JP3264765B2 - 現像装置 - Google Patents

現像装置

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JP3264765B2 JP33708193A JP33708193A JP3264765B2 JP 3264765 B2 JP3264765 B2 JP 3264765B2 JP 33708193 A JP33708193 A JP 33708193A JP 33708193 A JP33708193 A JP 33708193A JP 3264765 B2 JP3264765 B2 JP 3264765B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複写機やファクシミリ
等の画像形成装置に使用する現像装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、画像形成プロセスのうち、感光体
の静電潜像を顕像化するために供される現像剤として、
磁性体たるキャリア粒子と当該キャリア粒子に摩擦帯電
的に付着する着色樹脂たるトナー粒子とからなる所謂2
成分系現像剤が、広く多用されている。このような2成
分系現像剤が現像スリーブ上に磁気ブラシを形成し、こ
の磁気ブラシで感光体上の静電潜像を摺擦することで可
視像形成が行われる。
【0003】このような2成分系現像剤を用いて現像を
行うと、現像剤のうちトナー分は現像を繰り返す毎に消
費されるので、キャリア分に対する比率が低下し、その
結果、形成画像の濃度が低下する。そのため消費量に相
当する量のフレッシュトナーを現像剤に適宜補給するこ
とが行われている。
【0004】一方、キャリア粒子についても種々の問題
がある。即ち、画像形成プロセスが繰り返され、キャリ
ア粒子がその都度、繰り返し使用されると、当該粒子表
面が磨耗し、又は当該表面にトナーが付着蓄積して、キ
ャリアの摩擦帯電特性が劣化する。当該特性が劣化する
と、キャリアとトナーを混合攪拌し、これら現像剤で現
像スリーブ上に形成した磁気ブラシを感光体上の静電潜
像に摺擦することで、トナーを潜像に付着させて顕像化
する処理に支障が生じる。
【0005】そのため画像品質を保持するためにはトナ
ーだけでなく、キャリアについても使用程度に応じて交
換が必要になり、その入れ替え作業が行われるのである
が、この作業には時間を要し、劣化現像剤の廃棄処理が
煩雑で、作業性が悪い。
【0006】また上記作業を現像剤の総入れ替えとして
行うこととすると、現像剤の寿命が到来するまで現像剤
を交換できず、形成画像の濃度が一定に維持できない。
【0007】そこで濃度低下が殆ど起こらない間隔で交
換することが求められるが、これを手作業で行っては非
効率的であり、またその都度全量交換とすれば、現像剤
中の使用可能トナーも大量に廃棄することとなって無駄
が多すぎる。
【0008】そこで例えば特開昭53−22747号公
報では、現像器に新しい2成分系現像剤を供給しなが
ら、他方で貯留現像剤を排出し、更には別途にトナー補
給を行って、現像器中の現像剤濃度を制御しながら現像
剤の交換を行い、現像能力の維持を図ることが提案され
ている。
【0009】しかしながら、トナー補給の他に、キャリ
ア供給を行うために現像剤供給装置を別付けすると、装
置の大型化、複雑化、コストアップの問題を招来する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】そこで特開平1−26
7683号公報では、予めキャリア粒子の混合された補
給用現像剤を現像器へ供給し、当該現像器内でオーバー
フローした現像剤を除去することができるように、現像
剤補給容器と廃物溜めとを備えた現像装置が開示されて
いる。
【0011】このような補給トナーに予めキャリアを混
合した所謂プレミックス剤を用いて現像剤の入れ替えを
行う場合、例えばトナー濃度検知手段によって現像剤中
のトナー濃度が低くなった段階でプレミックス剤を補給
するわけであるから、プレミックス剤中のキャリア粒子
に対するトナー粒子の割合は、現像器中のキャリア粒子
に対するトナー粒子の割合よりもかなり大きくなってい
る。このような調整により現像器中の現像剤濃度の維持
を図ることができる。
【0012】ところが、劣化現像剤の排出をオーバーフ
ロー形式で行う場合には次のような不具合がある。
【0013】即ち、現像器中のキャリアとトナーの比率
が例えば97:3に調整されていて、画像形成プロセス
が繰り返されてトナーが消費され、その比率が98:2
になったとする。その段階では現像器中の現像剤濃度が
低下していると共に現像剤量も少なくなっている。そし
てトナー補給指示が出て、キャリアとトナーの比率が2
0:80のプレミックス剤が補給され、濃度調整が行わ
れると共に、貯蔵現像剤量も回復する。一旦減った貯蔵
量が回復して始めて貯蔵現像剤の排出が行われるので、
画像形成に用いられるべきトナーの比率が比較的高い状
態で現像剤排出が行われていることとなる。つまり、ト
ナー濃度が最も低い段階で現像剤排出を行わず、トナー
濃度が比較的高くなった段階でのみ現像剤の排出を行う
とすると、トナーをより多く排出することになり、無駄
が多くなる。有効なトナーを排出する無駄をできるだけ
抑えるためには、トナー濃度の低い時点で現像剤排出を
行うのが良いが、従来の構成では、トナー濃度の低い段
階から現像剤排出を行うことは困難である。
【0014】そこで本発明は、上記不具合に鑑み、プレ
ミックス型のトナー補給と劣化現像剤の排出に関して、
トナー濃度の低い時に現像剤の排出を積極的に行い、濃
度の高い時にはその排出を控える等、必要に応じて現像
剤の排出量を制御して、画像形成に供されるべきトナー
の無用の廃棄を低減することができる現像装置を提供す
ることを課題とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】当該課題は、本発明にし
たがい、像担持体面に形成された潜像を可視像化するた
めの現像手段を備える装置本体と、当該装置本体に連結
し、磁性粒子と着色材とからなるプレミックス剤を収容
する補給容器と、装置本体に連結し、当該本体から排出
される現像剤を回収する回収容器とを有する現像装置に
おいて、装置本体と回収容器とを連結する排出開口の面
積を可変にするためのシャッターを具設し、装置本体内
のトナー濃度を検知する手段を設け、その検知結果に基
づいて上記シャッターにより排出開口の面積を調整する
ように制御することによって、解決される。
【0016】
【0017】シャッターは、排出開口の面積を変える際
に、当該開口の下部から順に閉じるように上下動するよ
うになっているのが良い。
【0018】シャッターの配設は、プレミックス剤補給
位置から最も離れる箇所か、装置本体の長手方向中央領
域であるのが好ましい。
【0019】
【実施例】以下に、本発明を、図面に基づく実施例にし
たがい、詳細に説明する。
【0020】本発明に係る現像器を装着した画像形成装
置の全体構成を示す図1において、帯電器2によって感
光体1の表面を均一に帯電し、光学系による光照射3で
静電潜像を当該表面に形成する。次いで当該静電潜像が
現像器4の対向位置を経過する際にトナー付着によって
当該潜像を可視像化し、給紙カセット8からタイミング
を合わせて搬送されてきた記録紙と重ねられ、転写器5
を用いて、トナー像を記録紙上に転写する。トナー像を
転写された記録紙は分離器6で感光体1から分離され、
搬送ベルトによって定着器7へ送られる。転写トナー像
は定着器7を通過することによって記録紙上に固着さ
れ、当該記録紙は廃紙部9へ送り出される。一方、転写
処理後の感光体1はクリーニング装置によって残留トナ
ーを除去され、感光体1上の残留電荷は不図示の除電器
によって除電される。
【0021】この一連の画像形成プロセスにおいて、ト
ナー含有率が重量比で2〜3%であるキャリアとトナー
との乾式2成分系現像剤を収容する現像器4では、ケー
シング内に貯蔵された現像剤が、搬送パドル11によっ
て攪拌されながら帯電し、マグネットを内蔵する現像ス
リーブ10に汲み上げられて磁気ブラシを形成する。現
像スリーブ10に保持された磁気ブラシは、ドクターブ
レード19によってその量や高さを規制される。その
後、磁気ブラシは、現像スリーブ10表面と感光体1表
面とが最も接近する現像領域に搬送され、摩擦帯電され
たトナーが、逆極性に帯電した感光体1上の静電潜像に
引き寄せられ、現像が行われる。ドクターブレード19
で掻き取られた現像剤はセパレータ12によってスリー
ブ軸方向の所謂横攪拌を受けて、パドル11上に落下す
る。
【0022】現像プロセスによりトナーが消費される
と、アジテータ15で攪拌されたトナーボトル13中の
フレッシュトナーが、供給ローラ14の回転によって現
像器4内へ少量ずつ適宜補給される。トナーボトル13
中には、キャリア粒子も含まれており、キャリアとフレ
ッシュトナーとでプレミックス剤を構成している。プレ
ミックス剤中のキャリア粒子に対するトナー粒子の割合
は、現像器中のキャリア粒子に対するトナー粒子の割合
よりも僅かながら多くなっている。
【0023】このように消費トナー分を補給するために
プレミックス剤を供給すると、キャリアはなくならない
ので、現像器4内の剤レベルは徐々に高くなり、やがて
貯蔵現像剤の一部は排出口16から現像器4外へ溢れ出
る。溢れ出た現像剤は現像剤回収器17に回収される。
【0024】このようにして新しいキャリアが少しずつ
補給され、現像器4内の現像剤が少しずつ排出されるこ
とにより、現像器4内の現像剤の劣化が防がれ、画像形
成装置本体の寿命が尽きるまでキャリア交換を特別に行
う必要がなくなる。回収器17の容量が、本体寿命が尽
きるまでに回収されるべき現像剤量を全て収容できるも
のであるならば、劣化現像剤の回収作業が不要になる。
【0025】機械本体の後ろ側から現像ケーシングを示
した図2から理解できるように、現像剤の排出口21は
枠体を有し、当該枠体を覆うことが可能なシャッター2
2が摺動可能に取り付けられている。当該シャッター2
2は、不図示の駆動モータと共通軸を有する歯車25
と、中間歯車24を介してそのラックギヤ部23で係合
している。例えば正逆回転可能なステッピングモータで
ある駆動モータの回転により、歯車24、25を介し
て、シャッター22は排出口21の枠体上を摺動し、当
該摺動によって排出口21の開口面積が変化する。駆動
モータの制御は、不図示のトナー濃度検知手段の検知結
果に従って行われるようになっている。なお符号26は
現像スリーブ10や攪拌パドル11のための駆動ギヤ列
である。
【0026】例えば、現像器内にキャリアが970g
r、トナーが30gr存在している場合、トナー濃度は
3%である。この段階で排出口21から現像剤はちょう
ど漏れない状態であるとする。画像形成プロセスが繰り
返され、トナーが10grに減り、トナー濃度検知手段
により濃度低下が検知され(トナー濃度約1%)、トナ
ー補給信号が発せられると、トナーボトルからプレミッ
クス剤が補給口27を通って現像器に供給される。プレ
ミックス剤中のトナーとキャリアが1:1の比率であ
り、排出口21の開口面積が変化することなく現像器内
へ20grのプレミックス剤が供給されるとすると、現
像剤排出を行い始める段階で、現像器内のトナー濃度は
2%であり、3%に回復するまで、貯蔵現像剤の排出を
続けながらプレミックス剤の供給を続けなければならな
いこととなる。その結果、使用されずに廃棄されるトナ
ー量が不必要に増えることとなる。本発明では、トナー
濃度検知手段により濃度低下が検知され、トナー補給信
号が発せられると同時にシャッター22用の駆動モータ
も回転し、排出口21の開口面積を大きくする。例えば
貯蔵現像量を960grまで減らすように排出口21を
速やかに広げるとすれば、トナー濃度が1%なので、残
った貯蔵量のうちトナー分は9.6grとなる。そして
直ちに駆動モータを逆回転させシャッター22を元の位
置まで戻すとすると、プレミックス剤は40gr(トナ
ー分20gr)供給可能となる。その結果、トナー濃度
を回復するのに伴い排出されることとなるトナーは1g
rに満たないこととなり、無駄な廃棄を極力抑えること
が可能である。
【0027】シャッターの移動を上記のように行わず、
トナー濃度の低い時には現像剤の排出を多めに行い、濃
度が高くなるに従って排出量を減らすように、制御する
ことも可能である。また補給されたばかりのプレミック
ス剤が直ちに排出されることのないように、補給口27
と排出口21とは互いに離れる位置関係を有している
が、図3に示されるように、現像剤排出口31を現像ユ
ニットのほぼ中央に位置させてもよい。これにより、現
像ユニットの長手方向において傾斜がある場合に、現像
剤が必要以上に排出されたり、逆に排出されないという
事態を防止できる。要するに本発明は、上記実施例に詳
細まで全て限定されるものでなく、発明の範囲を逸脱し
ない限りで、多くの改良、変更を加え得るとは当然であ
る。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、装置本体と回収容器と
を連結する排出開口の面積を可変にするためのシャッタ
ーを具設し、更に装置本体内のトナー濃度を検知する手
段を設け、その検知結果に基づいて上記シャッターによ
り排出開口の面積を調整するように制御するので、トナ
ー濃度の低い時に現像剤の排出を積極的に行い、濃度の
高い時にはその排出を控え、画像形成に供されるべきト
ナーの無用の廃棄を低減することができる。
【0029】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の現像装置が設置された画像形成装置の
概略端面図である。
【図2】現像ケーシングの概略構成を機械本体の後ろ側
から見た斜視図である。
【図3】別の構成の斜視図である。
【符号の説明】
21 現像剤排出口 22 シャッター 23 シャッター側ギヤ 24、25 ギヤ 26 駆動ギヤ列 27 トナー補給口
フロントページの続き (72)発明者 中里 保史 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (72)発明者 甲斐 創 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (72)発明者 石井 佳子 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (72)発明者 横川 信人 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (72)発明者 鈴木 雅子 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 平5−289506(JP,A) 特開 平4−66984(JP,A) 実開 昭62−35369(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 13/08 - 13/095 G03G 15/08 - 15/095

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 像担持体面に形成された潜像を可視像化
    するための現像手段を備える装置本体と、当該装置本体
    に連結し、磁性粒子と着色材とからなるプレミックス剤
    を収容する補給容器と、装置本体に連結し、当該本体か
    ら排出される現像剤を回収する回収容器とを有する現像
    装置において、 装置本体と回収容器とを連結する排出開口の面積を可変
    にするためのシャッターが具設されており、 装置本体内のトナー濃度を検知する手段を設け、その検
    知結果に基づいて上記シャッターにより排出開口の面積
    を調整するように制御することを特徴とする現像装置。
  2. 【請求項2】 前記シャッターが、排出開口の面積を変
    える際に、当該開口の下部から順に閉じるように上下動
    する構成を有していることを特徴とする請求項1に記載
    の現像装置。
  3. 【請求項3】 前記シャッターが、プレミックス剤補給
    位置から最も離れる箇所に配設されていることを特徴と
    する請求項1又は2に記載の現像装置。
  4. 【請求項4】 前記シャッターが、装置本体の長手方向
    中央領域に配設されていることを特徴とする請求項1又
    は2に記載の現像装置。
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