JP2521678B2

JP2521678B2 - 静電潜像の現像装置

Info

Publication number: JP2521678B2
Application number: JP61249300A
Authority: JP
Inventors: 則幸木村; 俊次加藤; 繁和榎木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1986-10-20
Filing date: 1986-10-20
Publication date: 1996-08-07
Anticipated expiration: 2011-08-07
Also published as: JPS63103281A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、複写機およびプリンター等における乾式２
成分現像剤を使用する静電潜像の現像装置に関する。

（従来技術）一般に、乾式２成分現像剤を使用して静電潜像の現像
を行なう場合、第４図に示すような現像装置が用いられ
ている。

この現像装置では、大型の現像タンク１内に攪拌ロー
ラ２が設けられており、この攪拌ローラ２によってトナ
ーホッパ３から補給されたトナーが、キャリアと十分混
合・攪拌された後、現像ローラ４に供給され、現像ロー
ラ４の表面に形成された磁気ブラシに付着されるように
なっている。この付着現像剤層の厚みはドクターブレー
ド５により規制されている。

現像ローラ４は、スリーブ６の内部に複数の磁石７を
備えており、スリーブ６と磁石７とのすくなくとも一方
を一定方向に回転させることによって、スリーブ６の表
面に形成された磁気ブラシが一定方向へ移動される。そ
して、この磁気ブラシが感光体８に接触されることによ
り、感光体８上に形成された静電潜像が現像され顕像化
される。現像後、磁気ブラシは、現像タンク１内に掻き
落とされ、攪拌ローラ２により、再び混合・攪拌が行な
われる。

このように２成分現像剤は、十分な攪拌と混合とを必
要とするが、これはトナー濃度の均一性を保ち、かつト
ナーへの帯電を良好に行なう等の理由による。従って、
上記２成分現像剤を用いる従来の現像装置は、画像品質
を安定化させることができるという利点を有する反面、
上述のように現像剤を十分に攪拌・混合させねばなら
ず、このための種々の攪拌機構や、これら攪拌機構を配
置するための十分なスペースを必要とするばかりでなく
その攪拌によってキャリアの疲労が早まるため、現像剤
の交換頻度が高くなる。

一方、こうした２成分現像剤を用いる現像装置の欠点
を解消するため、現像剤の混合・攪拌を省略しうるよう
にした現像装置も従来から種々開発されている。この現
像装置としては、たとえばトナーを帯電ローラ表面に付
着させた上でこの帯電ローラを磁気ブラシに接触させる
ことによりトナーの供給を行なうようにしたものや、磁
気ブラシを用いて現像ローラにトナーを供給し、トナー
の薄層を現像ローラ上に形成するようにしたものがあ
る。しかし、前者は、現像ローラ上のトナー濃度にむら
が生じ易いという欠点があり、後者では、現像剤の混合
・攪拌を依然として十分に行なわねばならないなどの問
題がある。

また、従来の現像装置は、トナーホッパ３内のトナー
残量を検知する手段として、第５図に示すような、トナ
ー補給ローラ９（第４図）の駆動部10に配設された機械
的な検知手段がとられた。

すなわち、このトナー残量検知手段は、トナーホッパ
３内にトナーがある場合、そのトナー補給時に、アジテ
ータギヤ11は、本体側の駆動ギヤ12により駆動を伝達さ
れて回転するが、アジテータ13と一体化された検知フラ
ンジ14は、アジテータ13がトナーの負荷を受けるため、
アジテータギヤ11よりも遅れて回転する。このため検知
フランジ14の切欠部14aと、アジテータギヤ11と一体の
カム15の切欠部15aとが、第６図（ａ），（ｂ）に示す
ようにずれて合わないので、トナーエンド検知センサ16
の検知アーム17が作動せずトナーエンド信号が出力され
ない。

なお、アジテータ13が、その回転によりトナーの負荷
から解放されたとき、検知フランジ14は、これとアジテ
ータギヤ11との間に掛けられたスプリング18により引か
れて各切欠部15aが互いに一致する状態まで回転する。
このようにトナーホッパ３内にトナーがある場合には、
検知フランジ14およびカム15が上述の動作を繰り返す。

一方、トナーホッパ３内のトナーが無くなると、その
トナー補給時に、アジテータ13が無負荷状態となるの
で、検知フランジ14はアジテータギヤ11と一緒に回転す
る。このため各切欠部14a,15aはスプリング18の作用で
共に一致したままの状態となり、これらの切欠部14a,15
aに、検知アーム17の検知片17aが落ち込んで、トナーエ
ンド検知センサ16がトナーエンド信号を出力する。

しかしながら、上述のようなトナーエンド検知手段を
有する従来の現像装置は、その構造が複雑になるばかり
でなく、トナーホッパ内のトナー残量と、アジテータに
対する負荷との関係が変動し易いため、上記トナー検知
手段が誤作動する欠点があった。

（目的）本発明の目的は、装置全体の小型・簡略化および取扱
性や耐久性の向上を図り、かつ画像安定性を良好に維持
させることができ、しかも簡単な構成でトナー残量検知
のできる静電潜像の現像装置を提供することにある。

（構成）本発明は、上記の目的を達成させるため、感光体に近
接配置した現像スリーブの周面に磁気ブラシを形成し、
このスリーブの周面上の任意の位置に設けたトナー供給
域にて、荷電されたトナーを磁気ブラシに供給したの
ち、この磁気ブラシの感光体に接する現像域にて、上記
感光体上の静電潜像に上記磁気ブラシ中のトナーを付着
させて静電潜像を現像し、次いで、この現像後の磁気ブ
ラシを上記現像スリーブの周囲の上記現像域よりも下流
に設けたトナー回収域に搬送して上記磁気ブラシに残留
しているトナーを回収し、このトナー回収後の磁気ブラ
シを上記トナー供給域に再び搬送して次の現像に供する
一方、上記トナー回収域にて回収されトナー量を検出
し、このトナー量の検出結果に基づいてトナータンク内
のトナーエンドを検知することを特徴とする。

以下、本発明の実施例を図に基づいて具体的に説明す
る。

第１図において、潜像担持体としての感光体ドラム11
1は、図示しない駆動機構により矢印Ａ方向に回転され
る。

感光体111の近傍には、アルミニウム等からなる非磁
性の現像スリーブ112が配置されている。現像スリーブ1
12の内部には、複数の磁極を有する永久磁石13が設けら
れており、この永久磁石113の磁力により現像スリーブ1
12の表面上に磁性キャリアとトナーとからなる磁気ブラ
シ114が形成される（第２図参照）。

この磁気ブラシ114は、現像スリーブ112および永久磁
石13のすくなくとも一方が回転することにより矢印で示
す方向に回転する。

また、現像スリーブ112および感光体11には、電源回
路20によってバイアス電圧が印加されている。

現像スリーブ12上の磁気ブラシ114には、トナー供給
域に配置されたトナー供給手段としてのトナー供給ロー
ラ34によりトナーが供給され、この磁気ブラシが矢印方
向に移動しながら感光体111に接触することにより、上
記トナー供給域より下流の現像域にて感光体111に予め
形成された静電潜像116が上記トナーで現像され可視像
化される。

一方、現像スリーブ112の上記現像域の下流側のトナ
ー回収域にはトナー回収手段としてのトナー回収ローラ
38が配設されている。

現像を終えた磁気ブラシ114が回転をつづけ、上記ト
ナー回収域に至ると、トナー回収ローラ38に接続された
トナー回収用電源回路19より印加されるバイアス電圧に
より、磁気ブラシ14中に供給されたトナーがトナー回収
ローラ38側に移送される。このトナー回収ローラ38に移
送されたトナーは、トナー回収ローラ38の矢印Ｃ方向へ
の回転に伴ってこれに圧接配置されたブレード31によっ
てトナータンク33内に掻き落とされる。

このように、本実施例における現像装置は、磁気ブラ
シ114に対してトナーの供給・回収を繰返しながら静電
潜像の現像を行なうので、現像に寄与するトナーの濃度
分布が常に一定となる。この結果、磁気ブラシ114は、
上記現像により生じたトナーの濃度分布の差（濃度む
ら）が解消され安定した画像が得られる。

上記トナー回収域を通過した磁気ブラシ114はトナー
供給ローラ34の配置されたトナー供給域にて新たなトナ
ーの供給を受け、次の現像を行なう。

トナー供給ローラ34の周面には、トナー層規制ブレー
ド32が接触して配置されており、このトナー層規制ブレ
ード32の作用により、トナー供給ローラ34が矢印方向に
回転することによって、その表面上で、トナータンク33
のトナーの帯電および薄層化がなされる。またトナー供
給ローラ34にはトナー供給用電源回路23が接続されてお
り、この電源回路23により印加されたバイアス電圧によ
り、トナー供給ローラ34上のトナーが磁気ブラシ14上に
供給され現像に供される。

なお、トナータンク33にはアジテータ35が設けられて
いて、このアジテータ35は大量のトナーを収容した場合
に生じるトナーブロッキングを防止しつつ、トナータン
ク33内のトナーをトナー供給ローラ34に送り込む働きを
して画像の安定化に寄与している。

一方、トナー回収ローラ38には、磁気ブラシ114から
回収したトナー量を検出するためのトナー回収量検出手
段40が付設されている。このトナー回収量検出手段40
は、たとえばトナー回収ローラ38によって回収されたト
ナーを照射する光源（LED）と、この光源の回収された
トナーを透過する透過光を受光する受光素子（CDS）と
からなるセンサで構成され、上記の透過光の光量がトナ
ー回収ローラ38上に回収されたトナー量（トナー濃度）
の変化に応じて変化することを利用してトナー回収量を
検出するものである。

このトナー回収量検出手段40によって検出されたトナ
ー量検出信号は、トナーエンド検出手段としての制御装
置41に入力される。

すなわち、トナータンク33内のトナー量が減少する
と、トナー供給ローラ34から磁気ブラシ114へのトナー
供給量が減少する。この磁気ブラシ114中のトナー量が
減少すると、トナー回収ローラ38によって回収されるト
ナー量が減少する。従って、この回収されたトナー量
（トナー濃度）を検出することによってトナータンク33
内のトナー残量を検知することができる。

この制御装置41は、トナー回収量検出手段40から出力
されるトナー量検出信号に基づいて、トナータンク33内
に収容されたトナーの有無を判定し、トナーが無いと判
断した時点（トナーエンド）でトナーエンド信号を、た
とえばランプもしくはブザーなどからなるトナーエンド
警告手段42、および上記現像装置が配設される複写機も
しくはプリンタ等の主装置43に対して与える。

上述のように構成された現像装置は、制御装置41に主
装置43のメインスイッチのオン信号が与えられることに
よって、制御装置41のROMに予め書き込まれた、たとえ
ば第３図に示すようなプログラムに従ってその動作が実
行される。

第３図において、上記メインスイッチがオンされる
と、主装置41が周知の複写プロセスに従って作動してコ
ピーが行なわれる（ステップ）。

次に、ステップにおいて、トナー回収量検出手段40
からの入力の有無が判断される。このステップでは、
回収されたトナー量が無し、もしくはそれに近い状態の
ときに入力が「有」との判定がなされる。従って、トナ
ータンク33内にトナーが十分収容されている場合は入力
「無」との判定がなされステップに戻って主装置43が
コピー可能な状態におかれる。一方、トナータンク33内
のトナーが不足して、ステップにおいて入力が「有」
との判定がなされた場合には、ステップが実行され
る。

ステップでは、入力されたトナー量検出信号が第１
の規定時間t₁に達するまで連続して入力されたか否かが
判断される。ここで、第１の規定時間t₁は、少なくとも
トナー回収ローラ38によって、前の現像時におけるトナ
ーを回収してから次の現像時におけるトナーを回収する
までに要する時間、すなわち、たとえば、べた原稿など
のようにトナー消費量の多い原稿の静電潜像を現像した
際のトナー回収量の減少に伴うトナー回収量検出手段40
の誤検知を防止するに足る時間に設定される。このステ
ップにおいてトナー量検出信号の出力時間ｔが第１の
規定時間t₁以下と判定された場合、すなわちトナーが十
分にある場合には、上述と同様ステップに戻る。一
方、ステップにおいてトナー量検出信号の出力時間ｔ
が第１の規定時間t₁に達したと判定された場合（トナー
不足の場合）は、ステップが実行され、トナーエンド
警告手段42が作動されて、たとえばトナーエンド表示ラ
ンプが点滅される。このトナーエンド警告手段42が作動
すると、次いで、ステップにおいて、上記トナー量検
出信号の出力時間ｔが第２の規定時間t₂に達するまで連
続して入力されたか否かが判断される。ここで、第２の
規定時間t₂は、t₂＞t₁の関係を満足する任意の時間に設
定される。このステップにおいてｔ≠t₂の場合、すな
わちトナータンク33内のトナー量が不足、もしくはトナ
ー消費量の多い現像が第１の規定時間以上継続されてス
テップが実行されても、第２の規定時間t₂内に上記の
状態が回復された場合にはステップに戻ってコピー可
能状態となる。一方、ステップにおいてｔ＝t₂の場
合、上述した状態が回復されないまま第２の規定時間t₂
に達した場合には、ステップが実行され、トナーエン
ド警告手段42、および主装置43の複写動作を禁止させる
手段（たとえばスタートキー赤表示ランプ）が作動され
る。

このように、上記現像装置は、トナーエンドによるト
ナー回収量の減少と、静電潜像の現像にっよるトナー回
収量の減少とを識別してトナーエンド警告手段42等を動
作せることができるので、トナー回収量検出手段40の誤
作動を防止することができるとともに、トナーエンド時
に発生する画質の低下、およびトナー供給ローラ34やト
ナー層規制ブレード32などの破損を防止することができ
る。

（効果）以上述べたように、本願発明によれば、トナー回収手
段によって回収されたトナー量をトナー回収量検出手段
で検出してトナーエンド検出手段によりトナーエンドを
検出しているので簡単な構成で確実にトナー残量を検知
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す現像装置の断面図、第
２図は磁気ブラシ拡大図、第３図は上記現像装置の動作
を説明するためのフローチャート、第４図は従来の現像
装置の断面図、第５図は上記従来の現像装置の部分斜視
図、第６図および第７図は上記従来の現像装置における
トナー残量検知手段の概略図である。 112……現像スリーブ、114……磁気ブラシ、20,……電
源回路、19……トナー回収用電源回路、23……トナー供
給用電源回路、34……トナー供給ローラ、38……トナー
回収ローラ、40……トナー回収量検出手段、41……制御
装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭56−101168（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−57148（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−148775（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−137370（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー供給域と現像域とトナー回収域との
間を順次搬送される磁気ブラシ上に付着されたトナーに
よって、潜像担持体上に形成された静電潜像を現像して
可視化するようにした静電潜像の現像装置において、上
記トナー供給域にて荷電されたトナーを上記磁気ブラシ
側に移送させるバイアス電圧を印加するトナー供給用電
源回路を備えてなるトナー供給手段と、トナー回収域に
て磁気ブラシ上に残留するトナーを上記磁気ブラシから
回収するバイアス電圧を印加するトナー回収用電源回路
を備えてなるトナー回収手段と、この回収手段によって
回収されたトナー量を検出してトナー量検出信号を出力
するトナー回収量検出手段と、このトナー回収量検出手
段のトナー量検出信号に基づいてトナータンク内のトナ
ーエンドを検出してトナーエンド信号を出力するトナー
エンド検出手段とを具備してなる静電潜像の現像装置。
【請求項２】上記トナーエンド検出手段の出力するトナ
ーエンド信号が第１の規定時間連続したときにトナーエ
ンドの警告を発するトナーエンド警告手段を作動させ、
上記トナーエンド信号が少なくとも上記第１の規定時間
よりも長い第２の規定時間連続したときに主装置の複写
動作を禁止させる複写制御装置を具備する特許請求の範
囲第１項記載の静電潜像の現像装置。