JP2001255743A

JP2001255743A - 現像装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2001255743A
Application number: JP2000064833A
Authority: JP
Inventors: Satoru Haneda; 哲羽根田; Hiroyuki Tokimatsu; 宏行時松; Seiko Itagaki; 板垣　　整子
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2000-03-09
Filing date: 2000-03-09
Publication date: 2001-09-21

Abstract

(57)【要約】【課題】現像器内の現像剤にトナーやキャリアを補給
するのと併行して既存の劣化した現像剤を効率良く回収
して現像剤の界面を現像器の姿勢に関係なく一定に保つ
ようにする。【解決手段】現像剤撹拌部の中央部近傍に、複数のバ
ケットを備える回転部材２０４を回収手段として現像剤
回収管２００の内蔵する搬送スクリュー２０１と同軸一
体に設け、現像剤の滞留部の界面に前記のバケットを界
面に作用させて順次現像剤をすくい上げて回収管２００
の樋部２００Ａに落下し搬送スクリュー２０１によって
回収容器に回収するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像形成体上の潜像
をキャリアとトナーとから成る二成分現像剤によって現
像してトナー像とする現像装置で、トナー及びキャリア
の供給が行われると共に現像剤の排出手段を備える現像
装置及びかかる現像装置を用いた画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式による画像形成装置では、
一様に帯電した像形成体に像露光を行って潜像を形成
し、潜像を現像してトナー像としたのちトナー像を記録
紙等の転写材に転写することが行われる。トナー像を担
持した転写材が定着装置を通過することによりトナーは
転写材上に定着する。

【０００３】潜像を現像するに当たっては、現像性に優
れていることからトナーとキャリアとから成る二成分現
像剤が多く用いられる。トナーとキャリアとは現像器内
で撹拌されてトナーはキャリア外面に静電的に付着した
状態となり、現像領域へと搬送され現像バイアスが印加
された条件下でトナーはキャリアから離れて像形成体の
潜像部分に静電的に付着する。現像器内では現像によっ
てトナーが消費されるので、現像器内にはインダクタン
ス等を用いて現像剤中でのトナー量を検知するトナー濃
度検知手段が設けられていて、トナーが所定比率より低
下するとトナーホッパ等のトナー供給部からトナーを現
像器内に補充することがなされている。

【０００４】各現像器内のトナーは消費された新たなト
ナーによって不足した分の補充が行われるが、キャリア
は持続して使用される。キャリアは長期に亘って使用さ
れると、個々のキャリアの外周には１μｍに満たない微
小なトナーが付着し、これが原因となって現像性能が次
第に低下して来て良好なトナー像が得られないようにな
る。このために所定枚数の画像形成がなされた時点で像
形成体の周囲に近接配置した各々の現像器を取外して内
部の現像剤を交換し新規なキャリアと交換することによ
って再び良好な現像が行われるようなサービス業務がな
されていた。

【０００５】このようなところから、補給するトナーと
共に新しいキャリアを一定比率で加えて補給し、現像性
能の低下したキャリアを序々に新しいキャリアと交換し
て行くことによってサービス業務としての現像剤の交換
を必要としなくする提案、即ちトリクル現像と呼ばれる
提案が特公平２−２１５９１号公報によってなされてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、キャリアは長
期の使用により性能は劣化するものの容積が減少しない
ので、新たなキャリアの供給によって現像装置内の現像
剤の量は適量状態よりも過剰となり、そのため循環手段
による撹拌作用が不充分となってトナーの分布が不均等
となり良好な現像は行われなくなる。また現像剤中に混
入するトナー塊や紙粉の量も多くなって画質が劣化し低
下すると言う問題も生じて来る。

【０００７】本発明の第１の目的は、過剰状態とな
った現像剤（キャリア）を回収するに当たって、紙粉や
トナー塊等の凝集物が溜まり易い箇所からキャリアと共
にこの凝集物の回収を行い、かつ現像装置が傾斜状態に
あったりしてもキャリアの回収が傾斜状態に影響されな
いで安定して行われるようにした現像装置及び画像形成
装置を提供することにある。

【０００８】トリクル現像にあっては、検知手段に
よってトナー濃度やキャリア量の検知が行われ、これに
基づいてトナー補給やキャリア補給が行われている。し
かし現像装置内にトナーやキャリアを供給すると検知手
段による出力値が変動し、正しいトナー濃度やキャリア
量が得られないで不正確となり、画像制御が困難とな
る。従来は現像剤量の界面が一定となる構造としていた
が、不十分な精度しか得られなかった。

【０００９】本発明の第２の目的は、従来用いられてい
た検知手段による出力データを用いて適正なトナーの供
給やキャリアの回収が行われ、画像制御がなされるよう
にした画像形成装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的とする現
像装置は、トナーとキャリアとから成る二成分現像剤を
収納し、キャリアの供給と回収を行う現像装置におい
て、キャリアの回収が現像剤撹拌部の中央部近傍より回
収手段により行われることを特徴とする現像装置（請求
項１の発明）、及びトナーとキァリアとから成る二成分
現像剤を収納し、キァリアの供給と回収を行う現像装置
において、キァリアの回収が対をなす循環スクリュ間よ
り回収手段により行われることを特徴とする現像装置
（請求項２の発明）によって達成される。

【００１１】上記第１の目的とする画像形成装置は、ト
ナーとキァリアとから成る二成分現像剤を有する現像装
置に対しキャリアの供給と回収を行う画像形成装置にお
いて、現像装置内に複数の現像剤循環手段を有し、現像
剤の循環経路に囲まれた領域に現像剤の回収口を有して
いることを特徴とする画像形成装置（請求項４の発
明）、及びトナーとキァリアとから成る二成分現像剤を
有する現像装置に対しキャリアの供給と回収を行う画像
形成装置において、キャリアの排出経路中に開閉可能な
遮閉部材を有していることを特徴とする画像形成装置
（請求項６の発明）によって達成される。

【００１２】上記第２の目的とする画像形成装置は、ト
ナーとキャリアとから成る二成分現像剤を有する現像装
置に対しキャリアの供給と回収を行う画像形成装置にお
いて、前記現像装置には少なくとも２つの現像剤検知セ
ンサ情報によりトナー濃度とキャリア量との制御を行う
ことを特徴とする画像形成装置（請求項８の発明）によ
って達成される。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の各実施形態の記述に先立
ってその共通とする一般的な現像装置の構成と機能を図
１によって説明する。

【００１４】現像器１４はそれぞれ所定の単色の二成分
現像剤を収容し、内蔵する現像スリーブ１４１が像形成
体たる感光体ドラム１０の周面に対向して配置され、以
下の如く構成される。現像器１４において、１４０はト
ナーとキャリアとから成る二成分現像剤を収容する現像
剤収容部である現像器ハウジング、１４２は固定の磁極
を有する磁界発生手段であるマグネットロール、１４１
は内部にマグネットロール１４２を有する現像剤搬送体
である現像スリーブ、１４３は現像スリーブ１４１上の
現像剤層厚を所定量に規制する磁性材から成る層厚規制
手段である層厚規制部材、１４４は非磁性材から成る現
像剤の受け部材、１４８は背面に磁石板１４８ａを有す
る現像剤の除去板、１４５は搬送供給ローラ、１４６，
１４７は一対の撹拌スクリューである。

【００１５】現像剤搬送体である現像スリーブ１４１
は、例えばステンレス材を用いた外形８ｍｍ〜６０ｍｍ
の非磁性の円筒状の部材からなり、感光体ドラム１０の
周面に対し、現像スリーブ１４１の両端に設けられた不
図示の突当コロにより所定の間隙を保って感光体ドラム
１０の回転（図１の時計方向回転）に対し逆方向に回転
される（図１の時計方向回転）。外径が８ｍｍ以下であ
ると、画像形成に必要な磁極Ｎ１，Ｓ１，Ｎ２，Ｓ２，
Ｎ３から成る少なくとも５極の磁極を有するマグネット
ロール１４２を形成することが不可能であり、また現像
スリーブ１４１の外径が６０ｍｍを越えると、現像器１
４が大型化する。特に、複数組の現像器１４を有するカ
ラープリンタにおいては、現像装置の占める容積が大き
くなり、感光体ドラム１０の外径が増大化したり、感光
体ドラム１０の大型化により画像形成装置が大型化にな
ってしまう。

【００１６】マグネットロール１４２は、現像スリーブ
１４１に内包され、複数個の磁極Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｓ
１，Ｓ２を交互に配し、現像スリーブ１４１と同心に固
定されていて、非磁性のスリーブ周面に磁力を作用させ
る。

【００１７】層厚規制手段である層厚規制部材１４３
は、マグネットロール１４２の磁極Ｎ３と対向し、現像
スリーブ１４１と所定の間隙で配置される例えば棒状或
いは板状の磁性ステンレス材よりなり、現像スリーブ１
４１の周面上の二成分現像剤の層厚を規制する。

【００１８】受け部材１４４は、例えばＡＢＳ樹脂等の
樹脂部材を用いた非磁性部材から成り、現像スリーブ１
４１の回転方向下流側に現像スリーブ１４１と所定の間
隙で配置され、層厚規制部材１４３の端面に隣接し、例
えば層厚規制部材１４３に接着剤により固着されて一体
となって形成されており、層厚規制部材１４３により規
制される現像剤層よりのトナーがこぼれるを防止し、二
成分現像剤の現像剤層を安定して現像スリーブ１４１の
周面上に保つ。受け部材１４４は現像器ハウジング１４
０により形成され、層厚規制部材１４３の端面に隣接し
て設けられてもよい。

【００１９】現像剤の除去板１４８は、マグネットロー
ル１４２の磁極Ｎ２と対向して設けられ、磁極Ｎ２、Ｎ
３の反撥磁界と除去板１４８の背面に設けられる磁石板
１４８ａとの作用により現像スリーブ１４１上の現像剤
を剥ぎ取る。

【００２０】搬送供給ローラ１４５は、除去板１４８に
より剥ぎ取られた現像剤を撹拌スクリュー１４６に搬送
すると共に、撹拌スクリュー１４６によりの撹拌された
現像剤を層厚規制部材１４３へと供給する。１４５Ａは
搬送供給ローラ１４５に設けられ、現像剤を搬送するた
めの羽根部である。

【００２１】図２は現像器１４の現像剤撹拌部を示した
平面図であって、前記の撹拌スクリュー１４６および１
４７は現像器ハウジング１４０より突出する軸上に固定
した共通の歯車Ｇ１４６とＧ１４７が直接噛合されてい
て、撹拌スクリュー１４６の一体とする歯車Ｇを駆動す
ることにより撹拌スクリュー１４６と１４７は相反する
方向に等速で回転して現像剤が仕切板１８２に沿って矢
示方向に循環して搬送され、その過程でトナーとキャリ
アが混合されトナー成分の均等な二成分現像剤が形成さ
れる。

【００２２】二成分現像剤のトナー比率はトナー濃度検
知センサ１４９によって検出され、トナー成分が不足し
ていると自動的にトナーが補給されて常に一定のトナー
比率が維持される。

【００２３】現像器１４内の現像剤は回転する搬送供給
ローラ１４５により層厚規制部材１４３に搬送され、層
厚規制部材１４３により所定の層厚とされ、受け部材１
４４により二成分現像剤の現像剤層が安定して現像スリ
ーブ１４１の外周面上に供給される。感光体ドラム１０
上の潜像を現像した現像剤は磁極Ｎ２、Ｎ３の反撥磁界
と除去板１４８の背面に設けられる磁石板１４８ａとの
作用により剥ぎ取られ、搬送供給ローラ１４５により再
度撹拌スクリュー１４６へと搬送される。感光体ドラム
１０上の静電潜像が直流（ＤＣ）バイアスＥ１に必要に
より交流（ＡＣ）バイアスＡＣ１が重畳される現像バイ
アス電圧の印加による接触もしくは非接触の状態で反転
現像される。

【００２４】次にかかる現像装置を用いた画像形成装置
について説明する。ここに説明する本実施形態の画像形
成装置は、像形成体の周縁部に複数の現像装置を設けカ
ラー画像を形成する画像形成装置であって、各現像装置
はそれぞれにトリクル方式によってトナーとキャリアの
補給が行われ、トナーはトナー濃度検知等に基づいてト
ナー補給が行われる一方、キャリアについては画像形成
状態を検知する検知手段を有していて、検知手段からの
情報に応じてキャリアの供給量の制御がなされるように
した画像形成装置である。

【００２５】本実施形態の複数組搭載した画像形成装置
の一例であるカラープリンタの画像形成プロセス及び各
機構について、図３を用いて説明する。図３は、本発明
の現像装置を複数組搭載した画像形成装置の一例である
カラープリンタの断面構成図であり、図４はその像形成
体の断面構成図である。

【００２６】図３または図４によれば、像形成体である
感光体ドラム１０は、例えばガラスや透光性アクリル樹
脂等の透光性部材によって形成される円筒状の基体の外
周に、透光性の導電層及び有機感光層（ＯＰＣ）の光導
電体層を形成したものである。

【００２７】感光体ドラム１０は、図示しない駆動源か
らの動力により、透光性の導電層を接地された状態で図
３の矢印で示す時計方向に回転される。

【００２８】本実施形態においては、画像露光用の露光
ビームは、その結像点である感光体ドラム１０の光導電
体層において、光導電体層の光減衰特性（光キャリア生
成）に対して適正なコントラストを付与できる波長の露
光光量を有していればよい。従って、本実施形態におけ
る感光体ドラムの透光性の基体の光透過率は、１００％
である必要はなく、露光ビームの透過時にある程度の光
を吸収するような特性を有していてもよい。要は、適切
なコントラストを付与できればよい。透光性の基体の素
材としては、アクリル樹脂、特にメタクリル酸メチルエ
ステルモノマーを重合したものが、透光性、強度、精
度、表面性等において優れており好ましく用いられる
が、その他一般光学部材などに使用されるアクリル、フ
ッ素、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレン
テレフタレートなどの各種透光性樹脂が使用可能であ
る。また、露光光に対して透光性を有していれば、着色
していてもよい。透光性の導電層としては、インジウム
錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化錫、酸化鉛、酸化インジウ
ム、ヨウ化銅や、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌなどからなる
透光性を維持した金属薄膜が用いられ、成膜法として
は、真空蒸着法、活性反応蒸着法、各種スパッタリング
法、各種ＣＶＤ法、浸漬塗工法、スプレー塗布法などが
利用できる。また、光導電体層としては各種有機感光層
（ＯＰＣ）が使用できる。

【００２９】光導電体層の感光層としての有機感光層
は、電荷発生物質（ＣＧＭ）を主成分とする電荷発生層
（ＣＧＬ）と電荷輸送物質（ＣＴＭ）を主成分とする電
荷輸送層（ＣＴＬ）とに機能分離された二層構成の感光
層とされる。二層構成の有機感光層は、ＣＴＬが厚いた
めに有機感光層としての耐久性が高く本発明に適する。
なお有機感光層は、電荷発生物質（ＣＧＭ）と電荷輸送
物質（ＣＴＭ）を１つの層中に含有する単層構成とされ
てもよく、該単層構成又は前記二層構成の感光層には、
通常バインダ樹脂が含有される。

【００３０】以下に説明する帯電手段としてのスコロト
ロン帯電器１１、画像書込手段としての露光光学系１
２、現像手段としての現像器１４は、それぞれ、イエロ
ー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒色
（Ｋ）の各色毎の画像形成プロセス用として準備されて
おり、本実施形態においては、図３の矢印にて示す感光
体ドラム１０の回転方向に対して、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順
に配置される。

【００３１】帯電手段としてのスコロトロン帯電器１１
は像形成体である感光体ドラム１０の移動方向に対して
直交する方向（図３において紙面垂直方向）に感光体ド
ラム１０と対峙し近接して取り付けられ、感光体ドラム
１０の前述した有機感光体層に対し所定の電位に保持さ
れた制御グリッド（符号なし）と、コロナ放電電極１１
ａとして、例えば鋸歯状電極を用い、トナーと同極性の
コロナ放電とによって帯電作用（本実施形態においては
マイナス帯電）を行い、感光体ドラム１０に対し一様な
電位を与える。コロナ放電電極１１ａとしては、その他
ワイヤ電極や針状電極を用いることも可能である。

【００３２】各色毎の露光光学系１２は、それぞれ、像
露光光の発光素子としてのＬＥＤ（発光ダイオード）を
感光体ドラム１０の軸と平行に複数個アレイ状に並べた
線状の露光素子（不図示）と等倍結像素子としてのセル
フォックレンズ（不図示）とがホルダに取り付けられた
露光用ユニットとして構成される。円柱状の保持部材２
０に、各色毎の露光光学系１２が取付けられて感光体ド
ラム１０の基体内部に収容される。露光素子としてはそ
の他、ＦＬ（蛍光体発光）、ＥＬ（エレクトロルミネッ
センス）、ＰＬ（プラズマ放電）等の複数の発光素子を
アレイ状に並べた線状のものが用いられる。

【００３３】各色毎の画像書込手段としての露光光学系
１２は、感光体ドラム１０上での露光位置を、スコロト
ロン帯電器１１と現像器１４との間で、現像器１４に対
して感光体ドラム１０の回転方向上流側に設けた状態
で、感光体ドラム１０の内部に配置される。

【００３４】露光光学系１２は、別体のコンピュータ
（不図示）から送られメモリに記憶された各色の画像デ
ータに基づいて画像処理を施した後、一様に帯電した感
光体ドラム１０に像露光を行い、感光体ドラム１０上に
潜像を形成する。この実施形態で使用される発光素子の
発光波長は、通常Ｙ、Ｍ、Ｃのトナーの透光性の高い６
８０〜９００ｎｍの範囲のものが良好であるが、裏面か
ら像露光を行うことからカラートナーに透光性を十分に
有しないこれより短い波長でもよい。

【００３５】各色毎の現像手段としての現像器１４は後
に再び説明するが、内部にイエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）若しくは黒色（Ｋ）の二成分の現
像剤を収容し、それぞれ、例えば厚み０．５〜１ｍｍ、
外径１５〜２５ｍｍの円筒状の非磁性のステンレスある
いはアルミ材で形成された現像剤担持体である現像スリ
ーブ１４１を備えている。

【００３６】現像領域では、現像スリーブ１４１は、突
き当てコロ（不図示）により感光体ドラム１０と所定の
間隙、例えば１００〜１０００μｍをあけて非接触に保
たれ、感光体ドラム１０の回転方向と最近接位置におい
て順方向に回転するようになっており、現像時、現像ス
リーブ１４１に対してトナーと同極性（本実施形態にお
いてはマイナス極性）の直流電圧或いは直流電圧に交流
電圧ＡＣを重畳する現像バイアス電圧を印加することに
より、感光体ドラム１０の露光部に対して非接触の反転
現像が行われる。この時の現像間隔精度は画像ムラを防
ぐために２０μｍ程度以下が必要である。

【００３７】以上のように現像器１４は、スコロトロン
帯電器１１による帯電と露光光学系１２による像露光に
よって形成される感光体ドラム１０上の静電潜像を、非
接触の状態で感光体ドラム１０の帯電極性と同極性のト
ナー（本実施形態においては感光体ドラムは負帯電であ
り、トナーは負極性）により反転現像する。

【００３８】図４に示すように、感光体ドラム１０と保
持部材２０Ａとは、装置背面側と前面側の端部におい
て、それぞれ感光体ドラム１０を回転可能に支持する支
持部材であるフランジ部材１０Ａ，１０Ｂと、保持部材
２０Ａを支持するフランジ１２０Ａ，１２０Ｂとを圧入
もしくはネジ等の手段を介して一体的に構成されてい
る。感光体ドラム１０は、その支持部材であるフランジ
部材１０Ａならびにフランジ部材１０Ｂが、保持部材２
０Ａのフランジ１２０Ａの一体とする固定部材であるシ
ャフト１２１ならびにフランジ１２０Ｂに対して、それ
ぞれベアリングＢ１ならびにベアリングＢ２を介して回
動自在に支持されている。

【００３９】シャフト１２１は感光体ドラム１０を保持
する軸部１２１Ａを備えており、また背面側の装置基板
７０には係合穴１３０Ａを備えるシャフト１２１の保持
手段である支軸１３０が設けられている。係合穴１３０
ＡにはリニアベアリングＢ４が嵌入されており、受け部
材１３０ａを挟んで支軸１３０がネジ等により背面側の
装置基板７０に固定されている。支軸１３０は駆動歯車
Ｇ１に噛合する歯車Ｇ２の中心に位置され、歯車Ｇ２を
一体とする伝導部材１３１をベアリングＢ３を介して回
動自在に支持している。一方装置前面側の装置基板７０
には保持部材２０Ａに固定される露光光学系１２を一体
とする感光体ドラム１０を挿脱可能とする開口部７０Ａ
が開口されている。

【００４０】保持部材２０Ａは背面側の装置基板７０に
対しては、シャフト１２１の軸部１２１Ａを支軸１３０
に設けられたリニアベアリングＢ４に挿入し、軸部１２
１Ａに挿通した係合ピン１２１Ｐを支軸１３０の係合部
１３０Ｂに形成したＶ字状の溝に係合することにより露
光光学系１２の角度関係位置を規制して取り付けられ、
前面側の装置基板７０に対しては、端部の一体とするフ
ランジ１２０Ｃを緩衝材Ｋを挟み前蓋１２０Ｄを軸方向
に押圧した状態でネジ５２により固定することにより所
定の位置に装着される。

【００４１】感光体ドラム１０を支持する支持部材であ
るフランジ部材１０Ａの側面に取付けられる係合部材で
あるカプリング１０Ｃと、歯車Ｇ２を一体とする伝導部
材１３１の側面に取付けられる結合部材である駆動ピン
１３１Ａと、止めネジ５１とにより、フランジ部材１０
Ａと歯車Ｇ２との結合部が構成され、保持部材２０Ａを
一体とする感光体ドラム１０の装着状態においては、フ
ランジ部材１０Ａの側面に取付けられるカプリング１０
Ｃが歯車Ｇ２を有する伝導部材１３１の側面に取付けら
れる駆動ピン１３１Ａに嵌込まれ、係合後、歯車Ｇ２を
有する伝導部材１３１とフランジ部材１０Ａを有する感
光体ドラム１０とが中心及び外周面を合わされた状態
で、感光体ドラム１０の側方から止めネジ５１を用いて
駆動ピン１３１Ａとカプリング１０Ｃとが固定され、フ
ランジ部材１０Ａと歯車Ｇ２とが結合、固定される。

【００４２】画像形成のスタートにより不図示の像形成
体駆動モータの始動により、駆動歯車Ｇ１の回転動力が
歯車Ｇ２により結合部を介して感光体ドラム１０に伝達
され、感光体ドラム１０が図３の矢印で示す時計方向へ
回転され、同時にＹのスコロトロン帯電器１１の帯電作
用により感光体ドラム１０に電位の付与が開始される。
感光体ドラム１０は電位を付与されたあと、Ｙの露光光
学系１２において第１の色信号すなわちＹの画像データ
に対応する電気信号による露光が開始され感光体ドラム
１０の回転走査によってその表面の感光層に原稿画像の
イエロー（Ｙ）の画像に対応する静電潜像が形成され
る。この潜像はＹの現像器１４により非接触の状態で反
転現像され、感光体ドラム１０上にイエロー（Ｙ）のト
ナー像が形成される。

【００４３】次いで、感光体ドラム１０は前記イエロー
（Ｙ）のトナー像の上に、Ｍのスコロトロン帯電器１１
の帯電作用により電位が付与され、Ｍの露光光学系１２
の第２の色信号すなわちマゼンタ（Ｍ）の画像データに
対応する電気信号による露光が行われ、Ｍの現像器１４
による非接触の反転現像によって前記のイエロー（Ｙ）
のトナー像の上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が重ね合わ
せて形成される。

【００４４】同様のプロセスにより、Ｃのスコロトロン
帯電器１１、露光光学系１２及び現像器１４によってさ
らに第３の色信号に対応するシアン（Ｃ）のトナー像
が、また、Ｋのスコロトロン帯電器１１、露光光学系１
２及び現像器１４によって第４の色信号に対応する黒色
（Ｋ）のトナー像が順次重ね合わせて形成され、感光体
ドラム１０の一回転以内にその周面上にカラーのトナー
像が形成される。

【００４５】このように、本実施の形態では、Ｙ、Ｍ、
Ｃ及びＫの露光光学系１２による感光体ドラム１０の有
機感光層に対する露光は、感光体ドラム１０の内部より
透光性の基体を通して行われる。従って、第２、第３及
び第４の色信号に対応する画像の露光は何れも先に形成
されたトナー像により遮光されることなく静電潜像を形
成することが可能となり、好ましいが、感光体ドラム１
０の外部から露光してもよい。

【００４６】一方、転写材としての記録紙Ｐは、転写材
収納手段としての給紙カセット１５より、送り出しロー
ラ（符号なし）により送り出され、給送ローラ（符号な
し）により給送されてタイミングローラ１６へ搬送され
る。

【００４７】記録紙Ｐは、タイミングローラ１６の駆動
によって、感光体ドラム１０上に担持されたカラートナ
ー像との同期がとられ、紙帯電手段としての紙帯電器１
５０の帯電により搬送ベルト１４ａに吸着されて転写域
へ給送される。搬送ベルト１４ａにより密着搬送された
記録紙Ｐは、転写域でトナーと反対極性（本実施形態に
おいてはプラス極性）の電圧が印加される転写手段とし
ての転写器１４ｃにより、感光体ドラム１０の周面上の
カラートナー像が一括して記録紙Ｐに転写される。

【００４８】カラートナー像が転写された記録紙Ｐは、
転写材分離手段としての紙分離ＡＣ除電器１４ｈにより
除電されて、搬送ベルト１４ａから分離され、定着装置
１７へと搬送される。

【００４９】定着装置１７はカラートナー像を定着する
ための上側のロール状の熱線定着用回転部材（上側の定
着部材）としての熱線定着ローラ１７ａと、下側の定着
部材としての加圧ゴムローラ４７ａとにより構成され、
熱線定着ローラ１７ａの内部には、光源によっては可視
光を含んだ赤外線或いは遠赤外線等の熱線を発光するハ
ロゲンランプ１７１ｇが熱線照射手段として配設され
る。

【００５０】熱線定着ローラ１７ａと加圧ゴムローラ４
７ａとの間で形成されるニップ部Ｎで記録紙Ｐが挟持さ
れ、熱と圧力とを加えることにより記録紙Ｐ上のカラー
トナー像が定着され、記録紙Ｐが排紙ローラ１８により
送られて、装置上部のトレイへ排出される。

【００５１】転写後の感光体ドラム１０の周面上に残っ
たトナーは、像形成体クリーニング手段としてのクリー
ニング装置２０に設けられたクリーニングブレード２０
ａによりクリーニングされる。残留トナーを除去された
感光体ドラム１０はスコロトロン帯電器１１によって一
様帯電を受け、次の画像形成サイクルに入る。

【００５２】本実施形態における、Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫの
各色毎の現像器１４は、それぞれの有する現像スリーブ
１４１を、例えば外径１００ｍｍの感光体ドラム１０の
感光面に対向して、Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫの順で時計方向に
配置される。各色毎の現像装置である現像器１４は、イ
エロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）および黒
色（Ｋ）の前述した二成分の現像剤をそれぞれ収容し、
それぞれ感光体ドラム１０の周面に対し所定の間隙を保
って、現像位置において感光体ドラム１０の回転方向
（図３の時計方向）と逆方向（図３の時計方向）に回転
する現像スリーブ１４１を備えている。

【００５３】各色毎の現像装置である現像器１４は、既
に図１によって説明したのと近似した構成で、非接触現
像法によってカブリがなく画像濃度の高い現像を容易に
行うことができる優れた特長を有しているが、カブリが
なく鮮明な画像の現像を行うには次のような粒径の二成
分現像剤を用いることが望ましい。

【００５４】現像装置には、従来平均粒径が十数μｍの
非磁性トナーと平均粒径が数十〜数百μｍの磁性キャリ
アとから成る二成分現像剤が用いられている。しかし本
実施形態に用いる現像剤としては、振動電界によってト
ナーの移行制御を効果的に行うことができるから、平均
粒径が１〜２０μｍ、好ましくは４〜１０μｍのトナー
と平均粒径１０〜６０μｍ、さらに好ましくは２０〜５
０μｍのキャリアとから成る二成分現像剤が用いられ
る。

【００５５】（実施の形態１）請求項１及び２に係わる
発明の実施例を図５及び図６を用いて説明する。本実施
例においては現像剤（キャリア）の回収は界面近くから
すくい上げるようにして回収手段によって行われ、その
回収位置は図５の要部平面図に示すように、現像剤撹拌
部の中央部近傍としている。

【００５６】図６は図２に示した現像剤撹拌部の上側に
現像剤の回収手段を設けた状態を示す要部断面図で、循
環撹拌手段として設けられる前記の撹拌スクリュー１４
６と１４７の中間上部には現像剤の回収管２００が現像
器ハウジング１４０の側壁に挿通して固定されている。

【００５７】前記の回収管２００は、現像器ハウジング
１４０内部においてその一部において上方の半周面を開
放した樋部２００Ａとし、その端面に内蔵する搬送スク
リュー２０１が軸部を挿通して軸受支持されている。

【００５８】前記の搬送スクリュー２０１は回収管２０
０の端面より突出した現像剤撹拌部中央位置近傍の軸端
に、回収手段として複数のバケット２０２を円盤２０３
の周縁上に放射状に取り付けた水車形式の回転部材２０
４を一体としている。

【００５９】前記の各バケット２０２は、図６（ｂ）に
示す如く内周側の底面２０２Ａが２方向に傾斜した傾面
とされ、また回収管２００側の側面２０２Ｂはその一部
が切欠部２０２Ｃとされている。

【００６０】前記の現像器１４は撹拌スクリュー１４７
の搬送上流側の端部で回収管２００と同一側には、図６
（ｃ）の図５におけるＹＹ断面で示すようにトナーおよ
びキャリアの各補給口３００Ｔおよび３００Ｃを備えて
いて、トナー濃度検知センサ１４９によりトナー成分の
不足が検出されると前記の補給口３００Ｔを経てトナー
が供給され、また例えばコピー枚数が所定数に達すると
前記の補給口３００Ｃを経てキャリアが供給される。

【００６１】供給されたトナーやキャリアは、撹拌スク
リュー１４７と１４６の回転に伴う推進力により循環搬
送される間に既存の現像剤中に均等に混合して現像スリ
ーブ１４１に均質な成分の現像剤として供給され、さら
に搬送されて循環を反復される。

【００６２】これに併行して図５におけるＸＸ断面を示
す図６（ａ）で、回収管２００内の搬送スクリュー２０
１が回転され、前記の回転部材２０４が時計方向に回動
されて各バケット２０２が現像剤界面上の現像剤を順次
すくい上げて現像剤を回収管２００の樋部２００Ａに落
下する。落下した現像剤は搬送スクリュー２０１により
矢示方向に移送され、その端部において図６（ｃ）に示
すように排出口４００Ｄから落下し、図示しない現像剤
回収容器に収容される。これにより現像器１４内の現像
剤界面は常に適正なレベルに維持される。

【００６３】前記の各バケット２０２は現像剤の流れ方
向の変わる現像剤の滞留部に位置されるので抵抗が小さ
くまたその移動方向に逆らって現像剤をすくい上げるの
で回収効率が良く、さらにすくい上げられた現像剤が前
述したバケット２０２の傾斜した底面２０２Ａを滑落す
ることにより回収管２００の樋部２００Ａに集中して落
下される。

【００６４】前記の各バケット２０２は現像剤の設定界
面に対応して取り付けられて、その界面上をすくい上げ
るよう設定されるので、現像剤の表層に浮上する紙粉や
トナー塊等の異物も過剰となった現像剤と共に除去され
ることとなる。

【００６５】更に回収部材である回転部材２０４は撹拌
スクリュー１４６、１４７の中間部分の界面が安定した
位置に設けられている。当該箇所には紙粉やトナー塊等
の異物が集まる傾向にあるので、異物の回収が効率よく
行われることとなる。また、回収部材である回転部材２
０４は現像剤撹拌部の中央部近傍に設けられているの
で、現像器１４が傾いた状態にあっても現像剤界面の上
下の変動が少なく、現像器１４内の現像剤量は安定した
所定量に維持されることとなる。

【００６６】（実施の形態２）請求項４及び６に係わる
発明の実施例を図７及び図８を用いて説明する。本実施
例においては現像剤（キャリア）の回収は、現像剤の循
環撹拌手段である撹拌スクリュー１４６、１４７に囲ま
れた領域に設けられた回収口から行われる。回収口から
回収された現像剤の排出経路中には開閉可能な遮閉部材
が設けられていて、現像器１４を画像形成装置本体から
着脱される構成となっているときは、現像器１４の着脱
と連動して遮閉部材は開閉動作を行い、現像器１４の着
脱時の装置本体内での現像剤による汚染を防止してい
る。

【００６７】図７は撹拌スクリュー１４６、１４７に囲
まれた領域に回収口２２０を設けた状態を示す要部平面
図で、図８（ａ）は図７におけるＰＰ断面を示してい
る。回収口２２０の開口部は現像剤の界面近くに位置し
ていて、現像器１４内の現像剤が増量し所定の界面より
も高くなると漏斗状の断面をもった回収口２２０内へと
落下し、排出経路２２１を通って現像器１４外へと排出
される。

【００６８】現像器ハウジング１４０の底面に沿って回
収管２２２が固設されていて、内部に設けられた搬送ス
クリュー２２３の回転によってトナー及びキャリアの各
補給口３００Ｔおよび３００Ｃと同一方向へと搬送され
る。図８（ｃ）は図７におけるＱＱ断面を示したもの
で、回収管２２２の端部において搬送された現像剤は排
出口４００Ｄから落下し、図示しない現像剤回収容器に
回収される。これにより現像器１４内の界面は常に適正
なレベルに維持される。

【００６９】現像器ハウジング１４０の底面には開閉可
能とするシャッタ２３０が設けられていて、現像器１４
の装着時には排出経路２２１は開口状態にあり、現像器
１４を取出した状態においては排出経路２２１はシャッ
タ２３０により開口状態となる。図８（ｂ−１）は現像
器１４を装着した状態を示し、図８（ｂ−２）は現像器
１４を取り出した状態を示す説明図である。シャッタ２
３０は回動軸２３１を回動中心として反時計方向に不勢
された状態となっていて、装着時には回収管２２２の内
部に設けられたピン２２５によってシャッタ２３０は時
計方向に押し上げられて排出経路２２１は開口状態とな
っていて、回収された現像剤は回収管２２２内へと落下
する。

【００７０】一方、現像器１４を矢示で示す取り出し方
向に移動させるときは、回収管２２２の内部に設けたピ
ン２２５は相対的に退避した状態となり、シャッタ２３
０は現像器ハウジング１４０に設けたストッパピン２３
２に当接して停止し、排出経路２２１は開口状態とな
る。かかる現像器或いはカートリッジの着脱と連動する
遮閉部材を設けることによって現像剤の装置本体内への
こぼれは防止される。

【００７１】なお遮閉部材の開閉動作は上記の機構に限
定されるものではなく、排出経路の開動作は現像器或い
はカートリッジの画像形成装置への装着後とし、閉動作
は取り出し前になされる機構であればよい。

【００７２】また上記説明においては、回収口２２０の
開口部を現像剤の界面近くに設けて増量した現像剤の自
然回収を行う実施例について説明したが、現像剤量検知
によって強制的に回収する構成としてもよい。強制的に
現像剤を回収する構成とするときは、回収口２２０の開
口部を界面より低い位置に設定しておいて、回収口２２
０の内部に設けた回収スクリューをＯＮ／ＯＦＦ制御す
ることによって強制的な回収が行われることとなる。

【００７３】現像剤の循環経路に囲まれた領域には、界
面近くに紙粉やトナー塊等の異物が集まる傾向があるの
で、現像剤の回収口２２０からは異物の回収が効率よく
行われることとなる。また現像剤の回収口２２０は現像
器ハウジング１４０の左右の中央部近傍に設けられるこ
ととなるので、現像器１４が左右に傾いた状態にあって
も現像剤量は安定した所定量に維持されることとなる。

【００７４】（実施の形態３）請求項８に係わる発明に
ついて説明する。トリクル現像を行う現像装置にあって
は、現像剤の状態検知を行う検知手段によって検知した
トナー濃度やキャリア量は正確度を欠いていて、そのま
ま画像制御を行うときは良好な現像が行われない傾向に
ある。例えばキャリア量の検知を行うのにレベルセンサ
を用い、現像器ハウジング１４０内での現像剤の界面の
変動を検知してキャリア量の変動として制御を行ってい
るが、正確さを欠くこととなる。レベルセンサによって
は現像剤量の検知がなされるが、現像剤量はキャリア量
が増大することによっても増大するが、トナー濃度が大
きい場合も現像剤量は増大し、レベルセンサのみによっ
てキャリア量の検知を行うこともできないし、トナー濃
度の検知を行うこともできない。

【００７５】本発明は少なくとも２つの現像剤検知セン
サ情報とによってトナー濃度とキャリア量の制御を行い
精度の良い制御を行うことに特徴を有しているのでこれ
について詳しく説明する。

【００７６】現像器１４には現像剤の状態検知を行うた
めのセンサが複数組設けられている。

【００７７】（１）レベルセンサ：現像器ハウジング１
４０の側壁面に設けて、インダクタンス検知手段等によ
って現像剤の界面の検知を行い、現像剤量の検知を行
う。

【００７８】（２）Ｌ検センサ：現像器ハウジング１４
０の底面等に設けて、インダクタンス検知によって従来
はトナー濃度検知に用いられている。

【００７９】（３）Ｃ検センサ：現像スリーブ１４１と
搬送供給ローラ１４５の間に電圧の印加を行い、容量検
知手段によってキャパシタンスの検知を行い従来はトナ
ー濃度検知に用いられている。

【００８０】（４）Ｐ検センサ：現像スリーブ１４１に
付着搬送される現像剤層に対し、発光素子と受光素子と
より成るフォトカプラを用いて反射濃度検知を行い、従
来はトナー濃度検知に用いられている。

【００８１】上記（１）〜（４）の検知センサによる検
知データは、キャリア量のみ或いはトナー濃度のみの単
独の表示を行うものではなく、キャリア量への依存性と
トナー濃度への依存性とを併せ有している。そして依存
度はセンサによって相違していて、依存性の大きなセン
サを、小さなセンサををもって表示すれば、各セン
サの依存性は表１のような状態にある。

【００８２】

【表１】

【００８３】本発明は、依存度は相違しているが、トナ
ー濃度依存性とキャリア量依存性とを有した（１）〜
（４）の検知センサのうち少なくとも２つの検知セン
サ、検知センサ１及び検知センサ２を用いて、精度の良
いトナー濃度検知及びキャリア量検知を行い、これに基
づいてトナーの供給及びキャリアの回収の制御を行う。
無論、キャリアの供給の制御に用いることもできる。

【００８４】図９は制御ブロック図を示したもので、制
御部は表２に示すような検知センサ１、検知センサ２か
らの出力とトナー濃度及びキャリア量との相関テーブル
をＲＯＭとして有していて、制御部はＲＯＭから相関テ
ーブルを呼び出して検知センサ１、２の検知出力からト
ナー濃度及びキャリア量を求める。ついで制御部は求め
たトナー濃度とキャリア量をＲＯＭに記憶された基準と
なるトナー濃度及びキャリア量と比較し、比較結果に基
づいてトナー供給及びキャリア回収を行う。

【００８５】

【表２】

【００８６】検知センサ１及び２としては、（１）〜
（４）の検知センサの何れの組み合わせによっても単独
の検知センサによる検知結果と比較して精度の良いトナ
ー濃度及びキャリア量が求められるが、検知センサ１と
してレベルセンサ、検知センサ２としてＬ検、Ｃ検、Ｐ
検センサの何れかを用いるときは更に精度の良いトナー
濃度及びキャリア量が求められることとなる。

【００８７】これらの求められた値により、トナー供給
やキャリアの回収時には供給及び回収が行われる。

【００８８】

【発明の効果】請求項１、２の発明によるときは、現像
器が傾斜し界面変動が生じることがあってもキャリアの
回収が安定して行われ、特に界面からすくい上げるよう
にしてキャリアの回収がなされるので、浮遊した凝集物
が効率良く回収されることとなる。

【００８９】請求項３の発明によるときは、キャリアの
回収とトナー及びキャリアの供給とは共に同方向の端部
から行われるので、図３に示したカラー画像形成装置に
適用して搬送路が整理されて有用である。

【００９０】請求項４、５の発明によるときは、現像剤
界面が安定した箇所からキャリア回収が行われるので、
回収量も安定し凝集物も除去される。

【００９１】請求項６、７の発明によるときは、現像器
あるいはカートリッジの着脱に際しても現像剤が外部に
こぼれ落ちることがなくなり、清浄な状態での着脱が行
われるようになる。

【００９２】請求項８、９、１０の発明によるときは、
極めて高精度にトナー濃度及びキャリア量の状態が検知
されることとなり、良好な現像条件が維持されて良質な
画像形成が行われるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】現像器の断面構成図。

【図２】現像器の要部平面図。

【図３】カラープリンタの断面構成図。

【図４】図３に示すカラープリンタの像形成体の断面構
成図。

【図５】実施の形態１の要部平面図。

【図６】実施の形態１の要部断面図及び要部斜視図。

【図７】実施の形態２の要部平面図。

【図８】実施の形態２の要部断面図及び説明図。

【図９】実施の形態３における制御ブロック図。

【符号の説明】

１０感光体ドラム１４現像器１４０現像器ハウジング１４１現像スリーブ１４５搬送供給ローラ１４６，１４７撹拌スクリュー１４９トナー濃度検知センサ１８２仕切板２００，２２２回収管２０２バケット２０１，２２３搬送スクリュー２２０回収口２３０シャッタ３００Ｔトナー補給口３００Ｃキャリア補給口４００Ｄ排出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H077 AA25 AB02 AC02 AD06 AD13 AD32 AD36 BA07 BA09 CA19 DA10 DA20 DA42 DB01 EA03 EA16 GA13 GA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーとキャリアとから成る二成分現像
剤を収納し、キャリアの供給と回収を行う現像装置にお
いて、キャリアの回収が現像剤撹拌部の中央部近傍より
回収手段により行われることを特徴とする現像装置。
【請求項２】トナーとキァリアとから成る二成分現像
剤を収納し、キァリアの供給と回収を行う現像装置にお
いて、キァリアの回収が対をなす循環スクリュ間より回
収手段により行われることを特徴とする現像装置。
【請求項３】前記回収手段は回収した現像剤を、トナ
ー供給部と同一方向の端部へと搬送することを特徴とす
る請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】トナーとキァリアとから成る二成分現像
剤を有する現像装置に対しキャリアの供給と回収を行う
画像形成装置において、現像装置内に複数の現像剤循環
手段を有し、現像剤の循環経路に囲まれた領域に現像剤
の回収口を有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】反対方向へ移動する現像剤の循環経路間
に回収口を設けたことを特徴とする請求項４に記載の画
像形成装置。
【請求項６】トナーとキァリアとから成る二成分現像
剤を有する現像装置に対しキャリアの供給と回収を行う
画像形成装置において、キャリアの排出経路中に開閉可
能な遮閉部材を有していることを特徴とする画像形成装
置。
【請求項７】現像装置の着脱又はカートリッジの着脱
に連動して前記遮閉部材の開閉動作を行うことを特徴と
する請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】トナーとキャリアとから成る二成分現像
剤を有する現像装置に対しキャリアの供給と回収を行う
画像形成装置において、前記現像装置には少なくとも２
つの現像剤検知センサ情報によりトナー濃度とキャリア
量との制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】前記制御は検知センサ出力とトナー濃度
とキャリア量との相関テーブルをもとに行われることを
特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記複数の検知センサは現像装置にの
み有することを特徴とする請求項８又は９に記載の画像
形成装置。