JPH0619315A

JPH0619315A - 現像装置

Info

Publication number: JPH0619315A
Application number: JP17576592A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Murazaki; 博司村崎
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1992-07-02
Filing date: 1992-07-02
Publication date: 1994-01-28

Abstract

(57)【要約】【目的】磁性キャリアを含む二成分現像剤を用い、該
現像剤の搬送路の一部に現像剤の透磁率の変化に基づい
て現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出セン
サを配置した現像装置において、初期現像剤装填量のば
らつきや、画像形成による現像剤の減少の影響等による
センサへの現像剤供給量の変動乃至その嵩密度の変動を
吸収して現像剤中トナー濃度コントロールの精度を向上
させ、それによってトナー濃度を適正なものに維持し、
延いては、トナーの飛散、現像剤の凝集、トナー濃度セ
ンサの摩耗といった問題発生を抑制し、画質を良好に維
持する。【構成】磁性キャリアを含む二成分現像剤Ｘを用い、
該現像剤の搬送路の一部に現像剤の透磁率の変化に基づ
いて現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出セ
ンサ（ＡＩＤＣセンサ）２２を配置した現像装置におい
て、該センサ２２がそれに加わる現像剤圧力に応じて復
帰可能に後退を許すコイルスプリング２２ａにて支持さ
れている現像装置。

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、プリンタ等の
電子写真方式の画像形成装置において静電潜像担持体上
の静電潜像を可視像化する現像装置に関する。特に、磁
性キャリアを含む二成分現像剤を用い、該現像剤の搬送
路の一部に現像剤の透磁率の変化に基づいて現像剤中の
トナー濃度を検出するトナー濃度検出センサを配置した
現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】二成分現像剤を用いる現像装置では、現
像を繰り返すうちに現像剤中のトナーが消費されるた
め、通常、現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度
検出センサが付設されており、この検出センサからのト
ナー濃度情報に基づいて、消費されたトナーを補うよう
に新トナーが補給される。

【０００３】前記トナー濃度検出センサの代表的なもの
として、例えば特開昭４９−８１０４０号、特開昭５０
−９９５５２号、特開昭５２−１２３２４２号、特開昭
５２−１２７２４１号等の各公報に開示されている、い
わゆるＡＴＤＣセンサがある。これらトナー濃度検出セ
ンサは、磁性キャリアを含む現像剤の透磁率の変化、換
言すれば、該透磁率の変化に基づくセンサコイルのイン
ダクタンスの変化に基づいて、現像剤中のトナー濃度を
検出するものである。

【０００４】すなわち、現像剤中のトナー濃度が低下す
るとセンサ上に流入する現像剤中の磁性キャリア量が増
加し、現像剤の透磁率が上昇し、また、トナー濃度が上
昇すると、逆に、センサ上に流入する現像剤中の磁性キ
ャリア量が減少し、透磁率が低下することを利用したも
のであり、従って、センサに常時一定量の現像剤を供給
すること、換言すれば、センサに常時一定の嵩密度の現
像剤を供給することが前提とされる。そのようにしない
と、トナー濃度が一定であっても透磁率が変動し、誤検
知されるからである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
は、初期現像剤の装填量のばらつき、複写、プリントの
画像形成における現像剤減少の影響等により、前記セン
サに供給される現像剤密度は一定化しない。例えば、図
６に示すタイプの現像装置、すなわち、バケットローラ
ＢＲ、ローラＢＲの一側に隣設されたスパイラルローラ
ＳＲ、ローラＢＲの他側に隣設された現像スリーブＤＳ
及びスリーブＤＳ中の磁石体ＭＲを備え、バケットロー
ラＢＲにおいて現像剤を混合攪拌しつつ、その現像剤を
現像スリーブＤＳへ供給し、磁石体ＭＲの磁力に基づい
てスリーブＤＳ上に保持させ、その回転にて現像領域へ
搬送する一方、現像剤をバケットローラＢＲの両端部へ
搬送して、そこからスパイラルローラＳＲの両端部へ流
入させ、スパイラルローラＳＲにおいては、その両端部
に供給された現像剤を、向きの異なる左右の螺旋羽根又
はそれに類似の羽根ＳＲ１、ＳＲ２にてローラ中央部へ
搬送し、該中央部のローラ軸に設けた掻き上げ板ＩＢに
て該中央部に臨設したＡＴＤＣセンサＳＮ上に通過させ
て再びバケットローラＢＲへ流入させるようにし、全体
として、現像剤を８の字形に搬送する現像装置において
は、実際には、スパイラルローラＳＲ中央部へ両側から
流れ込む現像剤量にばらつきがあり、そのためセンサＳ
Ｎ上の現像剤嵩密度が変動する。

【０００６】その結果、たとえ適性なトナー濃度の場合
でも、次に示すような高トナー濃度化又は低トナー濃度
化の問題が発生する。現像剤量現像剤嵩濃度見かけのトナー濃度トナー補給トナー濃度変化多高低いＯＮ高濃度化少低高いＯＦＦ低濃度化また、このような高トナー濃度化の結果、画質の劣化
（カブリ現象等）、トナーの飛散、現像剤の凝集（詰ま
り状態）、センサＳＮ表面の摩耗（寿命短縮）等の問題
が発生し、低トナー濃度化の結果、画質の劣化（濃度不
良画像）等の問題が発生する。

【０００７】そこで本発明は、磁性キャリアを含む二成
分現像剤を用い、該現像剤の搬送路の一部に現像剤の透
磁率の変化に基づいて現像剤中のトナー濃度を検出する
トナー濃度検出センサを配置した現像装置であって、初
期現像剤装填量のばらつきや、画像形成による現像剤の
減少の影響等によるセンサへの現像剤供給量の変動乃至
その嵩密度の変動を吸収して現像剤中トナー濃度コント
ロールの精度を向上させることができ、それだけトナー
濃度を適正なものに維持することができ、延いては、ト
ナーの飛散、現像剤の凝集、トナー濃度センサの摩耗と
いった問題発生を抑制でき、画質を良好に維持できる現
像装置を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明現像装置は、磁性キャリアを含む二成分現像剤を用
い、該現像剤の搬送路の一部に現像剤の透磁率の変化に
基づいて現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検
出センサを配置した現像装置であって、該センサがそれ
に加わる現像剤圧力に応じて復帰可能に後退を許す付勢
手段にて支持されていることを特徴とする。

【０００９】前記付勢手段としては、トナー濃度検出セ
ンサに流れ込んでくる現像剤の中心部へ向け常時後退可
能に偏倚力を与えるコイルスプリング、板バネ、スポン
ジ、空気バネ、これらの組合せ等、様々のものが考えら
れる。

【００１０】

【作用】本発明現像装置によると、トナー濃度検出セン
サ上に流れ込む現像剤量が多く、現像剤嵩密度が高いと
きは、該現像剤がセンサに及ぼす圧力が上昇し、逆に、
センサ上に流れ込む現像剤量が少なく、現像剤嵩密度が
低いときは、該現像剤がセンサに及ぼす圧力が低下する
ので、この現像剤圧力の変動に応じ、該圧力が高いとき
は、センサがこの圧力を吸収するように付勢手段に抗し
て後退せしめられる一方、該圧力が低いときはセンサが
付勢手段にて前進し、その結果、全体としてセンサ上に
流れ込む現像剤の嵩密度は一定化し、トナー濃度が適切
に検出される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は一実施例現像装置Ａの断面図であり、図２
は該装置中のトナー濃度検出部の一部の断面図であり、
図３は装置Ａ中のバケットローラ、現像剤搬送スクリュ
ー、ＡＩＤＣセンサ等の概略斜視図である。

【００１２】この現像装置Ａは現像剤供給部１、トナー
濃度検出部２、現像部３、現像剤攪拌部４及びトナー補
給部５を備えている。現像剤供給部１はバケットローラ
１２を備えており、このローラは図面には片方のものし
か示されていない左右の側板１３、これら側板間に所定
間隔をおいて平行に架設したバケット１４及びバケット
１４の内側に配置した横送り羽根１５を備えている。こ
のバケットローラは図示しない駆動手段により図中時計
方向に回転駆動され、トナーと磁性キャリアを含む二成
分現像剤Ｘをバケット１４で掬って現像部３へ供給する
一方、このローラへ流入してきた現像剤を横送り羽根１
５によってローラの左右端部へ向け移動させる。

【００１３】また、このバケットローラ１２の回転に伴
い、現像剤Ｘの一部がトナー濃度検出部２との間の隔壁
Ｗの図示しない孔を通って該検出部２の左右両端部へ供
給される。トナー濃度検出部２は、図１、図２及び図３
に示すように、現像剤搬送スクリュー２１を備えてお
り、このスクリュー２１は図示しない駆動手段により図
１中時計方向に回され、バケットローラ１２から供給さ
れた現像剤を螺旋方向が互いに異なる螺旋羽根部２１
Ｒ、２１Ｌにて左右端部から中央部２１ａへ搬送する。
該中央部には搬送羽根は無く、スクリュー軸２１Ｓが通
っており、該軸２１Ｓには現像剤掻き上げ板２１Ｂを突
設してある。また、軸２１Ｓの下方にはトナー濃度を検
出するＡＴＤＣセンサ２２を設けてある。この中央部２
１ａへ左右から流入してくる現像剤Ｘは掻き上げ板２１
Ｂに掻き上げられてセンサ２２の検出面２２ｂ上を通過
し、隔壁Ｗの中央孔Ｗ１からバケットローラ１２へ戻さ
れる．センサ２２は現像装置ケースＫに昇降可能に嵌め
られ、下方からコイルスプリング２２ａにて支持されて
いる。このスプリングはケースＫに固定したホルダＨＬ
にて支持されている。センサ２２は、スプリング２２ａ
の付勢力により常時スクリュー軸２１Ｓへ向け偏倚力を
受けている。スプリング２２ａによるセンサの上昇は、
センサフランジ２２ｓがケース段部Ｋａに当接すること
で規制される。

【００１４】前記隔壁Ｗのトナー濃度検出部２側の上端
部には、バケットローラ１２の幅方向にわたり延びるマ
グネットシートＭｇ１を設けてあり、このシートＭｇ１
はローラ１２のバケット１４の最外周運動軌跡円Ｃに対
し予め定めた間隙をおいて臨んでいる。現像部３は上側
現像部３１ａ及びその下方の下側現像部３１ｂを含んで
いる。上側現像部３１ａは固定磁石ロール３２ａ及びそ
の周囲を回転する現像スリーブ３３ａを備えており、下
側現像部３１ｂは固定磁石ロール３２ｂとその周囲を回
転する現像スリーブ３３ｂを備えている。これら現像ス
リーブ３３ａ、３３ｂは図示しない駆動手段により図中
時計方向に回転駆動される。

【００１５】なお上側の現像スリーブ３３ａには現像剤
規制部材である穂高規制部材３５が臨んでいる。現像剤
攪拌部４はバケットローラ１２の上方、且つ、穂高規制
部材３５から現像剤を回収する位置に設けてあり、ケー
シング部材４１とこの中に収められた攪拌ローラ４５を
備えている。ケーシング部材４１は全体が磁性材料であ
る鉄材からなっており、その一端部４２は穂高規制部材
３５に臨んでおり、反対側の端部４３はバケットローラ
１２に臨んでいる。攪拌ローラ４５は攪拌羽根４４を備
えており、図示しない駆動手段により図中時計方向に回
転駆動される。

【００１６】ケーシング部材４１の端部４３はバケット
ローラ１２の幅方向にわたって延びるマグネットシート
Ｍｇ２を備えており、このシートＭｇ２はバケットロー
ラ１２のバケット１４の最外周運動軌跡円Ｃに対し予め
定めた間隙をおいて臨んでいる。このシートＭｇ２と前
記マグネットシートＭｇ１との間におけるバケットロー
ラ１２上の空間がトナー補給領域ＴＳとなる。そして、
シートＭｇ１は該領域の入口に、シートＭｇ２は該領域
の出口に存在することになる。

【００１７】トナー補給部５は攪拌ローラ４５の上方に
配置したトナー溜まり室５３とその横に設けたトナー補
給室５１を備えており、トナー溜まり室５３にはブラシ
ローラ５４が設けてあり、トナー補給室５１にはトナー
搬送部材５２が設けてある。トナー溜まり室５３と現像
材攪拌部４との間にはトナー補給口５５が形成してあ
り、この補給口には金網のような多孔板５６が配置して
あり、ブラシローラ５４はこの多孔板５６に接しつつ、
図示しない駆動手段により図中時計方向に回転駆動され
る。トナー搬送部材５２は図示しない駆動手段により図
中反時計方向に回転駆動される。

【００１８】以上説明した現像装置は、現像部の現像ス
リーブ３３ａ、３３ｂが感光体ドラムＰＣに所定の現像
ギャップをおいて臨むように複写機等の画像形成装置に
組み込まれる。この現像装置によると、現像剤供給部１
におけるバケットローラ１２の回転により現像剤Ｘが現
像部３における下側の現像スリーブ３３ｂに供給され、
このように供給された現像剤は磁石ロール３２ｂの磁力
に基づき該スリーブ上に保持されてスリーブの回転に伴
い搬送され、上側の現像スリーブ３３ａに臨む位置にく
る。ここで下側の磁石ロール３２ｂと上側の磁石ロール
３２ａの磁力に基づき上側の現像スリーブ３３ａ上に移
動し、該スリーブの回転に伴って穂高規制部材３５に達
し、ここで搬送量を規制され、この部材３５をくぐり抜
けた現像剤は上側スリーブ３３ａの回転に伴って第１の
現像領域３４ａに達し、ここで感光体ドラムＰＣ上の静
電潜像を現像する。この現像領域３４ａを通過した現像
剤は上側スリーブ３３ａから下側スリーブ３３ｂ上へ渡
され、該スリーブ３３ｂの回転に伴って第２の現像領域
３４ｂに至り、ここで再び静電潜像を確実に現像したの
ち、余った現像剤は該スリーブの回転に伴って現像剤供
給部側へ搬送され、磁石ロール３２ｂにおける分離磁極
Ｎ５においてスリーブ３３ｂから離れ、現像剤供給部１
へ流入する。

【００１９】一方、バケットローラ１２の回転により移
動する現像剤Ｘの一部はトナー濃度検出部２におけるス
クリュー２１の両端部へ供給され、ここから該スクリュ
ー２１の回転に伴ってその中央部へ移動し、掻き上げ板
２１Ｂにて掻き上げられつつトナー濃度検出センサ２２
の検出面２２ｂ上を通過してトナー濃度を検出されたの
ち、再び現像剤供給部１へ流入する。

【００２０】このとき、トナー濃度検出センサ２２上に
流れ込む現像剤量が多く、現像剤嵩密度が高いときは、
該現像剤がセンサ２２に及ぼす圧力が上昇し、逆に、セ
ンサ２２上に流れ込む現像剤量が少なく、現像剤嵩密度
が低いときは、該現像剤がセンサ２２に及ぼす圧力が低
下するので、この現像剤圧力の変動に応じ、該圧力が高
いときは、センサ２２がこの圧力を吸収するようにスプ
リング２２ａに抗して下降後退せしめられ、該圧力が低
いときはセンサ２２がスプリング２２ａにて上昇前進
し、その結果、全体としてセンサ２２上に流れ込む現像
剤の嵩密度は一定化し、トナー濃度が適切に検出され
る。

【００２１】従って、このセンサ２２からのトナー濃度
情報に基づくトナー濃度コントロールの精度が向上し、
それだけトナー濃度を適正に維持でき、延いては、高濃
度化によるトナーの飛散、現像剤の凝集、トナー濃度セ
ンサの摩耗等を抑制でき、また高濃度化や低濃度下によ
る画質の劣化を抑制できる。ここでトナー濃度６％の現
像剤を用い、センサ２２の検出面２２ｂがスプリング２
２ａにより上昇限に置かれるときの該面２２ｂとスクリ
ュー軸２１Ｓ下面との距離α（図２参照）を約３ｍｍに
設定し、スクリュー中央部２１ａに流入する現像剤の厚
さβ（図２参照）を４〜６ｍｍの範囲で変化させたとこ
ろ、図４にラインＩで示すように、検出されたトナー濃
度は流入現像剤厚さβの変化に拘らず、略一定であっ
た。比較のため、前記距離αを約３ｍｍに固定したとこ
ろ、検出されるトナー濃度は図４にラインIIで示すよう
に大きく変動してしまった。

【００２２】前記穂高規制部材３５によって搬送を阻止
された現像剤Ｘ₁は現像剤攪拌部４のケーシング部材４
１の端部４２から該ケーシング部材内へ流入回収され、
該部材内で攪拌ローラ４５の回転により攪拌され、ケー
シング部材端部４３側からバケットローラ１２上へ落下
する。トナー補給部５はトナー濃度検出センサ２２によ
って検出されるトナー濃度に応じて必要量のトナーを補
給するように運転される。トナー補給部５による新トナ
ーの補給は、トナー補給室５１におけるトナー搬送部材
５２の回転によってトナー溜まり室５３に供給されたト
ナーが、該室５３のブラシローラ５４の回転により多孔
板５６及びトナー補給口５５を介して現像剤攪拌部４中
へ供給される。

【００２３】現像剤攪拌部へ供給された新トナーは攪拌
ローラ４５の回転によりここへ流入してきた現像剤Ｘ₁
と混合攪拌され、現像剤供給部１のバケットローラ１２
上へ落下供給される。前記一連の動作において、バケッ
トローラ１２の回転により該ローラ内で混合攪拌された
現像剤Ｘは、該ローラの回転に伴ってローラバケット１
４で掬われるとともにローラ１２の回転速度に応じてバ
ケット上から後方へ棚引くように現像剤層を形成しつつ
搬送され、その途中、先ずトナー補給領域ＴＳの入口部
にあるマグネットシートＭｇ１とこれに形成される現像
剤穂によりバケットローラ外周上の現像剤層の厚さが薄
いものに規制されてトナー補給領域ＴＳへ到来する。

【００２４】従って、トナー補給領域ＴＳへ到来したバ
ケットローラ外周部分にはもはやバケットとバケットの
間に現像剤層が無いか、形成されていても直ぐに崩れて
ローラ１２内へ落下する。従って、このトナー補給領域
ＴＳにおいて現像剤攪拌部４から供給されてきてバケッ
トローラ１２上へ落下する新トナーを含む又は含まない
現像剤Ｘ₁はバケットの間から円滑にローラ１２内へ落
下し、そこの現像剤と十分混合攪拌され、トナーは十分
帯電する。

【００２５】トナー補給領域ＴＳへ到来したバケット１
４上には既に現像剤Ｘが収容されているが、現像剤攪拌
部４から落下してきた現像剤Ｘ₁の一部はさらにその上
に山盛状に乗る。そしてこの山盛状態のまま該バケット
は現像部３の方へ移動するが、さらにその途中で、マグ
ネットシートＭｇ２とこれに形成される現像剤穂の作用
で、その山盛部の全部又は一部が削り落とされ、バケッ
トローラ１２内へ落下し、そこの現像剤Ｘと混合攪拌さ
れ、トナーは十分帯電する。このようにマグネットシー
トＭｇ２により適度の量に規制された現像剤が前述のよ
うに現像部３へ供給され、円滑な現像に供され、良質の
画像を形成する。

【００２６】前記現像剤攪拌部におけるケーシング部材
４１は磁性材料で形成してあるので現像部３における上
下の磁石ロール３２ａ、３２ｂの磁力はこの部材４１に
阻止されて攪拌部４内に及ぶことがなく、従って穂高規
制部材３５により搬送を阻止されて攪拌部４内に回収さ
れてきた現像剤Ｘ₁は磁力の影響を受けることなく流動
性良く攪拌され、またトナー補給部５から新トナーがこ
こへ補給されるときには、該トナーとも十分に混合攪拌
され、そのため、この点でもトナーの荷電性が安定し、
期待されるトナー帯電量を得たのち現像剤供給部へ流入
し、現像に供される。その結果、画像形成装置において
得られる画像の画質が向上し、トナー飛散も抑制され、
装置全体の信頼性が向上する。

【００２７】次に本発明の他の実施例を図５を参照して
説明する。図５に示す現像装置では、搬送スクリュー２
１０とバケットローラ１２０とが仕切壁ＷＢを隔てて配
置され、搬送スクリュー２１０は、トナー補給口Ｐのあ
る手前側から奥側へ向け昇り傾斜している。仕切壁ＷＢ
には、トナー補給口Ｐよりやや奥側へ寄った位置と奥側
にそれぞれ現像剤通過口Ｈを有している。

【００２８】既に現像装置中に存在する現像剤及びトナ
ー補給口Ｐから補給されたトナーは、搬送スクリュー２
１０の回転により、且つ、該スクリューの傾斜により、
若干戻し作用を受けつつ攪拌されながら奥側へ進行し、
奥側の通過口Ｈからバケットローラ１２０側へ移り、該
バケットローラの回転により攪拌されつつ反対方向に搬
送され、手前側の通過口Ｈからスクリュー２１０側へ移
行するように循環する。そして、バケットローラ１２０
による搬送中に、一部が磁石体内蔵の現像ローラＳＬへ
供給される。

【００２９】このように供給された現像剤は、ローラＳ
Ｌの回転にともない、途中、図示しない穂高規制板によ
り搬送量を規制されつつ感光体ドラムに臨む現像領域へ
搬送され、静電潜像の現像に供される。スクリュー２１
０の下面には奥側の通過口Ｈよりやや手前側位置でＡＩ
ＤＣセンサ２２の検出面が臨んでいる。このセンサ２２
も図１におけるセンサ２２と同様、該センサへ流入する
現像剤の圧力変動に応じて図示しないコイルスプリング
により上昇復帰可能に下降が許されるように支持されて
いる。

【００３０】従って、このセンサ２２においても、流入
してくる現像剤の嵩密度の変動が吸収される状態で、ト
ナー濃度が適切に検出される。なお、センサ２２はトナ
ー補給口Ｐに近い手前側の現像剤通過口Ｈよりやや奥側
の位置に設けること等も考えられる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、磁
性キャリアを含む二成分現像剤を用い、該現像剤の搬送
路の一部に現像剤の透磁率の変化に基づいて現像剤中の
トナー濃度を検出するトナー濃度検出センサを配置した
現像装置であって、初期現像剤装填量のばらつきや、画
像形成による現像剤の減少の影響等によるセンサへの現
像剤供給量の変動乃至その嵩密度の変動を吸収して現像
剤中トナー濃度コントロールの精度を向上させることが
でき、それだけトナー濃度を適正なものに維持すること
ができ、延いては、トナーの飛散、現像剤の凝集、トナ
ー濃度センサの摩耗といった問題発生を抑制でき、画質
を良好に維持できる現像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の断面図である。

【図２】図１の現像装置におけるトナー濃度検出部の一
部の断面図である。

【図３】図１の現像装置におけるバケットローラ、現像
剤搬送スクリュー、ＡＩＤＣセンサ等の概略斜視図であ
る。

【図４】ＡＩＤＣセンサに流入する現像剤流厚さの変化
に対する検出トナー濃度を示すグラフである。

【図５】本発明の他の実施例の上方から見た断面図であ
る。

【図６】従来例の上から見た断面図である。

【符号の説明】

Ａ、Ｂ現像装置Ｘ二成分現像剤１２、１２０バケットローラ２１、２１０現像剤搬送スクリュー２２ＡＩＤＣセンサ２２ａセンサ支持コイルスプリング２２ｂセンサ検出面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性キャリアを含む二成分現像剤を用
い、該現像剤の搬送路の一部に現像剤の透磁率の変化に
基づいて現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検
出センサを配置した現像装置において、該センサがそれ
に加わる現像剤圧力に応じて復帰可能に後退を許す付勢
手段にて支持されていることを特徴とする現像装置。