JP2002251057A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像容器に貯留された現像剤のトナー割合の
変動による画質劣化を最小限に抑える。 【解決手段】 制御部５１は、供給機構４７を動作させ
てトナーカートリッジ４６に貯留されているトナー粒子
Ｔを現像容器４２へと補給した場合、所定の攪拌時間に
渡り攪拌モータ４９を動作させて攪拌器４４を回転させ
る。またこのときに制御部５１は、現像ローラ４１は停
止させたままとしておく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の画
像形成装置などに適用され、静電潜像保持体に保持され
た静電潜像の可視像化を行う現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は電子写真方式の画像形成装置の構
成例を示す図である。

【０００３】この図に示す画像形成装置は、感光ドラム
１の周囲に、その周面に沿って帯電器２、露光器３、現
像装置４、転写器５、クリーニング器６および除電器７
を順に配置して構成されている。そしてこれらにより、
感光ドラム１の表面に対して周知の電子写真プロセスに
おける帯電、露光、現像、転写、クリーニングおよび除
電の各工程を実行することで、感光ドラム１と転写器５
との間に挿通される図示しない記録用紙に対して画像形
成が行われる。

【０００４】さて現像装置４は、現像ローラ４１の表面
に現像容器４２に貯留されている現像剤Ｄを担持して感
光ドラム１の表面近傍まで搬送する。そして、感光ドラ
ム１の表面電位と、現像ローラ４１に現像バイアス電源
４３から印加される現像バイアスとの電位差を利用し
て、感光ドラム１の表面に形成された静電潜像の可視像
化を行う。

【０００５】現像容器４２内には、現像ローラ４１が回
転するときにともに回転する攪拌器４４が設けられてい
て、現像容器４２内に貯留されている現像剤Ｄの攪拌
と、現像ローラ４１への現像剤Ｄの搬送が行われる。

【０００６】ところで、現像剤Ｄは現像を行うに連れて
消費されるので、現像容器４２内の現像剤量は徐々に減
少して行く。そこで現像剤センサ４５を設けてあり、こ
の現像剤センサ４５でトナー残量が一定量以下となった
ことが検出されたならば、トナーカートリッジ４６に貯
留されている補充用の現像剤を供給機構４７により現像
容器４２へと供給することで現像剤の補充を図るように
している。

【０００７】ここで現像剤Ｄが、磁性トナー粒子と磁性
キャリア粒子とを混合してなる１．５成分現像剤であっ
たり、あるいは非磁性トナー粒子と磁性キャリア粒子と
を混合してなる２成分現像剤である場合には、キャリア
粒子はほとんど減少せず、トナー粒子が主として消費さ
れる。このことから、トナーカートリッジ４６にはトナ
ー粒子Ｔのみを収容しておくことになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のような構成の現
像装置では、トナー粒子の消費に伴って現像剤Ｄにおけ
るトナー粒子の割合が低下して行く。トナーカートリッ
ジ４６からのトナー粒子Ｔの補給を行ったのち、現像動
作を行うにしたがって攪拌器４４により現像剤Ｄが攪拌
されることで、補給されたトナー粒子Ｔが現像剤Ｄの中
に混合されて行き、やがて現像剤Ｄにおけるトナー粒子
の割合（以下、トナー割合と称する）は現像容器４２内
のどこでもほぼ均一となる。しかしながら、トナー粒子
Ｔの補給を行ってからしばらくは現像ローラ４１に担持
される現像剤Ｄのトナー割合は減少を続け、その後徐々
に増加して行くこととなる。現像剤Ｄのトナー割合は現
像濃度に影響するため、上述のような現像剤Ｄのトナー
割合の変動は現像濃度の変動として現れ、形成される画
像の画質の劣化につながってしまうおそれがあった。

【０００９】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、その目的とするところは、現像容器に貯
留された現像剤のトナー割合の変動による画質劣化を最
小限に抑えることが可能な現像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】以上の目的を達成するた
めに本発明は、例えば現像容器などの現像剤容器に収容
された現像剤を攪拌する例えば攪拌器などの攪拌手段
と、例えば補給機構などのトナー補給手段によるトナー
補給を開始した後の所定期間に前記攪拌手段を動作させ
る、例えば制御部のソフトウェア処理により実現される
攪拌制御手段と、前記所定期間に現像ローラの回転を停
止させる、例えば制御部のソフトウェア処理により実現
される現像ローラ制御手段とを備えた。

【００１１】このような手段を講じたことにより、トナ
ー補給手段により現像剤容器へと補給されたトナー粒子
は、攪拌手段により現像剤容器内の現像剤に混ぜ込まれ
て行き、しかもこのように新たなトナー粒子が混ぜ込ま
れて行く過程の現像剤が現像ローラにより担持・搬送さ
れることが防止される。従って、トナー割合が不適切で
ある現像剤が現像ローラにより担持・搬送されることが
なく、正規のトナー割合になるよう十分に攪拌されたの
ちの現像剤が現像に使用される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態につき説明する。

【００１３】図１は本実施形態に係る現像装置の要部構
成を模式的に示す図である。なお、この現像装置は例え
ば図３に示した画像形成装置に適用されるものであっ
て、図３と同一部分には同一の符号を付して示してい
る。

【００１４】この図に示すように本実施形態の現像装置
は、現像ローラ４１、現像剤容器としての現像容器４
２、攪拌手段としての攪拌器４４、現像剤センサ４５、
トナー容器としてのトナーカートリッジ４６、トナー補
給手段としての供給機構４７、現像ローラモータ４８、
攪拌モータ４９、トナー供給モータ５０および制御部５
１を有している。

【００１５】そしてこの現像装置は、現像容器４２内に
収容されている１．５成分の現像剤Ｄを現像ローラ４１
によって担持して現像容器４２外へと導き、図示しない
感光体に付着させることでこの感光体に形成された静電
潜像の現像を行うものである。

【００１６】攪拌器４４は、例えば軸に攪拌部材を突設
してなる。そして攪拌器４４は、攪拌部材が現像容器４
２内に位置する状態で、軸が現像容器４２の側方の壁面
にて回転自在に支持されている。この攪拌器４４は、現
像容器４２内で回転することで現像容器４２に収容され
ている現像剤Ｄを攪拌する。

【００１７】現像剤センサ４５は、現像容器４２内の所
定の位置における現像剤Ｄの有無を検出する。この現像
剤センサ４５の検出出力は、制御部５１へと与えられ
る。

【００１８】トナーカートリッジ４６は、現像容器４２
よりも上方に配置され、現像容器４２へと供給するため
の磁性を有するトナー粒子Ｔを貯留しておく。

【００１９】供給機構４７は、トナー搬送路４７ａ、ト
ナー搬送部材４７ｂおよび軸４７ｃよりなる。

【００２０】トナー搬送路４７ａは、水平方向に延びた
管状の部材よりなり、現像容器４２よりも上方、かつト
ナーカートリッジ４６よりも下方となる位置に形成され
ている。このトナー搬送路４７ａは、一端側で現像容器
４２に、また他端側でトナーカートリッジ４６にそれぞ
れ、鉛直方向に沿った連通口により連通されている。

【００２１】トナー搬送部材４７ｂは、例えば金属製の
線材を螺旋状に形成してなり、その軸心と軸４７ｃの軸
心とが一致するように軸４７ｃに固定されている。そし
てトナー搬送部材４７ｂおよび軸４７ｃは、その軸心が
トナー搬送路４７ａの長手方向（図中の横方向）に沿う
ような状態でトナー搬送路４７ａ内に配置されている。

【００２２】軸４７ｃは、トナー搬送路４７ａの側方の
壁面に回転自在に支持されている。そして軸４７ｃは、
トナー搬送部材４７ｂを支持するとともに、トナー供給
モータ５０の回転力を伝えてトナー搬送部材４７ｂを回
転させる。

【００２３】現像ローラモータ４８は、現像ローラ４１
を回転させる。

【００２４】攪拌モータ４９は、攪拌器４４を回転させ
る。

【００２５】トナー供給モータ５０は、軸４７ｃを介し
てトナー搬送部材４７ｂを回転させる。

【００２６】制御部５１は、例えばマイクロコンピュー
タを主制御回路として有するもので、外部からの現像動
作の実行必要の有無や現像剤センサ４５の検出出力に基
づいて、現像ローラモータ４８、攪拌モータ４９および
トナー供給モータ５０の動作を適宜制御する。そしてこ
の制御部５１は、現像動作を実現するための制御を行う
制御手段に加えて、攪拌制御手段および現像ローラ制御
手段をそれぞれソフトウェア処理により実現する。

【００２７】ここで攪拌制御手段は、トナー補給に伴っ
て所定期間に攪拌モータ４９を動作させて攪拌を行わせ
る。

【００２８】また現像ローラ制御手段は、前記所定期間
に現像ローラの回転を禁止する。

【００２９】次に以上のように構成された現像装置の動
作につき説明する。なお、現像動作自体は従来よりある
同種の現像装置と同様であるので説明を省略し、ここで
はトナー補給に係る動作につき説明することとする。

【００３０】まず制御部５１は、現像動作を停止した後
などの所定のタイミング毎に、図２に示すようなトナー
補給制御を実行する。

【００３１】このトナー補給制御において制御部５１は
まず、現像剤センサ４５の検出出力を取り込む（ステッ
プＳＴ１）。続いて制御部５１は、その検出出力に基づ
いて現像剤無し状態であるか否かを確認する（ステップ
ＳＴ２）。なおここでの「現像剤無し」とは、現像剤セ
ンサ４５の検出位置に現像剤Ｄが無いことを示し、現像
容器４２内の現像剤の有無を示すのではない。

【００３２】ここで現像剤無し状態であることを確認し
たならば制御部５１は、現像ローラ回転禁止を設定する
（ステップＳＴ３）。この現像ローラ回転禁止を設定し
た状態にあっては制御部５１は、現像動作を開始するべ
き必要が生じたとしても、現像ローラ４１の回転は行わ
ない。

【００３３】続いて制御部５１は、トナー供給モータ５
０および攪拌モータ４９を起動する（ステップＳＴ
４）。

【００３４】トナー供給モータ５０が起動されると、軸
４７ｃがトナー供給モータ５０により回転され、これに
伴ってトナー搬送部材４７ｂが回転する。そうすると、
トナーカートリッジ４６からトナー搬送路４７ａへと落
下したトナー粒子Ｔがトナー搬送路４７ａ中をトナー搬
送部材４７ｂによって図中の右方向に搬送される。この
ように搬送されたトナー粒子Ｔは、現像容器４２へと落
下し、これにより現像容器４２へのトナー補給がなされ
る。このようにして現像容器４２へのトナー補給がなさ
れるとき、攪拌モータ４９が回転し、これに伴って攪拌
器４４が回転するから、現像容器４２へと補給されたト
ナー粒子Ｔは、即座に現像剤Ｄ中に混ぜ込まれることに
なる。そしてこの状態では、現像ローラ４１が回転され
ることがないから、トナー粒子Ｔの補給によりトナー割
合が変化する現像剤Ｄが現像ローラ４１に新たに担持さ
れてしまうことがない。

【００３５】この状態で制御部５１は、ステップＳＴ４
にてトナー供給モータ５０を起動した時点から所定の補
給時間が経過するのを待ち受ける（ステップＳＴ５）。
なお補給時間とは、現像剤Ｄのトナー割合を規定値とす
るために必要な一定量（例えば１０ｇ〜１００ｇ程度）
のトナー粒子Ｔを供給機構４７により現像容器４２へと
補給するのに要する時間に予め設定される。

【００３６】補給時間が経過したならば制御部５１は、
トナー供給モータ５０を停止させる（ステップＳＴ
６）。これにより、トナー搬送部材４７ｂが回転が停止
され、トナー搬送路４７ａでのトナー粒子Ｔの搬送、す
なわち現像容器４２へのトナー粒子の供給が停止され
る。

【００３７】そしてこの後に制御部５１はさらに、ステ
ップＳＴ４にて攪拌モータ４９を起動した時点から所定
の攪拌時間が経過するのを待ち受ける（ステップＳＴ
７）。なお攪拌時間とは、現像容器４２へと補給したト
ナー粒子Ｔを、現像剤Ｄ中にほぼ均一に混ぜ込むのに十
分な時間に予め設定される。従って、少なくとも補給時
間よりは長くなっている。

【００３８】攪拌時間が経過したならば制御部５１は、
攪拌モータ４９を停止させる（ステップＳＴ８）。さら
に制御部５１は、現像ローラ回転禁止を解除する（ステ
ップＳＴ９）。これにより、本現像装置は通常の待機状
態となるので、制御部５１はこれをもって今回のトナー
補給制御を終了する。

【００３９】なお、ステップＳＴ２においてトナー無し
状態になっていないことを確認したならば制御部５１
は、ステップＳＴ３乃至ステップＳＴ９の処理をパスし
てそのまま今回のトナー補給制御を終了する。

【００４０】以上のように本実施形態によれば、現像容
器４２へのトナー粒子Ｔの補給を開始してから所定の攪
拌時間が経過するまでは攪拌器４４を回転させて、現像
容器４２へと補給したトナー粒子Ｔを現像剤Ｄ中にほぼ
均一に混ぜ込むようにし、かつその期間には現像ローラ
４１を回転させないようにしている。これにより、現像
容器４２へと補給されたトナー粒子Ｔが混ぜ込まれる過
程でトナー割合が変動する現像剤Ｄが現像ローラ４１に
担持されて搬送されることがなく、このような現像剤Ｄ
を用いることによる画質劣化が生じることが未然に防が
れる。

【００４１】特に本実施形態のように１．５成分の現像
剤Ｄを用いる場合には、現像ローラ４１に一旦付着しつ
つも現像に使用されなかった現像剤Ｄが現像ローラ４１
から特に離れづらい特性を持つので、不適切なトナー割
合の現像剤Ｄが現像ローラ４１に担持された場合の影響
が大きい。しかしながら本実施形態では、不適切なトナ
ー割合の現像剤Ｄが現像ローラ４１に担持されることを
未然に防止することが可能であるから、上述のような不
具合は生じない。

【００４２】また本実施形態のように、供給機構４７が
現像ローラ４１の長手方向（図１中の左右方向）に沿っ
た方向の一部分の近傍にのみトナー粒子Ｔを送り込む構
造である場合には、現像ローラ４１の長手方向について
のトナー割合の偏差が生じ、より顕著な画質の劣化を生
じるおそれがある。しかしながら本実施形態では、十分
に攪拌を行ってトナー割合をほぼ均一とした現像剤Ｄの
みを用いて現像動作を実行するため、上述のような不具
合は生じない。この結果、現像ローラ４１の長手方向に
関してのトナー粒子Ｔの補給量にむらが生じる図１に示
すような簡易な構造の供給機構４７を採用することが可
能なのである。

【００４３】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではない。例えば上記実施形態では、供給機構４７
によるトナー粒子Ｔの補給を開始するのと同時に攪拌器
４４による攪拌を開始することとしているが、攪拌の開
始タイミングは例えばトナー粒子Ｔの補給を開始するの
よりも前に開始することも含めて任意であって良い。

【００４４】また上記実施形態では、トナー粒子Ｔの補
給時において攪拌を行う期間を時間により管理すること
としているが、例えば磁気センサなどを用いてなるトナ
ー割合の測定器を備えて、このセンサによる測定結果に
基づいて攪拌を行う期間を管理することとしても良い。

【００４５】また上記実施形態では、現像剤Ｄとして
１．５成分のものを用いることとしているが、２成分の
ものを用いる場合にも本発明の適用が可能である。

【００４６】また前記実施形態では、供給機構４７は、
現像ローラ４１の長手方向に沿った方向の一部分の近傍
にのみトナー粒子Ｔを送り込む構造であるとしている
が、供給機構４７の構造は上記実施形態に挙げたものに
は限定されず、任意の構造であって良い。

【００４７】このほか、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々の変形実施が可能である。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、トナー補給手段による
現像剤容器へのトナー補給を行ったのちの所定期間に攪
拌手段を動作させることで、補給したトナー粒子を現像
剤容器内の現像剤に確実に混ぜ込ませて行き、しかもこ
のような攪拌が行われている期間に現像ローラを停止さ
せておくことで、新たなトナー粒子が混ぜ込まれて行く
過程の現像剤が現像ローラにより担持・搬送されること
を防止することとしたので、トナー割合が不適切である
現像剤が現像ローラにより担持・搬送されることがな
く、正規のトナー割合になるよう十分に攪拌されたのち
の現像剤が現像に使用することが可能となり、この結
果、現像容器に貯留された現像剤のトナー割合の変動に
よる画質劣化を最小限に抑えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る現像装置の要部構成
を模式的に示す図。

【図２】図１中の制御部５１によるトナー補給制御にお
ける処理手順を示すフローチャート。

【図３】電子写真方式の画像形成装置の構成例を示す
図。

【符号の説明】

４１…現像ローラ ４２…現像容器 ４４…攪拌器 ４５…現像剤センサ ４６…トナーカートリッジ ４７…供給機構 ４７ａ…トナー搬送路 ４７ｂ…トナー搬送部材 ４７ｃ…軸 ４８…現像ローラモータ ４９…攪拌モータ ５０…トナー供給モータ ５１…制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナー粒子およびキャリア粒子を混合し
   てなり現像剤容器に収容された現像剤を、回転する現像
   ローラに担持して搬送し、静電潜像保持体の静電潜像保
   持面に前記トナー粒子を付着させて前記静電潜像保持面
   に保持された静電潜像を可視像化するもので、かつトナ
   ー容器に収容されている前記トナー粒子を前記現像剤容
   器へとトナー補給手段により必要に応じて送り込む現像
   装置において、 前記現像剤容器に収容された前記現像剤を攪拌する攪拌
   手段と、 前記トナー補給手段によるトナー補給を開始した後の所
   定期間に前記攪拌手段を動作させる攪拌制御手段と、 前記所定期間に前記現像ローラの回転を停止させる現像
   ローラ制御手段とを具備したことを特徴とする現像装
   置。
2. 【請求項２】 前記トナー粒子および前記キャリア粒子
   は、いずれも磁性を有するものであることを特徴とする
   請求項１に記載の現像装置。
3. 【請求項３】 前記トナー補給手段は、前記現像ローラ
   の長手方向に沿った方向の所定の一部分の近傍にのみ前
   記トナー粒子を送り込むものであることを特徴とする請
   求項１に記載の現像装置。