JPH01222281A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、２成分現像剤を用いる現像装置に関するもの
である。

〔従来技術〕

小型の２成分現像装置として、予め摩擦などにより帯電
されたトナーを現像スリーブ上を着Ｆ６１ｇ送されてい
る現像剤（キャリア）に接触、もしくはバイアス電荷効
果により補給する構成のものが提案されている。

しかし、上述の構成の現像装置では、トナーそのものは
所定の帯電量を有しているにもかかわらず、非画像部に
もトナーが付着する、所謂地汚れ、或いはかぶりが発生
し、画質の低下、トナー消費量の増大をもたらす。前記
地汚れ、かぶりは、上記装置では、現像剤が余剰な電荷
を蓄積してしまい、このため現像域におけるトナーの挙
動が不安定なものになることから生じると考えられる。

例えば、マイナス帯電トナーを用いた場合、現像バイア
スを一４５０ボルト、補給時の補給バイアスを−６００
ボルト非補給時をフロートとすると、現像剤はマイナス
方向に過剰帯電することが実験によって判明している。

〔目的〕

本発明は、上記従来技術に鑑みて、非画像部へのトナー
の付着を防止できる現像装置を提供することを目的とす
る。

〔構成〕

本発明は、上記の目的を達成させるため、内部に固定磁
石群を有し、且つ表面に２成分系現像剤を着磁搬送する
現像スリーブと、この現像スリーブ上の現像剤にトナー
を接触または近接させることにより供給するトナー補給
手段とを有する現像装置において、トナー補給時とトナ
ー非補給時とで、前記トナー補給手段に印加するバイア
ス電圧を現像スリーブに印加されるバイアス電圧を基準
として正負反転させる制御手段を設けたことを特徴とし
たものである。

以下、本発明の一実施例に基づいて具体的に説明する。

第１図は現像装置の概略構成を示す正面図、第２図はト
ナーセンサと制御手段との回路図、第３図は発光ダイオ
ードとトナーセンサ出力のタイミングチャート、第４図
はトナーセンサの出力に基づく制御に係るフローチャー
ト、第５図は作動各部のタイミングチャート、第６図は
トナー濃度とバイアス電圧との関係を示す図である。

第１図において、現像装置は、トナーをストックしてい
るトナータンク１．現像スリーブ２．トナー補給ローラ
３．トナー供給ローラ４．第１スクリュー５．第２スク
リユー６、薄層ブレード７゜シール剤８．ドクターブレ
ード９等からなり、前記現像スリーブ２の一部を感光体
ドラム１０と対向させている。また１１は現像装置の下
方に配され、反射型フォトセンサからなるトナーセンサ
である。

前記現像スリーブ２は、内部に固定磁石群１２を有し、
表面に２成分現像剤を着磁させ、矢印イ方向へ回転可能
であって、感光体１０上の静電潜像を現像バイアス１３
により現像して可視像化する。現像スリーブ２に近接し
てトナー補給ローラ３が設置されており、このトナー補
給ローラ３はトナー補給クラッチ１４を介して本体駆動
系（図示せず）と接続されており、前記トナー補給クラ
ッチ１４がオンされることにより矢印口方向へ回転する
。

前記トナー補給ローラ３の周面、軸方向の全域に渡って
、トナー供給ローラ４．薄層ブレード７゜シール剤８が
圧接されており、トナータンク１内のトナーが、前記ト
ナー補給ローラ３と同時に回転するトナー供給ローラ４
により、トナー補給ローラ３上に擦り付けられ、トナー
補給ローラ３の回転と共に搬送され、薄層ブレード７に
よりトナー補給ローラ３上に連続して薄層化されるよう
になっている。薄層化されたトナーは、一連の摩擦作用
により帯電されており、現像スリーブ２上に着磁搬送さ
れている現像剤に接触及び電気的作用にて取り込まれ、
結果的に現像剤中のトナー濃度を高くする。

前記トナー補給ローラ３の材料としては、ＮＢＲにトリ
ルゴム）、シリコンゴム等のゴム材、フッ素樹脂などの
樹脂材があげられ、またこのゴム材、樹脂材をローラ全
体でなく、表層だけに設けたものでも良い。さらにトナ
ー補給ローラ３の材料としてアルミニウム゛、ステンレ
ンススチール等の金属製のローラも使用出来る。

また前記薄層ブレード７の材料としては、炭素鋼等の薄
板金属、シリコーンなどのゴム、フッ素樹脂なとの樹脂
等の適度の弾性を有するものが良い。

また前記トナー供給ローラ４は、金属の芯金に発砲ポリ
ウレタンにカーボンを分散するなどして導電処理を施し
たものを巻回した材料を用いると良い。

尚、上記トナー補給ローラ３．トナー供給ローラ４．薄
層ブレード７の材料の選定にあたっては、トナーの帯電
極性、或いは必要帯電量等を考慮して決定する。

一前記現像スリーブ２とトナー補給ローラ３の間を通過
した現像剤は、引き続いて現像スリーブ２上に搬送され
、ドクターブレード９により穂高を一定量に規制された
後、再び現像域に至り、感光体ドラム１０上の静電潜像
を顕像化する。

前記ドクターブレード９の上流側には、このドクターブ
レード９により規制を受けた現像剤が現像剤溜まりＰを
形成しており、この溜まりＰ付近には第１スクリユー５
が現像スリーブ２に近接して設置されている。第１スク
リユー５は現像スリーブ２と回転を共にし、前記溜まり
Ｐにある現像剤を軸方向の一端方向（本実施例では図面
の手前側）に搬送し、手前側に送られた現像剤は、手前
側端に溜まり込みブロック（図示せず）をなし、一定量
以上になると、手前側端部に図示しない切り欠きを有す
るスクリューカバー１５内に入り込むようにしである。

このスクリューカバー１５内には、第２スクリユー６が
設置されており、この第２スクリユー６の搬送方向は前
記第１スクリユー５の搬送方向とは逆になるように巻き
方向２回転方向が設定されている。従って、前記スクリ
ューカバー１５内に入り込んだ現像剤は、今度は逆にス
クリューカバー１５内を第２スクリユー６により図面上
の奥側へ搬送される。そしてスクリュニ力バー１５の奥
側端底部に形成された図示しない切り欠きから再び現像
スリーブ２上に落下することになる。

このように、現像剤が各部材の軸方向に循環攪拌される
ことにより、現像によるトナー消費差、或いは補給ムラ
を緩和することができ、常にトナー濃度のムラのない現
像剤を現像域に送ることが出来る。

また１６は補給バイアスであって、後述するように電圧
値が制御され、前記トナー補給ローラ３゜トナー供給ロ
ーラ４．薄層ブレード７に電気的に接続されている。

次に第２図、第３図、第４図にてトナーセンサによる制
御について説明する。

第２図において、トナーセンサ１１は、発光ダイオード
（ＬＥＤ）２０とフォトトランジスタ２１よりなり、制
御手段であるメイン制御部２２に接続されている。具体
的には、前記ＬＥＤ２０は、抵抗２３．可変抵抗２４．
トランジスタ２５等の電子素子を介してＣＰＵ　（中央
演算ユニット）２６の出力ポートＰ　＋に接続され、ま
た前記フォトトランジスタ２１は、抵抗２７．コンデン
サ２８等の電子素子を介して前記ＣＰＵ２６のアナログ
ボートＰ２に接続されている。さらにＣＰＵ２６の後述
するようにして決定される補給信号の出力りにて、トナ
ー補給用高圧電源である補給バイ゛１ス１６の電圧値を
決定し、またドライバ２９を介してトナー補給クラッチ
１４のオン、オフが行われることになる。

次に、本実施例のトナー濃度制御について説明する。第
２図に示すように、感光体ドラム１０の原稿画像令■域
外にトナー濃度制御用の標準パターンＧの潜像が形成さ
れ、現像装置にて顕像化されており、この顕像化された
パターンＧがトナーセンサ１１を通過することにより、
パターンＧの反射光量が計測される。すなわち、前記Ｌ
ＥＤ２０は、前記標準パターンＧがトナーセンサ１１に
到達する少し前から点灯し、ＬＥＤ２０にて出射した光
ビームθが感光体ドラム１０上を照射し、感光体ドラム
１０にて反射した光ビームθをフォトトランジスタ２１
が受光し、感光体ドラムＩＯの地肌反射出力Ｖ３Ｇと、
現像された標準パターンＧの反射出力ｖｓｐとを検出す
る。

上述の具体的作動を第４図のフローチャートに基づいて
説明する。まず、ＣＰＵ２６の出力ポートＰ＋よりＬＥ
Ｄ２０のオン信号が出されると（４−１）　、ＬＥＤ２
０が点灯し、第３図に示したＬＥＤ２０の点灯と、予め
決められた前記■３．。

ｖｓｐの読み取りタイミングに従って（４−２）、Ｖ！
Ｇ＋　　Ｖ５Ｆがフォトトランジスタ２１で検出され、
ＣＰＵ２６のアナログボートＰｔへ入る（４−３）そし
てＣＰＵ２６にて”！Ｇ＋　　”３Ｆの両出力がすべて
入力されると（４−４）　、ＣＰＵ２６にて■Ｓｒｒと
ｖｓｐとの比が取られ、この値と予め決められた設定値
とを比較することにより（４−５）　、Ｖ５　ｐ　／　
Ｖ　ｇ　（、の値が設定値よりも大きいとトナー補給り
ラツヂ１４をオンさせ、補給パイ“？ス１６の電圧値を
トナーがトナー補給ローラ３上から現像スリーブ２上の
現像剤に移るような値、例えば現像バイアス１３が一４
５０ボルトで、トナーにマイナス帯電極性を与えるもの
であれば、補給バーｆアスエ６は一６００ボルトに設定
される（４−６）。

尚、本実施例では、トナーの付着量が多い程、トナーセ
ンサ１１の出力が小さい。つまり、トナー濃度が濃い程
、Ｖ　ｓｐ／　Ｖ　ｓＧの値は小さくなるように定めで
ある。

従って、Ｖ　ｓｐ／　Ｖ　ｓＧの値が設定値よりも小さ
いとき（つまり、トナー濃度が濃いとき）は、トナー補
給クラッチをオフ（トナー補給ローラ３オフ）させ、補
給バイアス１６の電圧値を現像バイアス１３（−４５０
ボルト）を基準として、先の値（−６００ボルト）に対
して逆極性となるような値、例えばＯボルトに設定され
る（４−７）。

上述した作動に関係する各部の作動タイミングを第５図
にタイミングチャートとして示した。

上述したように、本実施例では、トナー濃度が薄いとき
には、トナー補給ローラ３が回転し、トナーがトナー補
給ローラ３から現像スリーブ２上の現像剤へ移動するよ
うな電位差を有し、トナーが現像剤へ補給されトナー濃
度を濃くする。またトナー濃度が濃い場合には、トナー
補給ローラ３は停止しているが、現像スリーブ２上の現
像剤はトナー補給ローラ３を介して余剰な電荷を逃がし
ている。このようにすることにより、現像スリーブ２上
の現像剤は除電されて非画像部へのトナー付着（地汚れ
）が少なくなる。

また本実施例では、トナー非補給時の補給バイアス１６
を０ボルトとしたが、現像剤の余剰電荷を逃がすような
電位差、即ち現像バイアス１３の−４５０ボルト以上の
値（例えば、−３５０ポル）、−５０ボルト、＋２００
ボルト等）であれば効果がみられる。

第６図に示した実験結果によれば、トナー非補給時の補
給バイアス１６がフロートとＯボルトの場合、非画像部
のトナー付着量を濃度で比較すると、０ボルトの場合に
はフロートのときの約１／３の濃度であった。また補給
バイアス１６の値を−４５０ボルト以上で変化させてみ
ると、−４５０ボルトと電位差が大きい方が非画像部へ
のトナー付着が少ないという結果が出ている。

〔効果〕

以上説明したように、本発明によれば、トナーの補給時
、非補給時でトナー補給手段と現像スリーブに印加され
るバイアス電圧を変化させることにより、非画像部への
トナーの付着を防止し、画質の低下、或いはトナー消費
量の増加を防げる現像装置を提供出来る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は現
像装置の概略構成を示す正面図、第２図はトナーセンサ
と制御手段との回路図、第３図は発光ダイオードとトナ
ーセンサ出力のタイミングチャート、第４図はトナーセ
ンサの出力に基づく制御に係るフローチャート、第５図
は作動各部のタイミングチャート、第６図はトナー濃度
とバイアス電圧との関係を示す図である。 ２・・・現像スリーブ、３・・・トナー補給手段、１２
・・・固定磁石群、１３・・・現像バイアス、１６・・
・補給バイアス、２２・・・制御手段。 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内部に固定磁石群を有し、且つ表面に２成分系現像剤を
   着磁搬送する現像スリーブと、この現像スリーブ上の現
   像剤にトナーを接触または近接させることにより供給す
   るトナー補給手段とを有する現像装置において、トナー
   補給時とトナー非補給時とで、前記トナー補給手段に印
   加するバイアス電圧を現像スリーブに印加されるバイア
   ス電圧を基準として正負反転させる制御手段を設けたこ
   とを特徴とする現像装置。