JP2824073B2

JP2824073B2 - 現像装置

Info

Publication number: JP2824073B2
Application number: JP1007386A
Authority: JP
Inventors: 雅人浅沼; 正利兼重; 豊賀相本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-01-13
Filing date: 1989-01-13
Publication date: 1998-11-11
Anticipated expiration: 2013-11-11
Also published as: JPH02187781A

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、記録媒体上に形成された例えば静電潜像を
現像するための複写機の現像装置に関し、レーザプリン
タにも利用できる。

〈従来技術〉複写機等においては、感光体等の記録媒体に形成され
た静電潜像を可視像化する目的で、着色顔料よりなるト
ナーを静電潜像に付着させる現像装置を備えている。さ
らに、複写機等では、静電潜像を黒色化だけでなく、カ
ラー化するために各色のトナーを収容してなる現像装置
を複数個備え、これらの現像装置を選択使用している。
例えば、フルカラーを形成する場合には、シアン、マゼ
ンタおよびイエロー、さらに必要に応じてブラツクのト
ナーを収容した各々の現像装置を備え、各色のフイルタ
ーを通して色分解した記録媒体上の静電潜像を、各色の
トナーで現像し、転写紙上に各色のトナーを重ね合わせ
てフルカラーの複写画像を得ている。

〈発明が解決しようとする課題〉上記フルカラー複写機の場合、１コピー当たりに駆動
される現像装置の時間は、３秒程度と極めて短時間であ
り、その時間内でトナー濃度を検出しトナー補給を行う
ことは困難であつた。

そこで、現像装置が停止した後も停止状態の現像槽に
トナーを補給できるよう構成することが考えられるが、
この場合、補給トナーが撹拌されず現像槽内の現像剤濃
度が不均一となり、コピー画質を著しく低下させてしま
う。

本発明は、上記課題を解決して、均一な現像剤濃度を
確保しコピー画質を向上し得る現像装置の提供を目的と
する。

〈課題を解決するための手段〉上述した目的を達成するための本発明の現像装置は、
現像サイクル時に現像槽内のトナーの濃度を検知するト
ナー濃度検知手段と、該トナー濃度検知手段の検知信号
に基づきトナー補給槽から現像槽にトナーを補給するト
ナー補給手段とを備えた現像装置において、現像サイクル時に上記トナー濃度検知手段の検知結果
を記憶する記憶手段と、次の現像サイクル時で、かつ現
像槽内の現像剤を撹拌している時間内に上記記憶手段に
記憶された前回のトナー不足状態の検知結果に基づき上
記トナー補給手段を介してトナー補給を行わせるトナー
制御手段と、を設けたことを特徴とする。

〈作用〉上記課題解決手段において、現像剤が現像ローラ22に
供給される途中で、トナー濃度検知手段28によりトナー
濃度が検出される。この検出出力に応答してトナーが補
給槽20から現像槽７内に補給制御される。

その動作タイミングは、従来では第２図のＤによりト
ナー濃度を検出し、その信号が例えばHighであれば、第
２図のＥのように直ちに補給手段55によりトナーを補給
していた。

しかし、現像装置が停止した後（第一、第二撹拌ロー
ラ24,25の停止後）もトナーモーターを回して補給ロー
ラ55を回転しているため、第２図中のt2間補給されたト
ナーが撹拌されない。

そこで、第２図のＢの第一撹拌ローラ等の駆動時間を
延長させることが考えられるが、この場合、現像剤へ余
分なストレスを与えてしまい、現像剤の寿命を短くして
しまう。

そこで、本発明の現像装置によれば、現像サイクル中
にトナー濃度検知手段28がトナー不足を検知すると、そ
の検知結果が、第２図の“D"のように、トナー不足状態
として記憶手段59に記憶される。そして、次の現像サイ
クル時で、かつ第２図の“F"に示すように現像剤が撹拌
可能な状態である時間内（t1）で、前回のトナー不足結
果を記憶した記憶手段59の記憶状態に応じてトナー補給
制御が行われる。これより、無駄に現像剤を撹拌するこ
となく、補給トナーの十分な撹拌を行える。

〈実施例〉以下、本発明に係る現像装置をフルカラー複写機に使
用した一実施例を第１図ないし第７図に基いて説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示す複写機の現像装置に
おける機能ブロツク図、第２図は各部材の駆動タイミン
グを示すチヤート、第３図は電子写真プロセスを示す構
成図、第４図は現像槽の断面図、第５図は撹拌ローラの
斜視図、第６図はクラツチの断面図、第７図は同シヤツ
タ切換手段の正面図である。

まず、フルカラー複写機の概要について説明すると、
この複写機は、第３図の如く、一対の駆動ローラ1,2に
掛巻された無端ベルト状の記録媒体としての感光体３
と、該感光体３に近接して配され現像姿勢と非現像姿勢
とに切換可能な複数の現像槽4,5,6,7と、一方の駆動ロ
ーラ１側でローラ8,9,10に掛巻され感光体３に接触する
無端ベルト状の中間転写体11と、他方の駆動ローラ２側
に配された主帯電器12と、中間転写体11に配された第一
転写帯電器13と、中間転写体11に搬送される転写紙の下
側に配された第二転写帯電器15と、感光体３の下側に配
されたクリーニングブレード16とを備えている。なお、
第３図中、17は給紙装置、18は定着装置、19は露光装置
である。また各現像槽４〜７の上側には補給槽20が配さ
れる。

前記各現像槽４〜７は同一の構造であるため、現像槽
７についてその構造を説明する。この現像槽７は、第４
図の如く、感光体３へのトナー転移用の開口に回転自在
に配された現像ローラ22と、該現像ローラ22の上側に回
転自在に配された現像剤搬送ローラ23と、該搬送ローラ
23からかき取られた現像剤を撹拌するための第一撹拌ロ
ーラ24と、該第一撹拌ローラ24からの現像剤を撹拌して
現像ローラ22に供給する第二撹拌ローラ25とが内装され
ている。さらに、現像槽７には、前記現像ローラ22と一
定の間隔を有して配されたドクター27と、現像剤の濃度
を検出するトナー濃度検知手段としてのトナー濃度セン
サー28と、前記現像ローラ22、搬送ローラ23、第一撹拌
ローラ24および第二撹拌ローラ25間に配された現像剤循
環用仕切部材29とが内装されている。

前記現像ローラ22は、現像槽７に固定され外周部が各
極に着磁された磁石を有するマグネツト体22aと、該マ
グネツト体22aに遊嵌され前記現像槽７に回転自在に支
承された円筒状のアルミニウム製非磁性体スリーブ22b
とから成る。前記搬送ローラ23も上記現像ローラ22と同
様に構成される。

前記第一撹拌ローラ24および第二撹拌ローラ25は、夫
々、現像槽７に中心軸30が回転自在に支承され、第５図
の如く、中心軸30に複数の撹拌フイン31が螺旋状に配さ
れて成る。

トナーは、現像槽７の上部の補給槽20内に収容されて
おり、現像剤のトナー濃度センサー28からの指令にした
がつて第一撹拌ローラ24の近傍へと供給され、第一撹拌
ローラ24を介してトナーと混合、撹拌された現像剤は、
第二撹拌ローラ25に至る。

第二撹拌ローラ25には、第一撹拌ローラ24側の現像剤
を現像ローラ22へ供給するのを制御する開閉装置35と、
この開閉装置35を開状態と閉状態とに切換えるための切
換手段36とが設けられている。

開閉装置35は、第5,6図の如く、第二撹拌ローラ25の
中心軸30の両端部に回転自在に遊嵌されたフランジ37
と、該フランジ37の外周部に中心軸30を中心として点対
称位置に固定された一対の円弧状のシヤツタ38と、両シ
ヤツタ38間に形成された一対の円弧状開口部38aとから
構成される。

切換手段36は、第6,7図の如く、中心軸30の端部に設
けられたスプリングクラツチ39と、該クラツチ39の円筒
状クラツチカバー40の外周面上に等間隔（90゜間隔）で
配された四個の爪41,42に係脱自在に係合する揺動アー
ム43と、該アーム43を爪離脱方向へ強制的に回動するシ
ヤツタ開閉用のソレノイド44と、前記アーム43を爪係合
方向へ付勢するばね45とから成る。

スプリングクラツチ39は、第６図の如く、中心軸30に
固着されたボス部46と前記フランジ37の軸部37aとの間
にコイルスプリング47が巻き付けられており、このスプ
リング47の外周に配置されている前記クラツチカバー40
の切欠40aにスプリング47の一端が固定され、スプリン
グ47の他端が前記フランジ37の軸部37aに固定されて成
る。スプリング47は、ボス部46を締め付ける方向に巻か
れているが、クラツチカバー40を制動（回転規制状態）
させることで、ボス部46より離れた状態、つまり緩んだ
状態となり中心軸30の回転力を伝達しない構造とされ
る。

前記アーム43は、中央部が現像槽７の外壁面に軸48周
りに揺動自在に枢支され、先端に前記クラツチカバー40
の爪41,42と係合するストツパ49が形成され、後端に前
記ソレノイド44のプランジャ50が連結されている。

また、クラツチカバー40には、前記シヤツタ38の位置
に対応して中心軸30の半径方向へ突出する突片52が形成
され、該突片52によりONするシヤツタ位置検出スイツチ
53が前記現像槽７に設けられている。また、中心軸30の
スプリングクラツチ39と反対側の端部には、回転力が伝
達される駆動ギヤー54が固着されており、撹拌ローラ25
を一定方向に回転させる。

前記補給槽20には、第４図の如く、現像槽７にトナー
を補給するトナー補給手段としての補給ローラ55が補給
口56に配されている。この補給ローラ55は、そのローラ
軸の端部に固定されたギヤ（図示せず）により複写機本
体側から動力が伝達される。

また、前記現像ローラ22、搬送ローラ23、第一，第二
撹拌ローラ24,25も、夫々、端部のギヤを介して複写機
本体側から動力が伝達される。本例では、第１図の如く
これらを総称して現像部駆動手段57と呼ぶ。

そして、現像部駆動手段57およびトナー補給手段55を
制御する制御部58には、トナー濃度検知手段28の検知結
果を記憶する記憶手段59と、次の複写動作時の複写開始
手段60からの出力信号により記憶手段59のトナー不足信
号に基づいてトナー補給信号を前記トナー補給手段55に
出力するトナー制御手段61とが設けられている。

前記制御部58は、一般的なワンチツプマイクロコンピ
ユータであつて、内部にデータRAM、プログラムROM、CP
U等を有している。そして、トナー制御手段61では、第
２図の如き、タイミングで一定時間t3、補給ローラ55を
回転してトナーを補給する。

上記構成における複写動作を説明する。

コピースイツチのONにより、感光体３は第３図の矢印
ｂの如く一定周速で回転する。そして、主帯電器12で帯
電し露光した後、目的に合せて現像姿勢とされた現像槽
７の現像剤の穂を感光体３に接触させて現像する。な
お、感光体３の非現像時には現像槽４〜７の穂は開閉装
置35によつて現像ローラ22には形成されない。

現像されたトナー像は矢印ｂ方向に移動し、第一転写
帯電器13により転写中間体11に転写される。その後、第
二転写帯電器15によつて矢印方向から転写紙に転写した
後、定着される。

現像槽７を現像に供する場合、現像ローラ22へ現像剤
を供給する通路を開放する必要がある。そのため、現像
ローラ22の回転（スリーブの回転）に合わせて各種ロー
ラも第２図のタイミングで回転している。現像ローラ22
への現像剤の供給は、シヤツタ38を開放することにより
行う。つまり、第２図のように、第二撹拌ローラ25を回
転すると、これに応じて中心軸30の回転力がスプリング
クラツチ39を介してシヤツタ38に伝達される。このと
き、第２図の如きタイミングでシヤツタ38を開閉するソ
レノイド44を通電すると、第７図の如く、アーム43を時
計方向（Ｐ方向）に回転し、アーム43の先端ストツパ49
と爪41との係合が解かれ、中心軸30の回転に応じてスプ
リング47が中心軸30のボス部46に締め付けられシヤツタ
38が回転し、現像剤を現像ローラ22に供給するよう開放
する。

ソレノイド44は、アーム43が爪41を乗り越え次の爪42
と係合するまでに通電が解かれる。これにより、アーム
43の先端と次の爪42とが係合し、スプリング47が緩み、
シヤツタ38の回転が停止し、開放姿勢を保つ。

そうすると、現像剤は現像ローラ22に供給され、現像
終了後には現像ローラ22の回転にしたがつて搬送ローラ
23へ送り込まれ、この搬送ローラ23にてさらに上方へ搬
送され、かき取り板26に沿つて再度第二撹拌ローラ25へ
と循環供給される。

その後、感光体３の現像が終了し、かかる現像装置に
よる現像が不要となれば、現像剤の供給を停止させるた
めに、第２図の如く、ソレノイド44に通電しアーム43の
先端と爪41,42との係合を解き、スプリングクラツチ39
を介してシヤツタ38を回転して閉姿勢とし、現像剤の現
像ローラ22への供給を停止させる。

ところで、現像剤が現像ローラ22に供給される途中
で、トナー濃度センサ28によりトナー濃度が検出され
る。この検出出力に応答してトナーが補給槽20から現像
槽７内に補給制御される。

その動作タイミングは、従来では第２図のＤによりト
ナー濃度を検出し、その信号が例えばHighであれば、第
２図のＥのように、直ちに補給ローラ55を回転し、所定
時間、トナーを補給していた。

しかし、現像装置が停止した後（第一、第二撹拌ロー
ラ24,25の停止後）もトナーモーターを回して補給ロー
ラ55を回転しているため、第２図中のt2間に補給された
トナーが撹拌されない。

これを解決するため、第２図のＢの第一撹拌ローラ等
の駆動時間を延長させることが考えられるが、この場
合、現像剤へ余分なストレスを与えてしまい、現像剤の
寿命を短くしてしまう。

そこで、本発明の現像装置によれば、現像サイクル時
にトナー濃度検知手段28がトナー不足を検知すれば、例
えば第２図の“D"のように、トナー不足状態（High）の
結果を記憶手段59に記憶させる。そして、現像剤の穂立
ち形成が行われ現像を行う次の現像サイクル時で、かつ
第２図の“F"に示すように現像剤が撹拌可能な状態であ
る時間内（t1）において、前回のトナー不足結果を記憶
した記憶手段59の記憶状態に応じてトナー補給制御が行
われる。これにより、無駄な現像剤の撹拌動作を行うこ
となく、現像サイクル時の現像剤の撹拌時に補給された
トナーを混合し、撹拌している。従って、現像剤が余分
に撹拌され、ストレスを生じることがなく、現像剤の寿
命が短くなるといった不具合を解消することができる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修正および変
更を加え得ることは勿論である。

例えば、感光体３は上記実施例の如きベルト状のもの
に限らず、ドラム状のものであつてもよい。また、現像
槽の数も複数個に限らず、１個のものに適用してもよ
い。

〈発明の効果〉以上説明したように本発明の現像装置によれば、無駄
に現像剤を撹拌することなく、次回の現像時点で現像剤
撹拌時間を有効に利用してトナー不足によるトナー補給
を行い、十分に補給トナーを含めて現像剤の撹拌を行
え、均一なトナー濃度を維持できる。また、現像時以外
に現像剤を撹拌する必要がなくなるため、撹拌時のスト
レスにより現像剤の寿命が短くなるといった問題を解決
し、現像剤の長期使用が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す複写機の現像装置にお
ける機能ブロツク図、第２図は各部材の駆動タイミング
を示すチヤート、第３図は複写機現像装置の電子写真プ
ロセスを示す構成図、第４図は現像槽の断面図、第５図
は撹拌ローラの斜視図、第６図はクラツチの断面図、第
７図は同シヤツタ切換手段の正面図である。 7:現像槽、20:トナー補給槽、28:トナー濃度検知手段、
55:トナー補給手段、59:記憶手段、60:複写開始手段、6
1:トナー制御手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者相本豊賀大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (56)参考文献特開昭61−203479（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】現像サイクル時に現像槽内のトナーの濃度
を検知するトナー濃度検知手段と、該トナー濃度検知手
段の検知信号に基づきトナー補給槽から現像槽にトナー
を補給するトナー補給手段とを備えた現像装置におい
て、現像サイクル時に上記トナー濃度検知手段の検知結果を
記憶する記憶手段と、次の現像サイクル時で、かつ現像
槽内の現像剤を撹拌している時間内に上記記憶手段に記
憶された前回のトナー不足状態の検知結果に基づき上記
トナー補給手段を介してトナー補給を行わせるトナー制
御手段と、を設けたことを特徴とする現像装置。