JP2821682B2 - 現像装置における現像剤回収方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は粉体の現像剤を用いる乾式型の現像装置にお
ける現像剤回収方法に関する。

〔従来の技術〕

複写機、プリンタ又はファクシミリ等の画像形成装置
に広く採用されている乾式型の現像装置では、粉体の現
像剤としてトナーとキャリアを有する二成分系現像剤が
用いられ、現像時には現像ローラを回転し、その上に現
像剤を担持しつつ搬送し、かかる現像剤によって潜像担
持体に形成された静電潜像を可視像化している。このよ
うな現像剤を用いた場合、キャリアが経時的に劣化する
ので、必要に応じて現像剤を新たなものと交換する必要
がある。このため従来より、現像剤が劣化したとき、現
像剤搬送排出手段によって現像タンク内の現像剤を外部
に排出させており、その際、現像装置を機械本体内に装
着したまま現像剤を回収する構成が広く採用されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来は現像剤搬送排出手段と現像ローラが
同期して同時に駆動されるように構成されていたため、
現像剤の回収時に現像剤搬送排出手段を駆動すると、現
像ローラも現像動作時と全く同じ態様で回転する。この
ため、現像タンク内の現像剤は現像ローラ上に汲み上げ
られて潜像担持体と現像ローラの対向した現像領域へ搬
送されることになる。このとき、潜像担持体に対向した
現像ローラの部分は現像タンクの開口から外部に露出し
ているため、現像領域に搬送された現像剤中のトナーが
外部に飛散する。現像装置を機械本体内に装着したまま
現像剤の回収を行うことができても、上述のようにトナ
ーが飛散すれば、機械本体内をトナーで汚す恐れを免れ
ない。

また最近の現像装置はその小型化が進み、現像タンク
内の現像剤の量も少なくなる傾向にあるため、現像剤回
収時に現像タンク内にわずかな現像剤が残っても、新た
な現像剤を補充したとき、残された古い現像剤の割合が
大きくなる。従って現像剤回収時にはできるだけ多くの
現像剤を現像タンクから排出させる必要があるが、従来
の現像剤回収方法では、短時間で現像剤を多量に回収す
ることは困難であった。

本発明の目的は、上記従来の欠点を除去し、トナーの
飛散を極力抑え、しかも短時間で多量の現像剤を回収で
きる現像装置におけるトナー回収方法を提供することで
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するため、現像剤を収容した
現像タンクと、現像時の回転方向とその逆方向の両方向
に回転可能な現像ローラと、該ローラの内部に固定配置
された磁石と、現像タンクの内部であって、現像ローラ
に対向した位置に配置され、現像剤回収時の現像剤搬送
排出手段を兼用する現像剤撹拌用回転体とを有し、前記
現像ローラが前記現像剤撹拌用回転体と近接する位置か
ら前記逆方向の一定範囲には前記磁石が配置されておら
ず、ここに磁気遮蔽部材が設けられており、前記現像剤
撹拌用回転体が現像ローラとは別個に駆動される現像装
置を、機械本体内に装着した状態で、前記現像タンク内
の現像剤を外部に搬送排出して現像剤を回収する現像装
置における現像剤回収方法において、前記現像剤撹拌用
回転体を回転させて現像剤を回収するとき、現像ローラ
を前記逆方向に回転させるか、又は停止させたままと
し、しかる後、現像ローラを現像時の回転方向に回転さ
せることを特徴とする現像剤回収方法を提案する。

〔実施例〕

以下、本発明をフルカラー複写機の現像装置に適用し
た実施例を図面に従って説明する。

第１図において、潜像担持体の一構成例であるドラム
状感光体１の下方に、イエロー現像装置3Y,マゼンタ現
像装置3M,シアン現像装置3Cが設けられ、これらの現像
装置は枠体21に納められ、これらを手前側に引き出すこ
とができるようになっている。各現像装置の現像タンク
10Y,10M,10Cには、トナーとキャリアを有する二成分系
現像剤（図示せず）が収容され、各現像装置3Y,3M,3Cの
トナーの色はそれぞれイエロー、マゼンタ、シアンであ
る。

各現像装置は現像ローラ4Y,4M,4Cをそれぞれ有し、こ
れらは感光体１の周りに所定のギャップをもって対向配
備されている。

各現像ローラ4Y,4M,4Cの内部には図示するような配置
構成で磁石５と、磁性体より成る磁気遮蔽部材６がそれ
ぞれ不回転状態で固定配置されている。これに対し、各
現像ローラ4Y,4M,4Cは、図示されない駆動モータによっ
て、それぞれ別個に駆動され、現像時には実線矢印の向
きに回転駆動されるようになっている。以後、この向き
に回転する場合を、「正転」と言う。現像ローラは後述
するように破線矢印で示す方向にも回転可能であって、
現像時の回転方向（正転）と、その逆方向（逆転）の両
方向に回転可能となっている。

各現像タンク10Y,10M,10Cに収容された現像剤は、現
像剤撹拌用回転体11によって撹拌される。各撹拌用回転
体11は、各現像タンク10Y,10M,10Cの内部であって、各
現像ローラ4Y,4M,4Cに対向した位置に配置されていて、
外部スクリュー12と内部スクリュー13と撹拌パドル14を
備え、反時計方向に回転しながら現像剤を撹拌し、各現
像ローラ4Y,4M,4Cに現像剤を供給する。各現像剤撹拌用
回転体11は各現像ローラとは別個に駆動される（駆動源
は別々であっても、同じ駆動源であってもよい）。また
現像剤撹拌用回転体11は、後述するように、現像剤回収
時の現像剤搬送排出手段を兼用している。

現像ローラ4Y,4M,4Cが現像剤撹拌用回転体11と近接す
る位置から、前記逆方向（破線矢印の方向）の一定範囲
（但し、後述する現像領域よりも手前の範囲）には、前
記磁石５が配置されておらず、ここに前述の磁気遮蔽部
材６が位置している。

ここでイエロー現像装置3Yを例にとって現像動作を説
明すると、その現像ローラ4Yに供給された現像剤は該ロ
ーラの回転（正転）と内部の磁石５の磁力の作用によっ
て現像ローラ4Y上に担持され、ドクターブレード31によ
って所定の厚さに規定され、現像ローラ4Yの正転方向と
同じ方向（矢印Ａ方向）に搬送される。この現像剤が、
時計方向に回転する感光体１と、現像ローラ4Yとの対向
した現像領域に至ると、ここで感光体１に接触し、現像
剤中のイエロートナーが感光体の静電潜像に静電的に移
行して、潜像がイエロー色に可視像化される。

現像に供された現像剤が現像ローラ4Y内の磁気遮蔽部
材６の位置にきたとき、現像ローラ4Y上の磁力が実質的
になくなるため、矢印Ｂで示す如く現像ローラ4Yから離
れ、現像剤撹拌用回転体11に落下する。

感光体１上に形成された可視像は感光体１と接する図
示されない転写ドラム上の転写紙に転写される。

同様にして、感光体１上には、マゼンタ現像装置3Mに
よってマゼンタトナーによる可視像が、またシアン現像
装置3Cによってシアントナーによる可視像が得られるよ
うになっていて、これらの可視像が転写ドラム上の転写
紙に順次重ね合わされる。そして、このような転写をす
べて終えたあと、転写紙は転写ドラムから外されて定着
されたのち、カラーコピー紙若しくはカラー記録紙とし
て機外へ排出される。

ここで、イエロー現像装置3Yによって現像を行ってい
るときには、他の現像装置の現像ローラ4Mと、4Cに対し
ては現像動作が行われないように穂切り状態となってい
る。また、マゼンタ現像装置3Mによって現像を行ってい
るときは、他の現像装置の現像ローラ4Y,4Cが穂切り状
態となっている。さらに、シアン現像装置3Cによって現
像を行っているときは、他の現像装置の現像ローラ4Y,4
Mが穂切り状態となっている。

この目的は、現像動作中の現像ローラ以外の現像ロー
ラに対して穂切り状態としないと、感光体１上に形成さ
れた或る色の可視像を乱したり、混色が発生する恐れが
あるからである。

ここで、例えば、現像ローラ4Yのところで穂切りが行
われるものとして、これは次のようにして行われる。

先にも述べたように、現像ローラ4Yの上には、これが
実線矢印の向きに正転するとき、現像剤が磁気的に汲み
上げられつつ、担持されるのであるが、穂切りを行うと
きは、それを破線矢印の向きに回転させる。すなわち、
逆転させるのである。

このような回転時には、現像剤を汲み上げようとする
領域に対して、磁気遮蔽部材６があり、しかも、この対
向部においては、磁石を設けないようにしてあるので、
磁力がなくなるか、或いはほとんどなくなり、現像剤が
汲み上げられなくなり、現像ローラ上に現像剤が実質的
に存在しない穂切り状態となる。このときの現像剤の流
れを矢印Ｃで示す。通常、現像ローラ4Yを１回又は数
回、逆転させることにより穂切り動作を完了できる。こ
のような穂切りが、他の現像ローラ4M,4Cについても、
まったく同様にして行われるのである。

各現像ローラ4Y,4M,4Cは、現像動作時と、穂切れ動作
時以外の時期は、停止している。これに対し現像剤撹拌
用回転体11は、現像ローラが停止しているときも、常時
回転を続け、現像剤を撹拌している。

次に現像剤撹拌用回転体11と、これに関連するより具
体的な構成、並びに現像剤回収時の動作例を、イエロー
現像装置3Yをピックアップして説明する。

第２図は現像剤撹拌用回転体11の構成を示す斜視図で
あり、この回転体11は、前述のように撹拌パドル14と、
これに巻かれた外部スクリュー12と、撹拌パドル14の内
部の軸30に設けられた内部スクリュー13から構成されて
いる。撹拌パドル14には現像剤流入口15が、この奥側に
現像剤排出口16がそれぞれ設けられている。

第３図に示すように、内部スクリュー13は、歯車19,1
7,18をそれぞれ介して回転駆動され、外部スクリュー12
をもつ撹拌パドル14は後端側に設けられた図示していな
い駆動歯車により回転駆動されるようになっている（歯
車19は撹拌パドルと一体的になっていて該パドルにより
回転される）。

第２図において、撹拌パドル14と軸30とが回転する
と、現像剤は撹拌パドル14の外部スクリュー12によって
矢印ａ方向に運ばれる。この間、現像剤は現像剤流入口
15を通って撹拌パドル14内に入り、このあと、内部スク
リュー13によって矢印ｂ方向に運ばれる。そして、現像
剤排出口16を出た現像剤は再び矢印ａ方向に運ばれる。
このようにして、現像剤は撹拌され乍ら撹拌パドル14の
内外を循環する。

現像剤排出口16の側から現像剤が矢印ａ方向に搬送さ
れる間、撹拌パドル14によって現像ローラ4Y（第１図）
に現像剤が供給される。

第１図において、現像剤撹拌用回転体11の図における
手前側の部位は、第３図に示すように、現像タンク10Y
から突出している。すなわち、第３図において現像タン
ク10Yから左側に突出している。この突出部には、現像
タンク10Y,10M,10Cの端部が固着されていて、その側板
を構成する固定支持板33にボス状に一体形成された現像
剤流出入用管状部21Yが包囲するようになっている。な
お、不動状態に保持されている固定支持板33には、第４
図に示す如く、管状部21Yの他、マゼンタ現像装置用の
管状部21Mと、シアン現像装置用の管状部21Cとがそれぞ
れ設けられている。また各現像タンクの他方の端部に
も、図示していない共通の支持部材（側板）が固着され
ている。

第３図において、現像剤流出入用管状部21Yには上側
に現像剤流入口22が、下側に現像剤回収口23がそれぞれ
穿たれている。この回収口23は通常蓋部材28によって閉
じられている。

可動板24には、補給用のイエロートナーを収容したホ
ッパー状のトナー容器25Yが一体的に設けられている。
また、かかるトナー容器25Yと共に、第４図に示す如く
マゼンタトナー容器25Mと、シアントナー容器25Cが一体
的に設けられている。

第３図において、トナー容器25Y内にはアジテータ26
が設けられ、これが揺動することによりトナー容器内で
のトナーの架橋が防止される。

第１図において、現像タンク10Y内の現像剤のトナー
濃度が基準濃度よりも低下したことを、トナー濃度セン
サ20が検知すると、第３図及び第４図において、トナー
容器25Yの下部に設けたトナー補給ローラ7Yが回転する
ようになっている。

すると、トナー容器25Y内のイエロートナーが落下せ
しめられ、この落下現像剤は現像剤流入口22を通って管
状部21Y内へと流入する。次いで、現像剤は撹拌パドル1
4の流入口15を通って撹拌パドル14内に入り、かつ、内
部スクリュー13によって現状剤と撹拌されつつ、矢印ｂ
方向に運ばれる。このようにして、トナーの補給が行わ
れるのである。この場合には、流入口22はトナー補給口
として機能することとなる。かようなトナー補給は、マ
ゼンタ現像装置やシアン現像装置についてもまったく同
様にして行われる。

上述の如く構成された現像装置を長期間使用すると、
現像剤中のキャリアが劣化し、これを放置すれば感光体
１上に形成される可視像の画質が劣化する。従ってこの
ような場合には、現像タンク内の現像剤を新たなものと
交換する必要がある。この現像剤回収動作は次の如く行
われる。

すなわち、現像装置を機械本体（複写機本体）に装着
したまま、第３図に示した蓋部材28をヒンジピン29のま
わりに矢印方向に回動させて同回収口23を開放させる。
この状態で、現像剤撹拌用回転体11を回転させることに
より、外部スクリュー12によって、現像タンク内の劣化
した現像剤を矢印ａ方向に搬送させつつ、回収口23から
排出する。すなわち、現像剤の回収が行われるのであ
る。このように現像剤撹拌用回転体11は現像剤回収時の
現像剤搬送排出手段を兼用している。

上述の如く、現像装置を、機械本体内に装着した状態
で、現像タンク内の現像剤を外部に搬送排出して現像剤
を回収するのであるが、その際、従来の現像装置におい
ては、現像剤搬送排出手段と、現像ローラが同期して同
時に回転したため、現像タンク上部の開口から露出した
現像ローラ部分に現像剤が搬送され、ここでトナーが飛
散する恐れがあった。

そこで本例の現像剤回収方法においては、前述のよう
に現像ローラと現像剤撹拌用回転体11が別々に駆動され
るようにし、現像剤撹拌用回転体11を回転させて現像剤
を回収するとき、 現像ローラ4Yを逆方向に回転させて、現像ローラ上の
現像剤を除去した穂切れ状態にするか、又は 現像ローラ4Yを停止したままとする。

この状態で前述のように現像剤撹拌用回転体11を回転さ
せて現像剤を搬送排出させるのである。このようにすれ
ば、現像ローラ4Y上には現像剤がないか、又はあったと
しても停止しているため、前述のトナー飛散を阻止する
ことができる。

のように穂切りを行う場合、穂切り終了後に、現像
ローラ4Yを停止させてもよいし、逆転させ続けてもよ
い。いずれの場合も現像ローラ4Y上に現像剤がないた
め、トナーが飛散することはない。また現像ローラ4Yの
逆転開始時期は、現像剤を搬送排出させるべく、現像剤
撹拌用回転体11を回転させた後であっても、回転開始前
であってもよい。

のように当初より現像ローラ4Yを停止させておくと
き、その現像ローラが既に穂切り状態にある場合には、
現像ローラ4Y上には実質的に現像剤が存在しないが、現
像ローラ4Y上に現像剤が担持されていても差しつかえな
い。現像ローラが回転しなければ、現像剤は静止したま
まであって、トナーの飛散を防止できるからである。

上述のようにして、複写機本体内をトナーで汚す不都
合を防止することができる。

ところで現像ローラ4Yを逆転させ、又は停止させたま
まで現像剤回収動作を終了すると、現像タンク内に多少
現像剤が残されることがある。特に現像ローラ4Yと現像
剤撹拌用回転体11との間の領域に、磁力で保持された現
像剤が多少残ってしまう。長時間かければ、前述の動作
だけでも、この残留現像剤を回収可能であるが、作業能
率が低下して好ましくない。

そこで本例の現像剤回収方法では、更に、前述の動作
を行って、現像タンク10Y内の現像剤をほぼ全部回収し
た後、現像ローラ4Yを現像時の回転方向に例えば２乃至
３回程度回転（正転）させるのである。このようにすれ
ば、回転体11と現像ローラ4Yの間に残っていた現像剤が
現像ローラ4Yに担持されて搬送され、次いで磁気遮蔽部
材６の作用で現像ローラ4Yから離されるので、これを支
障なく現像剤撹拌用回転体11によって現像タンク10Y外
へ排出させることができる。

現像タンク10Y内に前記残留現像剤以外の現像剤が多
少残っているときに現像ローラ4Yを正転させてもよい。
この場合には、現像ローラ4Yによって多少多めの現像剤
が搬送されるが、残っている現像剤量は元々少ないの
で、ほとんどトナーの飛散は生じない。

このように現像ローラ4Yと回転体11との間の残留現像
剤も迅速に回収することができ、短時間で、現像タンク
内の現像剤を効率よく排出させることができる。

また上述のように現像ローラ4Yを正転させるだけでな
く、該ローラを引き続き逆転させ、正逆転を何度か繰返
すと、残留現像剤に異なった態様の外力を加えることが
でき、その回収効率を高めることができる。

他の現像装置3M,3Cに対しても上述したところと全く
同様にして現像剤を回収することができる。

上述した方法によれば、トナーの飛散を考慮せずに現
像剤を回収できるので、現像剤撹拌用回転体11の回転数
を増大させ、回収時間を一層短縮することも可能とな
る。

なお、新しい現像剤を現像タンクに補給するときは、
蓋部材28を閉じ、第３図及び第４図に示したトナー容器
25Y,25M,25Cを取外し、現像剤流入口22を開放させ、こ
こから新たな現像剤を補充し、現像剤撹拌用回転体11を
回転させながら、現像剤を現像タンクに送り込む。この
とき現像ローラは停止させておくか、又は逆転させ、現
像ローラ上を現像剤が搬送されないようにする。トナー
の飛散を防止するためである。

また、第４図に示す各トナー容器25Y,25M,25Cを一体
的に設けた可動板24を、固定支持板33の折曲部21a,21b
に設けたヒンジピン27に対して回動自在に支持し、通
常、各トナー容器は、この下部の現像剤流出部が現像剤
流入口22に対応した位置にあるようにし、新しい現像剤
を充填するときは、可動板24を第４図において手前側に
ヒンジピン27の周りに回動させ、現像剤流入口22を開放
させ、この流入口22から、新たな現像剤を流入させるよ
うにすると、現像剤の補充作業を簡単に行うことができ
る。

なお、現像剤回収時の前述の各動作は、複写機の制御
装置によって全て自動的に行うように構成することもで
きるし、現像ローラや現像剤撹拌用回転体を作動させる
キースイッチを設け、これをその都度、押下することに
よって行うこともできる。

本発明は、カラー複写機以外の画像形成装置、或いは
現像装置の数が３個以外の画像形成装置に対しても適用
できることは当然である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、トナーを飛散させることなく、現像
剤を回収でき、しかも現像タンク内の現像剤を多量に、
かつ短時間で回収することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例における現像装置の断面図、第２
図は現像剤撹拌用回転体を一部破断して示す斜視図、第
３図は上記実施例におけるトナー補給部の断面図、第４
図はトナー容器の断面図である。 4Y,4M,4C……現像ローラ、５……磁石 ６……磁気遮蔽部材、10Y,10M,10C……現像タンク 11……現像剤撹拌用回転体

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−112181（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−208074（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−118170（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−13540（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−150564（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−180864（ＪＰ，Ｕ) 特許2635983（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/08 - 15/095

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現像剤を収容した現像タンクと、現像時の
   回転方向とその逆方向の両方向に回転可能な現像ローラ
   と、該ローラの内部に固定配置された磁石と、現像タン
   クの内部であって、現像ローラに対向した位置に配置さ
   れ、現像剤回収時の現像剤搬送排出手段を兼用する現像
   剤撹拌用回転体とを有し、前記現像ローラが前記現像剤
   撹拌用回転体と近接する位置から前記逆方向の一定範囲
   には前記磁石が配置されておらず、ここに磁気遮蔽部材
   が設けられており、前記現像剤撹拌用回転体が現像ロー
   ラとは別個に駆動される現像装置を、機械本体内に装着
   した状態で、前記現像タンク内の現像剤を外部に搬送排
   出して現像剤を回収する現像装置における現像剤回収方
   法において、 前記現像剤撹拌用回転体を回転させて現像剤を回収する
   とき、現像ローラを前記逆方向に回転させるか、又は停
   止させたままとし、しかる後、現像ローラを現像時の回
   転方向に回転させることを特徴とする現像剤回収方法。