JPH0261657A - 画像形成装置 - Google Patents

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】 「産業上の利用分野」 本発明は、２成分現像剤を使用する複写機、プリンタ等
の画像形成装置に関するものである。

「従来の技術」 一般に、電子写真複写プロセスを備えた画像形成装置に
使用される感光体ドラム等の静電潜像担体は、感光体表
面が湿気を帯びていると帯電性か低下する。また、感光
体が安定した帯電性を得るためにはある程度疲労が与え
られていることか必要である。さらに、紙等の転写材に
トナーを溶融定着させる定着装置では、作像動作がスタ
ートしてからヒータに通電したのでは定行可能な状態ま
で立ち上げるのに時間かかかり過ぎることから、常時前
記定着ローラ等を所定のｌ温度以上て待機させておく必
要かある。

そこで、従来画像形成装置として、電源か投入されると
感光体に熱を加えて湿気を除くとともに、周囲のチャー
ジャを動作させて疲労を与えることにより感光体の安定
化を図る一方、定着装置のヒータにＭＸｒＡを通電して
定着ローラ等を所定の温度以」二に予備加熱する前処理
、工程を備えたものが提供されている。

［発明が解決しようとする課題」 しかしながら、前記従来の画像形成装置では、現像装置
のトナー濃度制御は前記前処理工程終了後作像がスター
トしてから行うようにしており、正常なトナー濃度での
良好な作像が可能になるのは前処理工程とトナー濃度制
御が終了した後になり、画像形成装置に電源を投入して
から良好な作像が行えるまでに長時間を要するものであ
った。

特に、現像装置のトナーが大量に消費された状態で画像
形成装置の電源が遮断されると、次に電源が投入されて
から現像装置が正常な状態までトナー濃度を立ち上げる
のに相当長時間を要するという問題点を有していた。

「課題を解決するための手段」 本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので
、２成分現像剤を使用する画像形成装置において、電源
投入後、静電潜像担体を作像可能な状態に立ち上げる処
理、及び定着装置を所定の温度以上に立ち上げる処理等
を行う前処理工程と、現像装置に収容されている現像剤
のトナー混合比を測定する測定手段と、前記測定手段の
測定結果をもとに、前記現像装置にトナーを補給する補
給手段と、前記前処理工程の間に前記測定手段を動作さ
せる制御手段と、を設けたものである。

「作用」 前記構成を備えた画像形成装置では、電源が投入される
と前処理工程か実行され、静電潜像担体及び定着装置は
プリント指令に対して即座に対処可能な状態に設定され
る。

また、前記前処理工程の間に、測定手段により現像装置
のトナー濃度が測定され、トナー濃度不足ならばトナー
補給手段よりトナーが補給され、前処理工程が終了とと
もに、又は前処理工程か終了してから僅かな時間が経過
した時点で画像形成装置は良好な作像が可能な状態とな
る。

「実施例」 以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して説明する
。

第１図は本発明にかかる画像形成装置の要部断面を示し
、現像装置１は、概略、現像部２と、現像剤循環搬送部
３と、トナー収容部６と、トナー補給部７とで構成され
、トナーとキャリアとの混合物からなる２成分現像剤を
現像剤循環搬送部３（以下、搬送部という）で循環搬送
しつつその一部を現像部２に供給して現像に供する一方
、現像によって消費されるｍに見合う量のトナーを、ト
ナー収容部６からトナー補給部７を介して搬送部３に補
給するものである。

現像部２の現像スリーブ２１は、非磁性導電材（例えば
アルミニウム）で形成された円筒体の外周面にブラスト
処理等で微小凹凸を形成したもので、軸方向（紙面の表
裏方向）に延在する複数の磁極を周方向に配置した磁気
ローラ２２を内蔵し、現像スリーブ軸６６に矢印（ｅ）
方向に回転駆動可能に支持されており、感光体ドラム１
００の外周面と所定のギャップをもって対向させである
。また現像スリーブ２１と感光体ドラム１００との対向
領域〔以下、「現像位置Ｘ」という。〕の背面側には、
ケーシング１の内面上部に設けた穂高規制部材２３か所
定の穂高規制ギャップをもって現像スリーブ２１に対向
させである。

搬送部３は、ケーシングｌの底部を湾曲させて形成した
現像剤混合撹拌搬送路３１と現像剤供給搬送路３２とを
有し、両搬送路３１．３２はケーシングｌの底部から立
ち上がった仕切り仮３３で仕切られるとともに、該仕切
り板３３の両端に形成した通路（図示せず）を介して連
絡されている。

搬送路３２は現像スリーブ２１と平行としてあり、パケ
ットローラ４が収容されている。このパケットローラ４
は、六角形状の２枚の支持板４１（一方は図示せず）の
各辺に、複数のパケット４２を橋渡し、パケット４２の
内側に多数の羽根部４３を取り付けたもので、内部を貫
通する支軸４４を介して矢印（ｂ）方向に回転駆動可能
としである。

搬送路３１は、搬送路３２よりも手前側で低く、奥側で
高くなるように若干傾斜し、該搬送路３１の略中央底部
には磁気センサであるトナー濃度検出センサ９が取り付
けてあり、このトナー検出センサ９の上部センサ面９１
は、搬送路３１を搬送される現像剤の円滑な流れを遮る
ことがないように、搬送路３１の内面とほぼ同一平面上
に位置するようにしである。

なお、トナー濃度検出センサ９は、搬送路３１を搬送さ
れる現像剤に含まれているトナーの濃度を透磁率の変化
として検出するもので、そのセンサ出力は後に説明する
制御装置に出力するようにしである。本実施例において
、判定基準となる基準濃度は、７．０ｗｔ％に設定され
、これに対応するセンサ出力電圧は２．５■としである
。

また、搬送路３１には、現像剤搬送ローラ５（以下、搬
送ローラという。）が矢印（ａ）方向に一定周期（３０
０ｍ５ｅｃ）で回転駆動可能に取り付けである。

搬送ローラ５は、支軸に羽根部材を取り付けたもので、
該羽根部材には前記トナー濃度検出センサ９のセンサ面
９１が位置するトナー濃度検出領域に対応する部分を除
き、多数の搬送羽根が取り付けである。

トナー収容部６は、前記搬送路３１の後部を仕切って形
成されているトナーホッパー６１内に撹拌装置６２を備
えたもので、トナーホッパー６１の上部には補給用トナ
ーを予め充填したトナーカートリッジ６３か４脱自在に
取り付けられ、補給用トナーがホ、ツバー６１内に補充
される。

トナー補給部７は、前記搬送路３１とトナー収容部６と
の間に位置し、トナー補給部７と搬送路３１とは仕切り
仮３５によって仕切られている。

トナー補給部７には補給ローラ７１が設置されており、
この補給ローラ７１は、支軸に搬送羽根７３をスパイラ
ル状に巻回したもので、ホッパー６１の底部に位置する
補給路７４に矢印（ｄ）方向に回転駆動可能に設置しで
ある。また、この補給路７４の手前側は、トナー補給用
傾斜面にて前記搬送路３１に連通している。この傾斜面
はトナーが流れ易いように、トナーの安息角かそれ以上
の角度とされている。

第２図は現像装置の駆動系を示し、現像モータＭ２の出
力軸に固嵌した駆動歯車８１と従動歯車８３とに歯付ベ
ルト８２を掛は渡し、従動歯車軸の伝導動歯型８４とパ
ケット駆動歯車８５とが噛み合わせである。パケット駆
動歯車８５はギヤ連結により現像スリーブ駆動歯車８６
に現像モータＭ２の回転駆動力を与えられる。前記スリ
ーブ駆動歯車８６は電磁クラッチＣＬ１５０を介して、
現像スリーブローラ軸６６に断続可能に連結される。ま
た、パケット駆動歯車８５はアイドルギア８９を介して
、搬送ローラ駆動歯車８８にギヤ連結して搬送ローラ５
を駆動する。

トナー補給モータＭ３は、トナー補給ローラ駆動歯車８
７にギヤ連結して、トナー補給ローラ７１を駆動する。

その他、第２図において、１００は感光体ドラムで、感
光体ドラム駆動用メインモータＭ１により歯車１０１，
１０２を介して矢線ｆ方向に駆動される。

前記構成からなる現像装置では、トナー収容部６のトナ
ーホッパー６１に補充されたトナーは、撹拌装置６２に
よって撹拌されながら、補給ローラ７１の矢印（ｄ）方
向の回転に基づいて補給路７４を第１図手前方向に搬送
され、第１図の手前側から傾斜面に案内されて搬送路３
１の上流側に補給される。

搬送路３１に補給されたトナーは、隣りの搬送路３２か
ら通路を介して運ばれてくる現像剤と共に、搬送ローラ
５の回転に基づいて搬送羽根５２によって搬送路３１内
を搬送され、略中央部のトナー濃度検出領域を通り、用
例端部に搬送される。

トナー濃度検出領域を通過して搬送路３１の奥側端部に
到達した現像剤は、通路から傾斜面に案内されて搬送路
３２に移動する。

搬送路３２に送り込まれた現像剤は、パケットローラ４
の矢印（ｂ）方向の回転に基づき、羽根部４３によって
搬送され、手前側端部に至ると、再び搬送路３１に送り
込まれるように、搬送路３１と搬送路３２間を循環する
。

なお、一部の現像剤は、搬送路３２を搬送される際、パ
ケット４２によって掬い上げられて現像スリーブ２１の
外周面に供給される。

現像スリーブ２１の外周面に供給された現像剤は、磁気
ローラ２２の磁力線に沿って穂高規制部材２３で規制さ
れる磁気ブラシ状態で保持されるとともに、現像スリー
ブ２１の矢印（ｅ）方向の回転に基づいて同方向に搬送
され、現像領域Ｘ（第１図参照）にて感光体ドラム１０
０の表面に形成されている静電潜像を摺擦してこれを可
視像化する。

現像領域Ｘを通過した現像剤は、その後も現像スリーブ
２１上を矢印（ｅ）方向に搬送され、パケットローラ４
との対向部に達すると、ここには同極の磁極（Ｓ極）が
隣接して反発磁界を形成しており、現像剤は現像スリー
ブ２１の表面から離脱して搬送路３２の現像剤に取り込
まれて、搬送路３２と搬送路３１との間を循環する。

次に、トナー濃度制御機構およびその動作を、前記現像
装置を備えた複写機の概略動作とともに説明する。

第３図は本発明に係る現像装置を備えた複写機の制御回
路の一部を示し、ＣＰＵ２０１の出力端子ΔｌないしＡ
７及びＡ９、ＡＩＯは、それぞれ感光体ドラム駆動用の
メインモータＭｌ、現像スリーブ駆動用の現像モータＭ
２、帯電チャージャＨＶｌ、転写チャージャＨＶ２、ト
ナー補給モータＭ３、電源回路（図示せず）、電磁クラ
ッチＣＬ、定着装置の定着ローラを加熱する定着ヒータ
Ｈｆ、感光体ドラム１００の内部に収容されたドラムヒ
ータＨｄの各駆動スイッチ用のトランジスタ（図示せず
）に接続されている。

ＲＡＭ２０２はバッテリバックアップされており、デー
タバスにてＣＰＵ２０１に接続されている。

トナー濃度検出センサ９は、発振器から出力された信号
をもとに現像剤中の透磁率を検出するもので、透磁率の
変化をコイルのインダクタンス変化に置き換え、その信
号を位相比較器に出力し、該位相比較器はその信号をコ
ンデンサを通じてアナログ信号の形でＣＰＵ２０１のＡ
／Ｄポートに入力する。入力されたセンサ出力信号は、
Ａ／Ｄコンバータにてデジタル信号に変換されて前記Ｒ
ＡＭ２０２に格納され、適宜取り出されてデータ処理さ
れるようになっている。

第４図は、前記複写機に電源投入とともに実行される前
処理工程の動作を示すタイムチャートである。

複写機では、電源スィッチ（図示せず）がオンされると
定着ヒータＨｆ、　　ドラムヒータＨｄに電圧が印加さ
れ、定着ローラ及び感光体ドラム１００が加熱され、感
光体ドラム１００の表面に付着している水分が除去され
る。

そして、定着ローラが１００°Ｃ以上になると、メイン
モータＭｌがスタートして感光体ドラム１００が回転を
開始し、帯電チャージャＨＶ１、転写チャージャ１４ｖ
２に所定の電圧が印加され、感光体ドラム１００の外周
部感光体層が順次帯電されて適度な疲労が付与される。

同時に、現像モータＭ２がスタートし、現像装置１では
パケットローラ４及び搬送ローラ５が回転を開始し、搬
送路３１．３２の中を現像剤が循環搬送されながら混合
撹拌される。このとき、電磁クラッチＣＬはオフ状態を
維持しており、現像スリーブ２１は停止しているために
、搬送路３１．３２内のトナーが無駄に消費されること
はない。

また、前記メインモータＭ１等の駆動スタートとともに
、一定時間間隔（Ｔｅ秒）毎に、タイミング信号が発せ
られ、その信号を受けてＲＡＭ２０２に格納されている
データを呼び出しＡＴＤＣサンプリングが実行され、搬
送路３１内のトナー濃度が所定の基準値以上か否か判定
される。

トナー濃度判定の結果、現像装置１内のトナー濃度が所
定の基準値以下と判定されれば、濃度基準信号をオフす
るとともに、次のタイミング信Ｆまで補給モータＭ３を
駆動して、トナー収容部６からトナー補給部７を介して
搬送路３１にトナーが補給される。なお、トナー濃度が
基準値以下か否かは図示しない液晶パネル等の表示装置
により表示される。

トナー補給動作は、濃度基準信号がオンするまで、すな
わちトナー濃度検出センサ９により検出されるトナー濃
度が基準値に達するまでタイミング信号に応じて断続的
に継続される。

一方、定着ローラの温度が１９５°Ｃ以上になると前処
理工程が終了し、定着ヒータＦ（ｆ、ドラムヒータＨｄ
　、メインモータＭｌ、帯電チャージャＨＶＩ、転写チ
ャージャＨＶ２かそれぞれオフし、複写機はプリント可
能な状態に設定される。なお、この時点ではメインモー
タＭｌ及び現像モータＭ２は停止せず、前処理工程が終
了してから（Ｔａ）時間駆動し、補給されたトナーを搬
送路３１，３２にむらなく分散させる。なお、前記（Ｔ
ａ）時間は、少なくとも補給されたトナーか搬送路３１
゜３２を循環される時間とする。

前処理工程の間に搬送路３Ｉ内のトナー濃度が基準値ま
で回復しない場合、第４図のおいて点線で示すように、
Ａ　Ｔ　Ｄ　Ｃサンプリング、トナー補給は断続的に実
行される。

しかし、この時点ではトナー濃度か完全に基準値まで回
（５しないまでも現像に支障のない状態まで回復してお
り、また、前処理工程か終了した直後にプリントスイッ
チが押されることら少ないため、前処理工程か終了した
時点でプリントを許可する。

第５図はプリントスイッチか押されたときの制御を示し
、プリントスイッチが押されると、定着ヒータＨｆ、メ
インモータＭ１、現像モータＭ２、帯電チャージャＩＩ
■１、転写チャージャＨＶ２、及び電磁クラッチＣＬか
それぞれオンされて、画像形成動作がスタートする。

そして、作像動作か終了すると帯電チャージャト■Ｖｌ
、転写チャージャＨＶ　２　、電磁クラッチＣＩ７、メ
インモータＭｌか順次オフされ、定着ヒータＨｆは定着
ローラの温度に応して適宜オフされる。

一方、プリントスイッチのオン動作に基づいて一定の時
間間隔（Ｔ　ｅ）ごとにタイミング信号が出力され、そ
の度にＡＴＤＣサンプリングが実行されて現像装置１の
トナー濃度か管理され、濃度基準信号かオフして搬送路
３１のトナー濃度か所定の基準値以下と判定されれば、
補給モータＭ３を断続的に駆動して搬送路３１にトナー
か補給される。

「発明の効果」 以上の説明で明らかなように、本発明にかかる画像形成
装置では、画像形成装置の前処理工程の間に現像装置の
トナー濃度制御が行われるために、前処理工程が終了し
た時点ですくにプリント動作を実行することができ、し
かも、適正濃度の画像か得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は現像装置の断面図、第２図は駆動装置の斜視図
、第３図は回路構成図、第４図は前処理工程のタイムチ
ャート、第５図はプリント動作のタイムチャートである
。 １・・現像装置、９・・トナー濃度検出センサ、１００
・−・感光体ドラム、Ｈｆ・・定着ヒータ、Ｈｄ・・・
ドラムヒータ。 特許出願人　ミノルタカメラ株式会社 代理人　弁理士　前出　葆　はか１名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）２成分現像剤を使用する画像形成装置において、 電源投入後、静電潜像担体を作像可能な状態に立ち上げ
   る処理、及び定着装置を所定の温度以上に立ち上げる処
   理等を行う前処理工程と、 現像装置に収容されている現像剤のトナー混合比を測定
   する測定手段と、 前記測定手段の測定結果をもとに、前記現像装置にトナ
   ーを補給する補給手段と、 前記前処理工程の間に前記測定手段を動作させる制御手
   段と、 を設けたことを特徴とする画像形成装置。