次通過
し、検出器３８が配設された部位に到達する。

【００４１】感光体ドラム１２上のトナー像が形成され
た部分が検出器３８に対応すると、次のステップ１６０
で制御装置３６はパッチ像の濃度Ｄを検出器３８によっ
て測定させる。そして、ステップ１６２で測定された濃
度Ｄが通常のプリント時の濃度値である基準値Ｄ２（例
えばＤ２＝1.2)よりも大きくなったか否かを判定する。
ケーシング４０内の現像剤を用いて静電潜像の現像を行
ったときの画像濃度（トナー像濃度）は図５に示すよう
に変化し、トナー補給・給電期間に入ってトナーの補給
を開始すると画像濃度が上昇を続ける。このため、ステ
ップ１６２の判定が否定された場合は、ステップ１５８
へ戻り、ステップ１６２の判定が肯定される迄ステップ
１５８〜ステップ１６２の処理を所定時間間隔（例えば
20秒毎）で繰り返す。

【００４２】ステップ１６２の判定が肯定されると、ス
テップ１６４でモータ８８の駆動を停止させ現像器２０
のパドル５４、ブレンダー５６、ワブル５８、スリーブ
４４及びトナー搬送スクリュー８６の回転を停止させる
と共に、モータ９２の駆動を停止させアジテータ７２、
トナー搬送スクリュー７６、７８の回転を停止させる。
これにより、ケーシング４０内の現像剤の帯電が停止さ
れると共に、現像剤へのトナーの補給が停止される。以
上により現像剤の帯電量調整処理が完了し、転写材料へ
の画像のプリントが可能な状態となる。

【００４３】本発明の第１の制御に対応する転写材料へ
の画像のプリントを行う場合には、制御装置３６は画像
データを露光装置１８に出力し、感光体ドラム１２上に
前記原稿の画像の静電潜像を形成させ、この静電潜像を
前記と同様にして現像器２０により現像させ原稿の画像
のトナー像を形成させる。感光体ドラム１２のトナー像
が形成された部分は、前転写コロトロン２２配設部位に
おいて前転写コロトロン２２の放電により転写を容易に
するために電位が変更された後に、転写コロトロン２４
配設部位に移動する。

【００４４】また、受像材料Ｐを図示しない搬送手段に
より感光体ドラム１２と転写コロトロン２４の間に搬送
させ、感光体ドラム１２表面に接触させると共に、転写
コロトロン２４によってマイナスに帯電させる。これに
より、感光体ドラム１２上に形成されたトナー像を構成
する各トナーが受像材料Ｐに吸着され、受像材料Ｐにト
ナー像が転写される。トナー像が転写された受像材料Ｐ
は、剥離コロトロン２６により再び帯電されて感光体ド
ラム１２から剥離され、図示しない搬送手段によって図
１に二点鎖線で示す経路を搬送されると共に図示しない
定着装置によって加熱され、前記転写されたトナー像が
定着された後に画像形成装置１０の外部に排出される。

【００４５】また、剥離コロトロン２６による受像材料
Ｐの剥離に失敗した場合には、受像材料Ｐは感光体ドラ
ム１２と共に剥離爪２８配設部位まで搬送された後に剥
離爪２８によって物理的に剥離される。感光体ドラム１
２の剥離爪２８配設部位を通過した部分は清掃装置３０
によって表面が清掃され、表面に残留しているトナー等
が除去された後に、除電ランプ３２によって感光体ドラ
ム１２上の残留している電荷が中和される。

【００４６】ところで、帯電量の調整処理が終了した時
点での現像剤の帯電量、帯電分布の幅及び分布範囲、ト
ナー濃度は、図４に示すように通常のプリント時と等し
いか、又は非常に近くなっている。従って、帯電量の調
整処理が終了した後に上記のような画像のプリントを行
うと、図５に示すようにプリント開始初期であっても帯
電量未調整の場合と比較して画像濃度の低下は殆ど生じ
ない。また、図４（Ｂ）に示すように、特に調整処理が
終了した時点での帯電量の最小値が帯電不足域の値より
も高いので、画像の背景部分にかぶりが生ずることもな
い。従って、現像器２０のケーシング４０内に現像剤を
初期投入した際、又は現像器２０のケーシング４０内の
現像剤を交換した際の画像品質の低下が抑制される。ま
た、トナーの帯電量を上昇させるためにトナーを大量に
消費する必要もない。

【００４７】なお、上記では「トナー未補給・帯電期
間」の終了を所定時間ｔ₁ が経過したか否かを判定する
ことによって判断していたが、本発明はこれに限定され
るものではなく、例えば現像器２０のケーシング４０内
に帯電量測定装置を設け、帯電量が所定値以上になった
か否かを判定することによって判断するようにしてもよ
い。これにより、現像器２０に投入された現像剤の状態
（帯電量等）に保存環境等によるばらつきがあったとし
ても、常に一定の帯電量となるように調整できる。ま
た、図５に示すように「トナー未補給・帯電期間」の進
行に伴って画像濃度（トナー像濃度）は低下するので、
「トナー補給・帯電期間」の終了の判定と同様に、所定
時間毎にパッチ像の静電潜像の形成及び静電潜像の現像
を行い、現像により得られたトナー像の濃度が所定値以
下になったか否かを判定することによって前記期間の終
了を判断するようにすれば、帯電量測定装置等を新たに
設ける必要がなくなる。

【００４８】また、「トナー補給・帯電期間」の終了に
ついても、現像器２０のケーシング４０内に帯電量測定
装置、又は帯電分布測定装置、又はトナー濃度測定装置
を設け、測定結果が通常のプリント時の値と略等しくな
ったか否かを判定して判断するようにしてもよい。

【００４９】更に、「トナー補給・帯電期間」における
トナー補給速度を、通常時のトナー補給速度よりも速く
してもよい。これにより「トナー補給・帯電期間」の長
さが短くなり、帯電量調整処理が短時間で終了するので
好ましい。トナー補給速度の制御は、一例として図７に
示す構成により実現できる。図７では、アジテータ７２
及びトナー搬送スクリュー７６、７８を駆動するモータ
９２としてパルスモータ９２Ａを用い、パルスモータ９
２Ａに接続するドライバ１００を、マイクロプロセッサ
１００Ａ、パルスモータ９２Ａの駆動信号として所定周
期のパルス信号を出力するドライバ１００Ｂ、駆動信号
として前記所定周期の１／２〜１／３程度の周期のパル
ス信号を出力するドライバ１００Ｃを含んで構成してい
る。

【００５０】パルスモータ９２Ａはドライバ１００Ｂ、
１００Ｃの出力端に各々接続され、ドライバ１００Ｂ、
１００Ｃの信号入力端はマイクロプロセッサ１００Ａの
信号出力端に接続されている。マイクロプロセッサ１０
０Ａの信号入力端は制御装置３６に接続されている。マ
イクロプロセッサ１００Ａは、通常時にトナーの補給を
行う場合にはドライバ１００Ｂに駆動制御信号を出力し
てドライバ１００Ｂを作動させるが、「トナー補給・帯
電期間」ではドライバ１００Ｃに駆動制御信号を出力し
てドライバ１００Ｃを作動させる。これにより、通常時
の２〜３倍の速度でトナーが補給されることになり、
「トナー補給・帯電期間」の長さを短縮することができ
る。

【００５１】特に、現像剤の交換のインターバルを長く
する等の目的で現像器内の現像剤の量を増やした場合に
は、現像器内の現像剤量が増加するに従って、「トナー
補給・帯電期間」の長さｔ₂ が「トナー未補給・帯電期
間」の長さｔ₁ に比して長くなる。「トナー補給・帯電
期間」におけるトナー補給速度を速くすることは、上記
のように現像剤量を増やした場合に帯電量調整処理の処
理時間を短縮するための有効な手段となる。

【００５２】また、カラーの画像形成装置等のように、
複数の現像器を備え各現像器に各々異なる現像剤が投入
される画像形成装置においては、各現像剤の特性（例え
ばトナーの帯電分布の広さ等）に応じて調整処理の時間
等を変更するようにしてもよい。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
は、現像器に対し、通常の現像処理が行われるように制
御する第１の制御、又は現像剤貯留部に貯留された現像
剤の帯電量が所定値以上になるように前記トナー補給手
段によるトナーの補給を停止させた状態で前記帯電手段
を作動させた後に、現像剤貯留部に貯留された現像剤の
帯電量、トナー濃度及びトナーの帯電分布が通常の状態
と略等しくなるようにトナー補給手段によるトナーの補
給を行わせながら帯電手段を作動させる第２の制御、を
行うようにしたので、現像器に現像剤を初期投入した
際、又は現像器内の現像剤を交換した際にトナーを大量
に消費することなく画像品質の低下を抑制することがで
きる、という優れた効果が得られる。

【００５４】請求項２記載の発明は、トナー濃度が通常
よりも低い現像剤に対し、現像剤の帯電量が所定値以上
になるように現像剤へのトナーの補給を停止した状態で
現像剤を帯電させた後に、現像剤の帯電量、トナー濃度
及びトナーの帯電分布が通常の状態と略等しくなるよう
に現像剤へのトナーの補給を行いながら現像剤を帯電さ
せるようにしたので、現像器に現像剤を初期投入した
際、又は現像器内の現像剤を交換した際にトナーを大量
に消費することなく画像品質の低下を抑制することがで
きる、という優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る画像形成装置の概略構成図であ
る。

【図２】現像器及びトナー貯留器周辺の概略構成図であ
る。

【図３】本実施例のトナー帯電量調整処理を説明するフ
ローチャートである。

【図４】トナーの帯電量調整処理を行った場合の、
（Ａ）は現像剤の帯電量の変化、（Ｂ）はトナーの帯電
分布の変化、（Ｃ）はトナー濃度の変化を各々示す線図
である。

【図５】トナー帯電量調整処理中、及び調整処理を行っ
た現像剤を用いてプリント処理を行ったときのプリント
枚数の増加に伴う画像濃度の変化を示す線図である。

【図６】従来の帯電量調整処理における、調整処理中及
び調整処理後のプリント処理におけるプリント枚数の増
加に伴うトナーの帯電分布の変化を示す線図である。

【図７】「トナー補給・帯電期間」におけるトナー補給
速度を通常時のトナー補給速度よりも速くする場合のト
ナー補給用モータの駆動部の具体的な構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１０ 画像形成装置 １２ 感光体ドラム ２０ 現像器 ３６ 制御装置 ４０ ケーシング ５６ ブレンダー ５８ ワブル ６２ トナー貯留器 ７６ トナー搬送スクリュー ７８ トナー搬送スクリュー ８６ トナー搬送スクリュー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナーとキャリアを含む現像剤を貯留す
   る現像剤貯留部と、前記現像剤貯留部に貯留されている
   現像剤を帯電させる帯電手段と、トナーを貯留するトナ
   ー貯留部と、前記トナー貯留部に貯留されているトナー
   を現像剤貯留部内に補給するトナー補給手段と、を備
   え、像担持体上に形成された静電潜像を現像剤貯留部に
   貯留された現像剤によって現像して前記像担持体上にト
   ナー像を形成させる現像器と、 前記現像器に対し、通常の現像処理が行われるように制
   御する第１の制御、又は現像剤貯留部に貯留された現像
   剤の帯電量が所定値以上になるように前記トナー補給手
   段によるトナーの補給を停止させた状態で前記帯電手段
   を作動させた後に、現像剤貯留部に貯留された現像剤の
   帯電量、トナー濃度及びトナーの帯電分布が通常の状態
   と略等しくなるようにトナー補給手段によるトナーの補
   給を行わせながら帯電手段を作動させる第２の制御、を
   行う制御手段と、 を含む画像形成装置。
2. 【請求項２】 トナーとキャリアを含みかつトナー濃度
   が通常よりも低い現像剤に対し、現像剤の帯電量が所定
   値以上になるように前記現像剤へのトナーの補給を停止
   した状態で現像剤を帯電させた後に、現像剤の帯電量、
   トナー濃度及びトナーの帯電分布が通常の状態と略等し
   くなるように現像剤へのトナーの補給を行いながら現像
   剤を帯電させる現像剤の帯電量調整方法。