JPH07219320A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 露光手段２１で感光体ドラム１２表面を露光
するとともにスリーブ５０にバイアス電圧を印加する
と、スリーブ５０と感光体ドラム１２との間に電界が形
成され、スリーブ５０表面の現像剤３０（絶縁性非磁性
トナーおよび導電性磁性トナー）が、電界に引かれて感
光体ドラム１２表面に付着される。この現像剤３０がク
リーニングブレード４０によって掻き落とされ、現像槽
３４に補給される。スリーブ５０に印加するバイアス電
圧および露光手段２１の光量は、磁気センサ４２の出力
すなわち絶縁性非磁性トナーの混合割合が所定の一定値
となるように電圧制御回路５８および光量制御回路６０
によって制御される。 【効果】 残留トナーを確実に除去でき、また、絶縁性
非磁性トナーの混合割合を一定に保ちながら現像剤３０
を補給することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は画像形成装置に関し、
特にたとえばファクシミリやプリンタ等に適用され、感
光体表面に形成された静電潜像を絶縁性非磁性トナーと
導電性磁性トナーとが混合された現像剤によって現像す
る、画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の画像形成装置の一例が特
開平５−６１３５７号に開示されている。この従来技術
では、絶縁性非磁性トナーと導電性磁性トナーとが混合
された現像剤が用いられ、この現像剤によって現像スリ
ーブ上に磁気ブラシが形成され、磁気ブラシが感光体表
面に形成された静電潜像に接触されることによって、静
電潜像が現像される。転写終了後の感光体表面に残留し
たトナーは、磁気ブラシを通過する際に現像スリーブ側
に引き戻され、再び現像剤として用いられる。なお、こ
の従来技術においては、絶縁性非磁性トナーと導電性磁
性トナーの両方が現像に供される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、磁気ブ
ラシによって感光体表面に残留したトナーを除去するよ
うにしているが、磁気ブラシでは十分に除去することが
できず、残留トナーが残像となって出力画像に現れると
いう問題点があった。また、絶縁性非磁性トナーの割合
を一定に保ちながら現像剤を補給する手段については何
ら開示されていなかった。

【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、残
留トナーを確実に除去でき、しかも絶縁性非磁性トナー
の割合を一定に保ちながら現像剤を補給することができ
る、画像形成装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、感光体、絶
縁性非磁性トナーと導電性磁性トナーとが混合された現
像剤によって静電潜像を現像する現像手段、現像手段に
よって感光体の表面に形成されたトナー画像を記録紙上
に転写する転写手段、補給用現像剤を収容する収容部、
収容部と感光体との間に配置される電極、収容部に収容
された補給用現像剤を感光体の表面に付着させるように
電極に所定のバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加
手段、トナー画像の濃度を検知する濃度検知手段、濃度
検知手段の出力に応じてバイアス電圧を制御するバイア
ス電圧制御手段、および感光体の表面に付着した補給用
現像剤を回収して現像手段に補給する回収手段を備え
る、画像形成装置である。

【０００６】

【作用】電極にバイアス電圧を印加すると、電極と感光
体表面との間に電界が形成され、この電界に引かれて感
光体表面に補給用現像剤が付着される。補給用現像剤と
残留トナーとが回収手段によって回収され、現像手段に
補給される。感光体表面に付着される補給用現像剤にお
ける絶縁性非磁性トナーの割合は、電極に印加するバイ
アス電圧の値を変化させることによって調整でき、たと
えば現像手段に設けられた磁気センサの出力を一定に保
つようにバイアス電圧の値を制御することによって、現
像に供される現像剤における絶縁性非磁性トナーの割合
を一定に保つことができる。したがって、トナー画像の
濃度を一定に保つことができる。さらに、補給用現像剤
を感光体表面に付着するより前に露光手段によって感光
体表面を露光すると、感光体表面と電極との電位差をよ
り大きくすることができるので、現像剤の補給効率を向
上できる。この露光光量を制御することによっても、絶
縁性非磁性トナーの割合を調整できる。

【０００７】

【発明の効果】この発明によれば、回収手段によって、
感光体表面に残留したトナーを確実に除去することがで
きる。また、バイアス電圧の値を制御することによって
補給される現像剤における絶縁性非磁性トナーの割合を
調整することができるので、バイアス電圧の値を適切に
制御することによって、現像に供される現像剤における
絶縁性非磁性トナーの割合を一定に保つことができる。

【０００８】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【０００９】

【実施例】図１に示すこの実施例の画像形成装置１０
は、複写機，ファクシミリあるいはプリンタ等に適用さ
れるものであり、像担持体としての感光体ドラム１２を
含む。感光体ドラム１２は、図２からよくわかるよう
に、たとえばガラスなどからなる透明基体１４，透明基
体１４の外周面上に積層された透明導電体層１６および
光導電層１８を含み、図示しないモータによって矢印方
向に回転される。感光体ドラム１２の内側には、ＬＥＤ
ヘッド等の露光手段２０が配置され、露光手段２０から
の光が、透明基体１４および透明導電体層１６を通して
光導電層１８に照射される。露光手段からの光が照射さ
れる部分が露光点２４である。また、露光手段２０とは
別に、補助露光用の露光手段２１が配置され、露光手段
２１からの光が、透明基体１４および透明導電体層１６
を通して光導電層１８に照射される。露光手段２１から
の光が照射される部分が露光点２５である。

【００１０】感光体ドラム１２の外側には、現像装置２
６が配置される。現像装置２６はハウジング２８を含
み、ハウジング２８の上部には、補給用の現像剤３０を
収容する収容部３２が形成される。現像剤３０として
は、絶縁性非磁性トナー３０ａと導電性磁性トナー３０
ｂ（図２）とを混合したものが用いられる。ハウジング
２８の内部の収容部３２の下方には、現像槽３４が形成
され、現像槽３４の内部には、現像ローラ３６，スクリ
ュー３８，クリーニングブレード４０および磁気センサ
４２等が所定位置に配置される。そして、収容部３２と
現像槽３４との間には、収容部３２に収容された現像剤
３０を感光体ドラム１２の表面に向けて引き出すための
供給ローラ４４が配置される。磁気センサ４２によっ
て、絶縁性非磁性トナー３０ａの混合割合が検知され
る。

【００１１】現像ローラ３６は、導電性で非磁性のスリ
ーブ４６を含み、スリーブ４６の内部には、マグネット
ローラ４８が配置される。供給ローラ４４は、導電性で
非磁性のスリーブ５０を含み、スリーブ５０の内部に
は、マグネットローラ５２が配置される。スクリュー３
８，スリーブ４６および５０は、図示しないモータによ
って、それぞれ矢印方向に（図１）回転される。

【００１２】そして、現像ローラ３６には、バイアス電
源５６が接続され、供給ローラ４４には、この供給ロー
ラ４４に与える電圧を可変的に制御するための電圧制御
回路５８が接続され、露光手段２１には、この露光手段
２１の露光光量を可変的に制御するための光量制御回路
６０が接続される。また、電圧制御回路５８および光量
制御回路６０と磁気センサ４２とが接続される。したが
って、電圧制御回路５８および光量制御回路６０は、磁
気センサ４２によって検出されたトナー像濃度、すなわ
ち絶縁性非磁性トナー３０ａの混合割合に応じて、それ
ぞれ、電圧および光量を制御する。ここで、バイアス電
源５６によって現像ローラ３６に与えられるバイアス電
圧の極性は、絶縁性非磁性トナー３０ａの帯電極性
（負）と同じにされ、電圧制御回路５８から供給ローラ
４４に与えられるバイアス電圧の極性は、現像ローラ３
６に与えられるバイアス電圧の極性（負）と同じにされ
る。なお、絶縁性非磁性トナー３０ａは、スクリュー３
８等によって負に摩擦帯電される。

【００１３】動作において、スクリュー３８および現像
ローラ３６のスリーブ４６が回転されると、現像槽３４
内の現像剤３０が、スクリュー３８によって現像ローラ
３６に与えられる。現像ローラ３６においては、磁気ロ
ーラ４８に磁力吸引された導電性磁性トナー３０ｂがス
リーブ４６の回転に伴って露光点２４に向けて搬送さ
れ、また、導電性磁性トナー３０ｂとクーロン力で結合
された絶縁性非磁性トナー３０ａも同様に露光点２４に
向けて搬送される。このとき、スリーブ４６の表面に
は、図２に示すような磁気ブラシ６２が形成される。磁
気ブラシ６２には、導電性磁性トナー３０ｂによる導電
路６４が形成され、感光体ドラム１２表面には、導電路
６４を通して現像バイアス電圧と同電位になるまで電荷
が注入される。これによって、感光体ドラム１２表面と
スリーブ４６とが同電位・同極性となるので、導電性磁
性トナー３０ｂに働くクーロン力は０となり、導電性磁
性トナー３０ｂを感光体１０へ付着させる電気的な力は
存在しなくなる。一方、絶縁性非磁性トナー３０ａと導
電性磁性トナー３０ｂとの間には強い局部クーロン力が
作用しているため、絶縁性非磁性トナー３０ａを感光体
１０へ付着させる力は存在しない。

【００１４】このような感光体ドラム１２の帯電状態下
において、露光手段２０によって感光体ドラム１２表面
（露光点２４）を露光すると、露光された部分の表面電
位が０となって静電潜像井戸型ポテンシャルが形成さ
れ、スリーブ４６と静電潜像との間の電界に引かれた導
電性磁性トナー３０ｂが、絶縁性非磁性トナー３０ａと
共に静電潜像に付着される。この状態を図３に示す。

【００１５】感光体ドラム１２表面に形成されたトナー
像を記録紙６６に転写する際には、図４に示すように、
記録紙６６にコロナ放電または転写ローラ等の図示しな
い転写手段によって絶縁性非磁性トナー３０ａの帯電極
性（負）とは反対の極性（正）の電荷が付与され、この
記録紙６６が感光体ドラム１２の表面に対向して配置さ
れる。すると、記録紙６６表面には、図５に示すよう
に、一部に導電性磁性トナー３０ｂを含むが、絶縁性非
磁性トナー３０ａが優先的に転写される。したがって、
導電性磁性トナー３０ｂよりも絶縁性非磁性トナー３０
ａが多く消費されることになる。

【００１６】供給ローラ４４（図１）では、現像ローラ
３６と同様にして、スリーブ５０の表面に磁気ブラシ６
８が形成され、転写終了後の感光体ドラム１２表面に残
留した現像剤３０が、供給ローラ４４の磁気ブラシ６８
に混合される。そして、感光体ドラム１２表面（露光点
２５）が露光手段２１によって全面露光され、磁気ブラ
シ６８の現像剤３０が上述した現像原理と同じ原理によ
って感光体ドラム１２表面に付着される。すなわち、バ
イアス電圧が印加されたスリーブ５０と露光部分に形成
された静電潜像との間に電界が形成され、この電界に引
かれた導電性磁性トナー３０ｂおよび導電性磁性トナー
３０ｂに結合された絶縁性非磁性トナー３０ａが静電潜
像に付着される。そして、感光体ドラム１２表面に付着
された現像剤３０がクリーニングブレード４０によって
掻き落とされ、現像槽３４に補給される。

【００１７】上述したように、導電性磁性トナー３０ｂ
よりも絶縁性非磁性トナー３０ａの方が多く消費される
ので、動作回数が多くなるに従って、現像槽３４内の絶
縁性非磁性トナー３０ａの混合割合が低下し、最終出力
画像の記録濃度まで低下する恐れがある。特に、絶縁性
非磁性トナー３０ａの消費量の大きい画像（黒の占有率
の高い画像）を連続して転写した場合には、現像槽３４
内の絶縁性非磁性トナー３０ａが急激に消費され、混合
割合の低下が加速される。そこで、この実施例では、磁
気センサ４２の出力すなわち絶縁性非磁性トナー３０ａ
の混合割合が一定になるように、電圧制御回路５８およ
び光量制御回路６０によってスリーブ５０に印加される
バイアス電圧および露光手段２１の光量が制御される。
すなわち、スリーブ５０から感光体ドラム１２表面に付
着される現像剤３０における絶縁性非磁性トナー３０ａ
の割合は、図６または図７に示すように、スリーブ５０
に印加されるバイアス電圧または露光手段２１の光量
（露光デューティ）に応じて変化するので、これらを制
御することによって絶縁性非磁性トナー３０ａの割合を
一定に制御できる。

【００１８】この実施例によれば、クリーニングブレー
ド４０によって、感光体ドラム１２表面に残留したトナ
ーを確実に除去することができる。また、現像に供され
る現像剤３０における絶縁性非磁性トナー３０ａの割合
を一定に保ちながら、現像剤３０を補給することができ
る。なお、上述の実施例では、スリーブ５０にバイアス
電圧を印加したが、これに代えて、たとえば、スリーブ
５０と感光体ドラム１２との間に電極を配置し、これに
バイアス電圧を印加するようにしてもよい。

【００１９】また、上述の実施例では、スリーブ５０に
バイアス電圧を印加するとともに露光手段２１によって
露光したが、露光手段２１による露光は省略されてもよ
い。ただし、この場合でも、電界を形成し得るようにバ
イアス電圧の値を設定する必要はある。また、上述の実
施例では、感光体ドラム１２の背面から露光する現像方
式を採用したが、感光体ドラム１２の表面から露光する
現像方式が採用されてもよい。

【００２０】さらに、上述の実施例では、感光体として
感光体ドラムを用いたが、これは感光ベルトに代えられ
てもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す図解図である。

【図２】現像ローラに形成された磁気ブラシを示す図解
図である。

【図３】井戸型ポテンシャルを示す図解図である。

【図４】感光体ドラム表面に形成されたトナー像を記録
紙に転写する方法を示す図解図である。

【図５】感光体ドラム表面に形成されたトナー像を記録
紙に転写した状態を示す図解図である。

【図６】バイアス電圧と絶縁性非磁性トナー混合比との
関係を示すグラフである。

【図７】露光手段の光量と絶縁性非磁性トナー混合比と
の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ …画像形成装置 １２ …感光体ドラム ２０，２１ …露光手段 ３０ …現像剤 ３０ａ …絶縁性非磁性トナー ３０ｂ …導電性磁性トナー ３２ …収容部 ３４ …現像槽 ３６ …現像ローラ ３８ …スクリュー ４０ …クリーニングブレード ４２ …磁気センサ ４４ …供給ローラ ５６ …バイアス電源 ５８ …電圧制御回路 ６０ …光量制御回路

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 15/06 １０１ 15/09 Ｚ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体、 絶縁性非磁性トナーと導電性磁性トナーとが混合された
   現像剤によって静電潜像を現像する現像手段、 前記現像手段によって前記感光体の表面に形成されたト
   ナー画像を記録紙上に転写する転写手段、 補給用現像剤を収容する収容部、 前記収容部と前記感光体との間に配置される電極、 前記収容部に収容された前記補給用現像剤を前記感光体
   の表面に付着させるように前記電極に所定のバイアス電
   圧を印加するバイアス電圧印加手段、 前記トナー画像の濃度を検知する濃度検知手段、 前記濃度検知手段の出力に応じて前記バイアス電圧を制
   御するバイアス電圧制御手段、および前記感光体の表面
   に付着した前記補給用現像剤を回収して前記現像手段に
   補給する回収手段を備える、画像形成装置。
2. 【請求項２】前記補給用現像剤が付着する位置において
   前記感光体の表面を露光する補助露光手段を備える、請
   求項１記載の画像形成装置。