JPH08314253A - 画像形成方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像装置の現像剤収容部内のトナーの消費及
び補給がない状態で現像剤が長時間撹拌されるような場
合でも、現像剤の撹拌摩擦による劣化を抑制することが
できる画像形成方法及び装置を提供する。 【構成】 記録装置４４の現像装置４９の現像剤収容部
内の現像剤を撹拌し、該現像剤を感光体ドラム４５に対
向する現像領域に搬送して感光体ドラム４５上に形成さ
れた潜像を現像し、現像領域で現像に用いられなかった
現像剤を現像剤収容部内に戻し、現像剤収容部内に必要
に応じてトナーを補給するカラー複写機において、現像
剤収容部内のトナーの消費及び補給がない状態で現像剤
の撹拌が所定時間以上行われるときに、感光体ドラム４
５上にトナー強制消費用の潜像を形成し、該潜像を現像
して感光体ドラム４５上にトナーを付着させるととも
に、現像剤収容部内にトナーを強制的に補給するよう
に、記録装置４４を制御する制御部１００を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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、現
像剤収容部内の現像剤を撹拌し、該現像剤を像担持体に
対向する現像領域に搬送して該像担持体上に形成された
潜像を現像し、該現像領域で現像に用いられなかった現
像剤を該現像剤収容部内に戻し、該現像剤収容部内に必
要に応じてトナーを補給する画像形成方法及びその装置
における現像剤の撹拌による劣化を軽減する技術に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像形成装置において現
像剤収容部内の現像剤を継続的に長時間撹拌し続ける
と、現像剤の撹拌摩擦による劣化が加速してしまう。そ
こで、この現像剤の撹拌摩擦による劣化を防止するため
に、通常の画像形成動作による現像剤収容部内のトナー
の消費及び補給がない場合には、現像剤収容部内の現像
剤の撹拌を行わないようにしたものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、画像形成装
置の具体的な構成によっては、画像形成装置の機構上の
制約により、通常の画像形成動作による現像剤収容部内
のトナーの消費及び補給がない状態で現像剤の撹拌を止
めることができない場合がある。例えば、複数の潜像担
持体及び各潜像担持体に対応した画像形成ユニットを備
え、一つの駆動装置で全て又は複数の潜像担持体及び画
像形成ユニットを駆動する画像形成装置の場合は、装置
全体としての画像形成動作の間、全て又は複数の潜像担
持体及びそれに対応した画像形成ユニットが継続して駆
動され、現像剤収容部内のトナーの消費及び補給がない
状態で現像剤収容部内の現像剤の撹拌も長時間継続的に
行われてしまう。

【０００４】このように現像剤収容部内のトナーの消費
及び補給がない状態で現像剤の撹拌が長時間継続的に撹
拌されると、トナーの収支が全くない又はほとんどない
ために、同じ現像剤同士での撹拌摩擦が永く続いて現像
剤の劣化が加速し、通常の現像剤の寿命よりも早い時期
に、画像品質及び現像能力の低下などが起きるおそれが
ある。より具体的には、同じトナーとキャリアとの間の
撹拌摩擦、同じトナー同での撹拌摩擦及び同じキャリア
同士での撹拌摩擦が永く続き、キャリア表面へのトナー
の固着や、削れ及び割れによるトナーの小径化等の現像
剤劣化が加速する。そして、通常の現像剤の寿命よりも
早い時期に現像剤の帯電能力が低下し、地汚れ等の画像
品質、及び階調再現性の低下につながる現像能力の低下
などが起きるおそれがある。

【０００５】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、現像剤収容部内のト
ナーの消費及び補給がない状態で現像剤が長時間撹拌さ
れるような場合でも、現像剤の撹拌摩擦による劣化を抑
制することができる画像形成方法及び装置を提供するこ
とである。

【０００６】

【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、現像剤収容部内の現像剤を撹拌
し、該現像剤を像担持体に対向する現像領域に搬送して
該像担持体上に形成された潜像を現像し、該現像領域で
現像に用いられなかった現像剤を該現像剤収容部内に戻
し、該現像剤収容部内に必要に応じてトナーを補給する
画像形成方法において、該現像剤収容部内のトナーの消
費及び補給がない状態で現像剤の撹拌が所定時間以上行
われるときに、該現像剤収容部内のトナーを強制的に消
費し、該現像剤収容部内へトナーを強制的に補給するこ
とを特徴とするものである。

【０００７】また、請求項２の発明は、像担持体上に潜
像を形成する潜像形成手段と、現像剤収容部内の現像剤
を撹拌する現像剤撹拌手段と、該現像剤収容部内の現像
剤を担持して該像担持体に対向する現像領域に供給する
とともに、該像担持体上の潜像の現像に用いられなかっ
た現像剤を該現像剤収容部内に戻す現像剤担持体と、該
現像剤収容部に必要に応じてトナーを補給するトナー補
給手段とを備えた画像形成装置において、該現像剤収容
部内のトナーを強制的に消費するトナー消費手段と、該
現像剤収容部内のトナーの消費がない状態で現像剤の撹
拌が所定時間以上行われるときに、該現像剤収容部内の
トナーを強制的に消費し、該現像剤収容部内にトナーを
強制的に補給するように、該トナー消費手段及び該トナ
ー補給手段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。

【０００８】また、請求項３の発明は、請求項２の画像
形成装置において、上記トナー消費手段として、上記潜
像形成手段及び上記現像剤担持体を用い、上記トナーの
強制的な消費の際に、該像担持体上にトナー強制消費用
の潜像を形成し、該潜像を現像して該像担持体上にトナ
ーを付着させるように、該潜像形成手段及び該現像剤担
持体を制御することを特徴とするものである。

【０００９】また、請求項４の発明は、上記トナー補給
手段として、トナー収容部内のトナーを担持して上記現
像剤収容部内に補給するトナー補給部材と、該トナー補
給部材に電圧を印加する電圧印加手段とを備えた請求項
２の画像形成装置において、上記トナー消費手段とし
て、該トナー補給部材及び該電圧印加手段を用いるとと
もに、該トナー補給部材に担持されたトナーを除去して
回収するトナー回収手段を設け、上記トナーの強制的な
消費の際に、上記現像剤収容部内のトナーが該トナー補
給部材に向かって移動する方向の電界を発生させる電圧
を該トナー補給部材に印加し、該現像剤収容部内のトナ
ーを該トナー補給部材に担持させた後、該トナー補給部
材上のトナーを除去して回収するように、該トナー補給
部材、該電圧印加手段及び該トナー回収手段を制御する
ことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】請求項１の画像形成方法又は請求項２の画像形
成装置においては、現像剤収容部内のトナーの消費及び
補給がない状態で現像剤の撹拌が所定時間以上行われる
ときに、現像剤収容部内のトナーを強制的に消費し、現
像剤収容部内へトナーを強制的に補給することにより、
現像剤収容部内の現像剤のトナー濃度を大きく変化させ
ないで、現像剤の撹拌によって同じ現像剤同士が長時間
継続して摩擦しにくくする。

【００１１】特に、請求項３の画像形成装置において
は、潜像形成手段で像担持体上にトナー強制消費用の潜
像を形成し、現像剤担持体で現像領域に現像剤を供給し
て該潜像を現像して像担持体上にトナーを付着させるこ
とにより、現像剤収容部内のトナーの強制的な消費を行
う。なお、このトナーの強制的な消費によって像担持体
上に付着したトナーは、通常の画像形成で用いられるク
リーニング手段で除去することができる。

【００１２】また特に、請求項４の画像形成装置におい
ては、電圧印加手段で現像剤収容部内のトナーがトナー
補給部材に向かって移動する方向の電界を発生させる電
圧をトナー補給部材に印加し、現像剤収容部内のトナー
をトナー補給部材に担持させた後、トナー回収手段でト
ナー補給部材上のトナーを除去して回収することによ
り、現像剤収容部内のトナーの強制的な消費を行う。な
お、現像剤収容部内へのトナーの強制的な補給時には、
通常の画像形成時と同様に、電界印加手段でトナー補給
部材から現像剤収容部内にトナーが移動する方向の電界
を発生させる電圧をトナー補給部材に印加し、トナー収
容部内のトナーをトナー補給部材に担持させて現像剤収
容部内に補給する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を画像形成装置であるカラー電
子写真複写機（以下、複写機という）に適用した一実施
例について説明する。図２は本実施例に係る複写機の概
略構成図である。この複写機は同一の転写紙上に感光体
ドラムから複数の異なる色の画像を重ね合わせて転写す
ることによりカラー画像を得るものであり、原稿の読み
取りを行うスキャナー部３１と、このスキャナー部３１
からのデジタル画像信号を電気的に処理する画像処理部
３２と、この画像処理部３２からの各色の画像信号に基
づいてカラー画像を転写紙上に形成するプリンタ部３３
とを備えている。

【００１４】上記スキャナー部３１においては、原稿台
３４上に載置された原稿が光源３５により照射され、そ
の反射光像がミラー３６〜３８及び結像レンズ３９を通
ってダイクロイックプリズム４０により例えばＢＫ（ブ
ラック）Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）
の各色に色分解されてＣＣＤを含む受光器４１〜４３に
結像される。そして、光源３５及びミラー３６〜３８か
らなる可動光学系の移動により原稿の副走査が行われ、
受光器４１〜４３が入射光像を主走査しながら光電変換
した後にＡ／Ｄ変換によりデジタル信号に変換される。
このデジタル信号は画像処理部３２で必要な処理が施さ
れ、各色の記録色情報、例えばＢＫ（ブラック），Ｃ
（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）の画像信
号に変換され、プリンタ部３３へ出力される。

【００１５】上記プリンタ部３３においては、それぞれ
画像処理部３２からのＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの画像信号によ
りＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの画像を形成して転写材としての転
写紙へ重ねて転写する４組の記録装置４４ＢＫ，４４
Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃを有し、これらの記録装置４４Ｂ
Ｋ，４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃはそれぞれ像担持体として
の感光体ドラム４５ＢＫ，４５Ｙ，４５Ｍ，４５Ｃ、４
組の潜像形成手段、４組の現像装置４９ＢＫ，４９Ｙ，
４９Ｍ，４９Ｃ、転写チャージャ５０ＢＫ，５０Ｙ，５
０Ｍ，５０Ｃ、各感光体ドラム表面をクリーニングする
クリーニング手段としてのクリーニング装置５１ＢＫ，
５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃなどを有する。上記潜像形成手
段はそれぞれレーザ光４６ＢＫ，４６Ｙ，４６Ｍ，４６
Ｃをそれぞれ出射るする画像露光用レーザ光出射装置４
７ＢＫ，４７Ｙ，４７Ｍ，４７Ｃ及び帯電チャージャ４
８ＢＫ，４８Ｙ，４８Ｍ，４８Ｃ等で構成され、現像装
置４９ＢＫ，４９Ｙ，４９Ｍ，４９Ｃはそれぞれ現像剤
担持体としての現像ローラ等が配設された後述の現像剤
収容部とトナー収容部とに区画されている。なお、本実
施例では、４色ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙでカラー画像を形成し
ているが、３色でカラー画像を形成するように記録装置
を１組減らして構成しても良い。

【００１６】また、上記プリンタ部３３では、前述のよ
うに４組の感光体ドラム４５ＢＫ，４５Ｙ，４５Ｍ，４
５Ｃ及び記録装置４４ＢＫ，４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃが
並置され、給紙部から排紙部まで転写紙を１パスで搬送
することによって高速複写を行うように構成されてい
る。このような高速複写動作のために及び現像特性維持
のために、本実施例の複写機では、図３に示すように１
つの駆動源としてのメインモータ９０で４組の感光体ド
ラム４５ＢＫ，４５Ｙ，４５Ｍ，４５Ｃ及び現像装置等
からなる記録装置４４ＢＫ，４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃの
各駆動部材を駆動するように構成している。メインモー
タ９０の回転駆動力がタイミングベルト９１を介してウ
オーム軸９２に伝達され、このウオーム軸９２上に形成
されている各ウオームギア９２Ｙ，９２Ｍ，９２Ｃ，９
２ＢＫ及びウオームホイール９３Ｙ，９３Ｍ，９３Ｃ，
９３ＢＫ等を介して、各感光体ドラム及び各記録装置内
の駆動部材（後述の上下搬送ローラ７２，７３及び上下
搬送スクリュー７４，７５等）が駆動される。このよう
に、本実施例の複写機では、各色の感光体ドラム４５Ｂ
Ｋ，４５Ｙ，４５Ｍ，４５Ｃ及び記録装置４４ＢＫ，４
４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃの駆動部材を各々独立して駆動す
ることができない。

【００１７】上記記録装置４４ＢＫ，４４Ｙ，４４Ｍ，
４４Ｃの例えば記録装置４４Ｃでは、感光体ドラム４５
Ｃはメインモータ９０により回転駆動されて帯電チャー
ジャ４８Ｃにより一様に帯電され、画像露光用レーザ光
出射装置４７Ｃからのレーザ光４６Ｃによる露光でＣ画
像の静電潜像が形成される。この場合、画像露光用レー
ザ光出射装置４７Ｃは画像処理部３２からのＣの画像信
号によりレーザ光源を変調駆動してレーザ光源からＣの
画像信号に応じた強度のレーザ光４６Ｃを感光体ドラム
４５Ｃへ照射する。

【００１８】感光体ドラム４５Ｃ上の静電潜像は現像装
置４９ＣによりＣトナーとキャリアとを含む２成分系現
像剤（以下、現像剤という）で現像されてＣトナー像か
らなる顕像となり、搬送ベルト５２上の転写紙へ転写チ
ャージャ５０Ｃにより転写される。給紙装置５３，５４
は２種類の転写紙が収容され、選択された方が給紙コロ
５５，５６により転写紙をレジストローラ５７へ給紙す
る。レジストローラ５７は所定のタイミングで転写紙を
搬送ベルト５２へ送出する。搬送ベルト５２はローラ５
８〜６０に架け渡されて回転駆動され、レジストローラ
５７から送出された転写紙を搬送してこの転写紙に感光
体ドラム４５Ｃ上のＣトナー像が転写チャージャ５０Ｃ
により転写される。また、クリーニング装置５１Ｃはト
ナー除去用ブラシローラ及び除電装置を有し、感光体ド
ラム上の残留トナーをＣトナー像の転写後に除去する。

【００１９】他の色の記録装置４４ＢＫ，４４Ｙ，４４
Ｍは記録装置４４Ｃと同様に作像動作を行う。すなわ
ち、画像露光用レーザ光出射装置４７ＢＫ，４７Ｙ，４
７Ｍはそれぞれ画像処理部３２からのＭ，Ｙ，ＢＫの画
像信号によりレーザ光源を変調駆動してレーザ光源から
Ｍ，Ｙ，ＢＫの画像信号に応じた強度のレーザ光４６Ｂ
Ｋ，４６Ｙ，４６Ｍを感光体ドラム４５ＢＫ，４５Ｙ，
４５Ｍへ照射し、感光体ドラム４５ＢＫ，４５Ｙ，４５
Ｍは帯電チャージャ４８ＢＫ，４８Ｙ，４８Ｍにより一
様に帯電されてレーザ光４６ＢＫ，４６Ｙ，４６Ｍによ
る露光でＢＫ，Ｙ，Ｍの静電潜像が形成される。

【００２０】これらの静電潜像は現像装置４９ＢＫ，４
９Ｙ，４９ＭによりＢＫトナー，Ｙトナー，Ｍトナーと
キャリアとをそれぞれ含む現像剤で現像されてＢＫトナ
ー像，Ｙトナー像，Ｍトナー像からなる顕像となり、搬
送ベルト５２上の転写紙へ転写チャージャ５０ＢＫ，５
０Ｙ，５０ＭによりＣトナー像とともに互いに重なるよ
うに転写されフルカラーの画像となる。また、搬送ベル
ト５２上の転写紙は顕像の転写後に定着装置６１により
顕像が定着され、搬送ローラ６２により外部へ排出され
る。また、搬送ベルト５２は転写紙搬送後に除電器６３
により残留電荷が消去され、ベルトクリーニング装置６
４により残留トナーが除去される。

【００２１】図４は、上記各現像装置４９Ｙ，４９Ｍ，
４９Ｃ，４９ＢＫの概略構成を示す正面図である。各現
像装置４９Ｙ，４９Ｍ，４９Ｃ，４９ＢＫは基本的には
同一の構成をしているので、ここでは、トナー色との対
応を示すために部材符号中で用いたＹ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの
添字は省略する。

【００２２】図４の現像装置４９では、感光体ドラムに
向けた開口部から一部が露出するように、中空円筒状の
現像スリーブ及び該現像スリーブの内部に内蔵された固
定磁石群等（不図示）からなる現像剤担持体としての現
像ローラ７０が配設されている。そして、現像装置４９
内には、現像ローラ７０に対向するように設けたトナー
補給部材としてのトナー補給ローラ７１、現像剤撹拌手
段としての上下搬送ローラ７２，７３及び上下搬送スク
リュー７４，７５、並びに現像装置４９の左側壁を兼ね
た現像ドクタ７６が配設されている。更に、このトナー
補給ローラ７１の表面に当接するように補給スポンジロ
ーラ７７及び薄層化ブレード７８が配設され、この補給
スポンジローラ７７の上方にアジテータ７９及びトナー
搬送スクリュー８０が配設されたトナー収容部が設けら
れている。 （以下、余白）

【００２３】上記現像ローラ７０の現像スリーブは、ア
ルミニウムのような導電性の非磁性体からなり、図示し
ない現像バイアス電源によって現像バイアス電圧が必要
に応じて印加される。また、上記トナー補給ローラ７１
は、金属等の導電性材料からなる芯部材上にシリコンゴ
ム系樹脂等からなる抵抗体層（表層）が形成されたもの
である。その芯部材には、電圧印加手段としての図示し
ない補給バイアス電源によって、補給バイアス電圧が必
要に応じて印加される。また、上記薄層化ブレード７８
の材料としては、炭素鋼等の薄板金属等の適度の弾性を
有するものが挙げられる。また、上記補給スポンジロー
ラ７７としては、金属等の導電性材料からなる芯部材
に、発泡ポリウレタンにカーボンを分散する等して導電
処理を施したものを巻き回したもの等が挙げられる。な
お、トナー補給ローラ７１、補給スポンジローラ７７、
薄層化ブレード７８の材料の選定に当たっては、トナー
の帯電極性や必要帯電量等が考慮されている。

【００２４】また、上記現像剤撹拌手段としての上下搬
送ローラ７２，７３は、Ｎ極及びＳ極の２磁極を有する
ブロックマグを内蔵し、反時計回りに回転して、現像ロ
ーラ７０上からの現像剤から汲み上げ搬送を行うように
なっている。上記上搬送スクリュー７４は、樋状のスク
リューケーシング８３内で反時計回りに回転し、上搬送
ローラ７２周面から落下して該スクリューケーシング８
３で受けられた現像剤を、現像装置奥側に搬送するよう
になっている。このスクリューケーシング８３の、奥側
下部には図示しない現像剤落下用開口が形成され、また
上下搬送ローラ７２，７３と反対側の側壁には、図示し
ない幅方向にわたるオーバーフロー用開口が形成されて
いる。上記下搬送スクリュー７５は、現像ローラ７０上
方の現像剤溜り内で反時計回りに回転し、現像装置奥側
から手前側に現像剤を搬送するようになっている。

【００２５】また、上記現像装置４９の内部は、下端が
現像装置周壁に取り付けられ上端が上記トナー補給ロー
ラ７１に所定圧で当接する補給ローラシール８１、上記
トナー補給ローラ７１、上記薄層化ブレード７８、及び
下端部に薄層化ブレード７８の上部が取り付けられ上端
部が現像装置周壁に取り付けられたブレードホルダー８
２によって構成される隔壁によって、上記現像ローラ７
０などが配設された現像剤収容部と上記アジテータ７９
などが配設されたトナー収容部とに区画されている。上
記トナー収容部には、上部のトナー搬送スクリュー８０
を介して図示しないトナータンクから送られてきたトナ
ーが収容され、上記現像剤収容部には、キャリアと、上
記トナー収容部からトナー補給ローラ７１を介して補給
されたトナーとからなる現像剤が収容されている。な
お、図中、符号８４はトナー収容部の右側面部を構成す
る右ケーシング、符号８５は同収容室の上面部を構成す
る上カバー、符号８６は現像撹拌室の上面部を構成する
現像剤補給口カバー、符号８７は現像撹拌室の下面部を
構成する現像ケーシング、をそれぞれ示す。

【００２６】上記構成の現像装置４９においては、固定
磁石群によって現像ローラ７０の現像スリーブの周面に
現像剤が担持される。そして、現像スリーブが反時計方
向に回転することにより、現像スリーブに担持された現
像剤が搬送され、現像ドクタ７６によって穂高が規制さ
れ、現像ローラ７０と感光体ドラム４５との間の現像領
域に搬送される。そして、図示しない現像バイアス源か
ら印加される現像バイアス電圧により、感光体ドラム４
５上の静電潜像が現像され可視像化される。

【００２７】上記現像動作が行なわれると、予め感光体
ドラム４５上に形成されたトナー濃度制御用のセンサパ
ターンも現像され、可視像化されたセンサパターンの光
学濃度が、図５（ａ）の特性を有する画像濃度検知手段
としてのフォトセンサ８８により検知される。この検知
結果が基準濃度と比較され、現時点での現像剤中のトナ
ー濃度が判断され、トナー濃度が低いと判断された場合
に、現像ローラ７０に近接して配置されたトナー補給ロ
ーラ７１が、図示しないマグネットクラッチ等によるト
ナー補給クラッチがＯＮされることで反時計方向に回転
する。トナー補給ローラ７１の周面、軸方向の全域にわ
たって補給スポンジローラ７７、薄層化ブレード７８、
補給ローラシール８１が圧接されており、トナー収容部
内のトナーがトナー補給ローラ７１と同時に回転する補
給スポンジローラ７７によりトナー補給ローラ７１上に
擦り付けられ、トナー補給ローラ７１の回転と共に搬送
されて薄層化ブレード７８によりトナー補給ローラ７１
上に連続して薄層化される。

【００２８】トナー補給ローラ７１上の薄層化されたト
ナーは、一連の摩擦作用により、所定の極性、本実施例
では負電極に帯電されており、この負帯電トナーが現像
ローラ７０上に担持されている現像剤に接触する。この
とき、トナー補給ローラ７１上の負帯電トナーが現像ロ
ーラ７０側に移動する電界を現像ローラ７０とトナー補
給ローラ７１との間に形成するように、上記補給バイア
ス電源によってトナー補給ローラ７１の芯部材に補給バ
イアス電圧を印加する。これにより、トナー補給ローラ
７１上のトナーが、現像ローラ７０上の現像剤に供給さ
れ、現像剤中のトナー濃度が一定の範囲内に保たれる。
ここで、現像ローラ７０の現像スリーブとトナー補給ロ
ーラ７１との間の電位差、即ち現像バイアス電圧と補給
バイアス電圧との電位差をトナー補給ポテンシャルＶｈ
ｐといい、このトナー補給ポテンシャルＶｈｐとトナー
収容部から現像剤収容部に単位時間当たりに補給される
トナー量との間には、例えば図５（ｂ）に示すような関
係が成り立つ。

【００２９】上記現像ローラ７０とトナー補給ローラ７
１の間を通過した現像剤は、下搬送ローラ７３に対向す
る位置で、全て下搬送ローラ７３の磁力で下搬送ローラ
７３に汲み上げられる。下搬送ローラ７３に汲み上げら
れた現像剤は、更に上搬送ローラ７２に汲み上げられ
て、該搬送ローラ７２の頂上部を超えてスクリューケー
シング８３側の磁力の影響がない箇所に達したところ
で、滝のように全幅にわたって自重で落下し、スクリュ
ーケーシング８３で受けられる。そして、このスクリュ
ーケーシング８３内の下搬送スクリューにより現像装置
奥側に搬送され、スクリューケーシング８３の奥側下部
に形成された現像剤落下用開口から落下する。また、こ
のスクリューケーシング８３で受けられた現像剤の一部
はオーバーフロー用開口からも落下する。そして、現像
剤落下用開口やカーバーフロー用開口から落下した現像
剤は、現像ローラ７０の上方で現像剤溜りを形成し、か
つ、この現像剤溜り内の下搬送スクリュー７５により現
像装置奥側に搬送される。このように上下搬送スクリュ
ー７４，７５により充分にクロスミキシングされた現像
剤は、現像ローラ７０の磁力で現像ローラ７０上に担持
されて搬送され、その途中で現像ドクタ７６で所定厚み
に規制された後、感光体ドラムとの対向部の現像領域へ
と搬送される。

【００３０】また、本実施例の複写機では、所定のタイ
ミング例えば所定枚数のコピー動作終了ごとに、上記記
録装置４４の帯電チャージャ４８及び画像露光用レーザ
光出射装置４７で画質制御用のセンサパターンを形成
し、現像装置４９で顕像化した後、このセンサパターン
の画像濃度をフォトセンサ８８で読み取っている。そし
て、このフォトセンサ８８の出力に基づいて現像ローラ
７０に印加する現像バイアス電圧、帯電チャージャ４８
によって一様帯電される感光体ドラム４５上の帯電電
位、画像露光用レーザ光出射装置４７の書き込み光量の
少なくとも一つが適時制御され、画像品質の安定化を図
っている。

【００３１】ところで、本実施例のように現像装置４９
では、前述のように現像剤の現像特性維持などのために
現像収容部内では現像剤の撹拌循環が繰り返されるが、
画像形成を行っていない記録装置４４では、トナーの消
費及び補給がない状態で現像剤の撹拌循環が繰り返され
るため、同じ現像剤（トナー及びキャリア）同士での撹
拌摩擦が永く続いて現像剤の劣化が加速し、通常の現像
剤の寿命よりも早い時期に、画像品質及び現像能力の低
下などが起きるおそれがある。

【００３２】そこで、本実施例では、現像剤収容部内の
トナーの消費及び補給がない状態で現像剤の撹拌が所定
時間以上行われたときに又は行われると予想されるとき
に、該現像剤収容部内のトナーを強制的に消費し、該現
像剤収容部内へトナーを強制的に補給するように、上記
記録装置４４の帯電チャージャ４８、現像ローラ７０、
トナー補給ローラ７１などを制御する制御手段を設けて
いる。この制御手段としては、本実施例の複写機本体で
用いられている制御部１００を用いることができる。

【００３３】図１は、本実施例の複写機の制御系のブロ
ック図である。制御部１００は、ＣＰＵ１００ａ、ＲＯ
Ｍ１００ｂ、ＲＡＭ１００ｃ、Ｉ／Ｏインターフェース
１００ｄ等により構成され、Ｉ／Ｏインターフェース１
００ｄを介して、操作パネル９４、画像処理部３２等か
らの信号が入力され、記録装置４４の帯電チャージャ４
８、画像露光用レーザ光出射装置４７、現像装置４９、
クリーニング装置５１、トナー補給クラッチ７１ｂ等へ
制御信号が出力される。

【００３４】上記制御系において、画像形成動作を行わ
ずにトナーの消費及び補給がない状態で、現像剤の撹拌
が所定時間以上既に行われた否か、又は現像剤の撹拌が
所定時間以上行われると予想されるか否かが判断され
る。例えばシアンの色要素を一切含まない原稿を使用し
たり、原稿中のシアンの色要素を消去又は他の色要素へ
の変換といったデジタル複写機ならではの画像処理及び
コピー枚数を、ユーザが操作パネル９４やエディター等
を介してユーザが指示し、その指示の内容に基づいて、
上記シアンの記録装置で画像形成動作を行わずにトナー
の消費及び補給がない状態で、現像剤の撹拌が所定時間
以上既に行われた否か、又は現像剤の撹拌が所定時間以
上行われると予想されるか否かの判断を行うことができ
る。また、前述の画像処理部３２からのデータに基づい
て、上記判断を行うこともできる。ここで、上記所定時
間は、現像装置４９で使用されている現像剤の撹拌経時
劣化特性から剤寿命に負担のかからないトナーの収支ペ
ースをもとに設定される。

【００３５】そして、現像装置４９の現像剤収容部内の
トナーの消費及び補給がない状態で現像剤の撹拌が所定
時間以上行われたと判断され、又は現像剤の撹拌が所定
時間以上行われると予想されると判断されたときは、そ
の時点で実行されている一連の設定枚数のコピー動作が
終了した後、所定のトナー量を現像剤収容部から強制的
に消費し、このトナー消費と同時にトナー補給クラッチ
７１ｂ及び補給バイアス電源９５から印加する補給バイ
アス電圧を制御することにより、トナー収容部から現像
剤収容部に上記所定のトナー量を強制的に補給する。こ
こで、上記所定のトナー量は、使用されている現像剤の
現像能力などに負担のかからないトナー収支ペースに基
づいて設定する。また、トナー消費量及びトナー補給量
は必ずしも同じ量に設定する必要はないが、現像剤収容
部内の現像剤のトナー濃度をより一定に保持するために
等量に設定するのが好ましい。

【００３６】上記トナーの強制的な消費は次のように行
う。まず、前述のセンサパターンと同様なトナー消費用
のパターンを作像幅全域に所定のトナー量に見合う時間
だけ作成し、該パターンを現像装置４９で顕像化する。
この顕像化により、現像装置４９の現像剤収容部内のト
ナーが感光体ドラム４５上のパターンに付着して強制的
に消費される。なお、この顕像化されたパターン上のト
ナーは転写紙に転写されずに、クリーニング装置５１で
除去される。ここで、上記トナー消費用のパターンの作
成時間は、例えば上記強制的に消費すべき所定のトナー
量を、パターン顕像化による単位時間当たりのトナー消
費量を割ることによって求めることができる。また、こ
のパターン顕像化による単位時間当たりのトナー消費量
は、作像幅、作像速度及び上記パターンの単位面積当た
りのトナー付着量のかけ算で求めることができる。

【００３７】以上、本実施例によれば、現像装置４９の
現像剤収容部内のトナーの消費及び補給がない状態で現
像剤の撹拌が所定時間以上行われたときに又は行われる
と予想されるときに、現像剤収容部内のトナーを強制的
に消費し、現像剤収容部内へトナーを強制的に補給する
ことにより、現像剤収容部内の現像剤のトナー濃度を大
きく変化させないで、現像剤の撹拌によって同じ現像剤
同士が長時間継続して摩擦しにくくし、現像剤収容部内
のトナーの消費及び補給がない状態で現像剤が長時間撹
拌されるような場合でも、現像剤の撹拌摩擦による劣化
を抑制することができる。

【００３８】また、本実施例によれば、記録装置４４で
感光体ドラム４５上にトナー強制消費用のパターンの潜
像を形成し、該潜像を顕像化してトナーを付着させるこ
とにより、通常の画像形成に用いる記録装置４４を流用
し、個別の装置を設けずに、現像装置４９内の現像剤収
容部内のトナーの強制的な消費を行うことができる。

【００３９】なお、上記実施例においては感光体ドラム
４５上にトナーを付着させ、クリーニング装置５１で該
トナーを除去することにより、トナーを強制的に消費さ
せているが、これに代え、前述の補給ポテンシャルＶｈ
ｐの正負を切り換えて現像剤収容部内のトナーをトナー
補給ローラ７１上に担持させ、トナー回収手段としての
トナー掻き取り装置で、トナー補給ローラ上のトナーを
掻き取って除去し、回収容器内に回収するように制御し
て、現像剤収容部内のトナーを強制的に消費しても良
い。この場合には、上記クリーニング装置５１によるク
リーニング動作が必要なくなり、現像装置以外のクリー
ニング装置５１に負担をかける必要がなくなる。

【００４０】

【発明の効果】請求項１の画像形成方法又は請求項２の
画像形成装置によれば、現像剤収容部内のトナーの消費
及び補給がない状態で現像剤の撹拌が所定時間以上行わ
れたときに又は行われると予想されるときに、現像剤収
容部内のトナーを強制的に消費し、現像剤収容部内へト
ナーを強制的に補給することにより、現像剤収容部内の
現像剤のトナー濃度を大きく変化させないで、現像剤の
撹拌によって同じ現像剤同士が長時間継続して摩擦しに
くくしているので、現像剤収容部内のトナーの消費及び
補給がない状態で現像剤が長時間撹拌されるような場合
でも、現像剤の撹拌摩擦による劣化を抑制することがで
きる。

【００４１】特に、請求項３の画像形成装置によれば、
潜像形成手段で像担持体上にトナー強制消費用の潜像を
形成し、現像剤担持体で現像領域に現像剤を供給して該
潜像を現像して像担持体上にトナーを付着させることに
より、通常の画像形成に用いる潜像形成手段及び現像剤
担持体を流用し、個別の装置を設けずに、現像剤収容部
内のトナーの強制的な消費を行うことができる。

【００４２】また特に、請求項４の画像形成装置によれ
ば、電圧印加手段で現像剤収容部内のトナーがトナー補
給部材に向かって移動する方向の電界を発生させる電圧
をトナー補給部材に印加し、現像剤収容部内のトナーを
トナー補給部材に担持させた後、トナー除去手段でトナ
ー補給部材上のトナーを除去することにより、現像剤収
容部内のトナーの強制的な消費を行うので、潜像形成手
段及び現像剤担持体にトナー強制消費のための動作をさ
せる必要がなく、像担持体の表面のクリーニング手段に
負担をかけることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る複写機の制御系のブロック図。

【図２】同複写機の概略構成図。

【図３】同複写機の駆動系の概略構成図。

【図４】同複写機に用いた現像装置の概略構成図。

【図５】（ａ）はフォトセンサの特性図。（ｂ）はトナ
ー補給ポテンシャルとトナー補給量との関係を示す特性
図。

【符号の説明】

４４ 記録装置 ４５ 感光体ドラム ４７ 画像露光用レーザ光出射装置 ４８ 帯電チャージャ ４９ 現像装置 ５０ 転写チャージャ ５１ クリーニング装置 ７０ 現像ローラ ７０ａ 現像バイアス電源 ７１ トナー補給ローラ ７１ａ 補給バイアス電源 ７１ｂ トナー補給クラッチ ７２ 上搬送ローラ ７３ 下搬送ローラ ７４ 上搬送スクリュー ７５ 下搬送スクリュー ７８ 薄層化ブレード １００ 制御部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現像剤収容部内の現像剤を撹拌し、該現像
   剤を像担持体に対向する現像領域に搬送して該像担持体
   上に形成された潜像を現像し、該現像領域で現像に用い
   られなかった現像剤を該現像剤収容部内に戻し、該現像
   剤収容部内に必要に応じてトナーを補給する画像形成方
   法において、 該現像剤収容部内のトナーの消費及び補給がない状態で
   現像剤の撹拌が所定時間以上行われるときに、該現像剤
   収容部内のトナーを強制的に消費し、該現像剤収容部内
   へトナーを強制的に補給することを特徴とする画像形成
   方法。
2. 【請求項２】像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段
   と、現像剤収容部内の現像剤を撹拌する現像剤撹拌手段
   と、該現像剤収容部内の現像剤を担持して該像担持体に
   対向する現像領域に供給するとともに、該像担持体上の
   潜像の現像に用いられなかった現像剤を該現像剤収容部
   内に戻す現像剤担持体と、該現像剤収容部に必要に応じ
   てトナーを補給するトナー補給手段とを備えた画像形成
   装置において、 該現像剤収容部内のトナーを強制的に消費するトナー消
   費手段と、該現像剤収容部内のトナーの消費がない状態
   で現像剤の撹拌が所定時間以上行われるときに、該現像
   剤収容部内のトナーを強制的に消費し、該現像剤収容部
   内にトナーを強制的に補給するように、該トナー消費手
   段及び該トナー補給手段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】上記トナー消費手段として、上記潜像形成
   手段及び上記現像剤担持体を用い、 上記トナーの強制的な消費の際に、該像担持体上にトナ
   ー強制消費用の潜像を形成し、該潜像を現像して該像担
   持体上にトナーを付着させるように、該潜像形成手段及
   び該現像剤担持体を制御することを特徴とする請求項２
   の画像形成装置。
4. 【請求項４】上記トナー補給手段として、トナー収容部
   内のトナーを担持して上記現像剤収容部内に補給するト
   ナー補給部材と、該トナー補給部材に電圧を印加する電
   圧印加手段とを備えた請求項２の画像形成装置におい
   て、 上記トナー消費手段として、該トナー補給部材及び該電
   圧印加手段を用いるとともに、該トナー補給部材に担持
   されたトナーを除去して回収するトナー回収手段を設
   け、 上記トナーの強制的な消費の際に、上記現像剤収容部内
   のトナーが該トナー補給部材に向かって移動する方向の
   電界を発生させる電圧を該トナー補給部材に印加し、該
   現像剤収容部内のトナーを該トナー補給部材に担持させ
   た後、該トナー補給部材上のトナーを除去して回収する
   ように、該トナー補給部材、該電圧印加手段及び該トナ
   ー回収手段を制御することを特徴とする画像形成装置。