JPH0713427A

JPH0713427A - 現像装置

Info

Publication number: JPH0713427A
Application number: JP14919793A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamashita; 博司山下; Yoshiaki Kanamori; 芳彰金森
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1993-06-21
Filing date: 1993-06-21
Publication date: 1995-01-17

Abstract

(57)【要約】【構成】非現像時に現像ローラシャフト３０に流れる
電流Ｉを、電流検知回路３８で検知する。電流Ｉは、ト
ナー充足時には、トナー２２と、トナー供給ローラ２
４，現像ローラ２６およびドクタブレード２８とのそれ
ぞれの間での摩擦によって流れ、トナー不足時には、さ
らにドクタブレード２８と現像ローラ２６との摩擦によ
って大きくなる。トナー不足および帯電量不足を判断で
きる基準値Ｉ_s1およびＩ_s2を予め設定し、比較回路４０
で電流Ｉと比較する。Ｉ＞Ｉ_s1となり、トナー検知回路
４２でトナー不足を検知すると、アジテータ制御回路４
４によってアジテータ２０を駆動させてトナー２２を現
像槽１６に供給する。Ｉ＜Ｉ_s2となり、トナー帯電量不
足になれば、リレー４６をオンし、ドクタブレード２８
に電圧を印加し、トナー２２に対し強制的に電荷を注入
する。【効果】コストダウンが図れかつ正確にトナー不足を
検知できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は現像装置に関し、特に
たとえば複写装置，画像記録装置，プリンタおよびファ
クシミリ等の画像形成装置に用いられ、一成分現像剤を
用いかつ現像剤不足を検知する不足検知手段を有する、
現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、一成分現像剤を用いた電子写
真装置等の現像装置においては、トナー残量検知手段と
して各種センサが用いられていた。たとえば、特開平３
−１８８８０号公報〔Ｇ０３Ｇ１５／０８〕において
は、発光ダイオードとフォトトランジスタとを組み合わ
せたトナー残量検知装置が示され、また、特開平３−３
９７６５号公報〔Ｇ０３Ｇ１５／０８〕においては、
圧電振動型のトナーセンサが示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前者では、光の通過す
る経路を確保する必要があり、さらに光の透過面を常に
クリーニングしておかないと正確にトナー残量を検知で
きない。後者では、センサは、現像器ユニットに設けら
れており、その設置場所に設計上の制約があり、必ずし
も最良の位置に設置できるとは限らず、正確にトナー残
量を検知できない。また、現像器自体は消耗品であり、
高価なセンサを現像器に設けることはコストアップにつ
ながるという欠点もある。

【０００４】また、トナー残量検知手段としての各種セ
ンサは一般的にトナー槽に設置されているので、上述の
２つの従来技術とも、実際には現像剤担持体に供給でき
ないトナーを含めてその残量検知を行っている。また、
実際の現像剤担持体上のトナー付着量を検知していない
ため、印字上では問題のないレベルでもトナー不足と判
断してしまったり、反対に印字不良が発生していてもト
ナー不足の警告をユーザに知らせないといった不都合が
生じていた。

【０００５】それゆえに、この発明の主たる目的は、コ
ストアップなしにトナー不足を正確に検知できる、現像
装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、現像剤担持
体と現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制する層厚規制
手段とを含む現像装置において、現像剤担持体と現像剤
との摩擦，層厚規制手段と現像剤との摩擦および現像剤
担持体と層厚規制手段との摩擦の少なくとも１つによっ
て発生する電流の電流値を検知する電流検知手段、電流
値と予め設定された基準値とを比較する比較手段、なら
びに比較手段からの比較結果に基づいて現像剤不足が生
じたか否かを検知する不足検知手段を備えることを特徴
とする、現像装置である。

【０００７】

【作用】現像剤担持体に流れる電流値を、たとえば非現
像時に電流検知手段で検知する。現像剤担持体に付着す
る現像剤の量が十分多い場合には、現像剤と層厚規制手
段との摩擦および現像剤と現像剤担持体との摩擦によっ
て、現像担持体に電流が流れる。現像剤担持体に付着す
る現像剤の量が少ない場合には、層厚規制手段と現像剤
担持体とが接触し、この摩擦によって現像剤担持体に流
れる電流値が大きくなる。したがって、現像剤の不足を
検知できるように予め基準値を設定しておき、この基準
値と現像剤担持体に流れる電流値とを比較手段で比較す
る。その比較結果によって、不足検知手段で現像剤担持
体に付着する現像剤が不足しているか否かを判断し、不
足している場合には、たとえば現像剤を補充したり、コ
ントロールパネルに現像剤不足を表示しユーザに警告し
たりする。

【０００８】

【発明の効果】この発明によれば、従来のように高価な
センサ等を用いなくてもよいので、コストダウンが図れ
る。また、現像剤担持体に付着する現像剤の不足を検知
できるので、従来よりかなり正確にトナー不足を検知で
きる。この発明の上述の目的，その他の目的，特徴およ
び利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説
明から一層明らかとなろう。

【０００９】

【実施例】図１を参照して、この実施例の現像装置１０
は、一成分非磁性接触現像装置として構成されたもので
ある。現像装置１０は、トナーユニット１２を含む。ト
ナーユニット１２には、トナー収容部１４と現像槽１６
とが形成される。トナー収容部１４内にはシャフト１８
に取り付けられたアジテータ２０が配置され、アジテー
タ２０によって、トナー２２が現像槽１６へ供給され
る。トナー２２としては、たとえばスチレン−アクリル
系樹脂を主成分とした非磁性の負帯電トナーが用いられ
る。現像槽１６へ送られたトナー２２は、トナー供給ロ
ーラ２４によって現像ローラ２６へ供給される。トナー
ユニット１２に取り付けられかつ現像ローラ２６の上流
に配置されるドクタブレード２８によって、現像ローラ
２６の表面にトナー薄層が形成される。現像ローラ２６
は現像ローラシャフト３０によって軸支され、静電潜像
担持体である感光体ドラム３２表面に形成された潜像
に、現像ローラ２６によってトナー２２を転移させて静
電潜像を可視像化する。感光体ドラム３２としては負帯
電の有機感光体が用いられ、また感光体ドラム３２は図
２に示すように接地される。そして、残留したトナー２
２は、トナーユニット１２の内面かつ現像ローラ２６の
下流側に設けられたトナー漏れ防止部材３４をすり抜け
て再び現像槽１６内に戻る。

【００１０】そして、現像ローラシャフト３０には、電
圧発生源３６によって電圧が印加される。電圧発生源３
６には、現像ローラ２６から現像ローラシャフト３０に
流れ込む電流値を検知する電流検知回路３８が直列に接
続され、電流検知回路３８の一端は接地される。電流検
知回路３８には、比較回路４０が接続される。比較回路
４０では、電流検知回路３８によって検知された電流値
が基準値と比較される。比較回路４０に接続されるトナ
ー検知回路４２では、比較回路４０での比較結果から現
像ローラ４８に付着するトナー２２が不足しているか否
かが検知される。このトナー２２が不足していれば、ト
ナー検知回路４２からアジテータ制御回路４４にトナー
不足を伝える信号を与え、アジテータ制御回路４４によ
ってシャフト１８を駆動させ、アジテータ２０を回転さ
せる。アジテータ２０の回転によってトナー２２が現像
槽１６に供給される。現像ローラ４８に付着するトナー
２２が充足している場合には、アジテータ制御回路４４
は軸１８を駆動しない。

【００１１】また、トナー検知回路４２によって、トナ
ー帯電量不足を検知すれば、リレー４６をオンして、ド
クタブレード２８に電圧発生源３６に基づく電圧を印加
する。これによって、トナー２２に対し強制的に電荷を
注入し、トナー帯電量不足を補う。動作において、ま
ず、感光体ドラム３２は帯電装置５２（図２に示す）に
よって、その表面電位が−７００Ｖに調整され、現像ロ
ーラシャフト３０には、電圧発生源３６によって、現像
バイアス電位として−３００Ｖが印加される。

【００１２】また、トナー収容部１４から現像槽１６に
送られたトナー２２は、トナー供給ローラ２４によって
現像ローラ２６に供給され、現像ローラ２６の回転によ
って現像ローラ２６とドクタブレード２８との接触部４
８へと搬送される。このとき、トナー２２とトナー供給
ローラ２４，トナー２２と現像ローラ２６，トナー２２
とドクタブレード２８間でそれぞれ摩擦が発生し、トナ
ー２２が負に帯電する。この場合、現像ローラ２６の材
質としては、トナー材質と摩擦帯電系列上離れた位置に
あるシリコンゴム等が適する。

【００１３】そして、接触部４８に供給されたトナー２
２は、ドクタブレード２８によってその搬送が規制さ
れ、現像ローラ２６上で薄層化される。トナー層厚は略
１０〜３０μｍに規制され、トナー２２は感光体ドラム
３２へと搬送される。そして、現像ローラ２６自体は図
示しないばね等で感光体ドラム３２に押圧されており、
現像領域５０において現像ニップが適切（略１〜２mm）
に保たれ、感光体ドラム３２上の静電潜像を現像する。

【００１４】上述のように、トナー２２が負に帯電する
ことによって、現像ローラシャフト３０には図２（Ａ）
および（Ｂ）に示すように電流Ｉが流れる。まず、図２
（Ａ）に示す現像時では、感光体ドラム３２の表面電位
は露光電位としての略−１００Ｖ程度の残留電位とな
る。このとき負に帯電したトナー２２によって感光体ド
ラム３２が現像されるため、すなわち負のトナー２２が
現像ローラ２６から感光体ドラム３２へ移るため、電流
Ｉはその逆である矢印ａ方向に流れる。それに対して図
２（Ｂ）の非現像時では、現像ローラ２６とトナー２２
との摩擦によって、現像ローラ２６が正にトナー２２が
負に帯電するので、電流Ｉは矢印ｂ方向に流れる。

【００１５】このとき、現像時では、現像のために感光
体ドラム３２に与えられるトナー量、すなわち感光体ド
ラム３２に与えられるトナー２２全体の帯電量が原稿に
よって変化するため、流れる電流値が変動する。これに
対し、非現像時では、摩擦のみによって電流Ｉが流れる
ので電流値は安定する。したがって、複写する原稿によ
って電流値が変動する現像時は、トナー不足を検知する
のには適さず、非現像時にトナー不足を検知する。すな
わち、電流Ｉのサンプリングは、非現像時すなわちウォ
ーミングアップ時もしくは画像出力後メインモータ（図
示せず）が停止する間に行うのが望ましい。ただし、現
像時であっても、特定の原稿（たとえば全面黒く塗りつ
ぶしたもの）を準備しておき、判断時に、この原稿を複
写して流れる電流値を検知するようにすれば、トナー不
足を検知できる。

【００１６】このような電流Ｉは電流検知回路３８によ
って検知されるが、印字枚数を重ねるに従ってトナー２
２が消費され、トナー収容部１４および現像槽１６内の
トナー２２が少なくなってくる。すると、トナー２２を
薄層形成する接触部４８に供給されるトナー量が少なく
なり、ついには、現像ローラ２６とドクタブレード２８
とが部分的に接触し始める。すると、現像ローラ２６と
ドクタブレード２８との摩擦によって過剰な摩擦電荷が
発生し、流れる電流値が大きくなる。したがって、トナ
ー２２が現像ローラ２６とドクタブレード２８との間に
介在している場合に通常発生する電流値を予め比較回路
４０に設定（たとえばメモリに格納）しておき、これを
基準値Ｉ_s1とする。そして、比較回路４０で、電流検知
回路３８から与えられる電流値Ｉを基準レベルＩ_s1と比
較し、Ｉ＞Ｉ_s1となればトナー検知回路４２でトナー２
２の不足を検知する。

【００１７】図３に、電流検知回路３８から出力される
電流Ｉの値を測定した結果を示す。横軸に時間，縦軸に
発生する電流Ｉの値をとっている。なお、図３の縦軸に
おいて、（＋）側が非現像時，（−）側が現像時であ
る。この場合には、Ｉｏ＞Ｉ_s1のとき、すなわち時刻Ｐ
においてトナー不足が発生しており、アジテータ２０を
回転させトナー不足を補う。

【００１８】また、環境条件、特に高温，高湿下におい
ては、トナー２２の摩擦によって発生する電荷量が少な
くなり、画像劣化を生じる場合がある。これを回避する
ために、上述の上限の基準値Ｉ_s1の他に下限の基準値Ｉ
_s2を設ける。電流Ｉが基準値Ｉ_s2を下回った場合には、
トナー検知回路４２によってリレー４６がオンされ、ド
クタブレード２８に電圧が印加される。すると、トナー
２２に対し強制的に電荷が注入され、トナー帯電量をア
ップすることで電流Ｉが、Ｉ_s1＜Ｉ＜Ｉ_s2を満たし、画
像劣化が防止される。このように、トナー帯電量を調節
することで、あらゆる環境下で安定した良好な画像が得
られる。

【００１９】この実施例によれば、従来のような高価な
センサ等を用いなくても、本体側の高圧基板（図示せ
ず）側等にトナー検知回路４２等の回路を形成すること
で、消耗品であるトナーユニット１２のコストダウンが
図れる。また、図４に示す他の現像装置１０のように、
リレー４６をオンすることによってトナー供給ローラ１
４に電圧を印加するようにしてもよい。すると、トナー
２２に対し強制的に電荷が注入され、電流ＩがＩ_s1＜Ｉ
＜Ｉ_s2に設定される。

【００２０】また、図５に示すその他の実施例の現像装
置１０では、図１実施例と異なり、トナー収容部１４と
現像槽１６との区別がない現像器ユニット５４が用いら
れる。そして、トナー検知回路４２の出力によって現像
装置１０の交換時期を判断する。すなわち、トナー検知
回路４２によってトナー２２が不足していることを検知
すれば、コントロールパネル（図示せず）等に「トナー
不足」を表示させ、ユーザに警告する。したがって、こ
の場合には図１実施例と異なり、アジテータ２０，軸１
８およびアジテータ制御回路４４等は不要となる。その
他の構成および動作については図１実施例と同様である
ので、ここではその説明を省略する。

【００２１】さらに、図６に示す現像装置１０のよう
に、リレー４６によってトナー供給ローラ２４に電圧を
印加するようにしてもよい。なお、トナー２２は正に帯
電するものであってもよい。また、上述の実施例では、
現像剤としてトナー２２を用いたが、現像剤としてトナ
ーとキャリアとを含む二成分トナーを用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す図解図である。

【図２】転写ローラシャフトに流れる電流の方向を示す
図解図である。

【図３】出力される電流Ｉの時間的変化を実測した結果
を示すグラフである。

【図４】この発明の他の実施例を示す図解図である。

【図５】この発明のその他の実施例を示す図解図であ
る。

【図６】この発明のさらにその他の実施例を示す図解図
である。

【符号の説明】

１０ …現像装置２２ …トナー２４ …トナー供給ローラ２６ …現像ローラ２８ …ドクタブレード３０ …転写ローラシャフト３８ …電流検知回路４０ …比較回路４２ …トナー検知回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤担持体と前記現像剤担持体上の現像
剤の層厚を規制する層厚規制手段とを含む現像装置にお
いて、前記現像剤担持体と前記現像剤との摩擦，前記層厚規制
手段と前記現像剤との摩擦および前記現像剤担持体と前
記層厚規制手段との摩擦の少なくとも１つによって発生
する電流の電流値を検知する電流検知手段、前記電流値と予め設定された基準値とを比較する比較手
段、ならびに前記比較手段からの比較結果に基づいて現
像剤不足が生じたか否かを検知する不足検知手段を備え
ることを特徴とする、現像装置。