JPH01159676A - 電子写真複写機等の現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、電子写真複写機、静電記録装置等の現像装置
に関し、トナー濃度検出センサ、トナー補給装置及び撹
拌装置の駆動と、現像スリーブ駆動装置の駆動とを独立
に制御できるようにしたものである。

「従来の技術Ｊ 複写速度が高速になったり、画像面積が多い原稿或いは
画像濃度の高い原稿の複写動作を連続して行うと、トナ
ー補給が追い付かなくなる。そこで複写動作が行われな
い空時間（主に複写動作終了後）を利用して、この時間
にトナー濃度を基準値まで回復するため、残りのトナー
を補給するトナー補給装置の駆動を継続するようにした
現像装置が提案されている（特公昭６Ｏ−２６６２）。

［発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、前記した現像装置はトナー補給装置、撹
拌装置等を駆動すると、同時に現像スリーブ駆動装置も
駆動される。このためトナー帯電量が上昇したり、現像
剤の劣化現象が生じる。また感光体ドラムを停止すると
、回転する現像スリ−ブに対向する感光体ドラムの感光
層が局部的に削られ、これを防ぐため感光体ドラムを回
転する必要があるが、結果的には感光層の全体的な削れ
を生じる等の複写技術上解決すべき問題点があった。

「問題点を解決するための手段」 本発明は、前記問題点を解決することを目的としてなさ
れたもので、その具体的手段は、トナーとキャリアとか
ら成る２成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度
検出手段と、トナー濃度が基準値以下であるとき駆動さ
れてトナーを補給するトナー補給手段と、補給されたト
ナーを釣記現像剤と均一に混合する撹拌手段と、該撹拌
手段と独立に駆動可能な現像スリーブ駆動手段とを有し
。

複写動作終了時にトナー濃度が基準値以下の場合には、
前記トナー濃度検出手段、トナー補給手段及び撹拌手段
の動作を継続すると共に、現像スリーブの動作を停止す
るように上記各駆動手段を制御することを特徴とするも
のである。

「作用」 本発明は、前記具体的手段の説明で明らかにしたように
、複写動作終了時にトナー濃度検出手段により、基準値
以下のトナー濃度を検出した場合には、トナー濃度検出
センサ、トナー補給装置及び撹拌装置の駆動を継続する
と共に、現像スリーブ駆動装置を停止して、トナー濃度
を均一に保つ。

「実施例」 以下、本発明の一実施例を添付図面を９照して説明する
。

第１図は本発明に係る現像装置を示し、現像装置は、概
略、 ｉ、現像部２と、 ｉｉ　、現像剤循環搬送部３と、 ｉｉｉ、）ナー収容部６と、 ｉｖ、Ｊ・ナー補給部７と、 で構成され、トナーのキャリアとの混合物からなる２成
分現像剤を現像剤循環搬送部３（以下、搬送部という）
で循環搬送しつつその一部を現像部２に供給して現像に
供する一方、現像によって消費される量に見合う足のト
ナーを、トナー収容部６からトナー補給部７を介して搬
送部３に補給するものである。

［構成］ 以下、各部の構成について詳述する。

ｉ、現像部２の構成 現像部２の現像スリーブ２】は、非磁性導電材（例えば
アルミニウム）を円筒状に形成したもので、複数の磁石
のＮ、Ｓ極を交互に円周Ｒ１するとともに、軸方向に延
設した磁気ローラ２２を内蔵し、外周面にはブラスト処
理にて微小凹凸が形成され、現像スリーブ軸６６により
支持して、矢印（ｅ）方向に回転駆動可能としてあり、
感光体ドラＪ、１００の表面に対向配置されている。ま
た現像スリーブ２１の現像部Ｈｘの背面側には、ケーシ
ング１の内面上部に穂高規制部材２３を一定の穂高規制
ギャップをもって設ける。

ｉｉ　、搬送部３の構成 搬送部３は、ケーシング１の底部を湾曲させて形成した
現像剤混合撹拌送路３１と現像剤供給搬送路３２とを有
し、両者はケーシング１の底部から立ち上がった仕切り
板３３の両端に形成した通路を介して連通している。

搬送路３２は現像スリーブ２１と平行としてあり、パケ
ットローラ４が収容されている。

バケットローラ４は、六角形状の２枚の支持板４１（一
方は図示せず）の各辺に、複数のパケット４２を橋渡し
、パケット４２の内側に多数の羽根部４３を取り付けた
もので、内部を貫通ずる支軸４４を介して矢印（ｂ）方
向に回転駆動可能としである。

いま一つの搬送路３１は、搬送路３２よりも手前側で低
く、＠側で高くなるように若干傾斜しており、該搬送路
３１の略中央底部には、磁気センサであるトナー濃度検
出センサ９が取り付けてあり、上部センサ面９１は、搬
送路３１を搬送される現像剤の円滑な流れを遮ることが
ないように、搬送路３１の内面とほぼ同一平面上に位置
するようにしである。

なお、トナー濃度検出センサ９は、搬送路３１を搬送さ
れる現像剤に含まれているトナーの濃度を透磁率の変化
として検出するもので、そのセンサ出力は後に説明する
制御装置に出力するようにしである０本実施例において
、判定基準となる基準濃度は、７．Ｑｗｔ％に設定され
、これに対応するセンサ出力電圧は２．５ｖとしである
。

また、搬送路３１には、現像剤搬送ローラ５（以下、搬
送ローラという）が矢印（ａ）方向に一定周期（３００
ｕｓｅｃ）で回転駆動可能に取り付けである。

搬送ローラ５は、支軸に羽根部材を取り付けたもので、
該羽根部材には前記トナー濃度検出センサ９のセンサ面
９１が位置するトナー濃度検出領域に対応する部分を除
き、多数の搬送羽根が取り付けである。

ｉｉｉトナー収容部６の構成 トナー収容部６は、前記搬送路３１の後部を仕切って形
成されているトナーホッパー６１内に撹拌装置６２を備
えたもので、Ｉ・ナーホッパ−６１の上部には、補給用
トナーを予め充填したトナーカー！・リッジ６３が着脱
自在に取り付けられ、補給用トナーがホッパー６１内に
補充される。

ｉマ、トナー補給部７の構成 トナー補給部７は、前記搬送路３１とトナー収容部６と
の間に位置し、トナー補給部７と搬送路３１とは仕切り
板３５によって仕切られている。

トナー補給部７には補給ローラ７１が設置されており、
この補給ローラ７１は、支軸に搬送羽根７３をスパイラ
ル状に巻回したもので、ホッパー６１の底部に位置する
補給路７４に矢印（ｄ）方向に回転駆動可能としである
。また、この補給路７４の手前側は、トナー補給用傾斜
面にて前記搬送路３１に連通している。この傾斜面はト
ナーが流れ易いように、トナーの安息角かそれ以上の角
度とされている。

一方、現像器の駆動系は第２図に示すように、現像モー
タＭ２の出力軸に固嵌した駆動歯車８１と従動歯車８３
とに歯付ベルト８２を掛は渡し、従動歯車軸の伝導動歯
車８４とパケット駆動歯車８５とを噛み合わせる。パケ
ット駆動歯車８５はギヤ連結により現像スリーブ駆動歯
車８６に現像モータＭ２の回転駆動力を伝える。前記ス
リーブ駆動歯車８６は電磁クラッチ１５０を介して、現
像スリーブローラ軸６６に断続可能に連結される。

また、パケット駆動歯車８５はアイドルギア８９を介し
て、搬送ローラ駆動歯車８８にギア連結して搬送ローラ
５を駆動する。

ｌ・ナー補給モータＭ３は、トナー補給ローラ駆動歯車
８７にギヤ連結して、トナー補給ローラ７１を駆動する
。

その他事２図において、１００は感光体ドラムであって
、感光体ドラム駆動用メインモータＭ１により歯車１０
１，１０２を介して矢線ｆ方向に駆動される。

［動作］ 以下、前記構成からなる現像装置における現像剤の流れ
について説明する。

トナー収容部６のトナーホッパー６１に補充されたトナ
ーは、撹拌装置６２によって撹拌されながら、補給ロー
ラ７１の矢印（ｄ）方向の回転に基づいて補給路７４を
第１図手前方向に搬送され、第１図の手前側から傾斜面
に案内されて搬送路３１の上流側に補給される。

搬送路３１に補給されたトナーは、隣りの搬送路３２か
ら通路を介して運ばれてくる現像剤と共に、搬送ローラ
５の回転に基づいて搬送羽根５２によって搬送路３１内
をｉｌ１通され、略中央部のトナー濃度検出領域を通り
、奥側端部に搬送される。

トナー濃度検出領域を通過して搬送路３１の奥側端部に
到達した現像剤は、通路から傾斜面に案内されて搬送路
３２に移動する。

搬送路３２に送り込まれた現像剤は、バケットローラ４
の矢印（ｂ）方向の回転に五づき、羽根部４３によって
搬送され、手前側端部に至ると、再び搬送路３１に送り
込まれるように、搬送路３１と搬送ｎ３２間を循環する
。

なお、一部の現像剤は、搬送路３２を搬送される際、パ
ケット４２によって掬い」−げられて現像スリーブ２１
の外表面に供給される。

現像スリーブ２１の外周面に供給された現像剤は、磁気
ローラ２２の磁力線に沿って穂高規制部材２３で規制さ
れる磁気ブラシ状態で保持されるとともに、現像スリー
ブ２１の矢印（ｅ）方向の回転に基づいて同方向に搬送
され、現像領域Ｘ（第１図参照）にて感光体ドラム１０
０の表面に形成されているｎ電潜像を摺擦してこれを可
視像化する。

現像ｇ！１ＪｊｌＩＸを通過した現像剤は、その後も現
像スリーブ２１上を矢印（ｅ）方向に搬送され、パケッ
トローラ４との対向部に達すると、ここには同極の磁極
（Ｓ極）が隣接して反発磁界を形成しており、現像剤は
現像スリーブ２１の表面がら離脱して搬送路３２の現像
剤に取り込まれて、搬送路３２と搬送路３１との間を循
環する。

［トナー濃度制ｇｉ］ 以下、トナー濃度制御機構およびその動作を、前記現像
装置を備えた複写機の概略動作とともに説明する。

第３図は本発明に係る現像装置を備えた複写機の制御回
路の一部を示し、ＣＰＵ２０１の出力端子Ａ１ないしＡ
７及びＡＩＯは、それぞれ感光体ドラム駆動用のメイン
モータＭｌ、現像スリーブ駆動用の現像モータＭ２．夕
、イミングローラクラッチＣＬＩ、給紙フランチＣｌ−
２，’ｒ（ｒ電チャージャＨＶＩ、転写ナヤージャ［（
Ｖ２．トナー補給モータＭ３及び電磁フランチ１５０の
各１１メ動スイツチ用のトランジスタ（図示せず）に接
続され、出力端子Ａ８はｉｌｔ源回路（図示せず）に接
続されている。

ＲＡＭ２０２はバッテリバックアップされており、デー
タバスにてＣＰＵ２０１に接続されている。

トナー濃度検出センサ９は、発振器９３から出力された
信号をもとに現像剤中の透磁率を検出するもので、透磁
率の変化をコイルのインダクタンス変化に置き換え、そ
の信号を位相比毀器９４に出力する０位相比’Ｗｌ　器
Ｑ　４はその信号をコンデンサ９５を通じてアナ１７グ
信号の形でＣＰ　ＩＪ　２０１のＡ／Ｉ）ボートに入力
する。入力さｉｔたセンサ出力信号は、Ａ／Ｄコンバー
タにてデジタル信号に変換されて前記ＲＡ　Ｍ　２０２
に格納され、適宜取り出されてデータ処理されるように
なっている。

第４図は、ｆｉｆｉ記複′ｔメ機の基本的複写動作を示
すタイムチャートである。

まず、プリントＳＷが押されると、感光体ドラム駆動用
のメインモータＭｌ、現像スリーブ駆動用の現像モータ
Ｍ２．帯電チャージャＨＶＩ、転写チャージャＨＶ２．
電磁クラッチ１５０及びコピーフラグがオンし、給紙ク
ラッチＣＬ２がＴａ秒間オンするとともに、タイマＴｂ
がセットされる。タイマＴｂのセット時間に感光体ドラ
ム１００の画像安定化前処理を行い、タイマＴｂがタイ
ムアツプすると該前処理を終了し、スキャンクラッチＣ
Ｌ３をオンして原稿スキャンを開始する。原稿スキャン
が開始すると原稿先端と用紙先端を一致させるタイマＴ
ｄがセットされ、該タイマＴｄのタイムアツプによりタ
イミングローラＣＬＩをオンする。さらに用紙サイズに
応じてスキャン時間を計算されたタイマＴ’　ｃがセッ
トされ、タイマＴｃのタイムアツプにより、前記帯電チ
ャージャＨＶＩ、転写チャージャＨＶ２をオフし、リタ
ーンクラッチＣＬ４をオンする。１！いて電磁クラッチ
１５０をタイムラグＴｆの後オフする。また、原稿スキ
ャナーが定位値にリターンすると、定位値信号がオンし
、リターンクラッチＣＬ４．メインモータＭｌ、タイミ
ングローラクラツナＣＬＩ及びコピーフラグをオフする
。

この間、プリントＳＷが押されると一定時間間隔（Ｔｅ
秒）毎に、タイミング信号が発せられ、このタイミング
信号を受けて、ＡＴＤＣサンプリングを開始し、サンプ
リング結果が「トナー濃度が規定値以下」と判定された
場合は、トナー濃度規定値信号をオフすると共に、次の
タイミング信３・までトナー補給モータＭ３をオンし、
トナー補給ローラ７１を駆動してトナーを現像器１に補
給する。この補給動作は、前記トナー濃度規定値信号が
オンになるまで、即ちトナー濃度検出センサ９により検
出されるトナー濃度が規定値に達するまでタイミング信
号に応じて断続的に継続され、この信号がオンすると前
記メインモータＭ２をオフすると共に、タイミング信号
の発信を停止する。

以上のように、通常の複写サイクル終了後であっても、
ｌ・ナー濃度が基準値以下であるときはメインモータＭ
２を、停止しないで撹拌装置、トナー補給装置等の運転
を継続し、トナー濃度の回復を行うが、電磁クラッチ１
５０が非駆動となってメインモータＭ２の回転駆動力が
現像スリーブローラ軸６６に伝達されない、トナー濃度
が基準値に達するとメインモータＭ２を停止して、トナ
ー濃度制御を終了する。従って次回の複写動作には均一
な濃度のトナーが供給される。

尚、現像スリーブ２１の停止時には、内蔵する磁気ロー
ラ２２を小角度回転して、感光体ドラム１００との対向
部に磁極Ｎ極と磁極Ｓ４＆の中間部を位置させ、磁力線
に沿うトナーの穂高を寝かせて前記感光体ドラム１００
にトナーを付着させないようにすることもできる。

「効果」 本発明は、前記した具体的手段及び作用の説明で明らか
にしたように、複写動作終了時にトナー濃度検出装置に
より、基準値以下のトナー濃度を検出した場合には、ト
ナー濃度検出センサ、トナー補給装置及び撹拌装置の駆
動を継続すると共に、現像スリーブ駆動装置を停止する
ようにして、トナー補給装置、撹拌装置等と現像スリー
ブ駆動装置の駆動を独立に制御するようにしたから、１
〜ナ一濃度制御を行っている場合に現像スリーブが同時
に回転して、摩擦によるトナー帯ｉｔの異常な上昇とか
現像剤の温度上昇、現像剤の劣化、さらに感光体ドラム
の感光層の削れ等の従来装置の不都合を回避できる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す現像装置の断面図、第２
図は現像装置の駆動系を示す一部の斜視図、第３図は本
発明に係る現像装置を備えた複写機の制御回路の一部、
第４図は複写動作とトナー補給動作のタイミングチャー
トである。 ２２１．現像部、　３５１．搬送部、　７．、、ｌ・ナ
ー補給部、　９　、、、　）ナー濃度検出センサ、　２
１．。 、現像スリーブ、　６２．、、撹拌装置、　７１　、、
。 補給ローラ、　　１００．、、感光体ドラム、　　１５
０００．電磁クラッチ、　Ｍ　２　、、、現像スリーブ
駆動用現像モータ、　Ｍ３．、、）チー補給用モータ。 −７′

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. トナーとキャリアとから成る２成分現像剤のトナー濃度
   を検知するトナー濃度検出手段と、トナー濃度が基準値
   以下であるとき駆動されてトナーを補給するトナー補給
   手段と、補給されたトナーを前記現像剤と均一に混合す
   る撹拌手段と、該撹拌手段と独立に駆動可能な現像スリ
   ーブ駆動手段とを有し、複写動作終了時にトナー濃度が
   基準値以下の場合には、前記トナー濃度検出手段、トナ
   ー補給手段及び撹拌手段の動作を継続すると共に、現像
   スリーブの動作を停止するように上記各駆動手段を制御
   することを特徴とする電子写真複写機等の現像装置。