JPH1020640A

JPH1020640A - 現像装置

Info

Publication number: JPH1020640A
Application number: JP8173252A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Mizoguchi; 義浩溝口
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-07-03
Filing date: 1996-07-03
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、現像剤のかぶりや濃度の不安定な
どの画質の劣化を生じることのない現像装置を提供する
ことを目的とする。【解決手段】現像ローラ４０、ドクターブレード４
１、トナー補給ローラ３９、トナー残量検知手段を具備
した現像室４４の上方にトナーホッパ４３を設ける。ト
ナーホッパ４３の下部には排出口５０が設けられ、その
上部にトナーを供給するトナー供給部材４８が回動可能
に配置されている。現像室４４内の上方には、トナーの
残量を検知するための発光素子４５Ｂ、受光素子４５Ｃ
が設けられ、トナーの残量が一定量となった際、トナー
供給部材４８が回動し、排出口５０から一定量のトナー
を現像室４４内に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子複写機、レーザ
ビームプリンタ、ファクシミリ等のカラー電子写真記録
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラー電子写真装置は複数の色が
異なる現像装置をベルト状の感光体に順次現像し、その
感光体上のトナー像を中間転写体に合成した後、用紙へ
一括転写する構成が採用されてきている。従来、この種
のカラー電子写真装置は感光体ベルトの一辺を垂直に設
け、現像装置を水平方向から感光体ベルトの垂直面に当
接し現像する構成、または感光体ベルトの一辺を水平に
設け、現像装置を垂直方向から感光体ベルトの水平面に
当接し現像する構成が一般的に用いられている。しか
し、最近では、例えば特開平４−３１８８７５に記載の
ように、用紙搬送路の短縮等に利点がある後者の構成が
主流となりつつある。

【０００３】また、感光体上に形成された静電潜像をト
ナーにより顕像化するプロセス、つまり現像は、乾式現
像および液体現像に大別され、一般的には乾式現像が採
用されている。さらに乾式現像の中にもキャリア（鉄
粉、フェライト等の磁性粉）を含有したトナーを使用す
る二成分現像方式およびキャリアを含有しないトナーを
使用する一成分現像方式があり、最近では小型プリンタ
や小型複写機を中心に一成分現像方法が主流となりつつ
ある。一成分現像方式の現像装置では、二成分現像方式
と比較して比較的簡単な構成で良く、またトナーの濃度
制御装置も不要で低価格化、小型化に大変有利である。

【０００４】一成分現像方法を用いた現像装置は、一般
に一成分トナー（以後、単にトナーと記す）を摩擦帯電
し現像ローラ上に薄層化させる現像室と、トナーを収納
するトナーホッパとに大きく分けられるが、特に両者を
遮断するような部材はなく、トナーホッパ内のトナーを
トナー搬送部材によって攪拌し、順次現像室側へ搬送す
る構成がとられている。

【０００５】以下、図面を参照して、従来の電子写真装
置、およびこれに用いられる一成分現像装置について説
明する。

【０００６】図９は従来の電子写真装置の断面図、図１
０は従来の一成分現像装置の断面図、図１１は従来の一
成分現像装置のトナー薄層部の拡大図である。

【０００７】図９において、感光体ベルト１は有機光導
電体（ＯＰＣ）等の感光性受容層が薄膜状に塗布されて
形成されている。この感光体ベルト１は３本の感光体ベ
ルト支持搬送ローラ２，３，４によって水平面を形成す
るように調帯支持され、駆動モータ（図示せず）によっ
て感光体ベルト支持搬送ローラ２，３に沿って矢印Ａ方
向に周回動する。感光体ベルト１の外周面に沿ってその
上部にブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のトナーを収納する一成分
現像装置（以後、単に現像装置と記す）７Ｂ，７Ｙ，７
Ｍ，７Ｃが設けられている。感光体ベルト１の下部には
感光体クリーニング装置９、除電器１０、帯電器５があ
り、さらにその下にレーザビーム発生器６が設けられて
いる。

【０００８】帯電器５は、タングステンワイヤ等からな
る帯電線１１と金属板からなるシールド板１２及びグリ
ッド板１３によって構成されている。帯電線１１へ高電
圧を印加することによって帯電線１１がコロナ放電を起
こしグリッド板１３を介して感光体ベルト１を一様に帯
電する。感光体ベルト１には、レーザビーム発生器６か
らレーザ光線１４が発射されるように構成され、このレ
ーザ光線１４が画像データを示す。レーザプリンタの例
では、このレーザ光線１４はホストコンピュータ（図示
せず）からの信号により制御され、感光体ベルト１上に
複数の所定のカラー成分の中の特定の成分にそれぞれ対
応する複数の静電潜像を形成する。

【０００９】各色の現像装置７Ｂ，７Ｙ，７Ｍ，７Ｃは
装置本体に設けられた所定の収納部に水平方向へそれぞ
れ等間隔で着脱自在に横一列に配置され、各々の現像装
置の内部はトナーを除き同様に構成されている。当接カ
ム１５Ｂ，１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃは、所定のカラーの
静電潜像を現像する際にそれぞれ現像装置７Ｂ，７Ｙ，
７Ｍ，７Ｃを感光体ベルト１へ当接させるために設けら
れており、離間バネ１６Ｂ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃは
現像装置７Ｂ，７Ｙ，７Ｍ，７Ｃを待機位置へ離間させ
るために設けられている。この当接カム１５Ｂ，１５
Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃは装置本体上面の現像装置着脱カバ
ー１７に設けられている。現像装置着脱カバー１７は固
定された現像装置着脱カバー軸１８に開閉自在に軸支さ
れている。

【００１０】中間転写体ユニット８は導電性の樹脂等か
らなるベルト状の中間転写体ベルト１９と、中間転写体
ベルト１９を調帯支持している３本の中間転写体ベルト
支持搬送ローラ２０，２１，２２とを有している。ここ
で中間転写体ベルト１９の表面周長は感光体ベルト１の
表面周長と等しくなるように設定されている。中間転写
体ベルト１９を挟んで感光体ベルト１に対向して中間転
写ローラ２３が配置されている。この中間転写ローラ２
３は、中間転写体ベルト１９上へ感光体ベルト１上のト
ナー像を転写するために設けられている。中間転写体ベ
ルト支持搬送ローラに対向する位置に中間転写体ベルト
クリーニング装置２４が設けられている。中間転写体ベ
ルトクリーニング装置２４は中間転写体ベルト１９の残
留トナーを掻き取る装置であり、中間転写体ベルト１９
上に合成像を形成している間は中間転写体ベルト１９か
ら離間しており、クリーニングに供する時のみ当接す
る。

【００１１】用紙２６を収納している用紙カセット２５
は、レーザビーム発生器６の真下に設けられている。用
紙２６は用紙カッセト２５から給紙ローラ２７によって
１枚づつ用紙搬送路２８へ送り出される。用紙搬送路２
８にはレジストローラ２９が配置されている。レジスト
ローラ２９は、用紙２６と中間転写体ベルト１９上に形
成された合成像の位置とを一致させるため、一時的に用
紙２６を停止待機させるために設けられており、従動ロ
ーラ３０と圧接している。また、中間転写体ベルト支持
搬送ローラ２２に対向する位置に用紙転写ローラ３１が
配置されている。用紙転写ローラ３１は中間転写体ベル
ト１９上に形成された合成像を用紙２６に転写するもの
であり、合成像を用紙２６に転写する時のみ中間転写体
ベルト１９と接触回動する。用紙転写ローラ３１の下流
側には定着器３２が配置されている。定着器３２は内部
に熱源を有するヒートローラ３３と加圧ローラ３４とか
らなり、用紙２６に転写された合成像をヒートローラ３
３と加圧ローラ３４の挟持および回転に伴い、圧力と熱
によって用紙２６に定着させカラー画像を形成する。さ
らに定着器３２の下流側には一対の排紙ローラ３５，３
６が配置されている。また、排紙ローラ３５，３６の出
口側には用紙２６を蓄積するための排紙トレイ３７が形
成されている。

【００１２】以上のように構成された従来の電子写真装
置について、以下その動作を説明する。

【００１３】図９において、先ず高圧電源に接続された
帯電器５内の帯電線１１に高圧を印加しコロナ放電を行
なわせ、感光体ベルト１の表面を一様に−５００ｖ〜−
６５０ｖ程度に帯電させる。次に感光体ベルト１を駆動
装置（図示せず）によって矢印Ａ方向に回転させ、一様
に帯電された感光体ベルト１の表面上に複数のカラー成
分の中の所定の色、例えばブラック（Ｂ）の画像に相当
するレーザ光線１４を照射すると、感光体ベルト１上の
照射された部分は電荷が消え静電潜像が形成される。一
方、現像に寄与するブラックのトナーの収納されている
現像装置７Ｂはホストコンピュータ（図示せず）からの
色選択信号によって当接カム１５Ｂが半回転し、これに
より感光体ベルト１に当接する。現像が終了した現像装
置７Ｂは当接カム１５Ｂがさらに半回転し、離間バネ１
６Ｂのバネ力によって感光体ベルト１との当接位置から
待機位置へ移動する。現像装置７Ｂが現像中は、それ以
外の現像装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃは感光体ベルト１から離
間している。次に例えばシアン（Ｃ）の色が選択される
と、現像装置７Ｃは感光体ベルト１へ当接されシアンの
現像を開始する。

【００１４】４色を使用する複写機あるいはプリンタの
場合は、現像の動作を４回順次繰り返し行い、中間転写
体ベルト１９上に４色Ｂ，Ｃ，Ｍ，Ｙのトナー像を重ね
合成像を形成する。この様にして形成された合成像は用
紙転写ローラ３１にトナーと反対の極性の高圧を印加す
るとともに圧力によって用紙カセット２５から用紙搬送
路２８に沿って送られてきた用紙２６に一括転写され、
続いて定着器３２に送られ、ここで熱とヒートローラ３
３と加圧ローラ３４の挟持力によって定着され、カラー
画像が形成される。定着器３２を通過した用紙２６は排
紙ローラ対を通過し、排紙トレイ３７へ排出とする。

【００１５】ここで図を参照しながら現像装置（７Ｂ）
について詳細に説明する。現像装置（７Ｂ）内部には、
ワイヤーや樹脂等により矩形状に屈曲形成され両端を回
転自在に軸支された複数のアジテータ３８が形成されて
いる。このアジテータ３８は、トナー補給ローラ３９の
回転に連動して一点鎖線で示した円の軌跡を描き、現像
装置７Ｂ内に投入されたトナーの凝結を防ぐために攪拌
すると共に、トナーをトナー補給ローラ３９へ搬送す
る。トナー補給ローラ３９はトナーホッパに両端を回転
自在に軸支され、アジテータ３８により攪拌、搬送され
たトナーを現像ローラ４０の表面に補給する。

【００１６】トナー補給ローラ３９は、ステンレス等の
金属を基材としてその外周面上にウレタン、シリコン等
の発泡体等の弾性体からなる導電性層が層状に形成さ
れ、現像装置７Ｂの両端に回転自在に軸支され反時計方
向に回転駆動している。トナー補給ローラ３９は、現像
ローラ４０と所定の食い込み量を持たせ、トナーへの摩
擦による帯電量の安定化を図っている。

【００１７】現像ローラ４０はステンレス等の金属を基
材としてその外周面上にウレタン、シリコン等の導電性
弾性体が層状に形成されており、さらに現像装置７Ｂの
両端に回転自在に軸支され反時計方向に回転駆動してい
る。ドクターブレード４１はステンレス製の板バネに同
時成形されたシリコンまたはウレタン等の導電性部材に
より構成されており、トナー補給ローラ３９により補給
されてきたトナーを摩擦帯電し、現像ローラ４０の外周
面上に薄層状態を形成する。また、現像ローラ４０とト
ナー補給ローラ３９との接触部下方には、現像ローラ４
０と接触するリカバリーシート４２が取付けられてい
る。リカバリーシート４２はウレタンやＰＥＴ（ポリエ
チレンテレフタレート）等からなり、現像室内からのト
ナー逆流によるトナー漏れを防止している。

【００１８】以上のように構成された従来の現像装置に
ついて、以下その動作を説明する。まず、トナーホッパ
４３内のトナーがアジテータ３８によりトナー補給ロー
ラ３９上へ搬送される。トナー補給ローラ３９上へ搬送
されたトナーはトナー補給ローラ３９と現像ローラ４０
の接触により摩擦帯電され、現像ローラ４０の表面に静
電気力によって付着する。付着したトナー層は現像ロー
ラ４０の回転により現像ローラ４０表面上に担持されな
がらドクターブレード４１との圧接部まで搬送される。
搬送されたトナーは現像ローラ４０とドクターブレード
４１との間で摩擦作用を受け、更に摩擦帯電量が増加す
るとともにトナー層厚を規制し均一薄層状態を形成す
る。

【００１９】ドクターブレード４１を通過したトナー
は、上記摩擦帯電量を保持したまま薄層をなして感光体
ベルト１との接触位置（現像領域）まで搬送される。こ
の接触位置でトナー層を感光体ベルト１に接触させなが
ら現像ローラ４０と感光体ベルト１の間に電位差を与え
ると、感光体ベルト１上に形成された静電潜像部にトナ
ーが転移付着し、可視像を形成して現像が終了する。ま
た、感光体ベルト１上に転移付着しなかったトナーは、
薄層状態のままリカバリーシート４２と現像ローラ４０
との間を通過し、トナー補給ローラ３９によって掻き落
とされ、再び現像室７Ｂ内に戻される。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の現像装置構成では、図１０中Ｂ部にトナーの流れが
停滞したり、ブロッキングが起こるため、ドクターブレ
ード４１の押圧力が変動してトナーに適正な電荷量を与
えられず、画質に大きな劣化が発生してしまうという問
題点がある。

【００２１】一般的に、一成分トナーは図１１に示すよ
うに、ウレタンあるいはシリコン等の摩擦係数が高い材
料からなる現像ローラ４０の回転と、同様にウレタンあ
るいはシリコン等の摩擦係数が高い材料からなるドクタ
ーブレード４１の押圧とにより、個々のトナーが摩擦転
動し電荷を得ている。仮にドクターブレード４１が現像
ローラ４０に対して押圧している荷重Ｃ（押圧力）が不
十分であったならば、通過するトナー量が増加し、上層
（現像ローラ表面から遠い層）のトナーほど現像ローラ
４０の回転作用を受けにくくなり、電荷量が低下する。

【００２２】この結果、トナーの飛散が生じたり、転写
工程が正規に行われず、かぶり（非画像部へのトナー付
着）の増加、画像濃度の不安定をきたし、画像の高画
質、高解像度化を困難とさせることになる。この場合、
トナーホッパ４３内のトナーがアジテータ３８の回転に
より攪拌されてはいるものの、経時的には重力の影響を
受け、Ｂ部に集積し凝縮してしまう。従って、ドクター
ブレード４１の押圧力Ｃが減少してトナーの電荷量が低
下することになる。

【００２３】そこで、ドクターブレード４１の押圧力Ｃ
を増やし、Ｂ部での凝縮したトナー力に対抗させる手段
もあるが、現像ローラ４０の材質に弾性体を使用してい
るため、ローラ表面にクリープが発生したり、磨耗が激
しくなり、更なる画質劣化を招くことになる。

【００２４】また、図１２は、従来の他の例による一成
分現像装置の断面図である。図１２のように、ドクター
ブレード４１近辺へ自由落下的にトナーが集積しないよ
うトナーホッパ４３を現像室４４から斜め上方に配置さ
せる手段もあるが、現像装置７Ｂの幅Ｄが広くなるた
め、感光体ベルト１の周長が長くなり装置本体が大型化
する。また、別手段としてトナーホッパ４３の容量を少
なくすると、頻繁に現像装置を交換しなければならない
という問題点も生じる。

【００２５】本発明は、現像剤のかぶりや濃度の不安定
等の画質劣化を生じることのない現像装置を提供するこ
とを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る現像装置
は、表面に保持した現像剤を被現像体に供給する現像ロ
ーラと、現像ローラの表面に現像剤を供給する現像剤補
給ローラと、現像ローラ表面の現像剤を所定の厚さに調
整する層厚調整手段とが配置された現像室と、現像室の
上方に配置されかつ内部に現像剤を貯蔵した現像剤貯蔵
部とを備えた現像装置において、現像室内の現像剤の残
量を検知する検知手段と、検知手段の検知出力に応じて
定量の現像剤を現像室貯蔵部から現像室内に供給する現
像剤定量供給手段とを備えたものである。

【００２７】本発明に係る現像装置においては、検知手
段が現像室内の現像剤の残量を監視している。そして、
現像室内の現像剤の残量が所定量となった場合に、現像
剤定量供給手段が現像剤を現像剤貯蔵部から現像室内に
供給するように構成している。このため、現像室内の現
像剤の量は常に一定範囲内の量に保たれるため、層厚調
整手段による現像ローラ表面の現像剤の厚さを所定量に
保持することができる。これにより、現像剤のかぶりや
画像濃度の不安定といった画質の低下を防止し、信頼性
の高い現像装置を得ることができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】請求項１の発明に係る現像装置
は、表面に保持した現像剤を被現像体に供給する現像ロ
ーラと、現像ローラの表面に現像剤を供給する現像剤補
給ローラと、現像ローラ表面の現像剤を所定の厚さに調
整する層厚調整手段とが配置された現像室と、現像室の
上方に配置されかつ内部に現像剤を貯蔵した現像剤貯蔵
部とを備えた現像装置において、現像室内の現像剤の残
量を検知する検知手段と、検知手段の検知出力に応じて
定量の現像剤を現像剤貯蔵部から現像室内に供給する現
像剤定量供給手段とを備えたものである。

【００２９】これにより、現像室内の現像剤を一定範囲
の定量に保つことにより、現像剤のかぶりや濃度不安定
といった画質劣化を抑制することができる。

【００３０】請求項２の発明に係る現像装置は、請求項
１の発明に係る現像装置の構成において、現像剤定量供
給手段が、現像室と現像剤貯蔵部との間に設けられかつ
現像剤を現像剤貯蔵部から現像室へ排出する排出口が設
けられた隔壁と、排出口を通して現像剤を供給する供給
部材とを備えたものである。

【００３１】これにより、現像剤は排出口を通り定量づ
つ現像室に供給されるため、現像剤の停滞や凝縮による
画質の劣化を防止することができる。

【００３２】請求項３の発明に係る現像装置は、請求項
１の発明に係る現像装置の構成において、現像剤貯蔵部
が、鉛直方向に積層されかつ底部に現像剤を排出する開
口部を有する複数の貯蔵容器を有しており、現像剤定量
供給手段が、貯蔵容器の開口部を開閉する開閉部材を備
えたものである。

【００３３】これにより、複数の貯蔵容器内にそれぞれ
貯蔵された定量の現像剤を開閉部材の開閉動作に応じて
現像室内に供給することができ、これによって画質の劣
化を防止することができる。

【００３４】請求項４の発明に係る現像装置は、請求項
３の発明に係る現像装置の構成において、開閉部材が、
貯蔵容器の開口部の周辺に配置された軸の周りに回動す
ることによって開口部を開閉する蓋部材からなるもので
ある。

【００３５】これにより、蓋部材が開放された場合に
は、貯蔵容器の底部の開口部を通して定量の現像剤が下
方に順次供給される。このような動作により、現像室内
の現像剤が一定範囲内の量に保たれ、画質の劣化を防止
する。

【００３６】請求項５の発明に係る現像装置は、請求項
３の発明に係る現像装置の構成において、開閉部材が、
回転軸を中心として互いに反対方向に延びかつ回転軸周
りに回動する板状の蓋部材からなるものである。

【００３７】これにより、蓋部材が回転すると、貯蔵容
器の底部の開口部が開放され、一定量の現像剤が下方へ
順次供給される。これにより、現像室内の現像剤を一定
範囲内の量に保つことができ、画質の劣化を防止するこ
とができる。

【００３８】請求項６の発明に係る現像装置は、請求項
４〜請求項５の発明に係る現像装置の構成において、検
知手段の検知出力に応じて複数の蓋部材が下方側から順
に開放して貯蔵容器に貯蔵された定量の現像剤を現像室
に供給するものである。

【００３９】これにより、積層された複数の貯蔵容器の
それぞれに貯蔵された現像剤が、順次現像室内に供給さ
れることにより、現像室内の現像剤を一定範囲内の量に
保つことができ、画質の劣化を防止することができる。

【００４０】請求項７の発明に係る現像装置は、請求項
１〜請求項６の発明に係る現像装置の構成において、検
知手段が、現像室内の現像剤補給ローラの上方の所定位
置において現像室内に投光する投光手段と、投光手段か
らの光を受光する受光手段とを備えたものである。

【００４１】これにより、現像室内の現像剤の残量が容
易に検知され、現像室内の現像剤を一定範囲内の量に保
持することができる。

【００４２】以下、本発明の第１実施の形態の電子写真
装置および現像装置について図面を参照しながら説明す
る。図１は本発明の第１実施の形態の電子写真装置の断
面図、図２は本発明の第１実施の形態の現像装置（一成
分）の断面図である。ここで従来の電子写真装置の現像
装置以外は同じ構成、動作であるため、再度の詳細な説
明を省略する。

【００４３】図２において、現像室４４には現像ローラ
４０、トナー補給ローラ３９、ドクターブレード４１、
トナー残量検知部材４５、第１アジテータ４６およびリ
カバリーシート４２を配設してある。現像ローラ４０は
ステンレス系の心材にゴム硬度は６０゜（アスカー
Ｃ）、ゴム肉厚１ｍｍのシリコンゴムをロール状に巻き
付け接着し、外径をφ２２ｍｍ、表面粗さ１≦Ｒｚμｍ
≦３に研磨した。トナー補給ローラ３９はウレタン系の
発泡スポンジをステンレス系の心材にロール状に巻き付
け接着し、外径φ２２ｍｍに研磨した。現像ローラ４０
とトナー補給ローラ３９は共に両端を現像室４４に回転
軸支されており、ローラ部表面は０．５ｍｍの食い込み
を持って接触している。

【００４４】また、トナー補給ローラ３９は現像ローラ
４０の周速に対して０．９の比で回転させている。ドク
ターブレード４１は厚さ０．１５ｍｍのステンレス系板
バネの先端に、ゴム硬度７０゜（アスカーＣ）のウレタ
ンゴムを一体成型し、厚さ２ｍｍの板金４７を支持部材
に現像室４４に固定してある。現像ローラ４０に対する
ドクターブレード４１の押圧力Ｐは１２０ｇｆ／ｃｍに
設定し、ドクターブレード４１通過後の現像ローラ４０
上に付着したトナーの層厚を０．６ｍｇ／ｃｍ ²、帯電
量を−１３〜−１５μＣ／ｇに規定した。

【００４５】第１アジテータ４６はポリスチレン樹脂に
て形成し、トナー補給ローラ３９の回転に連動して一点
鎖線で示した円の軌跡を時計方向に描くように回転し、
現像室４４内のトナーの凝結を防いでいる。４５Ａはポ
リメチルメタクリエートを材料とする透過性に優れたト
ナー残量検知窓で、現像室４４の両側面に設けられてい
る。

【００４６】図３は、トナー残量検知手段の構成図であ
る。トナー残量検知手段４５は、装置本体に取り付けら
れた発光素子４５Ｂと受光素子４５Ｃ間の光透過の有無
によって検知する。第１アジテータ４６には清掃部材４
５Ｄが取り付けられており、第１アジテータ４６ととも
に回転することによりトナー残量検知窓４５Ａの表面に
周期的に接触してトナー残量検知窓４５Ａの内面からト
ナーを拭き取り清掃を行なっている。また、トナー残量
検知窓４５Ａの位置はトナー残量検知手段４５が検知動
作を行なう際に約４０ｇのトナーが残る位置に設定され
ている。

【００４７】次に、図２に示すように現像室４４の鉛直
上方にはトナーを収納するトナーホッパ４３を配置し、
トナーホッパ４３内部にはトナー供給部材４８と第２ア
ジテーター４９を設けている。トナーホッパ４３底部に
はトナー排出口５０があり、トナー供給部材４８からの
トナー供給路を構成している。トナー供給部材４８はウ
レタン系の発泡スポンジをステンレス系の心材にロール
状に巻き付け接着し、外径φ２６ｍｍに研磨した。トナ
ー排出口５０の片端にはトナー供給部材４８に付着して
いるトナーを掻き落とすための突出部５１を設け、トナ
ー供給部材４８のスポンジ部に１ｍｍ食い込ませてあ
る。トナー供給部材４８は本体側のモータ（図示せず）
と連結させ、回転数は２０ｒｐｍとし、現像室４４への
トナー供給量を４０ｇ／分程度とした。

【００４８】また、トナー供給部材４８の斜め上方には
ポリスチレン樹脂部材からなる第２アジテータ４９を設
け、トナーホッパ４３内で下方へ蓄積するトナーを攪拌
するとともに、トナー供給部材４８へトナーを集積する
ように構成している。

【００４９】以上のように構成した現像装置について動
作を説明する。まず、現像室４４内のトナーが第１アジ
テータ４６により攪拌されトナー補給ローラ３８の上部
方向へ搬送される。トナー補給ローラ３８上へ搬送され
たトナーはトナー補給ローラ３８と現像ローラ４０の接
触により摩擦帯電され、現像ローラ４０の表面に静電気
力によって付着する。付着したトナー層は現像ローラ４
０の回転により現像ローラ４０表面上に担持されながら
ドクターブレード４１との圧接部まで搬送される。搬送
されたトナーは現像ローラ４０とドクターブレード４１
との間で摩擦作用を受け、更に摩擦帯電量が増加すると
ともに、トナー層厚を規制し均一薄層状態を形成する。

【００５０】トナーの状態は上述の如く、トナー層厚
０．６ｍｇ／ｃｍ²、帯電量−１３〜−１５μＣ／ｇで
薄層を形成している。ドクターブレード４１を通過した
トナーは感光体ベルト１との接触位置（現像領域）まで
搬送される。この接触位置でトナー層を感光体ベルト１
に接触させながら現像ローラ４０と感光体ベルト１の間
に電位差を与えると、感光体ベルト１上に形成された静
電潜像部にトナーが転移付着し、可視像を形成して現像
が終了する。また、感光体ベルト１上に転移付着しなか
ったトナーは、薄層状態のままリカバリーシート４２と
現像ローラ４０との間を通過し、トナー補給ローラ３８
によって掻き落とされ、再び現像室４４内に戻される。

【００５１】ここで、現像ローラ４０の回転中には、ト
ナー残量検知用の発光素子４５Ｂが１０回／秒の割合で
受光素子４５Ｃに信号（紫外線）を送り、受光素子４５
Ｃが６回以上受信した時点、つまり現像室４４内のトナ
ー残量が約４０ｇになった時にトナー残量不足と判断
し、トナーホッパ４３からトナーを供給する目印として
いる。１回の検知に応じて供給する量は４０ｇで、再び
トナー残量不足になるまでは供給されない。この場合、
現像室４４内に存在する最大トナー量は約８０ｇにな
る。このトナー量で、条件としては最も厳しい白紙印字
を連続的に行い、その時の各印字枚数におけるトナー帯
電量の結果を図４に示す。

【００５２】従来、３，０００枚近辺でかぶりが発生し
ていたのに対し、１２，０００枚印字後もトナー帯電量
は安定しており、かぶりや濃度変動がなかった。このこ
とは現像室４４内の最大トナー量がドクターブレード４
１の押圧に影響を与える量ではなく、適正量であること
を示したことになる。これにより、正規のトナー層厚、
帯電量を安定して確保でき、高信頼性、高画質を実現で
きた。

【００５３】次に、本発明の第２実施の形態の現像装置
について図面を参照しながら説明する。図５は本発明の
第２実施の形態の現像装置（一成分）の断面図、図６は
本発明の第２実施の形態の分割トナーホッパ斜視図であ
る。ここで電子写真装置本体および現像装置の現像室は
本発明の第１実施の形態と同じ構成、動作であるため、
詳細な説明を省略する。

【００５４】第１実施の形態の現像装置と同様に、現像
室４４の鉛直上方にトナーを収納しているトナーホッパ
４３が複数層状に配置してある。この場合、４層に分割
されており、それぞれの分割トナーホッパ４３Ａ、４３
Ｂ、４３Ｃ、４３Ｄには、底部にトナー供給開口５２と
トナー供給開口５２を塞ぐ樹脂製の開口蓋５３が設けら
れ、４０ｇのトナーを収容できる容積を有している。開
口蓋５３の開閉の支軸にはそれぞれコイルバネ５４が取
り付けてあり、矢印Ｅ方向に開口蓋５３が開くよう付勢
している。

【００５５】また開口蓋５３の片端にはストッパー５５
が突出させてあり、本体側に取り付けられた１／２回転
用ソレノイド５６の出力軸部材５７と係合している。そ
れぞれのソレノイド５６のギア５８は本体モータ（図示
せず）と連結してあり、ソレノイド５６のオンによって
開口蓋５３が開く構成になっている。

【００５６】トナーを供給するタイミングおよび動作は
第１実施の形態の現像装置と同様で、現像室４４内のト
ナー残量検知後、最も下層の分割トナーホッパ４３Ａに
付随したソレノイド５６がオン状態になり、出力軸部材
５７の回転とともにストッパー５５が解除され、トナー
が現像室４４内に一括供給される。供給後の開口蓋５３
は開口状態を維持し、上層の分割トナーホッパ４３Ｂ、
４３Ｃ、４３Ｄからのトナーが通過しやすいようにして
ある。次に現像室４４内のトナー残量を検知した場合、
前回の分割トナーホッパ４３Ａの１つ上層にある分割ト
ナーホッパ４３Ｂの開口蓋５３が開き、現像室４４へト
ナーを供給する。これらの動作を繰り返し、最上層の分
割トナーホッパ４３Ｄまでトナー供給する。この様に段
階的にトナーを一括供給することによって、第１実施の
形態と同様に経時的なドクターブレード４１の押圧変化
がなく、正規のトナー層厚、帯電量を安定して確保でき
高信頼性、高画質を実現できた。

【００５７】さらに、本発明の第３実施の形態の現像装
置について図面を参照しながら説明する。図７は本発明
の第３実施の形態の現像装置（一成分）の断面図、図８
は本発明の第３実施の形態のトナーホッパ斜視図であ
る。ここで電子写真装置本体および現像装置の現像室は
本発明の第１実施の形態と同じ構成、動作であるため詳
細な説明を省略する。

【００５８】第１実施の形態の現像装置と同様に、現像
室４４の鉛直上方にトナーを収納しているトナーホッパ
４３が配置してある。この場合、トナーホッパ４３内部
には４本のトナー供給規制部材５９（５９Ａ、５９Ｂ、
５９Ｃ、５９Ｄ）が回転自在にそれぞれ両端を軸支さ
れ、さらに回転軸を対称に２枚の羽根部６０が樹脂部材
にて一体成型されている。通常、羽根部６０が水平位置
を保ち羽根部６０上方にトナーを４０ｇ収納している。

【００５９】回転軸は各々本体側に取り付けられたソレ
ノイド６１と係合し、ソレノイドギア６２は本体モータ
（図示せず）と連結しているため、ソレノイド６１に入
力されたオン信号とともに回転軸が１／４回転し、トナ
ーが下層へ落下する構成になっている。トナーを供給す
るタイミングおよび動作は第１実施の形態の現像装置と
同様で、現像室４４内のトナー残量検知後、最も下方の
トナー供給規制部材５９Ａに付随したソレノイド６１が
オン状態になり、軸の回転とともに羽根部６０が矢印Ｆ
方向に回転し、トナーが現像室４４内に一括供給され
る。

【００６０】供給後の羽根部６０は垂直状態を維持し、
上層からのトナーが通過しやすいようにしてある。次に
現像室４４内のトナー残量を検知した場合、前回のトナ
ー供給規制部材５９Ａの１つ上にあるトナー供給規制部
材５９Ｂが回転し、現像室４４へトナーを供給する。こ
れらの動作を繰り返し、最上方のトナー供給規制部材５
９Ｄまでトナー供給を行う。この様に段階的にトナーを
一括供給することによって、第１実施の形態と同様に経
時的なドクターブレード４１の押圧変化がなく、正規の
トナー層厚、帯電量を安定して確保でき高信頼性、高画
質を実現できた。

【００６１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、現像室
内の現像剤の残量が一定量に達するたびに、定量の現像
剤を現像剤貯蔵部から現像室内に供給するように構成し
たことにより、現像室内の現像剤の量が一定の範囲内に
保持されることにより、現像剤の量的変動に起因する現
像ローラのトナー層厚変動あるいは帯電量変動を抑制す
ることができ、これによって、現像剤のかぶりや濃度変
動のない信頼性の高い高画質な画像再生を行なうことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態の電子写真装置の断面
図

【図２】本発明の第１実施の形態の現像装置（一成分）
の断面図

【図３】本発明の第１実施の形態の現像装置のトナー残
量検知手段の構成図

【図４】トナー帯電量と印字枚数との関係を示す相関図

【図５】本発明の第２実施の形態の現像装置（一成分）
の断面図

【図６】本発明の第２実施の形態の分割トナーホッパ斜
視図

【図７】本発明の第３実施の形態の現像装置（一成分）
の断面図

【図８】本発明の第３実施の形態のトナーホッパ斜視図

【図９】従来の電子写真装置の断面図

【図１０】従来の一成分現像装置の断面図

【図１１】従来の一成分現像装置のトナー薄層部の拡大
図

【図１２】従来の他の例による一成分現像装置の断面図

【符号の説明】

１感光体ベルト６レーザビーム発生器７Ｂ，７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ現像装置８中間転写体ユニット３９トナー補給ローラ４０現像ローラ４１ドクターブレード４３トナーホッパ４４現像室４５トナー残量検知手段４８トナー供給部材５０排出口５１突出部５２トナー供給開口５３開口蓋５９Ａ、５９Ｂ、５９Ｃ、５９Ｄトナー供給規制部材６０羽根部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に保持した現像剤を被現像体に供給す
る現像ローラと、前記現像ローラの表面に前記現像剤を
供給する現像剤補給ローラと、前記現像ローラの表面の
前記現像剤を所定の厚さに調整する層厚調整手段とが配
置された現像室と、前記現像室の上方に配置されかつ内
部に前記現像剤を貯蔵した現像剤貯蔵部とを備えた現像
装置において、前記現像室内の前記現像剤の残量を検知
する検知手段と、前記検知手段の検知出力に応じて定量
の前記現像剤を前記現像剤貯蔵部から前記現像室内に供
給する現像剤定量供給手段とを備えたことを特徴とする
現像装置。
【請求項２】前記現像剤定量供給手段は、前記現像室と
前記現像剤貯蔵部との間に設けられかつ前記現像剤を前
記現像剤貯蔵部から前記現像室へ排出する排出口が設け
られた隔壁と、前記排出口を通して前記現像剤を供給す
る供給部材とを備えたことを特徴とする請求項１記載の
現像装置。
【請求項３】前記現像剤貯蔵部は、鉛直方向に積層され
かつ底部に前記現像剤を排出する開口部を有する複数の
貯蔵容器を有しており、前記現像剤定量供給手段は、前
記貯蔵容器の前記開口部を開閉する開閉部材を備えたこ
とを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項４】前記開閉部材は、前記貯蔵容器の前記開口
部の周辺に配置された軸の周りに回動することによって
前記開口部を開閉する蓋部材からなることを特徴とする
請求項３記載の現像装置。
【請求項５】前記開閉部材は、回転軸を中心として互い
に反対方向に延びかつ前記回転軸周りに回動する板状の
蓋部材からなることを特徴とする請求項３記載の現像装
置。
【請求項６】前記検知手段の検知出力に応じて複数の前
記蓋部材が下方側から順に開放して前記貯蔵容器に貯蔵
された定量の前記現像剤を前記現像室に供給することを
特徴とする請求項４〜５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】前記検知手段は、前記現像室内の前記現像
剤補給ローラの上方の所定位置において前記現像室内に
投光する投光手段と、前記投光手段からの光を受光する
受光手段とを備えたことを特徴とする請求項１〜６のい
ずれかに記載の現像装置。