JP3091595B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機等の電子写真装
置における感光体表面の静電潜像を可視化するため、ト
ナーおよびキャリアから成る二成分現像剤を収納してト
ナーを上記感光体表面に供給する現像装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】例えば乾式複写機等においては、キャリ
アとトナーとからなる二成分現像剤で感光体表面の静電
潜像の可視化（現像）を行う現像装置が多用されてい
る。このような現像装置において、トナーは現像動作に
よって消費されていく一方、キャリアは消費されずに現
像装置内に残る。したがって、現像装置内でトナーと共
に攪拌されるキャリアは攪拌頻度が多くなるにつれて、
表面の樹脂コート層の剥がれや、表面へのトナーの粘着
といった事態が生じて劣化し、このために、現像剤の帯
電性能が徐々に低下する。

【０００３】そこで、現像動作によって消費されるトナ
ーの補給とは別に、現像装置内にキャリアも少量ずつ補
給して、帯電性能の低下を抑制できるようにした装置
が、例えば特公平２−２１５９１号公報に開示されてい
る。その装置においては、キャリアの補給によって過剰
となった現像槽内の現像剤は、現像槽壁面に設けられて
いる現像剤溢出口からオーバーフローして排出され、現
像剤回収容器に回収される。このような補給・排出が逐
次繰返されることによって、現像槽内の劣化現像剤は、
新たに供給されるトナーおよびキャリアに置換されてい
き、これによって、帯電性能を維持し、複写画質の低下
を抑えるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
にキャリアを徐々に補給しかつ排出する現像装置におい
ては、現像槽内の現像剤量が変動し易く、このためにト
ナー濃度の検出が不正確となり良好な画質を維持するこ
とができない虞がある。

【０００５】即ち、現像装置において、トナーの補給は
例えば透磁率センサからなるトナー濃度センサによる現
像槽内のトナー濃度の検出に基づいて行われている。ま
た、キャリアの補給および排出が行われない現像装置に
おいて、現像槽内における現像剤量の変動は、トナー量
の変化のみであるから、小さいものである。従って、ト
ナー濃度センサを現像剤と単に接する位置に設けておけ
ば、トナー濃度を適正に制御し得るものであった。

【０００６】これに対し、キャリアを徐々に補給し排出
する現像装置において、現像槽内現像剤量の変動は、上
記の補給・排出を行わない現像装置と比較して、キャリ
アの補給直後と現像剤の排出直後とで大きいものとな
る。特に、この現像装置を備えた複写機が容易に移動可
能な小型のパーソナル機等である場合、移動時における
衝撃、および傾きによって現像剤溢出口から一度に多量
の現像剤が排出されることがあるため、現像剤量の変動
は顕著なものとなる。そして、このような現像装置にお
いては、トナー濃度センサにより正確にトナー濃度を検
出し得る構成について研究されていない。従って、従来
と同様に、単に現像剤と接するようにトナー濃度センサ
が設けられた場合、現像剤量の変動によってトナー濃度
センサの周りの現像剤の密度が高い状態と低い状態とが
生じ易く、現像剤の密度が高い状態ではトナーが補給さ
れずにトナー不足が生じる一方、現像剤の密度が低い状
態ではトナーが過剰に補給されて過度にトナー濃度が高
くなるといった事態を生じる虞がある。このような場合
には、適正な濃度でのコピーが行われず、画質の低下を
招来することになる。尚、トナー濃度センサを現像槽の
底壁部に設けることも考えられるが、単に現像槽の底壁
部に設けた場合にもトナー濃度を正確に検出することが
できない可能性がある。例えば、トナー濃度センサを現
像ローラの下方の底壁部に設けた場合、この部位には現
像の際に感光体にトナーを供給したキャリアが移動して
くるのでトナー濃度が低い状態となり易く、現像槽内の
平均的なトナー濃度を検出し難いものとなる。また、現
像槽の構造によっては、単に底壁部にトナー濃度センサ
を設けた場合、トナー濃度センサに現像剤が常時安定し
た状態で接しない可能性もある。従って、これによって
も上記の問題を確実に解決することができないものとな
っている。

【０００７】従って、本発明は、トナー濃度センサによ
り正確にトナー濃度を検出することができ、これによっ
て良好な画質を維持することができる現像装置の提供を
目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明の現像装置は、トナーおよび
キャリアから成る現像剤を収納する現像槽に、現像剤を
撹拌し且つ上記の現像槽の側壁部方向へ搬送する撹拌ロ
ーラおよび現像剤を感光体に供給する現像ローラが各々
回転自在に設けられ、キャリアを含有するキャリア現像
剤がキャリア補給部から現像槽に逐次補給され、現像槽
に形成された排出部から現像槽内の現像剤が排出される
一方、トナー濃度センサにより検出される現像槽内のト
ナー濃度に基づいてトナー補給部から現像槽内にトナー
が補給される現像装置において、上記の現像槽の側壁部
における攪拌ローラの軸方向側の部位に、該現像槽の本
体部分から突出し且つ現像剤が流動可能な現像剤流路が
形成され、この現像剤流路の上側端部は、上記の軸方向
の一端部側付近と連通する一方、下側端部は、現像剤が
常時存在しかつ移動している上記の現像槽下部と連通
し、上記のトナー濃度センサがこの現像剤流路に設けら
れていることを特徴としている。

【０００９】

【００１０】

【作用】本発明の構成によれば、現像剤流路内において
常に一定量以上の現像剤が存在し、トナー濃度センサに
は常に安定した状態で現像剤が接することになり、この
部位での現像剤の嵩密度の変化が生じ難く、トナー濃度
センサにより正確にトナー濃度が検出される。また、本
現像装置を備えた例えば複写機の移動時の衝撃あるいは
傾きによって現像槽から多量の現像剤が排出されること
があっても、安定な状態は維持され易い。これにより、
現像槽内を常に適正なトナー濃度に設定することが可能
となって、良好な画質を維持することができる。

【００１１】

【００１２】

【実施例】〔参考例〕 本発明の参考例を図１ないし図４に基づいて説明すれば
以下の通りである。図２に示すように複写機には、上面
部に原稿載置台１が設けられ、この原稿載置台１の下に
露光光学系２が配設されている。この露光光学系２は、
原稿載置台１上に載置された原稿（図示せず）に光を照
射しながら走査する光源ランプ３、原稿からの反射光を
感光体４に導く複数の反射鏡５…、および反射光の光路
中に配されたレンズユニット６から成っている。

【００１３】感光体４の外周には、その表面を所定電位
に帯電させる帯電チャージャ７、像間イレーサ（図示せ
ず）、感光体４の表面に形成された静電潜像を現像する
現像装置８、感光体４の表面のトナー像を用紙に転写さ
せる転写チャージャ９、感光体４表面の残留トナーを回
収するクリーニング装置１０および除電装置（図示せ
ず）等が設けられている。また、感光体４に対する入紙
側には、用紙を所定のタイミングで供給するタイミング
ローラ１１、搬送ローラ１２、給紙カセット１３および
給紙ローラ１４が設けられる一方、感光体４に対する出
紙側には、用紙上に転写されたトナー像を用紙に定着さ
せる定着装置１５が設けられている。

【００１４】図１に示すように、上記現像装置８は容器
状の現像槽１６を有し、この現像槽１６の内部には、マ
グネットローラより成る現像ローラ１７と、攪拌ローラ
１８とが回転自在に配設されている。この現像槽１６内
に収容されている現像剤はキャリアとトナーとからな
り、磁性体からなるキャリアは、表面にトナーの粘着を
抑制する樹脂コート層を有している。このキャリアとト
ナーとが攪拌ローラ１８によって攪拌されると、トナー
は摩擦帯電する。現像ローラ１７は、キャリアを磁力に
よって吸着し、磁気ブラシを形成させて搬送することに
より、キャリアにクーロン力によって付着したトナーが
感光体４に供給され、感光体４の静電潜像に吸着され
て、現像が行われる。なお、上記の磁気ブラシの穂立ち
の高さはドクタ１９にて規制されるようになっている。

【００１５】現像槽１６の上壁部１６ａには現像剤の補
給用開口が形成され、この補給用開口に、現像剤供給ユ
ニット２０が上方から嵌着されている。この現像剤供給
ユニット２０は、内部がトナー補給部としてのトナー収
納室２０ａとキャリア補給部としてのキャリア現像剤収
納室２０ｂとの二室に仕切られている。一方のトナー収
納室２０ａにはトナーが収納されており、他方のキャリ
ア現像剤収納室２０ｂには、キャリアのみからなる現像
剤、若しくはキャリアにトナーが所定比率で混合された
現像剤（以下、キャリア現像剤という）が収納されてい
る。

【００１６】各収納室２０ａ・２０ｂの底部には、トナ
ー補給ローラ２１とキャリア現像剤補給ローラ２２とが
それぞれ設けられており、トナー補給ローラ２１が回転
駆動されることによって、トナー収納室２０ａ内のトナ
ーが、また、キャリア現像剤補給ローラ２２が回転駆動
されることによって、キャリア現像剤収納室２０ｂ内の
キャリア現像剤が、各ローラ２１・２２の駆動時間に応
じた量だけ、それぞれ流下して現像槽１６内へと供給さ
れる。

【００１７】一方、現像槽１６の側壁部１６ｂには、側
面が開口した容器状の回収容器２３が、着脱自在に取付
けられている。そして、上記側壁部１６ｂに、現像槽１
６内を回収容器２３内に左右に連通させる排出開口２４
が形成されると共に、この排出開口２４を開閉する開閉
機構部２５が、側壁部１６ｂの外面に沿って設けられて
いる。

【００１８】上記開閉機構部２５は、図３（ａ)(ｂ）に
示すように、側壁部１６ｂの外面に沿ってスライド自在
に配設された平板状の開閉蓋２６と、この開閉蓋２６の
スライド動作を案内するように開閉蓋２６の両側の位置
に設けられたガイドプレート２７・２７と、プランジャ
２８ａの先端が上記開閉蓋２６に連結された排出用ソレ
ノイド２８とから成っている。排出用ソレノイド２８が
非通電の状態（ＯＦＦ）ではプランジャ２８ａが前進し
た位置で保持され、これにより、開閉蓋２６は、排出開
口２４を覆う閉状態で保持される。一方、排出用ソレノ
イド２８に通電（ＯＮ）するとプランジャ２８ａが後退
し、これによって、開閉蓋２６は排出開口２４を覆う位
置から退避して、排出開口２４が開状態に切換わる。こ
の開状態では、現像槽１６内の現像剤が、排出開口２４
を通して回収容器２３内へと流下し、現像槽１６内から
排出される。

【００１９】次に、上記構成の複写機におけるコピー動
作について説明する。電源スイッチ（図示せず）がＯＮ
されると、まずウォーミングアップ処理が行われる。こ
れが完了した後に後述するコピースタートスイッチ３１
がＯＮされると、露光光学系２の光源ランプ３によって
原稿載置台１上に載置された原稿が走査される。このと
きの原稿からの反射光が反射鏡５…およびレンズユニッ
ト６を介して感光体４に照射され、帯電チャージャ７に
て所定電位に帯電されている感光体４の表面に静電潜像
が形成される。次いで、この静電潜像は現像装置８から
供給されるトナーによって現像される。感光体４表面の
トナー像は、転写チャージャ９により給紙カセット１３
から供給される用紙に転写され、定着装置１５にて用紙
上に熱定着される。これにより、用紙上に原稿画像に対
応したコピー画像が形成される。

【００２０】このような一連の複写動作を制御するため
に、図４に示すように、マイクロコンピュータから成る
制御装置３２が本複写機に設けられており、この制御装
置３２に、上記コピースタートスイッチ３１のＯＮ操作
信号が入力されるようになっている。また、複写動作の
累積回数をカウントする複写カウンタ３３がさらに設け
られ、このカウント値（以下、コピーカウント値とい
う）ｎも上記制御装置３２に入力されるようになってい
る。

【００２１】上記のような複写動作が繰返されると、現
像装置８の現像槽１６内に収納されている現像剤中のト
ナーは徐々に消費され、キャリアに対するトナーの比
率、すなわちトナー濃度が低下していく。このトナー濃
度の変化を検出するトナー濃度センサ３４が現像槽１６
内に配設されており、このトナー濃度センサ３４に基づ
くトナー補給ローラ２１の駆動制御が、上記制御装置３
２によって行われる。すなわち、トナー濃度センサ３４
での検出信号が、現像に必要な適正範囲の下限値まで下
がったことが検知されると、トナー補給ローラ２１の駆
動を開始する。これにより、トナー収納室２０ａ内のト
ナーが現像槽１６内に補給され、現像槽１６内のトナー
濃度が上昇する。そして、このトナー濃度が上記の適正
範囲の上限値に達したことが検知されると、トナー補給
ローラ２１の駆動を停止する。このような制御によっ
て、現像槽１６内のトナー濃度は、上記適正範囲内で維
持される。本参考例において、上記のトナー濃度センサ
３４は、排出開口２４の近傍の下方となる現像槽１６の
底壁部１６ｃに設けられている。

【００２２】上記のように補給されるトナーは、現像槽
１６内の現像剤と攪拌され、一定の帯電量に制御され
て、感光体４へと供給され、現像に使用される。一方、
現像剤中のキャリアは減少することはなく、繰返し使用
されるために、現像ローラ１７や攪拌ローラ１８での攪
拌、および感光体４との接触で徐々に劣化していく。こ
のようにキャリアが劣化していくと、トナーに所定の帯
電量を付与し得なくなり、画質の低下を生じることとな
る。そこで、現像槽１６内にキャリアをも新たに補給
し、現像槽１６内の劣化したキャリアと置換していくこ
とで、上記のような帯電性能の低下が抑えられる。この
ために、前記のキャリア現像剤収納室２０ｂからキャリ
ア現像剤を補給し、かつ、現像槽１６内の現像剤を排出
する補給・排出制御も、上記制御装置３２で行うように
なっている。この補給・排出制御は、例えば、一定ある
いは適当に変化させたコピーカウント値ｎ毎に、補給と
排出とがほぼ同じタイミングあるいは異なるタイミング
で行われる。

【００２３】上記のように、本参考例の現像装置８にお
いては、トナー濃度センサ３４が、排出開口２４の近傍
における下方の現像槽下部の壁部、即ち側壁部１６ｂに
形成されている排出開口２４の近傍における底壁部１６
ｃに設けられているので、トナー濃度センサ３４により
正確にトナー濃度を検出することができる。

【００２４】即ち、現像剤が排出される部位である排出
開口２４近傍の下方には現像剤が確実に存在するように
なっており、また、現像槽１６内においては排出開口２
４から現像剤が排出される毎に排出開口２４方向への現
像剤の流れが生じている。従って、現像剤排出の前後に
おいても排出開口２４近傍の下方には確実にほぼ一定量
の現像剤が存在している。このようなことから、上記の
トナー濃度センサ２４には常に安定した状態で現像剤が
接することになり、この部位での現像剤の嵩密度の変化
が生じ難い。従って、トナー濃度センサ３４により、常
に一定の条件での検出が行われ、正確にトナー濃度が検
出される。また、本現像装置８を備えた複写機の移動時
の衝撃あるいは傾きによって現像槽１６から多量の現像
剤が排出されることがあっても、上記のトナー濃度セン
サ２４の配設部位には現像剤が存在し易くなっている。
これにより、現像槽１６内を常に適正なトナー濃度に設
定することが可能となって、良好な画質を維持すること
ができる。

【００２５】〔実施例１〕 本発明の実施例を、図５に基づいて以下に説明する。な
お、説明の便宜上、前記の参考例で説明した部材と同一
の機能を有する部材には、同一の符号を付記してその説
明を省略する。

【００２６】本実施例においては、現像槽１６の側壁部
１６ｃにおける撹拌ローラ１８の軸方向側の部位に現像
剤流路１６ｄが形成され、この現像剤流路１６ｄの壁部
にトナー濃度センサ３４が設けられたものとなってい
る。現像剤流路１６ｄの上側端部は、現像槽１６内にお
ける、現像剤をＢ方向に搬送する撹拌ローラ１８の軸方
向の一端部側付近と連通し、下側端部は、現像槽１６内
における、現像剤が常時存在しかつ移動している部分と
連通している。これにより、現像剤流路１６ｄにおいて
は現像剤が矢印Ａ方向に流動するようになっている。そ
の他の構成は前記参考例と同一である。

【００２７】上記のような構成により、現像剤流路１６
ｄ内においては常に一定量以上の現像剤が存在し、トナ
ー濃度センサ３４には常に安定した状態で現像剤が接す
ることになり、この部位での現像剤の嵩密度の変化が生
じ難い。従って、トナー濃度センサ３４により、常に一
定の条件での検出が行われ、正確にトナー濃度が検出さ
れる。また、本現像装置８を備えた複写機の移動時の衝
撃あるいは傾きによって現像槽１６から多量の現像剤が
排出されることがあっても、安定な状態は維持され易
い。これにより、本実施例の構成においても現像槽１６
内を常に適正なトナー濃度に設定することが可能となっ
て、良好な画質を維持することができる。

【００２８】尚、上記の実施例において、現像剤流路１
６ｄは、現像槽１６の本体部分から突出させて形成して
いるが、上記のように現像剤を安定してトナー濃度セン
サ３４に接するようにできれば、現像槽１６の内方に形
成されていてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明の現
像装置は、現像槽の側壁部における攪拌ローラの軸方向
側の部位に、現像槽の本体部分から突出し且つ現像剤が
流動可能な現像剤流路が形成され、この現像剤流路の上
側端部は、その軸方向の一端部側付近と連通する一方、
下側端部は、現像剤が常時存在しかつ移動している現像
槽下部と連通し、トナー濃度センサがこの現像剤流路に
設けられている構成である。

【００３０】これにより、現像剤流路内において、トナ
ー濃度センサには常に安定した状態で現像剤が接するこ
とになり、トナー濃度センサ付近での現像剤の嵩密度の
変化が生じ難く、トナー濃度センサにより正確にトナー
濃度が検出される。従って、現像槽内を常に適正なトナ
ー濃度に設定することが可能となって、良好な画質を維
持することができるという効果を奏する。

【００３１】

【００３２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の参考例を示すものであって、複写機内
における現像装置を拡大して示す断面図である。

【図２】上記現像装置が内蔵された複写機の全体構成を
示す模式図である。

【図３】上記の現像装置の要部を示すものであって、同
図（ａ）は図１におけるＨ−Ｈ線矢視断面図、同図
（ｂ）は同図（ａ）におけるＩ−Ｉ線矢視図である。

【図４】上記複写機の制御ブロック図である。

【図５】本発明の実施例を示す現像装置の縦断面図であ
る。

【符号の説明】

４ 感光体 ８ 現像装置 １６ 現像槽 １６ｂ 側壁部 １６ｃ 底壁部 １６ｄ 現像剤流路 １７ 現像ローラ １８ 撹拌ローラ ２０ａ トナー収納室（トナー補給部） ２０ｂ キャリア現像剤収納室（キャリア補給部） ２４ 排出開口 ３２ 制御装置 ３４ トナー濃度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山佐 英雄 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61−39061（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−50743（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−253076（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−66984（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−177763（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナーおよびキャリアから成る現像剤を収
   納する現像槽に、現像剤を撹拌し且つ上記の現像槽の側
   壁部方向へ搬送する撹拌ローラおよび現像剤を感光体に
   供給する現像ローラが各々回転自在に設けられ、キャリ
   アを含有するキャリア現像剤がキャリア補給部から現像
   槽に逐次補給され、現像槽に形成された排出部から現像
   槽内の現像剤が排出される一方、トナー濃度センサによ
   り検出される現像槽内のトナー濃度に基づいてトナー補
   給部から現像槽内にトナーが補給される現像装置におい
   て、 上記の現像槽の側壁部における攪拌ローラの軸方向側の
   部位に、該現像槽の本体部分から突出し且つ現像剤が流
   動可能な現像剤流路が形成され、この現像剤流路の上側
   端部は、上記の軸方向の一端部側付近と連通する一方、
   下側端部は、現像剤が常時存在しかつ移動している上記
   の現像槽下部と連通し、上記のトナー濃度センサがこの
   現像剤流路に設けられていることを特徴とする現像装
   置。