JPH10123832A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二成分現像方式を用いる画像形成装置におい
て、画像濃度ムラを防止する。 【解決手段】 現像スリーブによる現像剤の連続搬送時
間、トナー濃度センサ１０６の出力値に基づいて、上記
制御部１０１により上記現像剤規制ローラの回転速度を
制御する。これにより、連続動作時、あるいはトナー濃
度変動時でも、上記現像剤規制部材と上記現像剤担持体
との間の現像剤に与えるせん断力を変化させることによ
って該現像剤中のトナーの帯電量を一定に保つことがで
きる。よって、画像濃度のムラを防止し、画像品質を良
好に保つことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは潜
像担持体に対向して配置され、キャリアとトナーとから
なる現像剤を表面に担持して搬送する現像剤担持体と、
該現像剤担持体と所定の間隔で配置され、該現像剤担持
体上の現像剤を回転により規制する現像剤規制部材とを
備え、上記現像剤担持体表面の現像剤により潜像担持体
上の潜像を現像する現像装置を備えた画像形成装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】粉体トナーを用いる現像方式のうち、ト
ナーを主成分とする一成分系現像剤を用いた現像方式
（以下、一成分現像方式という）ではトナーを帯電させ
るために様々な努力が払われている。例えば、特開平４
−１８４４６２号公報に開示されている技術では、現像
剤担持体としての現像スリーブの近傍に配置した棒状の
現像剤規制部材を回転させて磁性トナーの動きを活発に
させてトナーの帯電性を向上させている。しかしなが
ら、現像剤担持体との接触帯電が主であり、トナーの帯
電の不安定性は拭えない。これに対してキャリアとトナ
ーからなる二成分現像剤を用いた現像方式（以下、二成
分現像方式という）では比較的安定してトナーを帯電
し、搬送することができるので、特に中速から高速のプ
リンター、複写機などに広く用いられている。

【０００３】上記二成分現像方式においては、画像形成
を行う際にトナーのみが消費されてトナーとキャリアの
混合比率が変動する。そして、安定な画像を得るために
は、トナーを補給して上記混合比率を一定の範囲に保つ
必要がある。これは、トナー濃度（トナーと現像剤の重
量比）が変化すると、現像領域へのトナー供給量やトナ
ーの帯電量が変化してしまい、画像品質が不安定となっ
てしまうからである。具体的には、トナー濃度が小さい
部分では、現像領域へのトナー供給が不足となるばかり
でなく、トナーの帯電量が大きくなり、現像能力が低下
してしまうことになる。また、逆にトナー濃度が大きく
なると、現像領域へトナーが過剰に供給されたり、キャ
リアに対するトナーの接触確率が低くなるために十分に
帯電されなくなってトナーが潜像に付着し易くなり、非
画像部などへのトナー付着が発生してしまうことにな
る。

【０００４】しかし、トナー補給により上記混合比率を
一定の範囲に保っても、上記トナーの帯電量は環境、特
に湿度の影響を受けて変化しやすく、該トナー帯電量の
変化により画像品質が変化してしまう。そこで、例え
ば、特開平３−１１８５７５号公報や特開平３−２００
９９１号公報には、ローラ状の現像剤規制部材を現像剤
担持体の近傍に配置し、温度あるいは湿度などにより制
御された速度で回転する現像装置が開示されている。こ
の装置によれば、温度あるいは湿度に関係なく良好に安
定した画像濃度を得ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記構成の
装置において、連続して現像動作を行った場合には、ト
ナーとキャリアとが繰り返し接触することで逆にトナー
の帯電量が高くなりすぎる場合がある。そして、トナー
の帯電量が高くなりすぎると、トナーがキャリアから離
れにくくなって現像能力が低下したり、トナーが像担持
体としての感光体に付着した後に該感光体とトナーとの
間に働く鏡像力が大きくなって該トナーが感光体から離
れにくくなり、転写性が悪くなったりする。このため、
画像濃度が低下して画像濃度ムラが発生するという問題
点があった。

【０００６】また、トナー補給を行った場合に、撹拌が
充分にされないとトナーとキャリアとが均一に混ざらず
に、現像装置内の空間でトナー濃度のムラが生じてしま
う。そして、トナー濃度にムラが生じると、トナー帯電
量や現像領域へのトナー供給量等にもムラが生じてしま
い、画像濃度の濃淡、すなわち画像濃度ムラが発生して
しまうという問題点があった。

【０００７】これらの問題点は、上記特開平３−１１８
５７５号公報、又は特開平３−２００９９１号公報の装
置構成を持つ装置のみならず、上記二成分現像方式を用
いた装置の場合には、発生しうるものである。

【０００８】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、画像濃度ムラを防止
できる画像形成装置を提供することである。

【０００９】

【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の発明は、潜像担持体に対向して配置さ
れ、キャリアとトナーとからなる現像剤を表面に担持し
て搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体と所定の間
隔で配置され、該現像剤担持体上の現像剤を回転しなが
ら規制する現像剤規制部材とを備え、該現像剤規制部材
により規制された上記現像剤担持体表面の現像剤により
潜像担持体上の潜像を現像する現像装置を備えた画像形
成装置において、上記現像装置内の現像剤中のトナーの
比率を検知するトナー濃度検知手段と、上記現像剤担持
体による現像剤の連続搬送時間と、上記トナー濃度検知
手段による検知結果とに基づいて、上記現像剤規制部材
の回転速度を制御する制御手段とを設けたことを特徴と
するものである。

【００１０】この現像装置においては、上記トナー濃度
検知手段により上記現像装置内の現像剤中のトナーの比
率を検知し、上記制御手段により、上記現像剤担持体に
よる現像剤の連続搬送時間と、上記トナー濃度検知手段
による検知結果とに基づいて、上記現像剤規制部材の回
転速度を制御する。具体的には、上記連続搬送時間が所
定の時間を超えると、上記現像剤担持体と上記現像剤規
制部材との対向領域において現像剤担持体表面に対する
上記現像剤規制部材表面の相対速度が小さくなるように
上記回転速度を変化させる。また、上記トナー濃度検知
手段により上記現像剤中のトナーの比率が所定の値より
も高いことが検出されると上記相対速度が大きくなるよ
うに上記回転速度を変化させ、上記トナーの比率が所定
の値よりも低いことが検出されると上記相対速度が小さ
くなるように上記回転速度を変化させる。これにより、
上記現像剤規制部材と上記現像剤担持体との間の現像剤
に与えるせん断力を変化させて、該現像剤中のトナーの
帯電量を一定に保つことができる。

【００１１】請求項２の発明は、潜像担持体に対向して
配置され、キャリアとトナーとからなる現像剤を表面に
担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体と所
定の間隔で配置され、該現像剤担持体上の現像剤を回転
しながら規制する現像剤規制部材とを備え、該現像剤規
制部材により規制された上記現像剤担持体表面の現像剤
により潜像担持体上の潜像を現像する現像装置を備えた
画像形成装置において、潜像担持体上に検出用の潜像を
形成する潜像形成手段と、該検出用の潜像を上記現像装
置により現像して形成した顕像のトナー付着量を検出す
る付着量検出手段と、上記現像剤担持体による現像剤の
連続搬送時間と、上記付着量検出手段による検出結果と
に基づいて、上記現像剤規制部材の回転速度を制御する
制御手段とを設けたことを特徴とするものである。

【００１２】この画像形成装置においては、上記潜像形
成手段により潜像担持体上に形成した検出用の潜像を上
記現像装置により現像して顕像を形成し、上記付着量検
出手段により、該顕像のトナー付着量を検出する。そし
て、上記現像剤担持体による現像剤の連続搬送時間と、
上記付着量検出手段による検出結果とに基づいて、上記
現像剤規制部材の回転速度を制御する。具体的には、上
記連続搬送時間が所定の時間を超えると、上記現像剤担
持体と上記現像剤規制部材との対向領域において現像剤
担持体表面に対する上記現像剤規制部材表面の相対速度
が小さくなるように上記回転速度を変化させる。また、
上記付着量検出手段により上記顕像のトナー付着量が所
定の量よりも多いことが検出されると上記相対速度が大
きくなるように上記回転速度を変化させ、上記トナー付
着量が所定の量よりも少ないことが検出されると上記相
対速度が小さくなるように上記回転速度を変化させる。
これにより、上記現像剤規制部材と上記現像剤担持体と
の間の現像剤に与えるせん断力を変化させて、該現像剤
中のトナーの帯電量を一定に保つことができる。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１又は２の画像
形成装置において、上記現像剤にトナーを補給するトナ
ー補給手段を設け、該トナー補給手段によるトナー補給
直後の所定時間は、上記現像剤規制部材表面の上記現像
剤担持体表面に対する相対速度が大きくなるような上記
現像剤規制部材の回転速度の制御を行うように上記制御
手段を構成したことを特徴とするものである。

【００１４】この画像形成装置においては、上記トナー
補給手段によって上記現像剤へのトナーを補給し、該補
給直後の所定時間は、上記現像剤担持体と上記現像剤規
制部材との対向領域において現像剤担持体表面に対する
上記現像剤規制部材表面の相対速度が大きくなるように
上記制御手段により上記回転速度を制御するので、トナ
ー補給直後に上記現像剤担持体に供給された現像剤に対
して強いせん断力を与えることができる。

【００１５】請求項４の発明は、請求項１、２、又は３
の画像形成装置において、上記現像剤担持体と上記現像
剤規制部材とを、互いに対向する領域で互いの表面が異
なる方向に移動するように構成したことを特徴とするも
のである。

【００１６】この画像形成装置においては、上記現像剤
担持体と上記現像剤規制部材とを、互いに対向する領域
で互いの表面が異なる方向に移動するように構成したの
で、互いに対向する領域で互いの表面が等しい方向に移
動するように構成した場合に比して、上記現像剤担持体
表面と現像剤規制部材表面との相対速度が大きくなる。

【００１７】

【発明の実施の形態】

〔実施形態１〕以下、本発明を画像形成装置である電子
写真複写機（以下、複写機という）に適用した一実施形
態について説明する。図１は、本実施形態に係る複写機
の概略構成を示す正面図である。像担持体としてのドラ
ム状の感光体１の周辺には、感光体１の表面を一様に帯
電する帯電装置としての帯電ローラ２、レーザ光３１に
より感光体上に潜像を形成する潜像形成装置３、感光体
１上に形成された静電潜像を顕像化する現像装置４、顕
像化した像を、該像にタイミングを合わせて給紙される
転写材としての転写紙１０に転写ローラ５１により転写
し、その転写紙を感光体から除電チャージャ５２により
除電して分離するための転写・分離装置５、上記転写紙
上のトナー像を熱ローラ６１と加圧ローラ６２とにより
加熱、加圧して定着するための定着装置６、感光体１上
の転写残トナーを除去するクリーニング装置７、クリー
ニングされた感光体１表面から残留電位を除去するため
の除電ランプ８等が配設されている。

【００１８】また、上記現像装置４に隣接して、着脱可
能なトナー容器としてのトナーボトル９１を装着したト
ナー補給装置９が設けられている。トナー補給装置９に
おいて、該トナーボトル９１の手前側の一端には、該ト
ナーボトル９１に収容されたトナーを排出するためのト
ナー排出口９２が設けられ、該トナーボトル９１内周面
には、収納されているトナーを上記トナー排出口９２の
方向へと導く螺旋状のリブが形成されている。また、上
記トナーボトルのトナー排出口９２から排出されたトナ
ーを上記現像剤収容部４０に導く搬送路９３が設けられ
ている。このトナー補給装置９においては、必要に応じ
てＯＮされた図示しないボトルモータの回転駆動力がギ
ア等からなる駆動伝達系によって伝達され、トナーボト
ル９１が矢印方向に回転すると、ボトル９１内のトナー
が上記トナー排出口９２から上記搬送路９３の一端に排
出される。該搬送路９３の一端に排出されたトナーは、
該搬送路９３内に設けられた図示しない搬送部材によっ
て現像剤収容部４０の手前側端部に設けられたトナー受
け部へと供給される。

【００１９】図２は、上記現像装置４の概略構成を示す
正面図である。この現像装置では、重量平均粒径が５〜
１５μｍのトナーと、重量平均粒径が３０〜１００μｍ
の磁性キャリアとからなる二成分現像剤（以下、現像剤
という）を用いる。該現像装置は、現像剤収容部４０内
の現像剤を担持して像担持体としての感光体１上にトナ
ーを供給する現像剤担持体としての現像スリーブ４１、
現像剤収容部４０内の現像剤を撹拌する現像剤撹拌手段
としての２本の撹拌スクリュウ４２、上記現像ローラ４
１上の現像剤を規制する現像剤規制手段としての現像剤
規制ローラ４３などを備えている。現像スリーブ４１、
撹拌スクリュウ４２、及び、現像剤規制ローラ４３は、
それぞれ図中矢印方向に回転している。上記現像スリー
ブ４１内には複数の磁石が設けられており、磁力により
現像剤をスリーブ上に保持できるように形成されてい
る。また、現像スリーブ４１には図示しない電源から現
像バイアス電圧が印加され、感光体１との間の現像領域
に電界を形成している。また、上記撹拌スクリュウ４２
の下方に位置する現像剤収容部４０の底には、トナー濃
度を検出するためのトナー濃度センサ１０６が設けられ
ている。該トナー濃度センサ１０６としては、例えば、
透磁率を検出し、トナーとキャリアの透磁率の差を利用
して上記トナー濃度を求めるもの、あるいは、光の透過
率を検出し、トナーの分光反射率特性を利用して上記ト
ナー濃度を求めるものなどを用いることができる。

【００２０】上記現像剤収容部４０内において、現像剤
は上記現像剤撹拌スクリュウ４２により撹拌され、トナ
ーとキャリアとが互いに接触してそれぞれの粒子が電荷
を持つようになる。しかし、上記現像剤撹拌スクリュウ
４２による撹拌時にはトナーとキャリアとの互いの位置
関係を変えるまでには至らず、トナーの表面積の一定の
部分がキャリアと接触するのみであるので、トナーの帯
電量は所定の量以上に大きくはならない。そして、現像
剤は、上記撹拌スクリュウ４２により撹拌されながら上
記現像スリーブ４１表面に供給され、現像スリーブ４１
に保持された現像剤は、上記現像剤規制ローラ４３によ
って搬送量が規制される。該規制の際に、上記現像剤は
該現像剤規制ローラ４３と上記現像スリーブ４１との間
隙部において圧縮され、せん断力が与えられる。これに
より、キャリアに付着しているトナーは前記キャリア上
を移動し、トナーの表面積の多くの部分がキャリアと接
触する。そしてトナーの帯電部分が増加して、トナー１
個当たりの帯電量が増加することとなる。該帯電した現
像剤は、現像スリーブ４１と感光体１とが対向する現像
領域に搬送されて上述の電界により、感光体１表面の潜
像に応じて現像剤中のトナーが消費される。上記現像領
域を通過した現像剤は、現像スリーブ４１表面から離脱
し、上記撹拌スクリュウ４２により、現像剤や補給され
るトナーと混合されて再度現像スリーブ４１表面に供給
される。

【００２１】本実施形態の複写機においては、現像装置
の連続運転を行った場合や、現像装置内でトナー濃度に
ムラが生じた場合でも、現像剤担持体上のトナー帯電量
を所定の範囲に保つことのできるような構成を採用して
いる。以下、この構成動作について説明する。

【００２２】まず、上記現像剤規制ローラ４３の回転速
度とトナーの帯電量との関係について説明する。図２の
現像装置４においては、現像スリーブ４１と現像剤規制
ローラ４３とを、互いに対向する領域で互いの表面が異
なる方向に移動するように構成している。このような現
像装置における現像剤規制ローラ４３表面の現像スリー
ブ４１表面に対する線速比と、現像スリーブ４１と上記
現像剤規制ローラ４３との間隙部通過後のトナー帯電量
の増加分との関係を図３に示す。なお、この時現像スリ
ーブ４１の回転速度は一定とする。上記線速比が大きく
なり、上記現像剤規制ローラ４３表面と現像スリーブ４
１表面との相対速度が大きくなると、上記間隙部におい
て現像剤に加わるせん断力が大きくなる。これにより、
上述のように、トナーの表面積の多くの部分がキャリア
と接触することとなるのでトナーの帯電部分が増加し、
トナー１個当たりの帯電量は増加する。すなわち、トナ
ーの帯電量が増加して画像濃度の低下のおそれがある場
合には、上記線速比を小さくすれば、上記トナー帯電量
の増加を抑制して画像濃度が向上しやすくなることがわ
かる。逆にトナーの帯電量が減少して画像濃度が濃くな
り過ぎるおそれがある場合には、上記線速比を大きくす
れば、上記トナー帯電量の増加を高めて画像濃度が低下
しやすくなることがわかる。

【００２３】次に、上記現像剤規制ローラ４３の回転速
度を制御するための制御システムの説明をする。図４
は、該制御システムのブロック図である。制御手段とし
ての制御部１０１は、後述する動作時間カウンタ１０
２、停止時間カウンタ１０３あるいは上述のトナー濃度
センサ１０６からの出力に基づいて、現像剤規制ローラ
４３を駆動する駆動手段としての例えばＤＣモータを駆
動するモータ駆動電源１０４に、４ビットの速度制御信
号を送る。そして、該モータ駆動電源１０４は、上記速
度制御信号に応じた出力電圧で上記ＤＣモータ１０５を
駆動する。これにより、現像剤規制ローラ４３の回転速
度は４ビットで切り替わることとなる。

【００２４】図５は、上記制御部における制御を示すフ
ローチャートである。この制御は例えば、現像装置の工
場出荷時、あるいは工場出荷後の客先での装置設置時の
初期調整時などにスタートする。そして、所定時間毎に
まず、現像装置が動作中であるか否かが判断される（ス
テップ１）。ステップ１で現像装置が動作中である場合
（ステップ１Ｙ）には、停止時間カウンタ１０３をリセ
ットし（ステップ２）、動作時間カウンタ１０２をカウ
ントアップする（ステップ３）。次に、動作時間カウン
タ１０２のカウンタ値が所定値を超えたか否かが判断さ
れる（ステップ４）。そして、カウンタ値が所定値を超
えている場合（ステップ４Ｙ）には、上述の速度制御信
号を１段階下位レベルに下げる（ステップ５）。その
後、制御部１０１にトナー濃度センサ１０６からの検出
値が入力される（ステップ６）。一方、上記カウンタ値
が所定値以下である場合（ステップ４Ｎ）には、速度制
御信号を変化することなく上記トナー濃度センサ１０６
からの検出値が制御部１０１に入力される（ステップ
６）。上記トナー濃度センサ１０６からの検出値として
は例えば、複数回のトナー濃度の検出を行ったときの平
均値を用いる。これにより該トナー濃度センサ１０６近
傍でのトナー濃度を現像スリーブ近傍の現像に用いられ
る現像剤のトナー濃度とみなすことができる。そして、
制御部１０１に予め入力されている参照表に従い、該検
出値に基づいた速度制御信号の補正がなされる（ステッ
プ７）。上記参照表は、現像剤規制ローラ４３の回転速
度とトナー帯電量との関係をトナー濃度を変えて実験的
に求めたデータにより作成されている。上述のように、
トナー濃度が高くなるとトナー帯電量は低下し、トナー
濃度が低くなるとトナー帯電量は高くなってしまう。こ
のことを防止するために、上記補正は、トナー濃度が高
い場合には上記現像剤規制部材４３表面と上記現像スリ
ーブ４１表面との相対速度が大きくなるように、すなわ
ち、速度制御信号を上げるようになされ、トナー濃度が
低い場合には上記相対速度が小さくなるように、すなわ
ち、速度制御信号を下げるようになされる。そして、上
記モータ駆動電源１０４は、この補正された速度制御信
号に基づいた出力電圧で上記ＤＣモータ１０５を駆動す
る。このとき、速度制御信号が上位である場合には上記
現像剤規制ローラ４３の回転速度は高速になって該現像
剤規制ローラ４３表面と上記現像スリーブ４１表面の相
対速度は大きくなり、現像剤に与えられるせん断力が大
きくなるのでトナー帯電量の増加が高められる。一方、
速度制御信号が下位である場合には上記現像剤規制ロー
ラ４３の回転速度は低速になって該現像剤規制ローラ４
３表面と上記現像スリーブ４１表面の相対速度は小さく
なり、現像剤に与えられるせん断力が小さくなるのでト
ナー帯電量の増加が抑制される。その後、所定時間が経
過した後に、再度ステップ１で現像装置が動作中である
か否かの判断がなされる。

【００２５】ここで、現像装置の運転が終了し、該現像
装置が待機状態になったり、電源がＯＦＦされたりし
て、上記間隙部への現像スリーブ４１による現像剤の搬
送が所定時間以上停止された場合、現像剤のトナーとキ
ャリアの有する電荷が自然に放電されて帯電量が低下
し、画像濃度が濃くなり過ぎる恐れがある。図示の例の
制御部では、上記現像スリーブ４１による現像剤の搬送
が連続して停止する時間（以下、連続停止時間という）
に応じて上記現像剤規制部材の回転速度を制御し、上記
画像濃度を更に良好に保つように構成されている。以
下、現像装置の動作が停止したときの制御について説明
する。 （以下、余白）

【００２６】上記ステップ１で現像装置が動作中でな
い、すなわち、停止状態にあると判断された場合（ステ
ップ１Ｎ）には、動作時間カウンタ１０２をリセットし
（ステップ８）、停止時間カウンタ１０３をカウントア
ップする（ステップ９）。次に、停止時間カウンタ１０
３のカウンタ値が所定値を超えたか否かが判断される
（ステップ１０）。そして、上記カウンタ値が所定値を
超えている場合（ステップ１０Ｙ）には、上述の速度制
御信号を１段階上位レベルに上げる（ステップ１１）。
その後、制御部１０１にトナー濃度センサ１０６からの
検出値が入力される（ステップ６）。一方、上記カウン
タ値が所定値以下である場合（ステップ１０Ｎ）には、
速度制御信号を変化することなく上記トナー濃度センサ
１０６からの検出値が制御部１０１に入力される（ステ
ップ６）。そして、上記参照表に従い、該検出値に基づ
いた速度制御信号の補正がなされる（ステップ７）。上
記補正は、上述のように、トナー濃度が高い場合には速
度制御信号を上げ、トナー濃度が低い場合には速度制御
信号を下げるようになされる。そして、上記モータ駆動
電源１０４は、現像装置が動作を開始するときにこの補
正された速度制御信号に基づいた出力電圧で上記ＤＣモ
ータ１０５を駆動する。このとき、速度制御信号が上位
である場合には上記現像剤規制ローラ４３の回転速度は
高速になって該現像剤規制ローラ４３表面と上記現像ス
リーブ４１表面の相対速度は大きくなり、現像剤に与え
られるせん断力が大きくなるのでトナー帯電量の増加が
高められる。一方、速度制御信号が下位である場合には
上記現像剤規制ローラ４３の回転速度は低速になって該
現像剤規制ローラ４３表面と上記現像スリーブ４１表面
の相対速度は小さくなり、現像剤に与えられるせん断力
が小さくなるのでトナー帯電量の増加が抑制される。そ
の後、所定時間が経過した後に、再度ステップ１で現像
装置が動作中であるか否かの判断がなされる。このよう
に、図示の例においては上記制御部により、上記現像ス
リーブ４１による現像剤搬送の連続停止時間が所定の時
間を超えると、上記現像スリーブ４１と上記現像剤規制
ローラ４３との対向領域において現像スリーブ４１表面
に対する上記現像剤規制ローラ４３表面の相対速度が大
きくなるように、上記現像スリーブ４１の搬送停止状態
が終了した直後の上記現像剤規制ローラ４３の回転速度
を制御する。これにより、上記現像スリーブ４１による
現像剤の搬送開始時において、上記現像剤規制部材と上
記現像剤担持体との間の現像剤に与えるせん断力を大き
くし、上記停止時間中に減少したトナーの帯電量を増加
させることができる。よって、現像装置の停止時の自然
放電によりトナー帯電量の変動が起きても、停止時間直
後のトナー帯電量を一定に保ち、画像品質の変動を防止
することができる。

【００２７】所定時間毎に上記現像装置が動作中である
か否かの判断がなされ、以上の制御が繰り返される。

【００２８】なお、上記ステップ７で行う速度制御信号
の補正はこのフローの各サイクル限りのものであり、ス
テップ５あるいはステップ１１で設定し直される速度制
御信号のレベルを変更するものではない。

【００２９】以上述べたように、本実施形態によれば、
上記現像スリーブ４１による現像剤の連続搬送時間及び
トナー濃度センサ１０６の出力値に基づいて、上記制御
部１０１により上記現像剤規制ローラの回転速度を制御
する。すなわち、上記連続搬送時間が所定の時間を超え
ると、上記現像剤担持体と上記現像剤規制部材との対向
領域において現像剤担持体表面に対する上記現像剤規制
部材表面の相対速度が小さくなるように上記回転速度を
変化させる。また、上記トナー濃度センサ１０６により
上記トナー濃度が所定の値よりも高いことが検出される
と上記相対速度が大きくなるように上記回転速度を変化
させ、上記トナー濃度が所定の値よりも低いことが検出
されると上記相対速度が小さくなるように上記回転速度
を変化させる。これにより、連続動作時あるいはトナー
濃度変動時でも、上記現像剤規制部材と上記現像剤担持
体との間の現像剤に与えるせん断力を変化させることに
よって該現像剤中のトナーの帯電量を一定に保つことが
できる。よって、画像濃度のムラを防止し、画像品質を
良好に保つことができる。

【００３０】また、本実施形態によれば、上記現像スリ
ーブ４１と上記現像剤規制ローラ４３とが互いに対向す
る領域で互いの表面が異なる方向に移動するので、互い
に対向する領域で互いの表面が同方向に移動するように
構成した場合に比して、上記現像スリーブ４１と上記現
像剤規制ローラ４３との間の相対速度が大きくすること
ができる。よって、効果的にトナーにせん断力を与えて
帯電量を制御し、画像品質の変動を良好に防止すること
ができる。

【００３１】また、上記回転速度を上げる場合と下げる
場合とで、変更する速度レベルの差や現像装置が動作中
か否かを判断する時間間隔を切り換えるように構成した
方が望ましい。これは、現像装置の連続動作中に現像剤
中のトナーの帯電量が上昇する速度と、該現像装置の停
止中に現像剤中のトナーの帯電量が自然放電により低下
する速度とを比較すると一般的に前者の速度が大きく、
両者が互いに異なるためである。

【００３２】次に、上記制御部１０１における制御の変
形例について説明する。図６は、図２の現像装置の水平
断面図である。この現像装置において、現像剤は２本の
撹拌スクリュウ４２のうちの現像スリーブ４１から遠い
方の撹拌スクリュウ４２（以下、必要に応じて第一撹拌
スクリュウという）により、現像装置手前側（図６中下
側）から奥側（図６中上側）に向かって撹拌されながら
搬送される。そして、第一撹拌スクリュウにより奥側に
搬送された現像剤は、上記２本の撹拌スクリュウ４２の
うちの現像スリーブ４１に近い方の撹拌スクリュウ４２
（以下、必要に応じて第二撹拌スクリュウという）によ
り、現像装置奥側から手前側に向かって撹拌されながら
搬送される。そして、第二撹拌スクリュウにより手前側
に搬送された現像剤は、再度上記第一撹拌スクリュウに
より撹拌搬送される。このようにして、現像剤は循環搬
送され、上記第二撹拌スクリュウによる撹拌搬送の間に
現像スリーブ４１に供給されて現像に用いられる。そし
て、この現像装置においては、上述のトナー補給装置９
から補給される補給トナーは現像装置手前側のトナー受
け部４４に補給される。該補給トナーは現像剤収容部４
０内の現像剤と混じりあって矢印Ａ方向に移動しながら
撹拌される。そして、該移動により上記補給トナーが上
記第一撹拌スクリュウにより撹拌搬送される領域（以
下、第一撹拌領域という）を通過して、上記第二撹拌ス
クリュウにより撹拌搬送される領域（以下、第二撹拌領
域という）の入り口付近に到達すると、該現像スリーブ
４１に上記補給トナーのうちの一部が供給されることと
なる。しかしながら、上記補給トナーは現像剤中のキャ
リアと均一に混合されてはいても、該キャリアとの間に
の相互的な移動が少なく、十分に帯電していない。した
がって、トナー帯電量不足による画像品質の変動が予想
される。そこで、上記画像品質の変動を防止するため
に、トナー補給直後に上記現像スリーブ４１に供給され
た現像剤に対して強いせん断力を与えるような上記現像
剤規制ローラ４３の回転速度の制御をおこなう。

【００３３】図７は、上記制御のフローチャートであ
る。図５のフローチャートと異なる点は、速度制御信号
の補正の後に、トナー補給がなされて所定時間以内であ
る場合には更に速度制御信号の補正をおこなう処理が追
加された点である。具体的には、ステップ７で速度制御
信号の補正がなされた後に、前回のサイクル実行以降に
トナー補給がされたか否かを判断する（ステップ１
２）。そして、トナー補給があったと判断されれば（ス
テップ１２Ｙ）、速度制御信号の補正を行う（ステップ
１３）。この補正は、上記現像剤規制部材４３表面と上
記現像スリーブ４１表面との相対速度が大きくなるよう
に、すなわち、速度制御信号を上げるようになされる。
そして、上記モータ駆動電源１０４は、この補正された
速度制御信号に基づいた出力電圧で上記ＤＣモータ１０
５を駆動する。このとき、速度制御信号が上位である場
合には上記現像剤規制ローラ４３の回転速度は高速にな
って該現像剤規制ローラ４３表面と上記現像スリーブ４
１表面の相対速度は大きくなり、現像剤に与えられるせ
ん断力が大きくなるのでトナー帯電量の増加が高められ
る。一方、速度制御信号が下位である場合には上記現像
剤規制ローラ４３の回転速度は低速になって該現像剤規
制ローラ４３表面と上記現像スリーブ４１表面の相対速
度は小さくなり、現像剤に与えられるせん断力が小さく
なるのでトナー帯電量の増加が抑制される。その後、所
定時間が経過した後に、再度ステップ１で現像装置が動
作中であるか否かの判断がなされる。

【００３４】このように、上記トナー補給されてから所
定時間が経過するまでは上記現像剤規制部材４３表面と
上記現像スリーブ４１表面との相対速度が大きくなるよ
うに上記現像剤規制ローラ４３の回転速度の制御を行う
ことにより、トナー補給直後に上記現像スリーブ４１に
供給された現像剤に対して強いせん断力を与えることが
できる。これにより、トナー補給直後であってもトナー
の帯電量を一定の範囲に保つことができる。よって、ト
ナー帯電量不足による非画像部へのトナー付着やトナー
飛散などを防止することができ、画像品質を更に良好に
保つことができる。

【００３５】なお、上記トナー補給直後に回転速度を速
めに設定する時間は、例えば上記トナー受け部４４に補
給されたトナーが上記第二撹拌領域の入り口付近に到達
するまでに要する時間に設定すればよい。この値は現像
装置の構造、現像剤の量と種類、トナー補給位置などに
より異なるので、実験的に求めることが望ましい。

【００３６】また、例えば、上記トナー補給装置９によ
る現像剤収容部４０内へのトナー補給が上記現像スリー
ブ４１軸方向に広い範囲にわたってなされる場合も、同
様に、補給トナーが上記第二撹拌領域の入り口付近に到
達し終えるまでの時間を目安に設定すればよい。

【００３７】〔実施形態２〕次に、他の実施形態につい
て説明する。本実施形態では、基本的に上記実施形態１
と同様の構成を備えている。また、本実施形態において
は、実施形態１のトナー濃度センサに代え、感光体１上
に一定の潜像パターンを形成し、これに現像によって付
着したトナー量を検出する付着量検出手段としての反射
濃度センサを設けている。そして、現像スリーブ４１に
よる現像剤の連続搬送時間と上記反射濃度センサによる
検出結果に基づいて現像剤規制ローラ４３の回転速度を
制御するような構成を採用している。以下、この構成に
ついて説明する。感光体１上に一定の潜像パターンを形
成し、これに現像によって付着したトナー量を検出する
技術としては、従来公知のトナー補給制御のための検出
用パターン形成、現像、検出の技術を採用することがで
きる。図１に符号１０７で示すのが、上記検出用パター
ンの光の反射率を検出する反射濃度センサである。先
ず、例えば所定枚数のプリント毎に感光体１上の非転写
領域に画像部の書込と同一のレーザー光により感光体上
に基準パターンを書き込んで基準パターン潜像を形成す
る。この基準パターン潜像を感光体の回転により現像装
置４に搬送して現像した後、上記反射濃度センサ１０７
に対向させる。そして、この反射濃度センサ１０７で上
記基準パターン像に光を照射するとともにその反射光量
を検出して、現像されたトナー量（以下、現像量とい
う）、すなわち、その時点における現像装置４の現像能
力を推定することが可能になる。

【００３８】図８は、本実施形態における制御システム
の一例のブロック図である。制御手段としての制御部１
０１は、動作時間カウンタ１０２、停止時間カウンタ１
０３あるいは上述の反射濃度センサ１０７からの出力に
基づいて、現像剤規制ローラ４３を駆動する駆動手段と
しての例えばＤＣモータを駆動するモータ駆動電源１０
４に、４ビットの速度制御信号を送る。そして、該モー
タ駆動電源１０４は、上記速度制御信号に応じた出力電
圧で上記ＤＣモータ１０５を駆動する。これにより、現
像剤規制ローラ４３の回転速度は４ビットで切り替わる
こととなる。

【００３９】図９は、上記制御部における制御を示すフ
ローチャートである。図５のフローチャートと異なる点
は、動作時間カウンタ１０２あるいは停止時間カウンタ
１０３のカウンタ値に基づいて速度制御信号の変更が行
われた後に、上記トナー濃度センサ１０６の出力値では
なく、反射濃度センサ１０７の出力値により、速度制御
信号の補正を行う点である。具体的には、ステップ４あ
るいはステップ１１でカウンタ値が所定値以下であるこ
とが検出された後（ステップ４Ｎあるいはステップ１１
Ｎ）、若しくは、ステップ５あるいはステップ１１で速
度制御信号が変更された後に、現像量検出センサ１０７
からの出力値が上記制御部１０１に入力される（ステッ
プ６’）。そして、図５のフローチャートで示した制御
の場合と同様に、制御部１０１に予め入力されている参
照表に従い、該検出値に基づいた速度制御信号の補正が
なされる（ステップ７’）。上記参照表は、現像剤規制
ローラ４３の回転速度と上記現像量との関係が書き込ま
れたものである。上述のように、トナー濃度が高くなる
とトナー帯電量は低下し、トナー濃度が低くなるとトナ
ー帯電量は高くなってしまう。このことを防止するため
に、上記補正は、現像量が多く、現像能力が高くなって
いる場合には上記現像剤規制部材４３表面と上記現像ス
リーブ４１表面との相対速度が大きくなるように、すな
わち、速度制御信号を上げるようになされ、現像量が少
なく、現像能力が低くなっている場合には上記相対速度
が小さくなるように、すなわち、速度制御信号を下げる
ようになされる。そして、上記モータ駆動電源１０４
は、この補正された速度制御信号に基づいた出力電圧で
上記ＤＣモータ１０５を駆動する。このとき、速度制御
信号が上位である場合には上記現像剤規制ローラ４３の
回転速度は高速になって該現像剤規制ローラ４３表面と
上記現像スリーブ４１表面の相対速度は大きくなり、現
像剤に与えられるせん断力が大きくなるのでトナー帯電
量の増加が高められる。一方、速度制御信号が下位であ
る場合には上記現像剤規制ローラ４３の回転速度は低速
になって該現像剤規制ローラ４３表面と上記現像スリー
ブ４１表面の相対速度は小さくなり、現像剤に与えられ
るせん断力が小さくなるのでトナー帯電量の増加が抑制
される。その後、所定時間が経過した後に、再度ステッ
プ１で現像装置が動作中であるか否かの判断がなされ
る。

【００４０】所定時間毎に上記現像装置が動作中である
か否かの判断がなされ、以上の制御が繰り返される。

【００４１】以上のように、本実施形態によれば、上記
現像スリーブ４１による現像剤の連続搬送時間及び反射
濃度センサ１０７の出力値に基づいて、上記制御部１０
１により上記現像剤規制ローラ４３の回転速度を制御す
る。すなわち、上記連続搬送時間が所定の時間を超える
と、上記現像剤担持体と上記現像剤規制部材との対向領
域において現像剤担持体表面に対する上記現像剤規制部
材表面の相対速度が小さくなるように上記回転速度を変
化させる。また、上記反射濃度センサ１０６により上記
検出用パターンへのトナー付着量が所定の量よりも多い
ことが検出されると上記相対速度が大きくなるように上
記回転速度を変化させ、上記トナー付着量が所定の量よ
りも少ないことが検出されると上記相対速度が小さくな
るように上記回転速度を変化させる。これにより、連続
動作時あるいはトナー濃度変動時でも、上記現像剤規制
部材と上記現像剤担持体との間の現像剤に与えるせん断
力を変化させることによって該現像剤中のトナーの帯電
量を一定に保つことができる。よって、画像濃度のムラ
を防止し、画像品質を良好に保つことができる。

【００４２】なお、本実施形態においても、トナー補給
直後に上記現像スリーブ４１に供給された現像剤に対し
て強いせん断力を与えるような上記現像剤規制ローラ４
３の回転速度の制御をおこなうのが望ましい。このよう
な制御を行うことにより、トナー補給直後であってもト
ナーの帯電量を一定の範囲に保ち、トナー帯電量不足に
よる非画像部へのトナー付着やトナー飛散などを防止す
ることができ、画像品質を更に良好に保つことができ
る。

【００４３】

【発明の効果】請求項１、３、及び、４の発明によれ
ば、この現像装置においては、上記現像剤担持体による
現像剤の連続搬送時間と上記トナー濃度検知手段による
検知結果とに基づいて上記制御手段により上記現像剤規
制部材の回転速度を制御し、上記現像剤規制部材と上記
現像剤担持体との間の現像剤に与えるせん断力を変化さ
せて、該現像剤中のトナーの帯電量を一定に保つことが
できる。よって、上記現像剤担持体による現像剤の連続
搬送を行う場合や現像装置内のトナー濃度が変動した場
合でも、上記トナー帯電量を一定に保って画像濃度のム
ラを防止し、画像品質を良好に保つことができるという
優れた効果がある。

【００４４】また、請求項２乃至４の発明によれば、上
記付着量検出手段により検出した、潜像担持体上の検出
用の顕像のトナー付着量の検出結果と上記現像剤担持体
による現像剤の連続搬送時間とに基づいて、上記制御手
段により上記現像剤規制部材の回転速度を制御し、上記
現像剤規制部材と上記現像剤担持体との間の現像剤に与
えるせん断力を変化させて、該現像剤中のトナーの帯電
量を一定に保つことができる。よって、上記現像剤担持
体による現像剤の連続搬送を行う場合や現像装置内のト
ナー濃度が変動した場合でも、上記トナー帯電量を一定
に保って画像濃度のムラを防止し、画像品質を良好に保
つことができるという優れた効果がある。

【００４５】また、請求項３及び４の発明によれば、上
記トナー補給手段によるトナー補給直後の所定時間は、
上記現像剤担持体と上記現像剤規制部材との対向領域に
おいて現像剤担持体表面に対する上記現像剤規制部材表
面の相対速度が大きくなるように上記制御手段により上
記回転速度を制御するので、トナー補給直後に上記現像
剤担持体に供給された現像剤に対して強いせん断力を与
えることができる。これにより、トナー補給直後であっ
てもトナーの帯電量を一定の範囲に保つことができるの
で、トナー帯電量不足による非画像部へのトナー付着や
トナー飛散などを防止することができ、画像品質を更に
良好に保つことができるという優れた効果がある。

【００４６】特に、請求項４の発明によれば、上記現像
剤担持体と上記現像剤規制部材とを、互いに対向する領
域で互いの表面が異なる方向に移動するように構成した
ので、互いに対向する領域で互いの表面が等しい方向に
移動するように構成した場合に比して、上記現像剤担持
体表面と現像剤規制部材表面との相対速度が大きくな
る。これにより、効果的にトナーにせん断力を与えて帯
電量を制御し、画像品質の変動を良好に防止することが
できるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る電子写真複写機の概略構成を示
す正面図。

【図２】同複写機の現像装置の概略構成を示す正面図。

【図３】同現像装置における現像剤規制ローラ４３表面
の現像スリーブ４１表面に対する線速比とトナー帯電量
との関係の説明図。

【図４】同現像装置の制御システムのブロック図。

【図５】同制御システムの制御部における制御を示すフ
ローチャート。

【図６】図２の現像装置の水平断面図。

【図７】同現像装置の制御部における制御の変形例を示
すフローチャート。

【図８】他の実施形態に係る制御システムのブロック
図。

【図９】同制御システムの制御部における制御を示すフ
ローチャート。

【符号の説明】

１ 感光体 ４ 現像装置 ４１ 現像スリーブ ４２ 撹拌スクリュウ ４３ 現像剤規制ローラ４３ １０１ 制御部 １０２ 動作時間カウンタ １０３ 停止時間カウンタ １０４ モータ駆動電源 １０５ ＤＣモータ １０６ トナー濃度センサ １０７ 反射濃度センサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】潜像担持体に対向して配置され、キャリア
   とトナーとからなる現像剤を表面に担持して搬送する現
   像剤担持体と、該現像剤担持体と所定の間隔で配置さ
   れ、該現像剤担持体上の現像剤を回転しながら規制する
   現像剤規制部材とを備え、該現像剤規制部材により規制
   された上記現像剤担持体表面の現像剤により潜像担持体
   上の潜像を現像する現像装置を備えた画像形成装置にお
   いて、 上記現像装置内の現像剤中のトナーの比率を検知するト
   ナー濃度検知手段と、上記現像剤担持体による現像剤の
   連続搬送時間と、上記トナー濃度検知手段による検知結
   果とに基づいて、上記現像剤規制部材の回転速度を制御
   する制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】潜像担持体に対向して配置され、キャリア
   とトナーとからなる現像剤を表面に担持して搬送する現
   像剤担持体と、該現像剤担持体と所定の間隔で配置さ
   れ、該現像剤担持体上の現像剤を回転しながら規制する
   現像剤規制部材とを備え、該現像剤規制部材により規制
   された上記現像剤担持体表面の現像剤により潜像担持体
   上の潜像を現像する現像装置を備えた画像形成装置にお
   いて、 潜像担持体上に検出用の潜像を形成する潜像形成手段
   と、該検出用の潜像を上記現像装置により現像して形成
   した顕像のトナー付着量を検出する付着量検出手段と、
   上記現像剤担持体による現像剤の連続搬送時間と、上記
   付着量検出手段による検出結果とに基づいて、上記現像
   剤規制部材の回転速度を制御する制御手段とを設けたこ
   とを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２の画像形成装置において、 上記現像剤にトナーを補給するトナー補給手段を設け、
   該トナー補給手段によるトナー補給直後の所定時間は、
   上記現像剤規制部材表面の上記現像剤担持体表面に対す
   る相対速度が大きくなるような上記現像剤規制部材の回
   転速度の制御を行うように上記制御手段を構成したこと
   を特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】請求項１、２、又は３の画像形成装置にお
   いて、 上記現像剤担持体と上記現像剤規制部材とを、互いに対
   向する領域で互いの表面が異なる方向に移動するように
   構成したことを特徴とする画像形成装置。