JPH09297462A

JPH09297462A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09297462A
Application number: JP8135868A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Kimura; 要一木村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-05-02
Filing date: 1996-05-02
Publication date: 1997-11-18

Abstract

(57)【要約】【課題】小型の現像装置を用いても画質レベルの低下
を従来よりも長い時間抑制できる画像形成装置を提供す
る。【解決手段】非磁性トナーと磁性キャリアとを有する
２成分現像剤をもって、像担持体上に形成された静電潜
像を現像し、可視画像を形成する現像装置９Ｍ、９Ｃ、
９Ｙ、９Ｋを備え、該現像装置９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｋ
内の前記２成分現像剤を外へ排出する排出手段と、該２
成分現像剤を該現像装置９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｋ内へ補
給する補給手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、非磁性トナーと
磁性キャリアとを有する２成分現像剤をもって、静電潜
像を現像する電子写真方式、静電記録方式等の複写機や
レーザビームプリンタ等の画像形成装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、非磁性トナーと磁性キャリア
とを有する２成分現像剤をもって、像担持体上に形成さ
れた静電潜像を現像し、可視画像を形成する現像装置に
おいては、経時変化によって現像剤の特性が変化し、画
質が損なわれることがわかっている。例えば、図６に示
すグラフ図のように、縦軸に画質レベルを、横軸に現像
枚数を取り、現像剤容量が６００ｇの場合には、実線Ａ
のような特性を示す。なお、破線は画質レベルの許容レ
ベルＰを示し、図６からは現像枚数が４０００枚程度
で、画質レベルが許容レベルＰより低下することが分か
る。このように画質レベルが低下した場合には、現像剤
の交換が必須であり、従来はサービスマンによるメンテ
ナンスが行われていた。

【０００３】一方で、現像剤の特性変化は、現像装置内
の現像剤量に大きく依存しており、現像剤の量が多い場
合には、耐久寿命は長くなることが知られている。従っ
て、現像装置の容量を大きくすることで、現像剤の特性
変化は低減することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現像装
置の大きさは画像形成装置の本体構成に関連し、特に、
フルカラー画像形成装置のような多色画像形成装置では
像担持体の周囲の空間的な制約が大きく、現像装置自体
の小型化が望まれており、小型化した場合には、現像装
置内の現像剤の量を多くすることができず、現像剤の特
性変化がより短い時間で発生し始め、結果として画像レ
ベルが短期間で低下してしまう欠点がある。

【０００５】そこで、この発明は、小型の現像装置を用
いても画質レベルを従来よりも長い時間維持できる画像
形成装置を提供することを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる課題を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、非磁性トナーと磁性キ
ャリアとを有する２成分現像剤をもって、像担持体上に
形成された静電潜像を現像し、可視画像を形成する現像
装置を備え、該現像装置内の前記２成分現像剤を外へ排
出する排出手段と、該２成分現像剤を該現像装置内へ補
給する補給手段とを有する画像形成装置としたことを特
徴としている。

【０００７】かかる構成によれば、排出手段と補給手段
により、現像装置内の２成分現像剤を入れ換えることが
できるため、画質レベルを従来よりも長い間維持するこ
とができる。

【０００８】また、現像装置内へ２成分現像剤を補給す
る補給手段を現像装置とは別に設けることにより、現像
装置自体の容量を大きくする必要がなく、現像装置を小
型化することができる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の構成に加え、前記排出手段は、前記２成分現像剤を前
記現像装置外へ送り出す排出用搬送手段と、送り出され
た２成分現像剤を回収する回収手段とを有し、該補給手
段は、２成分現像剤を前記現像装置内へ送る補給用搬送
手段と、補給する２成分現像剤を備蓄する備蓄手段とを
有することを特徴としている。

【００１０】かかる構成によれば、現像装置内の２成分
現像剤が排出用搬送手段により、現像装置外へ送り出さ
れて回収手段により回収される一方、備蓄手段により備
蓄されている２成分現像剤が補給用搬送手段により、現
像装置内に補給される。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の構成に加え、画質レベルが許容レベルより低下
する現像枚数を予め設定しておき、該現像枚数毎に、前
記排出手段及び補給手段により、前記現像装置内の２成
分現像剤を入れ換えるように制御することを特徴として
いる。

【００１２】かかる構成によれば、所定枚数現像する
と、自動的に排出手段及び補給手段が作動して、現像装
置内の２成分現像剤が自動的に入れ換えられ、ユーザが
操作する必要がないため使い勝手が良好である。その所
定枚数は、現像装置の能力等により、予め、画質レベル
が許容レベルより低下しない枚数に設定されているた
め、補給手段から現像装置内へ補給ができなくなるま
で、画質レベルを維持することができる。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の構成に加え、画質レベルが許容レベルより低下
するまでの間に、前記排出手段及び補給手段により、前
記現像装置内の２成分現像剤の一部を複数回にわたり入
れ換えるように制御手段により制御したことを特徴とし
ている。

【００１４】かかる構成によれば、画質レベルが許容レ
ベルより低下するまでの間に、現像装置内の２成分現像
剤の一部を複数回にわたり入れ換えを行うようにしてい
るため、画質レベルを長期に渡り維持できると共に、現
像装置内の２成分現像剤の全部を一度に入れ換えするも
のと比較すると入れ換え前後での画質レベルの変化の度
合いを小さくできる。

【００１５】

【発明の実施の形態】

［発明の実施の形態１］以下、この発明の実施の形態１
について説明する。

【００１６】図１乃至図３には、この発明の実施の形態
１を示す。

【００１７】まず構成を説明すると、図２は「画像形成
装置」としてのフルカラーレーザビーム装置の概略構成
図であり、マゼンダ,シアン,イエロー,ブラックの各色
に対応した画像形成ステーションＰｍ,Ｐｃ,Ｐｙ,Ｐｋ
を有し、各画像形成ステーションＰｍ、Ｐｃ、Ｐｙ、Ｐ
ｋにて形成されたトナー画像が、転写ベルト１９ａによ
り搬送される記録材に転写される構成となっている。

【００１８】詳しくは、各画像形成ステーションＰｍ、
Ｐｃ、Ｐｙ、Ｐｋには、「像担持体」として感光ドラム
４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｋが矢印方向（時計方向）に回転
自在に配置されている。そして、これら各感光ドラム４
Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｋの周囲には、コロナ帯電器１６
Ｍ、１６Ｃ、１６Ｙ、１６Ｋ、又、走査光学装置１７
Ｍ、１７Ｃ、１７Ｙ、１７Ｋ、更に、現像装置９Ｍ、９
Ｃ、９Ｙ、９Ｋ、そして、クリーニング器１８Ｍ、１８
Ｃ、１８Ｙ、１８Ｋが順次配設されている。

【００１９】また、画像形成装置の一部を構成する転写
部６は、各画像形成ステーションに共通して用いられる
転写ベルト１９ａ及び各ドラム用の転写用帯電器１９
Ｍ、１９Ｃ、１９Ｙ、１９Ｋを有しており、順次上記感
光ドラム４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｋ上に形成された各色ト
ナー像を転写して、フルカラー画像を形成する。

【００２０】この転写工程を終了した記録材は、上記転
写ベルト１９ａから分離され、定着装置２１を介してト
レイ２２に排出されるようになっている。

【００２１】上記走査光学装置１７Ｍ、１７Ｃ、１７
Ｙ、１７Ｋは、レーザ光源（図示せず）と、このレーザ
光源からのレーザ光を走査する回転ポリゴンミラーと、
走査ビームを感光ドラム表面の母線上に集光するｆθレ
ンズと、光束を変更する反射ミラーと、上記走査ビーム
の特定位置を検出するビーム検出装置とから構成されて
いる。

【００２２】また、上記各現像装置９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、
９Ｋは、同様な構成を呈し、図１に示すようになってい
る。

【００２３】すなわち、各現像装置９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、
９Ｋは、上方が開放されて２成分現像剤が貯留された現
像容器１を有し、この現像容器１が隔壁１ａにより現像
室２３と攪拌室２４とに画成され、これら各室２３,２
４内にはそれぞれ現像剤を攪拌・搬送する「排出用搬送
手段」としての第１,第２スクリュー１１，１２が回転
自在に配設されている。また、この現像室２３内の現像
剤を担持して感光ドラム４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｋに転写
するスリーブ３が回転自在に設けられ、このスリーブ３
に担持された現像剤の穂高を規制するブレード２が設け
られている。

【００２４】その第１スクリュー１１は、スリーブ３の
軸線方向（現像幅方向）に沿って略平行に配置されてお
り、回転軸の周りに羽根部材をスパイラル形状に設けた
スクリュー構造とされ、回転して現像室２３内の現像剤
を攪拌しながらスリーブ３の軸線方向に沿って図１中手
前方向の一方向に搬送するようになっている。

【００２５】また、第２スクリュー１２は、回転軸の周
りに羽根部材を第１スクリュー１１とは逆向きにしてス
パイラル形状に設けたスクリュー構造とされ、攪拌室２
４内の底部に第１スクリュー１１と平行に配置されてい
る。そして、第１スクリュー１１と同方向に回転し、こ
の第２スクリュー１２の上流側（図中手前側）に供給さ
れる現像剤と、既に攪拌室２４内にある現像剤とを攪拌
し、上記第１スクリュー１１とは反対方向（図中手前側
から奥側）へ搬送しながら現像剤濃度を均一にするよう
になっている。

【００２６】さらに、上記隔壁１ａには、図１中、手前
側と奥側の端部に、現像室２３と攪拌室２４とを連通さ
せる現像剤通路（図示せず）が形成されており、上記各
スクリュー１１，１２の搬送力により、現像によって現
像剤が消費されて現像剤濃度が低下した現像室２３内の
現像剤が現像剤通路から攪拌室２４内へと移動するよう
に構成されている。つまり、第１,第２スクリュー１１,
１２の回転によって現像剤は現像室２３と攪拌室２４の
間で循環されるようになっている。

【００２７】ところで、現像剤は、ポリエステルを基体
とする非磁性トナーと磁性キャリアがトナーの重量パー
セント濃度６％の比率で混合された２成分現像剤であ
り、ここでは現像容器１内に３００ｇ収容されている。

【００２８】また、現像容器１には、現像室２３の底部
に、現像剤の送り方向下流側に現像剤排出用シャッタ２
５が設けられ、この現像剤排出用シャッタ２５を開いた
状態で、第１,第２スクリュー１１,１２とスリーブ３を
回転させることにより、スリーブ３磁力に捕らわれてい
る少量の現像剤を残して大部分の現像剤を重力によって
現像容器１外へ排出させることができる。この現像容器
１から排出された現像剤は、現像剤排出管２６ａを介し
て廃現像剤回収容器２６に回収されるようになってい
る。現像剤排出管２６ａ内には、廃現像剤搬送スクリュ
ーが配設され、これが回転されることにより、現像剤が
送られて廃現像剤回収容器２６内に回収されるようにな
っている。

【００２９】なお、この実施の形態１では、廃現像剤回
収容器２６及び現像剤排出管２６ａの一部は、クリーニ
ング器８から排出される廃現像剤の搬送及び回収に兼用
されるようになっている。

【００３０】上記第１，第２スクリュー１１，１２や現
像剤排出用シャッタ２５等で現像剤を送り出す「排出用
搬送手段」が構成され、現像剤排出管２６ａや廃現像剤
回収容器２６等で送り出された現像剤を回収する「回収
手段」が構成され、これら排出用搬送手段と回収手段と
で現像剤を現像装置９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｋ外へ排出す
る「排出手段」が構成されている。

【００３１】一方、現像装置９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｋに
現像剤を補給する「補給手段」が設けられている。

【００３２】この補給手段は、現像容器１の上側に現像
剤補給管２７ｂを介して補給用現像剤槽２７が配設さ
れ、この現像剤補給管２７ｂの内部には、図示省略の補
給用搬送スクリューが配設されると共に、下部には現像
剤補給シャッタ２７ａが配設されている。そして、補給
用現像剤槽２７内の現像剤は現像剤補給シャッタ２７ａ
が開成されると同時に補給用搬送スクリューが回転され
ることにより、攪拌室２４の現像剤送り方向上流側（図
中手前側）に供給されるようになっている。なお、補給
用現像剤槽２７には、初期に未使用の現像剤１２００ｇ
が収容されている。

【００３３】ここで、現像剤補給管２７ｂにより、現像
剤を現像装置９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｋへ送る「補給用搬
送手段」が構成され、補給用現像剤槽２７により、補給
する現像剤を備蓄する「備蓄手段」が構成されている。

【００３４】以上述べた、現像剤排出用シャッタ２５、
現像剤補給シャッタ２７ａ、現像剤補給管２７ｂ、第
１,第２スクリュー１１,１２、スリーブ３の動作はすべ
て制御手段によって制御されるようになっている。

【００３５】この実施の形態１の場合には、レーザビー
ムプリンタ本体の動作を制御する制御装置がその制御手
段を兼ねている。

【００３６】次に、作用について説明する。

【００３７】この実施の形態１では、現像容器１内の現
像剤量３００ｇの場合に、現像枚数が約２０００枚を超
えると、図３に示すように、画質レベルの特性曲線Ａが
許容レベルより低下する。

【００３８】この場合、ユーザは所定の簡単な操作、例
えば現像剤交換スイッチの押し下げ等を行うことによ
り、自動的に下記に述べる現像剤交換シーケンスを発動
することができるようになっている。

【００３９】現像剤交換シーケンスでは、まず、制御装
置により現像剤排出用シャッタ２５が開成されると同時
に、第１,第２スクリュー１１,１２とスリーブ３が回転
され、現像容器１内の現像剤が廃現像剤回収容器２６に
回収される。このシーケンスを６０秒作動させることに
より、現像容器１内の現像剤の約９０％を廃現像剤回収
容器２６に回収することができる。残りの約１０％は、
スリーブ３上に磁力により拘束されているので、この動
作だけでは剥奪することは困難であるが、９０％の回収
率であっても、この実施の形態１の効果を妨げるもので
はない。

【００４０】次に、現像剤排出用シャッタ２５を閉じ
て、現像剤補給用シャッタ２７ａを開き、現像剤補給管
２７ｂの補給用搬送スクリューを駆動することにより、
補給用現像剤槽２７内の未使用現像剤を現像装置９内へ
補給する。

【００４１】このときの補給量は、上記排出モード時の
排出量と同量とすべく２７０ｇとする。補給量は現像剤
補給管２７ｂの補給用搬送スクリュー回転時間によって
制御し、補給用搬送スクリュー形状で２７０ｇに相当す
る補給用搬送スクリュー回転時間は３２秒とする。

【００４２】補給用搬送スクリューが規定時間の回転を
終えると、最後に現像剤補給シャッタ２７ａを閉じ、す
べての駆動を停止して、現像剤交換シーケンスは終了す
る。

【００４３】これにより、図３中に示すように、現像枚
数が約２０００枚を超えたところで画質レベルが立ち上
がり、許容レベルＰより大きくなる。その後の使用によ
り、約５０００枚に近ずくと再度画質レベルが低下する
ため、上記と同様に現像剤交換シーケンスを作動させる
ことにより、画質レベルが立ち上がる。

【００４４】このように、画質レベルが低下した場合
に、現像装置９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｋ内の現像剤を排出
し、未使用の現像剤を装置外から補給することにより、
現像容器１の容量を増加させることなく、従来よりも画
質レベルを長い時間維持することができる。従って、定
期メンテナンス間隔も長くすることができる。［発明の実施の形態２］図４には、この発明の実施の形
態２を示す。

【００４５】上記実施の形態１では、現像剤交換シーケ
ンスの発動が基本的にユーザーの判断に依存していたの
に対し、この実施の形態２では、画質レベルが許容レベ
ルＰより低下する現像枚数（ここでは、２０００枚）を
予め設定しておき、この現像枚数毎（２０００×ｎ（ｎ
＝１，２，３…））に、前記排出手段及び補給手段によ
り、現像装置９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｋ内の２成分現像剤
を自動的に入れ換えるように制御している。

【００４６】実際には、連続画像形成途中で、カウンタ
枚数が上記条件を満たすこともあり、又、このシーケン
スを行うに当たり、２分弱の時間を要するため、カウン
タ枚数が上記条件を満たした後、新たに電源が投入され
たときに現像剤交換シーケンスが発動されるように設定
されている。

【００４７】このように現像剤交換シーケンスが自動で
一定枚数毎に行われるようにすれば、ユーザーが操作す
る必要がないため、使い勝手がより良好となると共に、
補給用現像剤槽２７から現像装置９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９
Ｋ内へ補給ができなくなるまで、画質レベルを確保する
ことができる。

【００４８】他の構成及び作用は実施の形態１と同様で
あるので説明を省略する。［発明の実施の形態３］図５には、実施の形態３を示
す。

【００４９】上記実施の形態１，２では、現像剤交換シ
ーケンスの行われる前後で、出力画像に差異が表れてし
まうことがある。これは、現像剤の殆どを入れ換えてし
まうことに起因している。

【００５０】そこで、この実施の形態３では、画質レベ
ルが許容レベルＰより低下するまでの間に、排出手段及
び補給手段により、現像装置９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｋ内
の２成分現像剤の一部を複数回に渡り入れ換えを行うよ
うに制御している。ここでは、一度の現像剤交換シーケ
ンスで、現像装置９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｋ内の現像剤の
半分（約１５０ｇ）を排出し、同量の未使用現像剤を補
給する。

【００５１】なお、１５０ｇの現像剤を排出させるため
に必要な排出モード時間及び同量の未使用現像剤を供給
させるために必要な供給モード時間は、予め実験的に決
められており、それぞれ３０秒、１６秒である。そし
て、さらに、現像剤交換シーケンスの発動条件は、カウ
ンタ枚数１０００×ｎ（ｎ＝１，２，３…）枚目に設定
され、制御手段である本体制御装置によって制御され
る。

【００５２】このような構成により、画質レベルを長期
に渡り維持できると共に、現像剤交換シーケンスの前後
で、画質レベルの変化の度合いを小さくできる。

【００５３】他の構成及び作用は、実施の形態１と同様
であるので説明を省略する。

【００５４】

【発明の効果】請求項１又は２に記載の発明によれば、
排出手段と補給手段により、現像装置内の２成分現像剤
を入れ換えることができるため、画質レベルの低下を従
来よりも長い間抑制することができる。

【００５５】また、現像装置内へ２成分現像剤を補給す
る補給手段を設けることにより、現像装置自体の容量を
大きくする必要なく、現像装置を小型化することができ
る。

【００５６】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
又は２に記載の効果に加え、画質レベルが許容レベルよ
り低下する現像枚数を予め設定しておき、該現像枚数毎
に、前記排出手段及び補給手段により、前記現像装置内
の２成分現像剤を入れ換えるようにしているため、補給
手段から現像装置内へ補給ができなくなるまで、画質レ
ベルを確保することができる。

【００５７】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
又は２に記載の効果に加え、画質レベルが許容レベルよ
り低下するまでの間に、現像装置内の２成分現像剤の一
部を複数回数に渡り入れ換えるようにしているため、画
質レベルを長期に渡り維持できると共に、２成分現像剤
の全部を一度に入れ換えするものと比較すると入れ換え
前後での画質レベルの変化の度合いを小さくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１を示す、現像装置の概
略図である。

【図２】同実施の形態１を示す、画像形成装置全体の概
略図である。

【図３】同実施の形態１を示す、画質レベルと現像枚数
との関係を示すグラフ図である。

【図４】この発明の実施の形態２を示す、図３に相当す
るグラフ図である。

【図５】この発明の実施の形態３を示す、図３に相当す
るグラフ図である。

【図６】従来例を示す図３に相当するグラフ図である。

【符号の説明】

4M,4C,4Y,4K感光ドラム（像担持体） 9M,9C,9Y,9K現像装置排出手段 11 第１スクリュー（排出用搬送手段） 12 第２スクリュー（排出用搬送手段） 26 廃現像剤回収容器（回収手段）補給手段 27 補給用現像剤槽（備蓄手段） 27b 現像剤補給管（補給用搬送手段）Ｐ許容レベル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性トナーと磁性キャリアとを有する
２成分現像剤をもって、像担持体上に形成された静電潜
像を現像し、可視画像を形成する現像装置を備え、該現像装置内の前記２成分現像剤を外へ排出する排出手
段と、該２成分現像剤を該現像装置内へ補給する補給手
段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記排出手段は、前記２成分現像剤を前
記現像装置外へ送り出す排出用搬送手段と、送り出され
た２成分現像剤を回収する回収手段とを有し、該補給手段は、２成分現像剤を前記現像装置内へ送る補
給用搬送手段と、補給する２成分現像剤を備蓄する備蓄
手段とを有することを特徴とする請求項１記載の画像形
成装置。
【請求項３】画質レベルが許容レベルより低下する現
像枚数を予め設定しておき、該現像枚数毎に、前記排出
手段及び補給手段により、前記現像装置内の２成分現像
剤を入れ換えるように制御することを特徴とする請求項
１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】画質レベルが許容レベルより低下するま
での間に、前記排出手段及び補給手段により、前記現像
装置内の２成分現像剤の一部を複数回に渡り入れ換える
ように制御することを特徴とする請求項１又は２記載の
画像形成装置。