JPH03101772A - 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、電子写真法に基づき二成分の現像剤を用いて
現像する現像装置に関する。

従来の技術 二威分の現像剤を使用する現像装置において、現像剤の
帯電量を高めるために、供給されたトナーとキャリアと
をパドルホイール等により撹拌する方法が一般に用いら
れている。しかし、現像剤を撹拌する構造上の問題から
小型化することが困難で、トナーの消費量もかなり多く
なる。

発明が解決しようとする課題 上述したことから、小型化を図るとともに現像剤の量を
少なくするハイブリット型の現像装置が考案されている
が、未だに次のような問題がある。

第一に、現像スリーブにトナーが付着し、実質的に現像
スリーブに印加される現像バイアスが変化したことと同
様の現象が生じ、これにより多量のトナーが感光体に供
給され、したがって、画像形成領域外におけるトナーの
付着量が増大する。この現象は「地肌汚れ』とも称され
、また、トナーの消費量も多い。第二に、走査方向にト
ナーの収支に差があると、これに伴いトナー濃度差が生
じ、現像剤の量が少ないハイブリット型の現像装置では
次の現像のために現像剤を十分に撹拌することができな
い。したがって、走査方向に画像形成領域と非画像形成
領域とがあるとトナー濃度差を生じ、次の画像濃度にム
ラが生じ印字品質を低下させる。第三に、現像剤の量が
少ないため、画像の先端と後端とで現像能力の差が大き
く、特に画像先端現像時の現像能力の立ち下がりが大き
いため、トナー濃度が高い時に画像の先端と後端との画
像濃度の差が大きくなり、印字品質が低下する。

さらに、前述した第一の問題点を解決するものとして、
現像スリーブに接触する導電部材にバイアスを印加する
ことにより、チャージアップを防止するようにしたもの
が考えられており、さらに、このようにバイアスを印加
される導電部材に磁性体を付加してチャージアップを防
止する作用を促進するもの、或いは、現像スリーブに接
触する複数の導電部材を設け、一方の導電部材の電位を
検出し、その検出電位に応じて他方の導電部材にバイア
スを印加するものが考えられているが、前述した第二、
第三の問題点を解決するには至らない。

課題を解決するための手段 トナー収納部が形成されたトナータンクにそのトナー収
納部の開口部に位置する補給ローラと永久磁石を内蔵す
る現像スリーブとを互いに近接させて回転自在に設け、
前記現像スリーブに現像バイアス印加手段を電気的に接
続するとともに前記補給ローラに補給・回収バイアス印
加手段を電気的に接続し、トナー補給モードとトナー回
収モードとに応じて補給・回収バイアス印加手段の出力
を補給バイアスと回収バイアスとに切り替える切替手段
と、感光体上のトナーを検出するトナーセンサとを設け
、このトナーセンサの出力に応じてトナー回収モードに
おける前記補給・回収バイアス印加手段の前記回収バイ
アスを補正する補正手段を設けた。

作用 トナー補給モードにおいては、補給ローラに補給・回収
バイアス印加手段から補給バイアスを印加することによ
り、現像バイアス印加手段から現像バイアスが印加され
た現像スリーブにトナー収納部のトナーを補給し、トナ
ー回収モードでは、補給・回収バイアス印加手段から補
給ローラに回収バイアスを印加して現像スリーブ上に残
る現像剤を回収するが、その回収前に、トナーセンサに
より感光体のトナーを検出し、このトナーセンサの出力
に応じて補正手段により回収バイアスを補正することが
でき、これにより、現像スリーブに残る現像剤を均一に
回収することができ、これにより、次の現像剤の補給量
を均一にすることができる。

実施例 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は現像装置の概略構成を示す断面図である。

図中、１はトナータンクで、このトナータンクｌにはト
ナー２を収納するトナー収納部３が形成されているとと
もに、供給ローラ４と補給ローラ５と永久磁石６を内蔵
した現像スリーブ７とが回転自在に保持されている。供
給ローラ４と補給ローラ５とはトナー収納部３に形成さ
れた開口部８に臨ませて配置され、この開口部８には一
端が補給ローラ５に接触する薄層ブレード９が設けられ
ている。１０は感光体で、この感光体１０の近傍で現像
スリーブ７の外周に下端が近接する導電部材であるドク
ターブレードｌ１が設けられている。

このドクターブレード１１の下部は下端に向かうに従い
内面が内側に傾斜し、この傾斜面に現像剤溜り１２が形
成されている。さらに、現像スリーブ７の上部にはスク
リュウ１３とスクリュウカバ−１４内に収納されたスク
リュウ１５とが設けられている。さらに、前記補給ロー
ラ５はクラッチ１６を介して現像モータ（図示せず）に
連結され、この補給ローラ５の外周に接触するシール材
１７が前記トナータンク１に保持されている。ｌ８は前
記感光体ＩＯの外周に対向するトナーセンサで、これは
、感光体１０の外周に現像される標準パターンのトナー
画像を光学的に検出する反射型のトナーセンサである。

前記供給ローラ４は、カーボンを分散して含む発泡ポリ
ウレタンを金属の芯金に巻回することにより形成されて
いる。前記補給ローラ５の材料としては、ニトリルゴム
やシリコンゴム等のゴム材、フッ素樹脂等の樹脂材、ア
ルミニュウムやステンレス等の金属材により形威されて
いる。これらの材料は少なくとも外周部に備えればよく
、内方は他の材料でもよい。また、前記薄層ブレード９
は、炭素等の薄板金属、シリコン等のゴム、フッ素樹脂
等の樹脂を含む弾性材により形成されている。

これらの供給ローラ４、補給ローラ５、薄層ブレード９
は、現像剤２の帯電極性、必要帯電量等により決定され
る。

さらに、前記供給ローラ４と前記補給ローラ５と前記薄
層ブレード９とには補給・回収バイアス印加手段１８が
接続され、前記現像スリーブ７には現像バイアス印加手
段１９が接続されている。

第２図に示すように、前記トナーセンサ１８から出力さ
れるトナー濃度検出信号（Ｖｓｐ／ＶｓＪと地汚れ検出
信号Ｖ　５　３とが入力されるＣＰＵ２　］の出力側に
は、前記クラッチｌ６を駆動するドライバ２２と前記補
給・回収バイアス印加手段１９とが接続されている。

このような構成において、まず、動作の概略を説明する
。補給ローラ５はクラッチｌ６の動作により現像モータ
に連結されて反時計方向に駆動され、現像スリーブ７も
反時計方向に駆動される。

トナー収納部３のトナー２は摩擦により帯電されるとと
もに薄層ブレード９により簿層化されて補給ローラ５に
移され、補給ローラ５から現像スリーブ７に供給され、
さらに、現像スリーブ７上に着磁搬送されているキャリ
アに接触して電気的に取り込まれ、さらに、感光体１０
上に形威された静電潜像に吸引される。すなわち現像が
なされる。

この時、トナー２を含む現像剤は現像剤溜り１２に溜め
られるが、スクリュウｌ３により一方向に搬送され、こ
の搬送量が一定値に達するスクリュウ力バー１４の一端
に押し出され、スクリュウｌ５により走査方向に搬送さ
れる過程でスクリュウカバ−１４の底部に形威された切
欠（図示せず）から再び現像スリーブ７上に落下する。

そして、トナーセンサ１８により感光体１０上のトナー
２の濃度を検出し、その検出結果に応じてトナー２が現
像スリーブ７に補給される。

次に、各部の動作を第４図に示すタイミングチャートに
基づいて説明する。Ａはプリントスイッチの動作、Ｂは
感光体１０を駆動するドラムモータの動作、Ｃはクラッ
チＩ６を介して補給ローラ５が連結されている現像モー
タの回転動作、Ｄはトナーセンサ１８のＬＥＤの発光動
作、Ｅはトナーセンサ１８の出力波形、Ｆはクラッチ１
６の動作、Ｇは補給・回収バイアス印加手段ｌ９の動作
で、この動作はトナー補給モードにおける補給バイアス
印加動作とトナー回収モードにおける回収バイアス印加
動作とに切り替えられる。Ｈは現像バイアス印加手段２
０の動作である。

以下、トナー回収、トナー補給の動作を第５図及び第６
図に示すフローチャートを参照して説明する。まず、第
６図に示すフローチャートに基づいて地汚れ検知動作に
ついて説明する。トナーセンサ１８のＬＥＤオンのタイ
ミングに達した時点で、トナーセンサ１８のＬＥＤが感
光体１ｏに向けて発光し、■，，チェックタイミングに
達した時点で、トナーセンサｌ８の地汚れ検出信号Ｖｓ
ＪがＣＰＵ２　１に入力される（第４図Ｅ参照）。そこ
で比較手段として図示しないＲＯＭに書き込まれたプロ
グラムに従って、その前にＣＰＵ２　１に入力された地
肌濃度信号Ｖ，。と地汚れ検出信号Ｖ　５　Ｊとの比較
演算がなされ、ＶＳＪに対してｖｓｏが大きい場合は地
汚れとしてフラグＩが立てられ、Ｖ　ｓ３に対してＶＳ
Ｏが小さい場合にフラグｌがリセットされる。次に、全
体の動作を第５図に示すフローチャートにより説明する
。プリントスイッチがオンにされると、タイマがスター
トするとともに現像バイアス印加手段２０が現像スリー
ブ７に−３５０Ｖの現像バイアスを印加する。続いて、
ドラムモー夕が駆動され、感光体ｌＯが回転し、イレ？
サが感光体ＩＯ上の画像を消去し、帯電チャージャが感
光体１０を帯電させる。続いて、トナーセンサ１０のＬ
ＥＤオンのタイミングに達した時点でトナーセンサ１８
のＬＥＤが感光体１０に向けて発光し、ＶＳＧチェック
タイミングに達した時点で、トナーセンサｌ８から地肌
濃度信号ＶＳＧがＣＰＵ２１に入力される。続いて、現
像モータオンのタイ■ングを待って現像モータが駆動さ
れ、現像スリーブ７が回転する。続いて、第６図におい
て説明した感光体１０の地肌汚れ検出がなされ、地肌汚
れとしてフラグ■が立てられている場合にのみ現像スリ
ーブ７上のトナー２が回収される。

すなわち、補給・回収バイアス印加手段１９から回収バ
イアスが補給ローラ５に印加され（第４図Ｇ参照）、ク
ラッチ１６が駆動され補給ローラ５が回転する。この時
の回収バイアスはＣＰＵ２　１に演算されたＶＳＯとＶ
ＳＪとの差に応じて決定され、現像スリーブ７から補給
ローラ５にトナー２が移動する。すなわち、現像スリー
ブ７に印加されている現像バイアスと実質的な現像バイ
アスとが等しくなるように表１に示すテーブルから回収
バイアスが決定される。

表１ すなわち、このステップが回収バイアスを補正する補正
手段である。ちなみに現像バイアスＶＢを−３５０Ｖと
し、回収バイアスＶｈを変化させた場合の地汚れ濃度の
変化を第３図のグラフに示す。続いて、トナー回収終了
タイミングに達した時点で、クラッチｌ６がオフとなり
、補給ローラ５が停止され、補給・回収バイアス印加手
段１９からの出力が断たれる。続いて、Ｖ　５　ｐチェ
ックタイミングに達した時点で、トナーセンサｌ８がＬ
ＥＤを発光して感光体１０上に形成されたテストパター
ンの濃度信号Ｖ　５　ｐを検出する。この濃度信号Ｖ３
ｐはＣＰＵ２　１に入力され、そこで、地肌の濃度信号
ＶＳＧに対するテストパターンの濃度信号ＶＳＰが設定
値より大きいか、或いは小さいかが判定される。Ｖ５ｐ
の出力が大きい（反射率が高く画像濃度が薄い）場合は
フラグ■が立てられ、Ｖ　Ｓ　Ｐの出力が小さい（反射
率が低く画像濃度が濃い）場合はフラグ■がリセットさ
れる。続いて、画像現像タイミングに達した時点で、フ
ラグ■が立てられているか否かが判断され、立てられい
る場合にのみ現像スリーブ７へのトナー２の補給がなさ
れる。すなわち、補給・回収バイアス印加手段１９から
補給ローラ５に補給バイアスが印加され（第４図Ｇ参照
）、クラッチ１６が駆動され補給ローラ５が回転する。

この時の補給バイアスは前述した回収バイアスから切り
替えられた値で、補給ローラ５から現像スリーブ７にト
ナー２が移行する値に設定される。この補給バイアスと
回収バイアスとの切替手段はプログラムとして図示しな
いＲＯＭに書き込まれているものである。続いて、画像
現像終了のタイミングに達した時点で、現像バイアス印
加手段ｌ９からの現像バイアスが断たれ、クラッチ１６
がオフとなり補給ローラ５が停止する。以上の動作は選
択的にリピートされるが、リピートしない時は、補給・
回収バイアス印加手段１９から補給ローラ５に回収バイ
アスが印加され、クラッチ１６が駆動されるため補給ロ
ーラ５が回転し、これにより、現像スリーブ７のトナー
２が補給ローラ５に移行する。続いて、コピー終了のタ
イミングをもって動作を終える。

発明の効果 本発明は上述のように構或したので、トナー補給モード
においては、補給ローラに補給・回収バイアス印加手段
から補給バイアスを印加することにより、現像バイアス
印加手段から現像バイアスが印加された現像スリーブに
トナー収納部のトナーを補給し、トナー回収モードでは
、補給・回収バイアス印加手段から補給ローラに回収バ
イアスを印加して現像スリーブ上に残る現像剤を回収す
るが、その回収前に、トナーセンサにより感光体のトナ
ーを検出し、このトナーセンサの出力に応じて補正手段
により回収バイアスを補正することができ、これにより
、現像スリーブに残る現像剤の回収量を均一にすること
ができ、これにより、次の現像剤の補給量を均一にする
ことができ、したがって、地汚れを確実に防止するとと
もに画像濃度を安定させることができ、さらに、走査方
向に画像形或領域と非画像形成領域とがある場合でも、
画像濃度を安定させることができ，さらに、画像先端現
像時の現像能力の立ち下がりを防止することができるの
で、画像の先端と後端との現像能力差を少なくすること
ができる等の効果を有する。

イアス印加手段

【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、第１図は縦断側
面図、第２図は電子回路を示すブロック図、第３図は地
汚れの変化と回収バイアスの変化との関係を示すグラフ
、第４図は各部の動作を示すタイミングチャート、第５
図は地汚れ検知動作を示すフローチャート、第６図はド
クターブレードの電位検出動作を示すフローチャートで
ある。 】・・・トナータンク、２・・・トナー　３・・・トナ
ー収納部、５・・・補給ローラ、６・・・永久磁石、７
・・・現像スリーブ、８・・・開口部、１８・・・トナ
ーセンサ、ｌ９・・・補給・回収バイアス印加宇段、２
０−・・現像バ３ Ｚ 図 トナー回ヰ又うｆフ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　トナー収納部とこのトナー収納部の開口部に望んで回
   転自在に保持された補給ローラと永久磁石を内蔵して回
   転自在に保持された現像スリーブとを有するトナータン
   クと、前記現像スリーブに電気的に接続された現像バイ
   アス印加手段と、前記補給ローラに電気的に接続された
   補給・回収バイアス印加手段と、トナー現像モードとト
   ナー回収モードとに応じて前記補給・回収バイアス印加
   手段の出力を補給バイアスと回収バイアスとに切り替え
   る切替手段と、感光体上のトナーを光学的に検出するト
   ナーセンサと、このトナーセンサの出力に応じてトナー
   回収モードにおける前記補給・回収バイアス印加手段の
   前記回収バイアスを補正する補正手段とよりなることを
   特徴とする現像装置。