JPS62218977A - 静電潜像現像装置 - 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、電子写真複写プロセス等にて使用される静電
潜像現像装置に関するものである。

従来の技術 一般に、キャリアとトナーとの混合物からなる現像剤を
使用する静電潜像現像装置にあっては、静電潜像の現像
に伴って現像剤中のトナーが消費されるため、現像に供
されてトナー濃度の低下した現象剤、即ち現像装置内の
現象剤に対して新たなトナーを消費量に見合った量だけ
補給しなければならない。その様なトナーの補給を達成
するトナーｈｌｉ給の方式として、従来、特開昭５２１
２３２４２号公報に記載の如く、トナー濃度センサを現
象装置内の現像剤攪拌混合領域に設置し、現像剤のトナ
ー濃度の変化を現像剤の透磁率の変化として検出し、こ
の検出値に基づいて現象装置内の現像剤中のトナー濃度
を一定に維持すべくトナー　ｈｌｉ給を制御する方式（
以下、Ａ　’１”　Ｄ　Ｃ制御という）が知られている
。

発明が解決しようとする問題点 ところで、以上のＡＴＤＣ制御にあっては、連続複写あ
るいは１枚複写であって乙連続的に複写を行う場合には
問題が生じないとしても、１枚複写を間欠的に行う場合
には、現像剤中のトナー濃度が高めに移行してしまうと
いう問題点を有している。

これは、複写動作が終了して一定時間（例えば１２秒）
経過すると、複写機が待機状態に切り換えられ、その後
複写動作が開始されるとスクリュウ等の現像剤攪拌混合
部材が回転を始めるのであるが、攪拌混合動作の開始時
にはそれまで静止していた現像剤が攪拌混合部材にて急
に圧縮作用を受け、攪拌定常状態に比べてキャリア密度
が高まってトナー濃度が実際よりも低く検出され、トナ
ー補給が指令されてしまい、結果的に現像剤中のトナー
濃度が設定値をオーバーしてしまうのである。

問題点を解決するための手段 以上の問題点を解決するため、本発明に係る静電潜像現
像装置は、 （ａ）トナーを現像剤の攪拌混合領域へと補給するため
のトナー補給装置と、 （ｂ）前記攪拌混合領域に設置したトナー濃度センサと
、 （ｃ）前記トナー濃度センサの出力を受けて現像装置内
の現像剤のトナー濃度を検出する一方、現像剤の攪拌混
合動作が開始されてから一定時間はその、検出動作を禁
止されるトナー濃度検出手段と、（ｄ）前記トナー濃度
検出手段による検出結果に基づいて前記トナー補給装置
を動作させるトナー補給手段と、 を備えたことを特徴とする。

１−叩 即ち、本発明において、トナー濃度検出手段は現像剤の
攪拌混合動作が開始されてから一定時間その動作が禁止
される。現像剤の攪拌混合動作が開始されるのは、例え
ば複写機のメインスイッチがオンされて電源が投入され
たとき、あるいは待機状態でプリントスイッチがオンさ
れたときである。これから攪拌定常状態に移行するには
、現像装置によって異なるが約５秒程度の一定時間を必
要とする。そこで、この一定時間はトナー濃度検出手段
の動作を禁止することにより、不安定な状態でトナー濃
度を検出してしまうことを回避し、現像剤のトナー濃度
が設定値をオーバーすることを防止するのである。

実施例 以下、本発明に係る静電潜像現像装置の一実施例につい
て添付図面に従って説明する。

第１図は一実施例である現像装置（２０）を備えた作像
ユニットを示す。この作像ユニットは、感光体ドラム（
１０）と、該感光体ドラム（１０）の両側に配設した現
像装置（２０）及びクリーニング装置（５０）と、クリ
ーニング装置（５０）の側方、即ち感光体ドラム（【０
）とは反対側に配設したトナー補給装置（３０）と、感
光体ドラム（１０）の路上方に配置した図示しない帯電
チャージャとから構成され、各部材はフレーム（１）（
奥方は図示せず）にて一体的にユニット化され、手前側
には補給用トナーとクリーニング装置（５０）で回収さ
れたトナーを現像装置（２０）へ搬送する搬送手段（４
５）が設置されている。

現像装置（２０）は、第２図、第３図に示す様に、感光
体ドラム（１０）の表面に対向する現像スリーブ（２１
）内に磁気ローラ（２２）を内蔵した周知の磁気刷子式
のものである。現像スリーブ（２１）の背部にはスクリ
ュウ（２４）、　（２（３）を配した現像剤搬送路（２
３）、（２５）が現像スリーブ（２１）と平行に設けら
れ、該現像剤搬送路（２３）、（２５）は仕切り板部（
２７）で仕切られるし、両端部（２７ａ）、（２７ｂ）
で連通されている。スクリュウ（２４）。

（２Ｇ）は各支軸端に設けた駆動ギヤ（１Ｇ）、（１７
）か現像スリーブ（２１）の支軸端に設けた駆動ギヤ（
１５）を介してそれぞれ矢印（ａ）　、　（ｂ）方向に
回転駆動される。駆動ギヤ（１５）は感光体ドラム（ｌ
Ｏ）の支軸端に設けた駆動ギヤ（ＩＩＸ第１図参照）と
噛合し、この駆動ギヤ（１１）は開示しないメインモー
タに連結されている。

現像剤は、磁性キャリアと非磁性トナーとからなる混合
物が使用され、スクリュウ（２４）の矢印（ａ）方向の
回転に基づいて搬送路（２３）を矢印（Ａ）方向に攪拌
混合されつつ搬送され、端部（２７ａ）から搬送路（２
５）に回り込み、スクリュウ（２６）の矢印（ｂ）方向
の回転に基づいて矢印（Ｉ３）方向に攪拌混合されつつ
搬送され、端部（２７ｂ）から搬送路（２３）に回り込
む。即ち、現像剤は搬送路（２３）、　（２５）を循環
搬送され、搬送路（２３）中での攪拌混合にてトナーが
キャリアとの摩擦で十分に帯電され、搬送路（２５）に
おいて矢印（Ｃ）方向に回転する現像スリーブ（２１）
の外周面に磁気的に吸着され、その外周面上を穂高規制
板（２８）にて穂高を規制されつつ矢印（Ｃ）方向に搬
送され、現像領域（Ｒ）にて矢印（ｄ）方向に回転する
感光体ドラム（ｌＯ）の表面に形成された静電潜像を現
像する。

また、現像剤搬送路（２３）の底部には、磁気方式によ
るトナー濃度センサ（２９）が、現像剤の攪拌混合搬送
を妨げることのない様に設置されている。このセンナ（
２９）は現像剤中のトナー濃度を現象剤の透磁率の変化
としてコイルのインダクタンス変化に基づいて検出する
乙のである。本実施例で使用されているトナー濃度セン
サ（２９）の出力電圧特性は第４図のグラフに示す通り
であり、トナー濃度に反比例ずろ。本実施例において、
トナー濃度は６　、５　ｗｔ％に設定され、それに対応
する出力電圧は２．５Ｖである。従って、センサ（２９
）の出力電圧が２．５Ｖより上昇すると、以下に説明す
るトナー補給装置（３０）を動作せしめることとなる。

トナー補給装置（３０）は、第１図に示す様に、感光体
ドラム（１０）と平行に延在するトナーボックス（３１
）にスクリュウ（３２）、回転羽根（３５）を装着し、
上部にトナーカットリッジ（４０）を着脱可能としたも
のである。スクリュウ（３２）はトナーボックス（３１
）の底部に設置され、クラッチ（３４）を介して連結さ
れた駆動ギヤ（３３）にて矢印（ｅ）方向に回転駆動可
能であり、この回転にてトナーを手前側〔矢印（Ｅ）方
向〕に搬送する。回転羽根（３５）は両端の支軸（３５
ａ）、（３５ｂ）　ニテ回転自在に支持され、支軸（３
５ｂ）に固定した駆動ギヤ（３６）（前記駆動ギヤ（３
３）と噛合している〕にて矢印（ｆ）方向に回転駆動可
能であり、この回転にてトナーをスクリュウ（３２）の
上部に搬送する。そして、前記駆動ギヤ（３３）は図示
しないアイドルギヤ、以下に説明する搬送コイル（５３
）の駆動ギヤ（５４）を介して感光体ドラム（ｌＯ）の
駆動ギヤ（１１）に噛合し、矢印（ｅ）方向に回転駆動
される。前記クラッチ（３４）は常時オフされており、
前記トナー濃度センサ（２９）にて現像剤中のトナー濃
度が設定値より低いと検出されたときに一定時間オンさ
れ、スクリュウ（３２）を回転駆動させろ。

また、このトナーボックス（３１）内にはトナーエンプ
ティ検出板（３７）が回転自在に設置されている。この
検出板（３７）は矢印（４）方向に回転する回転羽根（
３５）がその一回転ごとに係合して上動し、係合が外れ
ると自重で下動する。この下動時間はトナーボックス（
３１）内のトナー量に比例し、検出板（３７）と一体に
回動する軸部（３７ａ）に取り付けたマグネットにてリ
ードスイッヂをオン、オフすることにより、トナーエン
プティを検出する様になっている。

トナー搬送手段（４５）は、搬送パイプ（４６）内に搬
送コイル（４７）を設けたもので、前記トナー補給装置
（３０）から現像装置（２ｏ）に向がって設置されてい
る。搬送パイプ（４６）の一端は前記スクリュウ（３２
）の突出部分を囲む様にトナーボックス（３１）の正面
に接続され、他端は開口（４６ａ）が現像装置（２０）
の現像剤搬送路（２３）の一端開口（２３ａ）（第３図
参照）上に位置する様に設置されている。搬送パイプ（
４６）の一端にはスクリュウ（３２）の回転にてトナー
が搬送されてくる。スクリュウ（３２）の羽根板先端部
分（３２ａ）は回転方向〔矢印（ｅ）方向〕　に広がっ
た略Ｖ形状をなし１、この部分でトナーを搬送パイプ（
４６）に落下させ易くしている。一方、搬送コイル（４
７）は搬送パイプ（４６）の全長にわたって設置され、
他端に設けたはずばギヤ（４８）にて矢印（ｇ）方向に
回転駆動され、この回転にてトナーを矢印（Ｇ）方向に
搬送して開口（４６ａ）から現像剤搬送路（２３）の端
部に補給する。なお、はすばギヤ（４８）は現像剤搬送
路（２３）に設けたスクリュウ（２４）の軸端部に固定
したギヤ（１８）から図示しないアイドルギヤ、はずば
ギヤを介して回転駆動される。

クリーニング装置（５０）はブレード（５１）にて感光
体ドラム（１０）上の残留トナーを掻き取る様にしたも
ので、搬送コイル（５３）を設置した搬送路（５２）の
平面側端部は前記搬送パイプ（４６）の途中に接続され
ている。搬送コイル（５３）は駆動ギヤ（５４）にて矢
印（ｈ）方向に回転駆動され、この回転にて搬送路（５
２）に掻き落とされたトナーを矢印（Ｈ）方向に搬送、
即ち搬送パイプ（４６）に送り込む。この様に搬送パイ
プ（４６）に送り込まれた回収トナーは前記トナー補給
装置（３０）から−補給されたトナーと共に搬送手段（
４５）にて現像装置（２０）に搬送される。

以上の構成において、トナーの補給は前述の如く、トナ
ー濃度センサ（２９）にて現像剤中のトナー濃度が設定
値（６，５ｗｔ％）より低いと検出されたとき、前記ク
ラッチ（３４）を一定時間（本実施例では５秒）オンし
、スクリュウ（３２）を回転させろことにより行われる
。本実施例では、スクリュウ（３２）の回転数は３０ｒ
ｐｍであり、５秒間の回転にて１２０Ｒ９のトナーが搬
送パイプ（４６）に送り込まれる。搬送コイル（４７）
はメインモータがオンされている間は回転駆動され、搬
送パイプ（４６）に送り込まれたトナーを順次現像剤搬
送路（２３）の端部に搬送する。

ところで、本発明では、現像剤の攪拌混合動作が開始さ
れてから現像剤の攪拌混合状態が安定化するまでの一定
時間はＡＴＤＣ制御を禁止し、トナー濃度の必要以上の
上昇を防止する。具体的には、本実施例においては、メ
インモータが駆動されて現像装置（２０）中のスクリュ
ウ（２’４）、（２６）が回転を始めてから５秒間はＡ
ＴＤＣ制御の実行が禁１Ｅされる。メインモータが駆動
されるタイミングは、メインスイッチがオンされて電源
が投入されたとき、複写機が待機状態となった後プリン
トスイッチがオンされたときである。曳写機が待機状態
〔メインスイッチオン、メインモータオフの状態〕にセ
ットされるのは、メインスイッチがオンされた後１２秒
経過してもプリントスイッチがオンされない場合と、複
写経過後１０秒経過してもプリントスイッチがオンされ
ない場合である。

第５図は制御回路のブロック図であり、マイクロコンピ
ュータを中心として構成され、マイクロコンピュータに
はメインスイッチ、プリントスイッチの信号、トナー濃
度センサ（２９）の検出信号が入力され、メインモータ
、トナー補給用スクリュウ（３２）のクラッチ（３４）
へのオン、オフ出信が出力される。また、マイクロコン
ピュータはタイマ（１）、（２）、（３）を動作さけろ
。タイマ（１）はメインスイッチがオンされた後のオー
トシャットタイマ、タイマ（２）はＡＴＤＣ制御を禁止
する時間をセットする禁止タイマ、タイマ（３）はプリ
ントスイッチがオンされた後のオートシャットタイマで
ある。

ここで、ＡＴＤＣ制御の手順について第６図〜第８図の
フローヂＶ−トに従って説明する。

第６図はＡＴＤＣ制御を示し、ステップ（Ｓｌ）でトナ
ー濃度センサ（２９）がオンか否かを判定し、オン即ち
現像剤中のトナー濃度が設定値（６，５ｗｔ％）よりも
低ければ、ステップ（Ｓ２）でクラッチ（３３）を５秒
間オンし、トナーを補給する。

第７図はメインスイッチがオンされたときの制御を示し
、メインスイッチがオンされると、まず、ステップ（Ｓ
ＩＯ）でマイクロコンピュータを初期化すると共に各機
器を初期モードにするための初期設定を行う。次に、ス
テップ（Ｓ１１）でオートシャットタイマ（１）を１２
秒にセットすると共に、ステップ（ｓ１２）で禁止タイ
マ（２）を５秒にセットし、ステップ（Ｓ１３）でメイ
ンモータをオンする。これにて、感光体ドラム（１０）
の予備回転、現像装置（２０）内のスクリュウ（２４）
、（２６）の予備回転等が行われる。

続いて、ステップ（Ｓ１４）で禁止タイマ（２）が終了
したか否かを判定し、終了すれば（メインモータオンか
ら５秒経過すれば）、ステップ（Ｓ１５）でＡ　’Ｉ”
　Ｄ　Ｃ制御を実行する。換言すれば、タイマ（２）が
終了するまではＡＴＤＣ制御が禁止されるのである。

さらに、ステップ（ＳＩ６）でタイマ（【）が終了した
か否かを判定し、終了していなければステップ（Ｓ１４
）に戻り、終了すればステップ（５１７）でメインモー
タをオフし、待機状態にセットする。

第８図はプリントスイッチがオンされたときの制御を示
し、プリントスイッチがオンされると、まず、ステップ
（Ｓ２０）で禁止タイマ（２）を５秒にセットすると共
に、ステップ（Ｓ２１）でメインモータをオンし、ステ
ップ（Ｓ２２）で複写動作を開始する。そして、ステッ
プ（Ｓ２３）で複写動作が終了したか否かを判定し、終
了していなければステップ（Ｓ２４）で禁止タイマ（２
）が終了したか否かを判定し、終了していなければステ
ップ（Ｓ２３）に戻り、終了すればステップ（Ｓ２５）
でＡＴＤＣ制御を実行する。

複写動作が終了すると、ステップ（８２６）でオートシ
ャットタイマ（３）を１０秒にセットし、ステップ（Ｓ
２７）でこのタイマ（３）が終了したか否かを判定し、
終了するまではステップ（Ｓ２Ｂ）でＡ　’ｌ’　Ｉ）
　Ｃ制御を実行する。タイマ（３）が終了すればステッ
プ（Ｓ２９）でメインモータをオフし、待機状態にセッ
トする。

な４ｊ、本発明に係る静電潜像現象装置は以上の実施例
に限定するらのではなく、その要旨の範囲内で種々に変
更することができる。特に、トナー濃度の検出は現像剤
の透磁率を測定する方式以外に、現像剤の電気抵抗を測
定する方式等によってし可能である。また、ＡＴＤＣ制
御の禁止時間は現像装置に応じて異なることは勿論であ
る。

さらに、本発明で一定時間禁止されるのはトナー濃度の
検出動作であり、トナー補給動作自体を行うことは可能
である。即ち、複写機が待機状態になる而のトナー濃度
検出結果をメモリしておき、現像剤の攪拌混合動作が開
始されれば直ちに前の検出結果に従ってトナーの補給動
作を行って乙良い。

発明の効果 以上の説明で明らかな様に、本発明によれば、トナー濃
度検出手段は現像剤の攪拌混合動作が開始されてから一
定時間その動作が禁止されるため１、　　現像剤の攪拌
混合状態が不安定でトナー濃度が実際よりも低く検出さ
れてしまい勝ちなときのトナー濃度の検出を実行するこ
とがな（、常に安定な定常状態の下でトナー濃度の検出
が行われ、いわゆるオーバートナーとなることを確実に
防止し、現像剤中のトナー濃度を一定に維持することが
できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る静電潜像現像装置の一実施例を示し
、第１図はこの現像装置を備えた作像ユニットの一部を
切欠いた斜視図、第２図は現像装置の垂直断面図、第３
図は現像装置の水平断面図、第４図はトナー濃度センサ
の出力電圧特性を示すグラフ、第５図は制御回路のブロ
ック図、第６図ないし第８図は制御手順を示すフローチ
ャートである。 （１０）・・・感光体ドラム、（２０）・・・駆動装置
、（２１）・・・現像スリーブ、（２３）、（２５）・
・・現像剤搬送路、（２４）、（２’６　）・・・スク
リュウ、（２９）・・・トナー濃度センサ、（３０）・
・・トナー補給装置、（３２）・・・トナー補給用スク
リュウ、（３４）・・・クラッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、キャリアとトナーとの混合物からなる現像剤を攪拌
   混合しつつ現像領域に搬送し、該現像領域にて静電潜像
   担体表面に形成された静電潜像を現像する静電潜像現像
   装置において、 トナーを現像剤の攪拌混合領域へと補給するためのトナ
   ー補給装置と、 前記攪拌混合領域に設置したトナー濃度センサと、 前記トナー濃度センサの出力を受けて現像装置内の現像
   剤のトナー濃度を検出する一方、現像剤の攪拌混合動作
   が開始されてから一定時間はその検出動作を禁止される
   トナー濃度検出手段と、前記トナー濃度検出手段による
   検出結果に基づいて前記トナー補給装置を動作させるト
   ナー補給手段と、 を備えたことを特徴とする静電潜像現像装置。