JP3375986B2 - 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、乾式２成分系現像剤を
用いる現像装置におけるトナー濃度の検知に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】実開昭６２−２９３２６７号公報、ある
いは、特開昭１−２５１０６５号公報には、現像装置が
記載されている。

【０００３】実開昭６２−２９３２６７号公報記載の現
像装置は、トナー濃度センサを現像器の底の現像ローラ
とパドルローラの間に相当する部位に配設し、上記トナ
ー濃度センサのセンサ面に現像剤が常に一様に流れるよ
うにして、トナー濃度変化を正確に検知して現像剤のト
ナー濃度を所定レベルに保っている。

【０００４】また、特開昭１−２５１０６５号公報記載
の現像装置は、混合ローラとトナー濃度検出部材の検知
面との間隙及び上記トナー濃度検出部材を支持する現像
層の内壁との間隙をそれぞれ０．２ｍｍから１．０ｍ
ｍ，０．３ｍｍから２．５ｍｍに設定（特定）してい
て、現像剤中のトナー濃度の検出精度及び応答性を向上
させている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような構成の現像
装置においては、トナー濃度検知センサの配設位置を工
夫したり或いは、上記センサの検知面にトナーが一定に
流れる様にしている。しかしながら、複写機などの画像
形成装置は年々コンパクト化しており、それに伴い現像
ユニット周囲の特に感光体ドラム側は、同ドラムの小径
化等と相俟って現像ローラとパドルローラの間が狭めら
れており、この間に従来のようにトナー濃度センサ等を
取り付けることが困難となることが考えられる。即ち、
上記トナー濃度センサ等によるトナー濃度の正確な検出
は、機器内のレイアウト上の制約を受けなくてはなら
ず、いかに機器内のレイアウト上の制約を受けずにトナ
ー濃度検知を正確に行うかがこの分野の課題である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、トナー補給
部の下方に位置し、現像ユニットケース内に収納される
乾式２成分系の現像剤を攪拌混合する混合ローラと、現
像剤を汲み上げるパドルローラと、現像剤中のトナー濃
度を検知するトナー濃度検知面が上向きとなるように現
像ユニットケースに取り付けられたトナー濃度検知手段
とを有する現像装置において、混合ローラの下方に位置
する現像ユニットケースの底部を略水平に形成と、トナ
ー濃度検知面に混合ローラの回転方向に見て上流側から
下流側へ下り傾斜している傾斜部を設け、トナー濃度検
知手段を、混合ローラとパドルローラの間であって、混
合ローラの直下若しくは混合ローラ寄りに位置する底部
からトナー濃度検知面の傾斜部がすべてケース内に突出
するように、底部に取り付けている。

【０００７】

【作用】本発明によると、混合ローラの下方に位置する
現像ユニットケースの底部を略水平に形成とし、トナー
濃度検知面に傾斜部を設け、トナー濃度検知手段を、混
合ローラとパドルローラの間であって、混合ローラの直
下若しくは混合ローラ寄りに位置する底部からトナー濃
度検知面の傾斜部がすべてケース内に突出するように、
現像ユニットケースの底部に取り付けているので、トナ
ー濃度検知面近傍での現像剤の密度がトナー濃度検知面
を傾斜面に配置する場合よりも安定するとともに、ケー
ス底部が水平であって現像剤が流れにくい場合でも、現
像剤の流れがスムースとなる。さらにトナー濃度検知面
が混合ローラの直下若しくは混合ローラ寄りに位置する
ため、新たに供給される現像剤と古い現像剤とが混合ロ
ーラにより攪拌混合されて改良された最新の現像剤中の
トナー濃度情報を検知することができる。現像ユニット
のケースの底部を略水平に形成するため、トナー濃度検
知面に対する余分な現像剤の流れが防止される。トナー
濃度検知面が混合ローラの回転方向に見て上流側から下
流側へ下り傾斜しているので、トナー濃度検知面の混合
ローラの回転方向に見て上流側の部位がケースの底面か
ら突出される。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を順に説明する。図１
において、符号１で示す現像装置は、現像ローラ２、パ
ドルローラ３、混合ローラ４等で構成される現像ユニッ
トと、混合ローラ４の上方に配設されるトナー補給ロー
ラ５を有するトナーホッパ６からなるトナー補給部とか
ら構成されていて、図示しない駆動部で回転駆動される
感光体７の近傍に配置される。

【００１２】混合ローラ３及びパドルローラ４は、現像
ユニットのロアケース８の近傍に同ケースと一定間隔を
おいて配設されていて、ユニット内に体積される磁性体
キャリアを含む二成分系の現像剤９を現像ローラ２まで
搬送する。現像ローラ２は、混合ローラ４によって撹拌
混合されてパドルローラ３によって汲み上げられて搬送
される現像剤９を磁気的に吸着保持できる構成であっ
て、感光体７の近傍に配設されており、図中反時計回り
に回転駆動される。

【００１３】トナー補給ローラ５は、後述説明するトナ
ー濃度検知手段が発する検知信号によって回転され、ト
ナーホッパ６内のトナーＴを現像ユニット内に供給して
いる。ロアケース８は、混合ローラ４近傍部位が略水平
に、混合ローラ４とパドルローラ３の間に位置する部位
が傾斜状に、現像ローラ２及びパドルローラ３の近傍部
位が下方に向かって湾曲するよう形成されている。現像
ユニット内において、現像ローラ２の周面における任意
の箇所が感光体７と対向する前に到達する位置には、現
像ローラ２に担持される磁気ブラシの層厚を規制するド
クタプレート１０が配設されていて、ドクタプレート１
０の近傍には、延長方向一端を混合ローラ４側に位置さ
せたセパレータ１１が配置される。

【００１４】パドルローラ３と混合ローラ４の間に位置
するロアケース８の傾斜部位８ａの近傍には、トナー濃
度検知手段としてトナー濃度検知センサ１２（以下、
「トナーセンサ１２」と記す）が配設されている。この
トナーセンサ１２は、ユニット内部の現像剤中に含まれ
るトナー濃度を電気的に検出するものであって、図２に
示すように、傾斜状に形成されるトナー濃度検知面１２
ａ（以下、「検知面１２ａ」と記す）がロアケース８内
部に向かって突出して設けられている。つまり、トナー
センサ１２は、ユニット内部に収納されている現像剤９
中に検知面１２ａが浸るようにロアケース８に取り付け
られていて、検知面１２ａで現像剤９の流れがスムーズ
になるように構成されている。

【００１５】ここでトナーセンサ１２の特性について述
べる。トナーセンサ１２には、図３に示すようにトナー
濃度が高い程、センサ出力（電圧）が低く出力されるタ
イプのものが使用される。また、現像剤９は動いている
ときよりも静止しているときの方が若干嵩密度が増すの
で、総じて同一トナー濃度の現像剤９であっても現像剤
９の静止中は、トナー濃度を濃い方に検知してしまう。
すなわち、図３に破線で示すように、トナー静止中のセ
ンサ出力が、トナーが動いているときの実際のトナー濃
度のセンサ出力よりも高めに出力される傾向にある。

【００１６】このような特性を有するトナーセンサ１２
を用いて現像剤９の流れの善し悪しによるセンサ出力の
相違を測定したものが図４である。図４（ａ）は現像剤
９の流れの良い、即ち本実施例の態様である検知面１２
ａが傾斜状に形成されたトナーセンサ１２からのセンサ
出力の現像装置１作動時と非作動時における出力差を示
すもので、図４（ｂ）は現像剤９の流れの良くないトナ
ーセンサからのセンサ出力の現像装置１作動時と非作動
時における出力差を示すものである。

【００１７】図４（ｂ）によると、現像剤９の流れが良
くないと現像装置１が長時間放置後、例えば１日使用し
なかった機器の立上り直後のセンサ出力（Ｖ）と、短時
間放置である機器作動後一定時間立った時とのセンサ出
力（Ｖ）の差が大きく、出力が安定するまで長い時間を
有するが、図４（ａ）に示すように現像剤９の流れが良
いと、機器の立上り直後のセンサ出力（Ｖ）と機器作動
後一定時間立った時とのセンサ出力（Ｖ）の差が小さ
く、速い時期から出力が安定することがわかる。

【００１８】センサ出力の差が大きく安定する迄時間を
有するということは、機器が作動してコピーが開始され
ても検知されるトナー濃度が実際の濃度より薄く検知さ
れる時間が長いことを意味する。言い替えれば、トナー
ホッパ６からトナーＴが供給されて必要以上に現像剤９
中のトナー濃度が高くなってしまうが、本実施例のよう
に、トナーセンサ１２の検知面１２ａを傾斜状に形成し
て、検知面１２ａ近傍の現像剤９の流れをスムーズする
ことで、速い時期からセンサ出力を安定でき、立上り直
後のコピー動作から正確なトナー濃度を検出することが
できる。また、トナー濃度の早期安定により、コピー画
像の安定を図ることができると共に不必要なトナー供給
を防止することができる。なお、以下に示す実施例にお
いて、第１実施例と同一の作用をするものには同一符号
を付しその説明は省略する。

【００１９】図５は第２実施例を示す。図５において、
トナーセンサ１２は混合ローラ４下方に位置するロアケ
ース８の水平部８ｂに配設されていて、その検知面１２
ａを現像ユニット内に突出させている。この検知面１２
ａは第１実施例とは異なり、図６に示すように水平とさ
れており、その突出量Ｇは０．５±０．５ｍｍの範囲で
設定される。すなわち、現像剤９中に沈み込むように配
設される。

【００２０】混合ローラ４の周面４ａには、弾性部材で
形成されるブレード１３が突設されていて、このブレー
ド１３の突出量ｇは、周面４ａから１〜２ｍｍ程度の範
囲とされ、かつ、ブレード１３の先端が検知面１２ａと
わずかに接するような軌道を回転するように設けられて
いる。

【００２１】このように混合ローラ４の周面４ａにブレ
ード１３を突設して、その先端を検知面１２ａに接触す
るように構成したので、トナーセンサ１２近傍に体積さ
れる現像剤９が混合ローラ４の回転毎に周期的にブレー
ド１３によって押し流されて現像剤９の流れが改善さ
れ、トナーセンサ１２からのセンサ出力を安定させるこ
とができる。また、ブレード１３が弾性部材で形成され
ているので、検知面１２ａに接触させても過大な接触圧
を必要とせず、検知面１２ａの耐久性が向上される。

【００２２】図７は第３実施例を示す。第３実施例は、
第２実施例のブレード１３に代えて混合ローラ４に永久
磁石１４を配設したものである。永久磁石１４は混合ロ
ーラ４内部の周面４ａ側部位に取り付けられていて、こ
の永久磁石１４の働きにより、現像剤９に含まれる磁性
を帯びだトナー剤が混合ローラ４の周面４ａの一部に磁
気吸着されて現像剤ブラシＢが形成されることになる。
また、混合ローラ４の回転方向に対して下流側であっ
て、その周面４ａ近傍には、スクレーパ１５が周面４ａ
に接するように配設されていて、周面４ａに磁気吸着し
たトナー剤を掻き落とす構成となっている。トナーセン
サ１２は、その検知面１２ａが周面４ａに形成される現
像剤ブラシＢに接するように混合ローラ４の直下に配設
される。

【００２３】このような構成によると混合ローラ４の回
転によって現像剤ブラシＢが周期的に検知面１２ａを通
過するので、現像剤ブラシＢのトナー濃度を混合ローラ
４の回転毎に検出することで現像剤９のトナー濃度を検
出することができる。また、磁気吸着されたトナー剤は
一回転ごとにスクレーパ１５によって掻き落とされるの
で、混合ローラ４に吸着されるトナー剤を常に新しいも
のとでき、最新のトナー情報、即ち実際の現像剤中のト
ナー濃度を検出することができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、トナー濃度検知手段が
配設された乾式２成分系の現像剤を用いた現像装置にお
ける、トナー濃検知面近傍の現像剤の流れがスムーズに
なり、トナー濃度検知面近傍での現像剤の密度も傾斜面
に検知面を配置する場合よりも安定するので、現像剤の
滞留が防止されて短時間に現像剤の流れを安定化でき、
トナー濃度を正確に検知することができる。

【００２５】トナー濃度検知面に常に新しい現像剤を提
供可能となるので、最新のトナー情報を得ることがで
き、トナー濃度の検知精度を向上することができる。ト
ナー濃度検知面の傾斜面により現像剤の流れがスムーズ
になることで、早い時期からトナー濃度検知手段の出力
が安定し、立ち上がり直後のコピー動作から正確なトナ
ー濃度を検出することができる。現像ユニットのケース
の底部を略水平に形成するため、トナー濃度検知面に対
する余分な現像剤の流れが防止される。トナー濃度検知
面が混合ローラの回転方向に見て上流側から下流側へ下
り傾斜しているので、トナー濃度検知面の混合ローラの
回転方向に見て上流側の部位がケースの底面から突出さ
れる。このため、混合ローラによる現像剤の流れが圧縮
されて現像剤の嵩密度が高くなり、良好な検出を行うこ
とができ、更に、下流側に向けて傾斜させているので、
検知面上流側、すなわち検知面に対する入口側で圧縮さ
れた現像剤を良好に流出させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例が実施される現像装置の概
略構成図である。

【図２】第１実施例の要部を示す拡大図である。

【図３】本発明に用いられるトナー濃度検知手段の出力
特性図である。

【図４】（ａ）は現像剤の流れが良い時の機器作動状態
によるセンサ出力の変位を示すグラフであり、（ｂ）は
現像剤の流れが不良時の機器作動状態によるセンサ出力
の変位を示すグラフである。

【図５】本発明の第２実施例が実施される現像装置の概
略構成図である。

【図６】第２実施例の要部であるトナー濃度検知手段の
配設部位の拡大図である。

【図７】本発明の第３実施例の構成図である。

【符号の説明】

１ 現像装置 ３ パドルローラ ４ 混合ローラ ５ トナー補給ローラ ６ トナーホッパ ８ 現像ユニットケース ９ 乾式２成分系の現像剤 １２ トナー濃度検知手段 １２ａ トナー濃度検知面 １３ ブレード １４ 永久磁石 １５ 現像剤剥離部材（スクレーパ） Ｔ トナー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−1678（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−3682（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−39076（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−231272（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−38778（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−19768（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナー補給部の下方に位置し、現像ユニッ
   トケース内に収納される乾式２成分系の現像剤を攪拌混
   合する混合ローラと、前記混合ローラと並設され前記現
   像剤を汲み上げるパドルローラと、前記現像剤中のトナ
   ー濃度を検知するトナー濃度検知面が上向きとなるよう
   に前記現像ユニットケースに取り付けられたトナー濃度
   検知手段とを有する現像装置において、 前記混合ローラの下方に位置する現像ユニットケースの
   底部は略水平に形成され、前記トナー濃度検知面は前記
   混合ローラの回転方向に見て上流側から下流側へ下り傾
   斜している傾斜部を有し、前記トナー濃度検知手段は、
   前記混合ローラと前記パドルローラの間であって、前記
   混合ローラの直下若しくは前記混合ローラ寄りに位置す
   る前記底部から前記トナー濃度検知面の傾斜部がすべて
   ケース内に突出するように前記底部に取り付けられたこ
   とを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の現像装置において、 前記トナー濃度検知面の突出量は、０．５±０．５ｍｍ
   の範囲で設定されていることを特徴とする現像装置。