JP2614604B2

JP2614604B2 - 静電潜像現像装置

Info

Publication number: JP2614604B2
Application number: JP61070220A
Authority: JP
Inventors: 直樹豊吉
Original assignee: ミノルタ株式会社
Priority date: 1986-03-27
Filing date: 1986-03-27
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2012-05-28
Also published as: JPS62226172A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、電子写真プロセス等で静電潜像担体表面に
形成された静電潜像を現像するために使用される静電潜
像現像装置、特にそのトナー濃度の制御手段に関する。

（従来の技術）一般に、この種の静電潜像現像装置であってトナーと
キャリアとの混合物からなる２成分現像剤を使用するも
のでは、現像により消費されたトナーの量に見合った新
たなトナーを補給する必要がある。

そのため、従来では種々の自動トナー濃度制御装置が
提供されている。その主なものは、現像装置内の現像剤
のトナー濃度を検出し、この検出値と予め設定されてい
る基準トナー濃度に対応する基準値とを比較し、前者が
後者よりも低ければ、トナー補給手段を動作させて新た
なトナーを補給する様に構成されている。

例えば、特公昭52−123242号公報に記載されているよ
うに、現像装置内を略帯状に回動する現像剤の少なくと
も一面に検出素子を近接せしめ、その現像剤の流れを妨
げることなくトナー混合比を、混合比の変化に基づく現
像剤の透磁率の変化として検出する様にしたものが知ら
れている。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、前記公報に記載の様にトナー濃度の検出位
置とトナー補給位置とが異なっている現像装置にあって
は、従来の如くトナー濃度の検出と同時にトナー補給を
行うと、以下の問題点が生じる。

即ち、実際には、トナー濃度が低いと検出された現像
剤が補給部に搬送されるまで、また、トナー補給された
現像剤が検出位置に到達するまでには若干のタイムラグ
があるため、循環搬送路中の現像剤のトナー濃度分布が
大きくバラツキ、画質が不安定になったり、トナー供給
過剰となって、粉煙、コボレ、カブリ等を生じるという
問題点を有していた。

（問題点を解決するための手段）以上の問題を解決するため、本発明に係る静電潜像現
像装置は、トナーとキャリアとの混合物からなる現像剤を静電潜
像へと搬送する現像手段と、回転することによって現像剤を混合攪拌しつつ軸方向
に搬送する搬送部材を有し、前記現像手段へ現像剤を搬
送する現像剤搬送路と、前記現像剤搬送路の一部に設けた新たなトナーを前記
現像剤搬送路へポイント的に補給するトナー補給部と、前記トナー補給部に新たなトナーを補給するトナー補
給手段と、前記現像剤搬送路内部のトナー濃度を検出するトナー
濃度検出センサと、該トナー濃度検出センサで得られた結果をもとに前記
トナー補給手段の動作を制御する制御手段とを備え、前記現像剤搬送路は前記トナー補給部から前記現像手
段へさらに現像手段からトナー補給部へと現像剤を循環
搬送するとともに、前記トナー濃度検出センサは、前記
現像剤搬送路内の現像剤搬送方向に関して前記トナー補
給部より下流側近傍の位置でトナー濃度を検出すること
を特徴とする。

（実施例）以下、本発明を一実施例である添付図面に基づいて説
明する。

第１図は電子写真複写機の感光体部および現像部を示
し、中央には感光体ドラム（１）が反時計回り方向（矢
印（ａ）方向）に回転可能に設置され、その周囲には、
現像装置（２）、転写チャージャ（３）、分離チャージ
ャ（４）、残留トナーのクリーナ（５）、残留電荷のイ
レーサランプ（６）、帯電チャージャ（７）、露光スリ
ット（８）が順次配置されている。

即ち、感光体ドラム（１）は反時計回り方向に回転し
つつ、その表面には帯電チャージャ（７）にて所定の極
性，電位の電荷が付与されるとともに、走査投影系から
露光スリット（８）を介して原稿画像を露光される。こ
こで形成された静電潜像は、現像装置（２）によって現
像され転写領域に至る。

一方、複写紙は左下部から１枚づつ右方に給紙され、
感光体ドラム（１）の上の画像とのタイミングをとって
転写領域に搬送され、転写チャージャ（３）の放電にて
トナー画像を転写される。その後、複写紙は搬送ベルト
（９）によって図示しない定着器に搬送されてトナー画
像の定着を施され、トレイ上に排出される。

感光体ドラム（１）は引き続き回転し、クリーナ
（５）のブレード（5a）にて残留トナーを除去されると
ともに、イレーサランプ（６）の光照射にて残留電荷を
消去され、次回の複写に備える。

以下、現像装置（２）について、第１図および第２図
を参照して説明する。

現像装置（２）において、（21）は現像槽で、この現
像槽（21）には、感光体ドラム（１）と対向する現像ス
リーブ（22）が設けてあり、その内部には磁気ローラ
（23）が固定状態に収容されている。

現像スリーブ（22）の後方には、現像槽（21）の底部
から立ち上がり、両側で欠除した仕切り板（24）で仕切
られて搬送路（25），（26）が形成され、それぞれに前
スパイラル（27）、後スパイラル（28）が配設されてい
る。

また、搬送路の一部である後方の搬送路（26）の一端
部には（第２図における下側）、トナー補給部（40）が
形成されている。このトナー補給部（40）は、現像槽
（21）の一部を外側に拡幅してトナー補給路（41）が形
成され、該トナー補給路（41）には、後スパイラル（2
8）と同軸にトナー補給スパイラル（42）が配置されて
いる。

そして、トナー補給スパイラル（42）の一端は、後ス
パイラル（28）の支軸（28a）の一端側に、これと同軸
に形成した図示しない軸受凹所に挿入して支持されてい
る。

また、現像スリーブ（22）はモータ（31）にギヤ（3
2），（33）を介して連結されており、第１図中時計回
り方向（矢印（ｂ）方向）に回転駆動可能であり、現像
バイアス印加手段（図示せず）を備えている。

前スパイラル（27）と後スパイラル（28）はモータ
（34）にギヤ（35），（36），（37）を介して連結駆動
され、前スパイラル（27）は時計回り方向（矢印（ｃ）
方向）に、後スパイラル（28）は反時計回り方向（矢印
（ｄ）方向）に同期して回転駆動するようにしてあり、
前スパイラル（27）は現像剤を矢印（Ｃ）方向に、後ス
パイラル（28）は現像剤を矢印（Ｄ）方向にそれぞれ搬
送することによって、キャリアとトナーを混合，攪拌し
ながら、仕切り板（24）の回りを循環搬送するようにし
てある。

後スパイラル（28）と同軸に設けたトナー補給スパイ
ラル（42）はモータ（43）に連結され、反時計回り方向
（矢印（ｅ）方向）に回転駆動可能としてある。

トナー補給部（40）の真上には、トナー補給手段であ
る新たなトナーを収容したトナーホッパ（51）が設置さ
れ、該トナーホッパ（51）の内部には、攪拌棒（52），
（53）が回転駆動可能に取り付けてあり、補給用トナー
の架橋現像，ブロッキング等を防止するようにしてあ
る。

なお、トナー補給部（40），トナーホッパ（50）は、
第１図において、説明のために現像装置（２）の上方に
記してあるが、実際は第２図に示すように、現像装置
（２）の側部に設けてあり、第１図におけるトナー補給
スパイラル（42）と、後スパイラル（28）は前述したよ
うに同軸となっている。

従って、トナーホッパ（50）によって補給された新た
なトナーは、トナー補給スパイラル（42）によってトナ
ー補給路（41）から搬送路（26）へポイント的に補給さ
れる。

搬送路（26）内であって、かつ現像剤の搬送方向に関
してトナー補給部（40）より下流側近傍には、トナー濃
度検出センサ（Ｓ）が取り付けてあり、このトナー濃度
検出センサ（Ｓ）は現像槽（21）内を循環搬送されてい
る現像剤の透磁率を常時検出し、その値を電気信号とし
て制御手段（60）に出力するようにしている。

制御手段（60）では、基準電圧とトナー検出センサ
（Ｓ）から出力される比較電圧とを比較することによっ
て、制御レベル（I₀）に対する検出位置におけるトナー
濃度（Ia）の上下を判定する。そして、トナー濃度（I
a）が制御レベル（I₀）以下であれば、モータ（43）を
駆動してトナー補給スパイラル（42）を回転し、トナー
ホッパ（51）内の新しいトナーを搬送路（26）に補給
し、トナー濃度（Ia）が制御レベル（I₀）以上に回復し
たことが確認されると、トナー補給スパイラル（42）を
停止するようにしてある。なお、モータ（43）は定速で
回転し、単位時間当たりのトナー補給量は一定してい
る。

以下、前記構成からなる現像装置（２）の動作につい
て第３図を参照しながら説明する。

現像装置（２）では、図示しないプリントスイッチが
オンされるとモータ（31），（34）の回転動作が開始さ
れ、現像スリーブ（22），前スパイラル（27），後スパ
イラル（28）を、それぞれ矢印（ｂ），（ｃ），（ｄ）
方向に回転駆動する。

現像剤は前スパイラル（27），後スパイラル（28）の
回転に基づいて混合，攪拌されつつ、搬送路（25），
（26）を循環搬送され、一部の現像剤は前スパイラル
（27）によって現像スリーブ（22）に供給される。

現像スリーブ（22）に供給された現像剤は、磁気ロー
ラ（23）の磁力によって現像スリーブ（22）の表面に保
持され、現像スリーブ（22）の回転に従って感光体ドラ
ム（１）と対向する現像領域（Ｘ）に搬送されて一部の
トナーが現像に供される。

現像領域（Ｘ）を通過し、トナー濃度が低下した現像
剤は、引き続いて現像スリーブ（22）の回転に従って矢
印（ｂ）方向に搬送され、前スパイラル（27）との対向
部に至ると離脱する。その代わり、現像スリーブ（22）
には再び新たな現像剤が供給される。

以上の現像動作が繰り返し実行されることによって、
現像剤のトナー含有比が次第に低下する。そして、前記
現像動作中、常時トナー濃度を検出しているトナー濃度
検出センサ（Ｓ）によって、トナー濃度（Ia）が所定の
制御レベル（I₀）以下になったことが検知されると（
の状態）、制御手段（60）からのトナー補給信号に基づ
いて、モータ（43）が駆動し、搬送路（26）の上流側に
ポイント的にトナーが補給される。

ここで、トナー補給部（40）とトナー検出センサ
（Ｓ）との間隔は短くしてあり、トナー濃度（Ia）が制
御レベル（I₀）以下と判定されてから、新たなトナーが
トナー濃度検出センサ（Ｓ）に到達するまでに要する時
間は僅かであるから、トナーはほぼトナー濃度低下部に
補給される。

トナー補給がスタートし、新たなトナーが搬送路（2
6）に補給されると、そのトナーは搬送路（25）から搬
送路（26）に送り込まれてきた現像剤とともに、後スパ
イラル（28）によって混合，攪拌されつつ矢印（Ｄ）方
向に搬送される。そして、トナー濃度検出センサ（Ｓ）
に達すると（の状態）、該センサ（Ｓ）によって検知
されるトナー濃度（Ia）は次第に上昇し、トナー濃度
（Ia）が所定の制御レベル（I₀）以上になると、制御手
段（60）からの信号によってモータ（43）、およびトナ
ー補給スパイラル（42）が停止し、トナー補給動作が停
止する（の状態）。

トナー補給動作が停止しても、トナー補給路（41）か
らトナー濃度検出センサ（Ｓ）までは若干距離（ｌ）が
あるため、補給を停止した時点で、その間に存在する新
たなトナーがトナー濃度検出センサ（Ｓ）を通過するま
で（の状態）、トナー濃度（Ia）は上昇の一途をたど
る。

しかし、トナー補給路（41）とトナー濃度検出センサ
（Ｓ）との距離（ｌ）は短く、トナー濃度（Ia）が制御
レベル（I₀）まで回復したと判定された時点で（の状
態）、トナー補給路（41）からトナー濃度検出センサ
（Ｓ）間に補給されているトナー量は僅かであるから、
その上昇量も僅かである。

そして、その後、トナー濃度（Ia）は次第に低下し、
再び制御レベル（I₀）以下に低下した現像剤がトナー濃
度検出（Ｓ）によって検出されると（の状態）、前記
トナー補給動作がスタートする。

しかし、トナー濃度検出センサ（Ｓ）とトナー補給路
（41）との距離（ｌ）は短いので、からまでを１サ
イクルとするトナー補給動作は短時間に行なわれ、その
間に上下動するトナー濃度の変動幅は僅かで、オーバー
トナーが画質不良を生じる程のものではなく、きめ細か
なトナー制御が行なわれる。

このようにして、搬送路（26）に送り込まれた新たな
トナーは、磁性キャリアと混合攪拌されながら摩擦帯電
されつつ、搬送路（25）に送り込まれて現像に供され
る。

前記実施例では、トナー補給部（40）は搬送路（26）
の上流側端部に設けるものとしたが、これに限らず、第
４図，第５図に示すように、搬送路の一部である搬送路
（26）の途中上部にトナー補給部（40）、およびトナー
補給手段（50）を取り付け、搬送路（26）に直接トナー
をポイント的に落下補給するようにしてもよい。このよ
うにすれば、現像装置（２）の幅を小さくすることがで
き、小型化を図ることができる。

なお、この場合でも、トナー濃度検出センサ（Ｓ）
は、トナー補給路（41）の近傍で、かつ、下流側に設け
るものとする。

また、前記実施例では、現像剤のトナー含有比に基づ
く透磁率を測定することによってトナー濃度を検出する
ものとしたが、これに限られるものではない。

即ち、第６図に示すように、搬送路（26）に振動セン
サ（S₁）を取り付け、トナー濃度が上昇したとき現像剤
体積が増加する特性を利用し、トナー濃度を検出するよ
うにしてもよい。

さらに、現像槽（21）の後方に反射光量センサ（S₂）
を有するローラ収容室（81）を設けるとともに、該ロー
ラ収容室（81）に搬送路（26）に臨む一定電圧の印加さ
れたバイアスローラ（82）を取り付け、バイアスローラ
（82）に付着したトナー量をセンサ（S₂）によって反射
光量として測定し、トナー濃度を検出するようにしても
よい。

さらにまた、第８図に示すように、前記ローラ収容室
（81）に設けた導電性ローラ（84）に電流検出手段（8
3）を接続し、トナーが導電性ローラ（84）に付着する
ときの電流を測定することによってトナー濃度を検出す
るようにしてもよい。

前記実施例では、トナーはトナー補給スパイラル（4
2）を定速回転することによって補給するものとした
が、これに限らず、モータ（43）の回転数を可変にして
時間当たりの補給量を調整できるようにしてもよい。

（発明の効果）以上の説明で明らかなように、本発明に係る静電潜像
現像装置は、現像剤を循環搬送して現像剤を十分に混
合，攪拌するようにしているため、トナーとキャリアと
の摩擦帯電を良好に行うことができる。

また、トナー濃度検出センサは、前記現像剤搬送手段
による搬送方向に関してトナー補給部より下流側近傍の
位置でトナー濃度を検出するため、トナー濃度が低下し
た部分のほぼ近くにトナーを補給することができるう
え、トナー濃度検出センサによって制御レベル以上のト
ナー濃度が検出されてからトナー補給を停止するまで
に、該センサからトナー補給部の間に補給されているト
ナーは僅かであるから、トナーを過剰補給することはな
い。

したがって、画像濃度の変動幅の少ない、きめ細かな
トナー制御を行うことができ、画質が安定するととも
に、トナーの供給過剰によって画像にカブリ、斑点が生
じることもなく、さらに、粉煙発生によって周辺機器を
汚すということもない。

また、どのような片寄りのある画像パターンを現像し
てもトナー補給部近傍で、かつ、その下流側でトナー濃
度の低下を検知して、トナーを補給するようにしている
ため、それが原因となるトナー濃度の低下を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る静電潜像現像装置、および感光体
部の断面図、第２図は現像槽の横断面図、第３図はトナ
ー濃度の制御状況を示す図、第４図から第８図は現像装
置のその他の実施例を示す図である。１……感光体ドラム、２……現像装置、 22……現像スリーブ、23……磁気ローラ、 27……前スパイラル、28……後スパイラル、 40……トナー補給部、50……トナー補給手段、 60……制御部、Ｓ……トナー濃度検出センサ、Ｘ……現像領域。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーとキャリアとの混合物からなる現像
剤を静電潜像へと搬送する現像手段と、回転することによって現像剤を混合攪拌しつつ軸方向に
搬送する搬送部材を有し、前記現像手段へ現像剤を搬送
する現像剤搬送路と、前記現像剤搬送路の一部に設けた新たなトナーを前記現
像剤搬送路へポイント的に補給するトナー補給部と、前記トナー補給部に新たなトナーを補給するトナー補給
手段と、前記現像剤搬送路内部のトナー濃度を検出するトナー濃
度検出センサと、該トナー濃度検出センサで得られた結果をもとに前記ト
ナー補給手段の動作を制御する制御手段とを備え、前記現像剤搬送路は前記トナー補給部から前記現像手段
へさらに現像手段からトナー補給部へと現像剤を循環搬
送するとともに、前記トナー濃度検出センサは、前記現
像剤搬送路内の現像剤搬送方向に関して前記トナー補給
部より下流側近傍の位置でトナー濃度を検出することを
特徴とする静電潜像現像装置。