JPH0218586A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は複写機やレーザビームプリンタ等の電子写真式
の画像形成装置に用いられる現像装置に関し、特に２成
分現像剤を用いる現像装置に関するものである。

（従来の技術） この種の現像装置は、現像剤のトナー濃度つまりキャリ
ヤに対するトナーの量が均一であるように、またトナー
が適度に摩擦帯電されるように、現像剤を循環経路で撹
拌、搬送しながらその途中で一部が現像に供されるよう
にしている。

しかし現像剤が現像に供される都度トナーが消費されて
トナー濃度が低下し、画像濃度が低下する原因になる。

そこでこれを解消するのに、所定の位置に設けられた濃
度検知手段によってトナー濃度が現像後の顕像濃度かを
検知し、この検知濃度が所定価以下のときに循環搬送中
の現像剤にトナーを補給することが従来から行われてい
る。

この補給を行うのに、一定条件で駆動される現像装置に
おいて、濃度検知が行われた位置に対応する現像剤が循
環経路のトナー補給部に搬送されるまでの一定時間だけ
、トナー補給開始タイミングを遅らせることを本出願人
は先の出願における実施例の記載で開示している（特開
昭６２−２８７８０号公報）。これにより循環経路にお
ける濃度が不足しているど検知された箇所の現像剤にト
ナーを補給することができるので、均一な所定のトナー
濃度を保つことができる。

（発明が解決しようとする課題） しかし現像装置は近時画像形成装置が高級化されるのに
伴い、制御モードに応じて現像剤を搬送する速度も変更
されるようになっている。

この場合上記公報に開示のものでは、トナー補給開始タ
イミングをトナー濃度が不足していると検知された時点
から常に一定時間遅らせるだけであるので、搬送速度が
変えられることに対のときに働くトナー補給手段が設け
られ、搬送速度が制御モードに応じて変えられる現像装
置において、トナー濃度検知に基いてトナー補給を行う
際のトナー補給開始タイミングを搬送速度に応じて変え
る制御手段を備えたことを特徴とするものである。

搬送速度を変更する制御モードは、現像時制御モードと
非現像時制御モードとであるほか、搬送速度を変更する
制御モードは、画像濃度調整の制御のために現像速度を
変更する制御モードであることもある。

（作　用） 濃度検知手段による濃度検知は現像剤が撹拌されながら
搬送される循環経路の濃度検知手段設置位置に対応した
現像剤のトナー濃度か、顕像濃度について行われる。検
知の結果トナー濃度が所定値以下でトナーの補給を行う
場合、制御手段の働きによってトナー補給手段のトナー
補給開始タイミングを現像剤の搬送速度に応じて変える
ので、搬送速度が制御モードに対応し応できない。敢え
て適用してもトナーを補給する箇所が循環経路上の実際
にトナーが不足している箇所とずれることになる。この
ためトリー−不足部分へのトナー補給が不足し、トナー
が不足していない部分にトナーを過剰に補給するので、
トナー濃度の不均一を増大させてしまう。

またトナーが過剰であるとキャリヤに保持され切らす粉
煙として飛散しやすいし、撹拌による摩擦帯電も不充分
になりやすい。

そこで本発明はトナーの搬送速度が制御モードに応じて
変えられても、トナーが不足している箇所に的確にトナ
ーを補給することができる現像装置を提供することを目
的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は前記のような目的を達成するために、２成分現
像剤を循環経路で撹拌、搬送しながら途中で現像に供す
ると共に、所定の位置に設けられた濃度検知手段により
検知されるトナー濃度ないしは現像後の顕像の濃度が所
定値以下て変更されても、循環経路におりる前記検知に
係る現像剤部分が循環経路のトナー補給手段によってト
ナーが補給される位置に達するタイミングとなるようト
ナーの補給を行うことができる。

現像器の使用時と非使用時との各制御モードを、非使用
時の搬送速度を使用時のそれより遅くなるようなものと
することで、現像剤の撹拌、搬送と補給を現像器の非使
用時にも行い、過剰撹拌によるトナーの劣化を防止しな
がら、搬送速度の違いにかかわらずトナー濃度不足を検
知した現像剤部分にトナーを補給した上でさらに補給ト
ナーの撹拌不良やトナー濃度の立ち上がり不良と云った
ことを解消することができる。

特に複数の現像器が選択使用される場合の休止現像器に
おいてトナーの補給、撹拌を行えば、画像形成装置の動
作時間を特に延長ゼずに充分な時間行うことができる。

また現像速度を変えることで現像部への単位時間当たり
のトナー供給量を変えて、搬送速度が変わることによる
トナー濃度不足部分とトナー補給部分との不一致を招く
ようなことなしに静電潜像を現像したときの顕像濃度を
調整することができる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示ずフルカラー複写機１の
内部構造を簡略化して示すもので、４種類の現像器を備
えている。原稿ガラス２上４；二置かれた原稿は、露光
ランプ３、レンスアレイ４によりＣＣＤラインセンサ５
に露光され、Ｒ（レット）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（）゛
ルー−）の３原色の色信号として読み取られる。このＲ
ＧＢの色信号は画像処理回路によってＹ（イエロ）、Ｍ
（マセンク）、Ｃ（シアン）若しくはこれに１ｌｋ（ブ
ランク）を加えた３値又は４値の信号に変換されると共
に、レーザ光学系６に出力信号として伝えられる。本実
施例の複写機は３色分画像メモリを有しておらず、各色
作像時にイメージリーダユニット７が毎回スキャンし、
ごれに基づき順次Ｙ、Ｍ、、Ｃ又はＹ、　Ｍ、、Ｃはマ
イナスに帯電されている。また、トナー補給はトナーポ
ツパー２０ａ〜２０ｄにス１−ツクされた各色のトナー
を補給信号に基づき、適時各現像２ｉｉ１６．１７．１
８．１９るこパイプ８（図示−Ｕず）を介して輸送する
ことにより行われる。

普通紙、０）（Ｐフィルムなどの記録材５６は、給紙カ
セット２１ａ　、２１ｂに積載状態で収納されており、
給紙ローラ２２ａ　、２２ｂなどによって一枚ずつ装置
内部に向は給送される。そして先端がレジスターローラ
２３に当接した時点で、記録材５６を−は停市さゼるこ
とにより以後のタイミングを取り、同時にスキ１．−補
正を行っている。

２４はこのために用いるペーパーセンサである。

感光ドラム１１の転写部には転写ドラム２５が設けられ
矢符方向に回転駆動される。この転写ドラム２５内には
周方向に沿って吸引チャージャ２６、転写チャージャ２
７、分離チャージャ２８が配されている。また、転写チ
ャージャ２７に対向して感光ドラ１．１１内には転写チ
ャージャ２９が設けられており、分離チャージャ２８に
対向して転写ド、Ｂｋの信号がレーザ光学系６に伝えら
れる。

レーザ光学系６は走査用ポリゴンミラー８、ｆθレンズ
９、反射ミラー１０などを備え、前記Ｙ、Ｍ、Ｃ又は前
記Ｙ、Ｍ、Ｃ，Ｂｋの信号に基づいた各色についての像
形成用レーザ光を感光トラム１１に向けて照射して露光
を行う。感光トラム１１ば、矢符方向に回転駆動される
。この感光ドラム１１の表面は導体基板上に積層ユニッ
トされた有機感光体を備え、特にレーザ発光波長７８０
ｎｍ付近に高い感度を示すものが用いられている。また
、本実施例では前記感光トーラム１１を帯電チャージャ
１２でマイナス帯電している。感光ドラム１１の周囲に
ばトラムクリーナ１３．１・す−回収ロール１４、イレ
ーザランプ１５、前記帯電チャージャ１２が配設される
と共に、前記４種類の現像器が配されている。第１の現
像器１Ｇはイエロー色のトナーを、第２の現像器１７は
マゼンタ色のトナーを、第３の現像器１８はシアン色の
１−ナーを、第４の現像器１９はブラック色のトナーを
各々供給するものであり、これらのトナーラム２５の外
方側には分離チャージャ３０が配設されている。

レーザ光学系６による露光によゲて感光「うＪ−１１１
ｊ：に形成された静電潜像は現像器１６〜〕９の何れか
によってトナー像として顕像化される。

一方しシスターローラ２３から給紙された記録材５６は
、グリッパ−３１によって把持され、転写トラＪ・２５
の回転に伴い吸引チャージャ２６によって転写ドラム２
５上に吸着され、転写ドラム２５の回転に伴い転写ドラ
ム２５］二に巻き付切られる。そして記録材５６が転写
チャージャ２７．２９間を通過する間に感光ドラムｌｌ
上の１−ナー像が記録材５６に転写される。尚、フルカ
ラーモード時には、記録材５６は転写ドラム２５によっ
て４回回転する。

転写処理が終了した記録材５６は、分離チャージャ２８
．３０によって除電され、分類型３２により転写ドラム
２５上から分離され搬送ヘルド３３によって熱定着装置
４０に給送される。転写された記録材５６は、熱定着装
置４０を通過することによって加熱加圧され、記録）Ａ
ｓ２上に画像が定着され、排紙トレイ３５に排出される
。

各現像器１６〜１９は、第２図、第３図に示すようにト
ナーとキャリヤとの混合物からなる２成分の現像剤を混
合撹拌しつつ順方向搬送部６１と逆方向搬送部６２との
間で第２図矢符の方向に繰返し循環搬送する現像剤搬送
部６３と、現像剤搬送部６３の逆方向搬送部６２から感
光ドラム１１に現像剤を移送する現像部６５と、現像剤
搬送部６３の順方向搬送部６１にトナーを補給するトナ
ー貯留部６６とを備えている。

各搬送部６１．６２は、ケーシング６７の底部によって
隣接して形成された樋状の搬送路を有し相互に隔壁７０
によって仕切られている。しかしこの隔壁７０の第２図
における左側と右側との２箇所に連通部７０ａ　、７０
ｂを有し搬送部６１．６２を連通させている。

順方向搬送部６１には、現像剤を第２図の左側から右側
に撹拌しながら搬送する順方向撹拌搬送ローラ７１が設
けられ、逆方向搬送部６２には現像剤を第２図の右側か
ら左側に撹拌しながら搬過して、その表面に形成されて
いる静電潜像を摺擦する際、その静電潜像の現像スリー
ブ７４よりも強い電位によりトナーを引き付けられて転
移し、静電潜像を顕像化する。

現像スリーブ７４上の前記現像を行った後の現像剤は、
その後も搬送されパケット７３の回転部に対向したとき
、その部分では磁石部材７５の同極の磁極（Ｓ）が隣合
わせに並んで反発磁界を形成していることにより現像ス
リーブ７４上から離脱され、逆方向搬送部６２を搬送さ
れる現像剤中に取り込まれて再度循環搬送される。

−・方、トナーを補給するトナー貯留部６６は、前記順
方向搬送部６１と隔壁８０で仕切られ、トナーホッパー
２０ａ〜２０ｄからトナーを補充されるようになってい
る。

隔壁８０の順方向搬送部６１における下流側寄りの部分
にトナー補給口８１が形成され、その補給口８１よりも
上流側の適当位置にトナー濃度検出センサ８２ａ〜８２
ｄが各現像器１６〜１９におけるトナー貯留部６６側か
ら搬送部６１に臨ませられてい送する逆方向撹拌搬送ロ
ーラ７２が設けられている。これら撹拌搬送ローラ７１
．７２によって現像剤は搬送部６１．６２を前記連通部
７０ａ　、７０ｂを通じて循環するように撹拌しながら
搬送される。

逆方向撹拌搬送ローラ７２は逆方向搬送部６２を搬送さ
れる現像剤を現像部６５に移送するパケット７３を有し
ている。

現像部６５は非磁性導電材料（例えばアルミニウム）よ
りなりバイアス電圧を受ける現像スリーブ７４の中に磁
気部材７５を内蔵した現像ローラ７６と、現像ローラ７
６の表面に吸引保持されて磁気ブラシ状態になる現像剤
の穂高規制を行う穂高規制部材７７とを備えている。こ
こで現像スリーブ７４は、逆方向搬送路６２を逆方向撹
拌搬送ローラ７２によって搬送される現像剤がパケット
７３の掬い上げにより供給され、それを表面に吸引して
感光ドラムｌｌ側に搬送する。この搬送される現像剤は
、磁気部材７５の異なった磁極が交互に並んで形成して
いる磁力線に沿った磁気ブラシ状態をなし、感光ドラム
１１との対向部分を通る。センサ８２ａ〜Ｂ２ｄのセン
サ面は平滑で搬送部６１の内面とばぼ面一である。

センサ８２ａ〜８２ｄは現像剤に含まれているトナー濃
度の変化を透磁率の変化として検出し、その検出値を制
御部としての第５図に示すＣ１’Ｕ２０１に出力する。

このＣＰＵ２０１は複写機の動作制御のためのものであ
る。

ところで、現像剤のキャリヤ材としては磁性鉄粉、フェ
ライトもしくはそれらを樹脂系でコーティングしたもの
、あるいは樹脂材中に磁性粉を分散させたもの等、適当
なものを選択使用する。本実施例では磁性フェライト（
平均粒径φ−３０μｍ〜４０μｍ）にアクリル系樹脂を
コーティングしたキャリヤを用いている。一方トナーと
してはポリエステル系樹脂をベースにしたもので平均粒
径φ−１０μｍ〜１５μｍ程度のものを使用する。これ
らキャリヤ材として１−ナーとの最適混合比は７ωｔ％
〜１０ωｔ％である。

トナー貯留部６６内にはその上方のトナー受入口６６ａ
を通じ投入されるトナーを補給口８１部へ寄−Ｕて補給
口８１から送出ず補給ローラ８３が設けられている。

各現像器１６〜１９は第４図に示すように、逆方向撹拌
搬送ローラ７２の回転軸７２ａに対しそれぞれに専属の
現像モータ８４ａ〜８４ｄの回転がギヤ８５．８６を介
し伝達される。回転軸７２ａの回転はギヤ８７．８８．
８９を介し順方向撹拌搬送ローラ７１の回転軸７１ａに
伝達される。またギヤ８６はギヤ９０．９３を介し補給
ローラ８３の回転軸８３ａに連結されている。これによ
ってモータ８４ａ〜８４ｄが駆動されると各撹拌搬送ロ
ーラ７１．７２および補給ローラ８３が同時駆動される
。

さらにギヤ８７は現像スリーブ７４の回転輪７４ａにス
リーブクラッチ９４ａ〜９４［］の１つ、ギーヤ９５．
９６．９７を介し連結されている。したがってモータ８
４，１〜８４ｄが駆動されてもその回転はクラッチ９４
ａ〜９４ｄがオンしているかどうかで、現像スリーブ７
４が駆動されるかどうか選択される。

これは現像器１６〜１９が非使用状態にあるときそれを
駆動してトナーの補給を行うが、現像スリて設りられて
いる。このためトナー濃度検知センサ８２でトナー濃度
が所定値以下と検知された第７図のΔＬ、の部分の現像
剤にトナーを補給するにば、そのΔｌ、の部分の現像剤
が第７図のΔＩ、　で示すトナー補給口８１の位置に達
した時点で、１〜ナー補給ｎ　８１から順方向搬送部７
１内にトナーが送出されるようにしなければならない。

このタイミング調整は前記ＣＰＩＩ２０］による動作制
御」−補給モータ９８ａ〜９８ｄの動作タイミングつま
りトナー補給開始タイミングを調整することで行うよう
にしである。このためＣＰＵ２０１にはｌ・ナー濃度検
知センサ８２ａ〜８２ｄが比較回路２゜２ａ〜２０２ｄ
を介し接続され、また現像モータ８４ａ〜８４ｄのドラ
イバ回路２０３ａ〜２０３ｄおよび補給モータ９８ａ　
〜９８ｄのトライバ回路２０４ａ〜２０４ｄが接続され
ている。さらにＣＰＩＪ２旧にはＲＯＭ２０５のほか複
写機１の動作制御のための他の入力および他の出力も接
続されている。

さらに本実施例では各現像器１６〜１９は順次選択使用
されてフルカラー画像の現像を行うが、−ブ７４は停止
させておいて感光ドラム１１へのトナー供給、つまり現
像を行わないようにするためである。

そして各１−ナーホツパ−２０ａ〜２０ｄには補給モー
タ９８ａ〜９８ｄが設けられている。補給モタ９８ａは
対応する現像器１６でのトナー濃度検知センサ８２ａに
よるトナー濃度検知出力が所定値以下であるときに働か
されて、トナーホッパ＝２０ａ内の１−ナーを現像器１
６のトナー貯留部６６に供給する。このときトナー貯留
部６６では補給ロラ８３が回転されていることによって
前記供給されたトナーをトナー補給口８１を通じ順方向
搬送部７］に送出して補給する。他の補給モータ９８ｂ
〜９８１１もこれと同様に対応する現Ｉ＆器１７〜１９
でのトナー濃度検知に応じて働かされ、ホンパー２０ｂ
〜２０ｄ内のトナーを適時に送出して現像器１７〜１９
のトナー貯留部６６に供給し、トナーが補給されるよう
にする。

ごごでトナー補給口８１は第２図に示すようにトナー濃
度検知センサ８２の下流側に距離り離れ選択されていな
い非使用中も駆動を続け、トナーの撹拌、搬送を行いか
つトナーの補給が可能なようにしている。これによって
トナーの補給によるトナー濃度の立ち」二がりの遅れや
撹拌不足が画質に影響するのを解消することができる。

しかし過剰な撹拌ばトナーかキャリヤ表面に融着して帯
電不良を招く等現像剤が劣化する。これを防くために現
像モータ８４ａ〜８４ｄに旧〕速度制御モークを用い、
現像器１６〜１つの非使用時は使用中よりも低速で駆動
するように制御する。

この制御は第１０図に示すように現像スリーブフランチ
９４ａ〜９４ｄが現像終了時点でオフされたときに低速
化信号を出し、一定時間ｔ１継続するようにして行う。

時間ｔ１は複写機本体のオートシャットに無関係に定め
られることは勿論である。

この結実現像器１６〜１つでの現像剤の搬送速度は使用
時と非使用時で異なるごとになる。これによりトナー濃
度検知センサ８２ａ〜８２ｄによって濃度検知された現
像剤がトナー補給口８１に到達するタイミングも変わる
。このため搬送速度の切換えと同時に前記トナー補給開
始タイミングも切換えるようにする。

また搬送速度が変わるとトナー濃度に対するセンサ８２
ａ〜８２ｄの出力レヘルが変化する。例えば順方向撹拌
搬送ローラ７１の回転数とセンサ出力の関係で見ると第
８図に示す通りであり、本実施例で使用時の回転数を２
０Ｏｒ、ｐ、ｍとし、非使用時の回転数を１００ｒ、ｐ
、１１とした場合トナー濃度とセンサ出力との関係は第
９図に示す通りである。これに対応するため比較回路２
０２ａ〜２０２ｄは、第６図に示すように高速時のセン
サ出力に対する基準電圧Ｖ１１と、低速時のセンサ出力
に対する基準電圧■１．とが切換え接続されるようにし
である。この切換えはリレー接点２０６による自動切り
換えで行う。

トナー補給は現像器１６〜１９が使用されている間も、
トナー濃度が所定値以下であると検知される都度行われ
るが、マルチコピーが実行される場合第１１図に示すよ
うに各回のコピー間での−補給方式を適用するのに適し
ている。

また現像器は現像速度を変えて顕像濃度を簡単に調整す
ることができる。この場合現像剤の搬送速度が変わるの
で前記の場合同様にトナー補給の開始タイミングを搬送
速度に応じて変えればよい。

（発明の効果） 本発明によれば、２成分現像剤を循環搬送しながら途中
で現像に供する現像装置において、所定の位置に設けら
れた濃度検知センサにより検知されるトナー濃度もしく
は現像後の顕像濃度が所定値以下のときトナーを補給す
るのに、現像器が制御モードに応じて搬送速度を変えら
れても、その搬送速度に応じてトナー補給の開始タイミ
ングを調整するので、循環搬送されている現、像側の前
記検知にかかる部分がトナー補給口に達するタイミング
と、トナー補給口からトナーが補給されるタイミングと
が常に一致させられ、現像剤のトナー不足部分に対し常
時的確にトナーを補給することができる。

現像器非使用時にも低速化信号を出し、過剰撹拌を防止
しながらトナー補給が可能なようにすることもできる。

しかしこの低速の搬送がコピー時に必要な高速搬送の安
定性を損なわないためには、図に示す時間ｔ２、ｔ３の
余裕を前後にもって行う。

なお感光ドラム上に形成された顕像の濃度検知に基いて
トナー補給を行う場合も、濃度が検知される顕像部分は
、その部分にトナーを供給した逆方向搬送部における特
定の部分の現像剤のトナー濃度を表しているので、顕像
濃度が所定値以下である場合それが検知された時点で前
記特定の部分にあった現像剤に１−ナーを補給しなけれ
ばならない。したがってこの場合も前記と同様にその特
定の部分にあった現像剤が１−ナー補給口を通過する時
点でトナーを補給するようにトナーの補給開始タイミン
グを調整すればよい。

またフルカラー複写機に限らず現像器が２以上あって選
択使用されるものであれば前記トナ非使用時に使用時よ
りは搬送速度を落として駆動を継続すると云った変速制
御で、前記のように搬送速度の変化によってトナーの補
給タイミングがずれると云ったことなしに、他の現像器
が使用されている間の時間を利用してトナーの補給と撹
拌とを行っておき、トナー補給によるトナー濃度の立ち
上がり不足や撹拌不足による画質への影響を防止するこ
とができると共に一時的なトナー濃度の不均一や撹拌不
足を防止するために現像器使用中のトナー補給が制限さ
れるのを補うのに利点があり、特に複数の現像器が選択
使用されるものの場合現像器不使用中のトナー補給と撹
拌の時間を画像形成装置全体の時間を特に延長せずに充
分な時間行うことができる。しかも低速搬送によって撹
拌が過剰に行われ現像剤が劣化すると云ったことも回避
できる。

さらに現像器の現像速度を変えられる場合、それによる
搬送速度の変化でトナーの補給タイミングが狂うと云っ
たことなしに、顕像の濃度を簡易に調節するごとができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すフルカラ複写機の内部
構造を示す概略図、第２図は現像器の水平面で断面した
図、第３図は現像器の垂直面で断面した図、第４図は現
像器の駆動機構を示す斜視図、第５図は制御回路のブロ
ンク結線図、第６図は比較回路の詳細図、第７図は現像
剤のトナー濃度検出位置からトナー補給位置への移動状
態を示す説明図、第８図はセンサ部撹拌搬送ローラ回転
数とセンサ出力との関係グラフ、第９図はｌ・ナー濃度
とセンサ出力との関係グラフ、第１０図は現像器の駆動
制御状態を示すタイムチャー１〜、第１１図は現像器の
駆動制御状態の変形例を示すタイムチャートである。 １６〜１９−一　　−現像器 ６１．６２−＝−−−−−一順、逆各方向搬送部７１．
７２−−−−−−−−順、逆各撹拌搬送ローラ７４−−
−−−−　現像スリーブ ８２８〜８２ｄ ９８ａ　　−９８ｄ トナー補給口 トナー濃度検知センサ 補給ローラ 現像スリーブクラッチ 補給モータ ＰＵ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）２成分現像剤を循環経路で撹拌、搬送しながら途
   中で現像に供すると共に、所定の位置に設けられた濃度
   検知手段により検知されるトナー濃度ないしは現像後の
   顕像の濃度が所定値以下のときに働くトナー補給手段が
   設けられ、搬送速度が制御モードに応じて変えられる現
   像装置において、 トナー濃度検知に基いてトナー補給を行う際のトナー補
   給開始タイミングを搬送速度に応じて変える制御手段を
   備えた ことを特徴とする現像装置。
2. （２）搬送速度を変更する制御モードは、現像時制御モ
   ードと非現像時制御モードとである請求項（１）記載の
   現像装置。
3. （３）搬送速度を変更する制御モードは、画像濃度調整
   の制御のために現像速度を変更する制御モードである請
   求項（１）記載の現像装置。