JPH117183A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単一の現像装置でトナーの局部的な大量消費
に対応可能な画像形成装置を提供する。 【解決手段】 現像装置１２は、感光体１０に現像剤を
接触させるために現像ローラ２６を有する。第１のトナ
ー補給部１８は第１の補給ローラ４６を有し、この第１
の補給ローラにより現像槽に現像剤を補給する。また、
現像装置は第２のトナー補給部２０を有し、そこに設け
た複数のトナー補給機５４で第１のトナー補給部にトナ
ーを補給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式画像形
成装置、特に、電子写真式画像形成装置に用いられ、感
光体上に作成されている静電潜像を可視像化する現像装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法による画像形成装置、例え
ば、複写機、プリンタでは、感光体上に静電潜像を形成
し、これを粉体トナーで可視像化する処理が行われる。
このような画像形成装置では、静電潜像は感光体の回転
方向と直交する方向（感光体軸方向）に所定の幅を持っ
て作成されるので、作成される画像の濃度をすべての領
域で一定値以上に保つためには、感光体に対してその軸
方向に均等にトナーを接触させなければならない。

【０００３】他方、複写機やプリンタでは、写真等のソ
リッド画像を一部に含む原稿画像を大量に印刷すると、
感光体上の特定の領域で大量のトナーが消費される。

【０００４】そこで、感光体の軸方向について均一な画
像濃度を確保しかつ局部的なトナーの大量消費に対応可
能な画像形成装置として、感光体の周囲に複数の現像装
置を配置したものが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数の
現像装置を感光体の周囲に配置すればそれだけ画像形成
装置の大型化を招き、小型化の要求に逆行する結果とな
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、単一
の現像装置でトナーの局部的な大量消費に対応可能な画
像形成装置を提供することを目的としてなされたもの
で、現像装置は、感光体に現像剤を接触させるために感
光体の回転方向に直交する第１の方向に延びる少なくと
も一つの回転部材を収容し、該回転部材の回転に従って
現像剤を感光体に接触させる現像槽を有する。現像装置
はまた、第１の方向に沿って配置された第１補給手段を
有し、この第１の補給手段により現像槽に現像剤を補給
する第１の現像剤補給部を有すると共に、第１の方向に
沿って配置された複数の第２の補給手段を有し、これら
複数の第２の補給手段により第１の現像剤補給部に現像
剤を補給する第２の現像剤補給部を有する。

【０００７】

【発明の作用効果】上記現像装置では、補給用現像剤は
第２の現像剤補給部に収容されている。この現像剤は、
複数の第２の補給手段により第１の現像剤補給部に補給
される。次に、第１の現像剤補給部の現像剤は、第１の
補給手段により現像槽に補給される。第２の現像剤補給
部から第１の現像剤補給部に現像剤を補給するとき、複
数の第２の補給手段のうち特定の補給手段だけを駆動す
ると、第１の現像剤補給部には駆動された補給手段が対
応する領域だけに現像剤が補給される。したがって、感
光体上の特定の領域に対して大量に現像剤が消費された
場合、これに対応する第２の補給手段を駆動することに
より、上記特定の領域に対する現像剤の補給量が増す。
そのため、上記特定の領域を含むすべての領域で均等に
感光体に現像剤が供給され、濃度むらの無い画像が得ら
れる。

【０００８】上記現像装置では、第１の現像剤補給部
は、第１の方向に関する現像剤量の分布を検出するため
に第１の方向に所定の間隔を置いて配列された複数の現
像剤量検出手段を設け、複数の第２の補給手段は対応す
る現像剤量検出手段の検出結果に基づいて選択的に駆動
するのが好ましい。本実施形態では、第１の現像剤補給
部における現像剤量分布を考慮した現像剤補給が可能と
なる。

【０００９】上記第２の現像剤補給部では、感光体中央
部を通り第１の方向と直交する第２の方向に延びる中心
線により分割された左右の領域でそれぞれ同数の第２の
補給手段が同時に駆動させるのが好ましい。本実施形態
では、第１の現像剤補給部内で極端な現像剤の偏りがな
くなり、画像全体の画像濃度を適正に保つことができ
る。

【００１０】上記第１の方向に関して、感光体に付着す
る現像剤の量を予測する複数の現像剤付着量予測手段を
設け、該現像剤付着量予測手段の予測結果に応じて、上
記複数の第２の補給手段を選択的に駆動するのが好まし
い。本実施形態では、実際の現像剤付着量を予測したう
えで現像剤が補給されるので、さらに適正濃度の画像が
得られる。

【００１１】上記複数の第２の補給手段は、第１の方向
に配列された複数の開口部と、各開口部に対応して設け
られ、該開口部を介して第１の現像剤補給部に現像剤を
補給する複数の現像剤補給部材で構成してもよいし、第
１の方向に沿って形成された一つの開口部と、該開口部
に沿って配置され、該開口部を介して第１の現像剤補給
部に現像剤を補給する複数の現像剤補給部材とで構成し
てもよい。

【００１２】また、上記第１の補給手段は第１の方向に
配列された複数の現像剤補給部材で構成してもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態を説明する。図１は、本発明にかか
る電子写真式画像形成装置に含まれる感光体１０の一部
と現像装置１２を示す。感光体１０は矢印１４方向に一
定速度で回転駆動可能である。現像装置１２は、概略、
トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を収容してい
る現像槽１６と、現像槽１６にトナーを補給する第１の
トナー補給部１８と、第１のトナー補給部１８にトナー
を補給する第２のトナー補給部２０とで構成されてい
る。

【００１４】現像槽１６の中には、現像領域２４におい
て感光体１０に対向する現像ローラ２６が収容されてお
り、該現像ローラ２６は矢印２８方向に回転駆動可能と
してある。現像ローラ２６の内側には磁石体３０が収容
されており、この磁石体３０で形成される磁界により現
像ローラ２６の外周に現像剤を保持することができる。
現像ローラ２６の上部外周面には所定の微小間隔を置い
て現像剤規制板３２が対向しており、これにより現像ロ
ーラ２６により搬送される現像剤量が調節されるように
してある。現像ローラ２６を挟んで現像領域２４の反対
側には第１の攪拌ローラ３４が矢印３６方向に回転駆動
可能に収容されており、この第１の攪拌ローラ３４の回
転によりトナーとキャリアが混合されてそれぞれ逆の極
性に帯電される。また、第１の攪拌ローラ３４を挟んで
現像ローラ２６の反対側には第２の攪拌ローラ３８が矢
印４０方向に回転駆動可能に配置されており、第１の攪
拌ローラ３４と共に現像剤を混合攪拌してトナーとキャ
リアの帯電量を高めるようにしてある。

【００１５】第１のトナー補給部１８は第１のトナー収
容器４２を備えている。第１のトナー収容器４２は、第
１の攪拌ローラ３４の上方において現像槽１６と第１の
トナー収容器４２とを連通する補給口４４を備えてい
る。補給口４４は感光体１０の軸方向と平行な第１の方
向に延びている。また、補給口４４の近傍には、該補給
口４４を塞ぐように第１のトナー補給ローラ４６が矢印
４８方向に回転駆動可能に設けてある。第１のトナー収
容器４２の内部にはまた、第１のトナー補給ローラ４６
に向けてトナーを搬送する供給羽根５０が矢印５２方向
に回転駆動可能に設けてある。

【００１６】第２のトナー補給部２０は、図２，３に示
すように、複数（本実施形態では４台）のトナー補給機
５４（５４Ａ−５４Ｄ）で構成されている。トナー補給
機５４（５４Ａ−５４Ｄ）は、それぞれ第２のトナー補
給部２０の本体（図１参照）に固定された固定部５６
と、固定部５６に対して回転駆動可能に支持された回転
キャップ５８と、補給用トナーを収容したトナーボトル
６０（６０Ａ−６０Ｄ）とを備えており、回転キャップ
５８は固定部５６に設けたモータ６２を含む駆動機構に
よって矢印６４方向に回転するようにしてある。トナー
ボトル６０はその口部６６を回転キャップ５８に挿入し
て固定され、回転キャップ５８と共に回転するようにし
てある。トナーボトル６０に収容されているトナーを供
給するために、トナーボトル６０には口部６６の近傍に
開口部６８が形成されている。一方、回転キャップ５８
には、これにトナーボトル６０を装着した状態で開口部
６８に連通する補給口７０が形成されており、モータ６
２の駆動に基づいて回転キャップ５８とトナーボトル６
０を回転すると、補給口７０が鉛直下方に向いたときに
補給口７０からトナーが落下し、第１のトナー補給部１
８の上方に設けた落下口７２から第１のトナー補給部１
８のトナー収容器４２に落下補給されるようになってい
る。

【００１７】上記トナー補給機５４は、図３に示すよう
に、感光体１０の回転方向と直交しかつ感光体１０の中
央部を通る中心線に対して左右対称に配置されている。
これら複数のトナー補給機５４に対応して、第１のトナ
ー補給部１８におけるトナー収容器４２の底部には、複
数のトナー量検出器７４（７４Ａ−７４Ｄ）が設けてあ
る。トナー量検出器７４は、その上にあるトナーの重量
を検出する圧力センサであってもよいし、光学センサと
該光学センサとの組み合わせにおいてトナーの残量を検
出する装置であってもよい。

【００１８】各トナー量検出器７４は補給制御装置７６
に電気的に接続されている。補給制御装置７６は、各ト
ナー補給機５４のモータ６２に接続されている。そし
て、補給制御装置７６は、トナー量検出器７４の出力に
基づいて、所定のプログラムに従ってモータ６２を駆動
し、それぞれのトナー補給機５４から第１のトナー補給
部１８の対応する部位に所定量のトナーを落下補給する
ようにしてある。

【００１９】このように構成された現像装置１２では、
現像槽１６に収容されている現像剤は、第１の攪拌ロー
ラ３４と第２の攪拌ローラ３８との回転により混合攪拌
され、トナーとキャリアはそれぞれ逆の極性に帯電され
る。また、第１の攪拌ローラ３４で攪拌されている現像
剤は現像ローラ２６に供給され、磁石体３０の磁力によ
って現像ローラ２６の外周面に保持される。次に、現像
剤は規制板３２により搬送量が調節された後、現像領域
２４で感光体１０の外周面に接触し、この感光体１０の
外周面に形成されている静電潜像にトナーを付着させて
可視像化する。

【００２０】以上のようにしてトナーが消費されて、作
成された画像の濃度が所定の値よりも低くなると、第１
のトナー補給部１８のトナー補給ローラ４６と供給羽根
５０が回転し、現像槽１６にトナーが補給される。本実
施形態では、トナー補給ローラ４６は感光体１０の幅
（軸方向長さ）にほぼ対応する長さを有し、トナー収容
器４２内で感光体軸方向に均一にトナーが分布している
限り、現像槽１６には同方向について均等にトナーが補
給される。

【００２１】第１のトナー補給部１８ではまた、トナー
収容器４２内のトナー分布状態（又はエンプティ）がト
ナー量検出器７４で検出される。そして、特定の部位の
トナー量（トナーレベル）が所定の値よりも低いと判断
された場合、当該領域に対応するトナー補給機５４が駆
動して、その部位に必要量のトナーが補給される。した
がって、第１のトナー補給部１８のトナー収容器４２に
はそのすべての領域で常時一定量以上のトナーを収容
し、第１のトナー補給部１８から現像槽１６に対して均
等にトナーを補給することができる。

【００２２】第２のトナー補給部２０の構造は上記実施
形態に限定されるものでない。例えば、図４、５は別の
形態のトナー補給部２０を示し、この第２のトナー補給
部２０は複数のトナー補給機８０を備えている。第２の
トナー補給機８０の底部にはスクリュウ式コンベヤ８２
が設けてあり、モータ８４の駆動に基づいて各コンベア
８２によりトナーが送り出されるようになっている。一
方、第一のトナー補給部１８には、コンベヤ８２のトナ
ー落下位置に開口部８６が形成されており、コンベア８
２で搬送されたトナーが開口部８６を介して第一のトナ
ー補給部１８に落下補給されるようになっている。本実
施形態では、第２のトナー補給部２０の各部位のトナー
量がそれぞれトナー量検出器７４で検出され、その検出
結果に基づいて制御装置７６が対応するモータ８４を駆
動し、コンベヤ８２によりそれぞれの部位に適正量のト
ナーが補給される。

【００２３】上述した第２のトナー補給部２０のトナー
補給機５４や８０は、画像形成装置で作成される画像情
報に基づいて駆動してもよい。例えば、デジタル式の画
像形成装置では、作成すべき画像のデータ（図６Ａ）か
ら各トナー補給機５４又は８０に割り当てられた領域の
画像白黒比又はトナー消費量（図６Ｂ）が制御装置７６
で求められ、その結果に応じてトナー補給機５４又８０
の駆動及び駆動時間が設定される。

【００２４】一方、アナログ式画像形成装置の場合、感
光体１０の側部に該感光体１０の軸方向に複数の反射型
センサを設け、これにより感光体１０へのトナー付着量
を検出することでトナー消費量を測定し、その結果に基
づいて複数のトナー補給機５４又は８０を選択的に駆動
しても同様の作用効果が得られる。

【００２５】以上の説明では、第２のトナー補給部２０
には感光体１０の軸方向に複数のトナー補給機５４又は
８０を設けたが、図７に示すように、感光体１０の長手
方向に延びる一つのトナー補給ローラ９０を設け、これ
により第２のトナー補給部２０から第１のトナー補給部
１８にトナーを落下補給してもよい。

【００２６】また、第１のトナー補給ローラ４６及び／
又は第２のトナー補給ローラ９０を複数の小ローラに分
割し、これら小ローラを選択的に駆動してもよい。この
場合、上述のように、感光体１０の中央部を通り該感光
体１０の軸と直交する線に対して左右の領域では同数の
ローラを駆動するのが好ましい。

【００２７】上記現像装置１２のトナー補給制御につい
て説明する。図８、９はトナー量検出器７４（７４Ａ−
７４Ｄ）の検出結果に応じてトナー補給モータ６２を駆
動する補給制御を示す。この補給制御では、トナーボト
ル６０にトナーが有るか否か判断し、トナーが無ければ
警告を出す。警告に代えて、現像装置又は画像形成装置
を非作動状態にしてもよい。一方、トナーボトル６０に
トナーがある場合、トナー量検出器７４（７４Ａ−７４
Ｄ）の検出結果から、第１のトナー補給部１８内におい
てそれぞれのトナー量検出器７４（７４Ａ−７４Ｄ）が
割り当てられている領域に所定量のトナーが有るか否か
（エンプティか否か）判断し、所定量のトナーが無けれ
ば対応するトナー補給モータ６２を駆動して対応する領
域にトナーを補給する。

【００２８】図１０、１１は他のトナー補給制御を示
し、この補給制御では、トナー量検出器７４（７４Ａ−
７４Ｄ）が割り当てられている領域に所定量のトナーが
無ければ、これに対応するトナー補給モータ６２を駆動
して第２のトナー補給部２０から第１のトナー補給部１
８にトナーを補給すると共に、トナー補給ローラ４６を
駆動して現像槽１６にトナーを補給する。

【００２９】図１２，１３はそれぞれ図８，９と図１
０、１１の変形例を示し、ここでは画像形成装置の画像
データに基づいてトナー補給が制御される。すなわち、
特定の領域にトナー消費量の多い画像が存在する場合、
上記画像データから上記特定の領域がいずれのトナー補
給機の割り当て領域に入るかを判断し、その結果に基づ
いて対応するトナー補給機モータ等を駆動してトナーが
補給される。

【００３０】図１４のトナー補給制御は、トナー量検出
器７４でトナー不足が検出された場合に対応するボトル
にトナーが有るか否か判断し、その判断結果に基づいて
トナー補給機を駆動するものである。この補給制御で
は、例えば、端部のトナー量検出器７４Ａによりトナー
不足が検出された場合、まず対応するボトル６０Ａにト
ナーが有るか否か判断し、有ればボトル６０Ａからトナ
ーを補給する。しかし、ボトル６０Ａにトナーが無い場
合、隣のボトル６０Ｂ、さらにそこにトナーが無ければ
さらにその隣のボトル６０Ｃへとトナーが有るか否か判
断し、最も近くでトナーの存在するボトルからトナーを
補給する。

【００３１】しかし、端部以外のトナー量検出器７４Ｂ
で所定量のトナーが存在しないと判断された場合、図１
６に示すように、トナー量検出器７４Ｂでトナー不足が
検出された場合、まず対応するボトル６０Ｂにトナーが
有るか否か判断した後、そこにトナーが有ればボトル６
０Ｂからトナーを補給する。しかし、ボトル６０Ｂにト
ナーが無い場合、両隣のボトル６０Ａと６０Ｃにトナー
があるか否か判断し、これらにトナーが有れば両方のボ
トル６０Ａと６０Ｃからトナーを補給する。しかし、い
ずれか一方にトナーが無ければトナーの存在するボトル
６０Ａ又は６０Ｃと、別のボトル６０Ｄとからトナーを
補給する。しかし、ボトル６０Ａ、６０Ｃのいずれにも
トナーが無ければ、残りのボトル６０Ｄからトナーを補
給する。

【００３２】なお、トナーを補給すべきか否かは、画像
データからトナー量検出器７４Ａ−７４Ｄの対応する領
域にトナー消費量の多い画像が有るか否かによって判断
し、補給の必要があれば同様にしてトナーを補給しても
よい（図１５、１７参照）。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる画像形成装置に搭載された現
像装置の断面図。

【図２】 現像装置に付設された第２のトナー補給部に
おけるトナー補給機の分解斜視図。

【図３】 第２のトナー補給部のトナー補給を説明する
図。

【図４】 第２のトナー補給部におけるトナー補給機の
他の実施形態の斜視図。

【図５】 図４に示す第２のトナー補給部のトナー補給
を説明する図。

【図６】 原稿画像（Ａ）とこれを現像したときのトナ
ー消費量（Ｂ）との関係を示す図。

【図７】 第２のトナー補給部の他の実施形態を説明す
る図。

【図８】 トナー補給制御回路のブロック図。

【図９】 トナー補給制御のフローチャート。

【図１０】 トナー補給制御回路の他の実施形態のブロ
ック図。

【図１１】 図１０に示すトナー補給制御回路のフロー
チャート。

【図１２】 他のトナー補給制御回路図。

【図１３】 別のトナー補給制御回路図。

【図１４】 トナー補給機を選択する制御のフローチャ
ート。

【図１５】 画像データからトナー補給機を選択する制
御のフローチャート。

【図１６】 トナー補給機を選択する制御の他のフロー
チャート。

【図１７】 画像データからトナー補給機を選択する制
御の他のフローチャート。

【符号の説明】

１０…感光体、１２…現像装置、１６…現像槽、１８…
第１のトナー補給部、２０…第２のトナー補給部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 俊文 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 松浦 晋也 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真式画像形成装置において、回転
   する感光体上に作成されている静電潜像を可視像化する
   現像装置は、 上記感光体に現像剤を接触させるために感光体の回転方
   向と直交する第１の方向に延びる少なくとも一つの回転
   部材を収容し、該回転部材の回転に従って現像剤を感光
   体に接触させる現像槽と、 上記第１の方向に沿って配置された第１補給手段を有
   し、この第１の補給手段により現像槽に現像剤を補給す
   る第１の現像剤補給部と、 上記第１の方向に沿って配置された複数の第２の補給手
   段を有し、これら複数の第２の補給手段により第１の現
   像剤補給部に現像剤を補給する第２の現像剤補給部と、
   を備えている画像形成装置。
2. 【請求項２】 上記第１の現像剤補給部は、第１の方向
   に関する現像剤量の分布を検出するために第１の方向に
   所定の間隔を置いて配列された複数の現像剤量検出手段
   を有し、上記複数の第２の補給手段は上記複数の現像剤
   量検出手段の検出結果に基づいて選択的に駆動する請求
   項１の画像形成装置。
3. 【請求項３】 上記感光体の中央部を通り第１の方向と
   直交する第２の方向に延びる中心線により分割された左
   右の領域でそれぞれ同数の第２の補給手段が同時に駆動
   する請求項２の画像形成装置。
4. 【請求項４】 上記第１の方向に関して感光体に付着す
   る現像剤の量を予測する複数の現像剤付着量予測手段設
   け、該現像剤付着量予測手段の予測結果に応じて上記複
   数の第２の補給手段を選択的に駆動する請求項２又は３
   の画像形成装置。
5. 【請求項５】 上記複数の第２の補給手段は、第１の方
   向に配列された複数の開口部と、各開口部に対応して設
   けられ、該開口部を介して第１の現像剤補給部に現像剤
   を補給する複数の現像剤補給部材とからなる請求項１か
   ら４のいずれかの画像形成装置。
6. 【請求項６】 上記複数の第２の補給手段は、第１の方
   向に沿って形成された一つの開口部と、該開口部に沿っ
   て配置され、該開口部を介して第１の現像剤補給部に現
   像剤を補給する複数の現像剤補給部材とからなる請求項
   １から４のいずれかの画像形成装置。
7. 【請求項７】 上記第１の補給手段は上記第１の方向に
   配列された複数の現像剤補給部材からなる請求項１から
   ６のいずれかの画像形成装置。