JPH03216686A - 電子写真装置 - 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、感光体上に形成された静電潜像をトナー粒子
にて顕画化し用紙にトナーを転写させ熱あるいは圧力等
によって定着する電子写真装置に関するものである。

従来の技術 従来、電子写真装置は乾式トナーを使用する機器が主流
を占め、複写機、レーザプリンタ等として実用化されて
きた。この電子写真装置は電子写真プロセス技術を応用
した機器であり、電子写真プロセスの中で、感光体上に
形成された静電潜像をトナー粒子にて顕画化するのが現
像プロセスである。現像プロセスを構成する装置で、例
えばトナーとキャリアの混合物を現像剤として使用する
二成分現像法を採用した現像装置は一般に現像剤を充填
された現像バットと補充用トナーを蓄えているトナーホ
ッパーから成っている。上記トナーホッパー内のトナー
はトナー補給ロールの回転によって現像バット内へ落下
し、常に現像バット内のトナーとキャリアの混合比が一
定に保たれるように制御されている。トナーホッパー内
に充填されているトナーは使用するにつれて減っていき
、一部はトナーボッパーの内壁へ付着しトナーブロツキ
ング（固形化）を起こしたりあるいは、淀み部に堆積し
たりすることがあった。このトナーホッパー内にトナー
が残るとトナーホッパーの容量が実質的に小さくなるた
め、このトナーブロツキング、淀みに残るトナーを減ら
すよう、種々の試みがなされてきた。

以下、図面を参照して従来、採用されている電子写真装
置内の現像装置について説明する。

第５図は従来の現像装置の側断面図であり、第６図は従
来の現像装置のトナーホッパ一部の要部斜視図である。

第５図、第６図においてｌはアルミニウム等の管からな
り、その外周面にセレン（Ｓｅ）あるいは有機光導電体
（ＯＰＣ）等の感光層が薄膜状に塗布された感光体であ
る。２は帯電器であり、タングステンワイヤー等から成
る帯電線３と金属板から成るシールド板４及びグリッド
板５によって構成されている。帯電線３へ高電圧を印加
することによって帯電線３がコロナ放電を起こしグリッ
ド板４を介して感光体１は一様に帯電される。６は光学
ユニット（図示せず）から発射される露光光線であり、
複写機であれば原稿の反射光線、レーザプリンタであれ
ば画像データ光線である。レーザプリンタの場合この露
光光線６はホストコンピュータ（図示せず）からの信号
により制御され、所望の画像が感光体１上に静電潜像と
して形成される。７は現像装置であり、トナー８を収納
するトナーホッパ−９と、トナー８と鉄粉等の磁性粒子
であるキ・ヤリア１０を収納し、混合撹はんの後現像ス
リーブｌ１に搬送し磁気ブラシを形成させる現像バット
１２により成る。１３はトナーホッパー蓋である。１４
はトナーホッパ−９内で両端を回転自在に軸支され、ト
ナーホッパ−９内の一定量のトナー８を現像バット１２
内に供給するトナー排出ローラであり、トナー排出口１
５を塞いでいる。１６ａ．１６ｂはヘルト，チェーンあ
るいはローブ等のループ状の運動伝達部材である。運動
伝達部材１６ａ．１６ｂはトナー排出ローラ１４と平行
に両端を軸支された回転軸ｌ７に固定されたスブロケッ
ト１８ａ．１８ｂと、固定軸１９との間に掛けられてい
る。２０は回転軸１７にほぼ平行に配置され、両端を運
動伝達部材１６ａ，１６ｂに取り付けられたシャフト状
の撹はん部材である。スプロケット１８ａ，１８ｂとト
ナー排出ローラ１４は機体本体のシャーシ２１に配置さ
れたステッピングモータ等駆動源２２からの動力を用い
てアイドラギア２３，２４．２５を介して、それぞれス
プロケットギア２６とトナー排出ローラギア２７を駆動
することによって回転する。さらにトナー排出ローラ１
４はトナーホッパー内壁９ａと近接して配置されている
。運動伝達部材１　６　ａ　，１　６　ｂ　ｓ回転軸１
７、スブロケットＩ　８　ａ　，１　８　ｂ　ｓ回転軸
１９は撹はん部材２０をトナーホッパ−９の内壁に沿っ
て移動させるように取り付けられている。２８は現像剤
ミキサーであり、現像バッ１・１２内に配置されている
。現像剤ミキサー２８はトナーホッパ−９よりトナー排
出口１５を通して供給されたトナー８とキャリア１０と
を撹はん混合し、荷電させ、現像スリーブｌ１に搬送す
る。搬送されたトナー８とキャリア１０は現像スリーブ
１１内に固定されたマグネットローラ２９の磁力により
磁気ブラシを形成させられ、ドクターブレード３０によ
りその高さを制限される。現像スリーブ１ｌの回転に伴
い磁気ブラシは感光体１と接触し、感光体１の静電潜像
が形成された部分にトリ一一８を付着させ粉体画像を形
成する。３１はトナー８とキャリア１０の混合比を検出
するためのトナー濃度センサーであり、ドクターブレー
ド３０に取り付けられている。３２は現像が行われる現
像部である。

次に、上記構成の動作を説明する。まず、高圧電源に接
続された帯電器２内の帯電線３にてコロナ放電を行い感
光体１の表面を一様に−６００Ｖ〜−７００Ｖ程度に帯
電させる。次に感光体１を矢印八方向に回転させ一様に
荷電された感光体１の表面上にレーザビーム等の露光光
線６を照射すると、感光体１上の照射された部分は電荷
が消え、静電的な潜像が形成される。一方、現像バット
１２内のキャリア１０とトナー８は現像剤ミキサー２８
によって充分に摩擦帯電されマグネットローラ２９に吸
引され、現像スリーブｌ１の回転によって現像部３２へ
搬送される。この現像部３２にてキャリア１０とトナー
８は磁気ブラシを形成し、感光体１と接触する。この際
、現像スリーブ１１と感光体１間に電位差を与えると、
感光体１上の静電潜像部にトナー８が付着し可視像を形
成し、現像が終了する。ここでキャリア１０とトナー８
との混合比は、トナー濃度センサー３１にて常に感知さ
れている。トナー８が現像部３２にて感光体ｌに付着し
消費されるとトナー濃度センサー３１が現像バット１２
内のキャリア１０とトナー８の混合比が予め設定した値
より低いと検出し、その検出信号がポストコンピュータ
（図示せず）に導かれ、第４図に示すように、駆動源２
２を駆動し種々のギア２３，２４．２５，２６．２７を
介してトナー排出ローラ１４を回転させトナー排出口１
５を通してトナーホッパ−９内のトナー８を現像バット
１２内の現像剤ミキサー２８上に補給し、設定された混
合比へ回復させ、一定の混合比を維持することになる。

そしてトナーホッパ−９内のトナー８が次第に減少して
行《といつれ、トナー残量センサー３３より下の位置ま
でトナー８が減少する。するとトナー残量センサー３３
はトナー８の量が減少したことを検出し、ホストコンピ
ュータへ検出信号を送る。ホストコンピュータは、その
検出信号に応じて使用者にトナー８の残量が少ないこと
を報知する。

発明が解決しようとする課題 以上のように構成された従来の電子写真装置はトナーホ
ッパ９内のトナーの残墓が少ないことを検出するために
、トナー残量センサを設けなければならなかった。トナ
ーが２成分トナーの場合、トナーは一般にカーボンの粉
体と熱可塑性の樹脂よりなり、トナーの残量を検出する
トナー残量センサとしては、超音波を発生してその音波
の反射特性を見てセンサの前面にトナーがあるかないか
を検出する高価な超音波センサが用いられていた。

このため、電子写真装置が高価になるという問題点を有
していた。

課題を解決するための手段 しかるに、本発明は上記欠点を一掃するものであり、ト
ナーホッパーの底面の一方から他方に向かってほぼ全域
１こわたって移動するとともに再びホッパーの底面の一
方に戻る撹はん部材と、感光体にトナーを与える現像手
段内のトナーの量を測定ずるトナー濃度センサを備え、
現像手段の中のトナーの量が第１の所定値以下になると
トナー排出ローラを回転させるとともに撹はん部材を所
定の方向に移動させ、トナー排出ローラの回転に拘らず
現像手段のトナー量が第１の所定の値に回復しない場合
はトナーの残量が少なくなったことを報知するとともに
撹はん部材を第２の所定の値に達するまで逆転させる制
御装置を設けたことにある。

作　　用 上記手段によって現像手段の中のトナーの量が第１の所
定値以下になるとトナー排出ローラは回転してトナーホ
ッパ内のトナーは現像手段に落ち、現像装置内のトナー
量は一定の範囲内に維持され、トナー排出ローラの回転
に伴って現像手段のトナー量か第１の所定の値に達しな
い場合は撹はん部材が逆転し、トナーホッパ内でプロツ
キングしていたトナーが現像手段に落ち、撹はん部材は
第２の所定の値に達っするまで逆転し、現像装置内のト
ナー量は一定の範囲内に維持されてしばらく画像形成動
作をすることができ、撹はん部材の逆転によっても第２
の所定の値に達ウしない場合はトナー切れを知ることが
できる。

実施例 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の電子写真装置の一実施例を示す側断面
図であり、第２図は本発明の電子写真装置のトナーホッ
パ一部の分解斜視図、第３図は同回路ブロック図であり
、第４図は同動作特性図であり、第５図は同動作を示す
７ローヂャートである。

ここで上記の従来の電子写真装置と同じ構成部材につい
ては同じ番号を付与して詳細な説明を省略する。

３４はモータ制御装置であり、マイクロコンピュータ等
より構成されている。そしてモータ制御装置３４のデー
タ入力端子にはトナー濃度センサ３１が接続されており
、出力端子にはモータ２２が接続されている。３５は電
源である。

次に、上記構成の動作を説明する。まず、高圧電源に接
続された帯電器２内の帯ｔ線３にてコロナ放電を行い感
光体１の表面を一様に−６００Ｖ〜−７００Ｖ程度に帯
電させる。次に感光体１を矢印Ａ方向に回転させ一様に
荷電された感光体１の表面上にレーザビーム等の露光光
線６を照射すると、感光体１上の照射された部分は電荷
が消え、静電的な潜像が形成される。一方、現像バット
１２内のキャリア１０とトナー８は現像剤ミキサー２８
によって充分に摩擦帯電されマグネットローラ２９に吸
引され、現像スリーブ１１の回転によって現像部３２へ
搬送される。この現像部３２にてキャリア１０とトナー
８は磁気ブラシを形成し、感光体１と接触する。この際
、現像スリーブ１１と感光体１間に電位差を与えると、
感光体ｌ上の静電潜像部にトナー８が付着し可視像を形
成し、現像が終了する。ここでキャリア１０とトナー８
との混合比は、トナー濃度センサー３１にて常に感知さ
れている。

以下の動作は第５図のフロチャートに従って説明をする
。トナー８が現像部３２によって感光体１に付着し消費
されるとトナー濃度センサー３１が現像バット１２内の
キャリア１０とトナー８の混合比が予め設定したトナー
補給開始レベルより低いとステップａで検出し、その検
出信号がモータ制御装置３４に導かれ、第４図に示すよ
うに、ステップｂでモータ２２を正転駆動し種々のギア
２３，２４．２５，２６．２７を介してトナー排出ロー
ラｌ４および撹はん部材２０を正転させトナー排出口１
５を通してトナーホッパ−９内のトナー８を現像バット
ｌ２内の現像剤ミキサー２８上に補給する。ステップＣ
で現像バット１２内のトナーが第１のトナー補給停止レ
ベルまで回復したか否かチェックし、第１のトナー補給
停止レベルまで回復した場合はステップｄへ行きモータ
２２を停止させ、トナー排出ローラ１４および撹はん部
材２０の回転を停止させる。このようにして設定された
混合比へ回復させ、一定の混合比を維持することになる
。ステップｅで画像形成の終了か否かチェックし、終了
であれば動作終了へ行き、終了でないならばステップａ
へ戻る。画像形成動作にともなってトナーホッパ−９内
のトナー８が次第に減少して行き、第１図の線Ｑで示さ
れるようにプロツキングしたトナー８しか残っていない
状態になる。するとモータ制御装置３４かモータ２２の
正転を指示しても、もはやトナー８はトナーホッパ−９
より排出されず、現像バット１２内のトナー８は次第に
減少して行き、ステップＣで第１のトナー排出停止レベ
ルまでトナーの量は達しないことになる。ここでステッ
プｆへ進み、第２のトナー補給停止レベルを設定する。

第２のトナー補給停止レベルは画像形成動作に必要な最
低限度近くの値に設定する。そしてステップｇに進み、
動作停止レベルを設定する。ステップｈでトナーの量を
監視し、トナーの量が第２のトナー補給停止レベル以下
になると、ステップｉでモータを逆転させる。すると、
撹はん部材２０も逆転し、トナーホッパ−９内でプロツ
キングしていたトナー８は撹はん部材２０によって現像
バット１２へ排出される。撹はん部材２０の逆転によっ
ても現像バット１２内のトナーの量があまり増加しなく
なると、ステップｊでトナーの量が動作停止レベルに達
する。するとステップｋへ進み、トナーが切れたことを
示す信号をメモリに格納し、そしてステップ１でトナー
が切れたことを表示して動作を停止する。

このように本発明゛の電子写真装置は、トナー濃度セン
サでトナーバット内のトナーの量を検出することとトナ
ーホッパ内のトナーの残量を検出することができる。

発明の効果 以上のように本発明は、トナーホッパーの底面の一方か
ら他方に向かってほぼ全域にわたって移動するとともに
再びホッパーの底面の一方に戻る撹はん部材と、感光体
にトナーを与える現像手段内のトナーの量を測定するト
ナー濃度センサを備え、現像手段の中のトナーの量が第
１の所定値以下になるとトナー排出ローラを回転させる
とともに撹はん部材を所定の方向に移動させ、トナー排
出ローラの回転に拘らず現像手段のトナー量が第１の所
定の値に回復しない場合はトナーの残祉が少なくなった
ことを報知するとともに撹はん部材を第２の所定の値に
達するまで逆転させる制御装置を設けたため、現像手段
の中のトナーの量が第１の、所定値以下になるとトナー
排出ローラは回転してトナーホッパ内のトナーは現像手
段に落ち、現像装置内のトナー量は一定の範囲内に維持
され、トナー排出ローラの回転に拘らず現像手段のトナ
一量が第１の所定の値に回復しない場合は撹はん部材が
逆転し、トナーホッパ内でブロッキングしていたトナー
か現像手段に落ち、撹はん部材は第２の所定の値に達す
るまで逆転する。撹はん部材の逆転にともなって落ちる
トナーの量は不安定であり、場合によっては少量しか落
ちないこともあるが、第２の所定の値は第１の所定の値
より低い値に設定されているため、撹はん部材の逆転に
ともなって現像装置内のトナー量は第２の所定の値に回
復する可能性が極めて高い。よって現像装置内のトナー
量はトナー排出ローラの回転に拘らず第１の所定の値に
回復しない場合は、撹はん部材およびトナー排出ローラ
の逆回転によって第２の所定の値に維持されてしばらく
画像形成動作をすることができ、撹はん部材の逆転によ
っても第２の所定の値に回復しない場合はトナー切れを
知ることができ、高価なトナー残量センサを必要とせず
、安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子写真装置の一実施例を示す側断面
図、第２図は同トナーホッパ一部分の斜視図、第３図は
同回路ブロック図、第４図は同動作特性図、第５図は同
動作状態を示すフロチャート、第６図は従来の電子写真
装置の側面図、第７図は同トナーホッパ一部分の斜視図
である。 １・・・感光体　　　２・・・帯電器　　　　３・・・
帯電線４・・・シールド板　５・・・グリッド板　６・
・・露光光線７・・・現像装置　８・・・トナー　９・
・・トナーホッパー１０・・・キャリア　　　　　　１
１・・・現像スリーブｌ２・・・現像バット　　　　１
３・・・トナーホッパー１４・・・トナー排出ローラ　
　１５・・・トナー排出口１６ａ．１６ｂ・・・運動伝
達部材　　ｌ７・・・回転軸１８ａ，１８ｂ・・・スブ
ロケット　　ｌ９・・・固定軸２０・・・撹はん部材　
　　　　　　２ｌ・・・シャーシ２２・・・駆動源　２
３，２４．２５・・・アイドラギア２６・・・スブロケ
ットギア ２７・・・トナー排出ローラギア ２８・・・現像剤ミキサー　２９・・・マグネットＬ１
−ラ３０・・・ドクターブレード ３１・・・トナー濃度センサー　　　　３２・・・現像
部第 １ 図 １３ １２：現像バフト ３２：現偉部 第 ３ 図 第 ４ 図 トナーエンプテイ 第 ６ 図 １３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　トナーホッパーの底面にトナー排出口を設け、前記ト
   ナー排出口を塞ぐとともに回転自在なトナー排出ローラ
   を収納し、前記ホッパーの底面の一方から他方に向かっ
   てほぼ全域にわたって移動するとともに再び前記ホッパ
   ーの底面の一方に戻る撹はん部材と、前記トナー排出ロ
   ーラの回転にともなって前記トナーホッパーよりトナー
   の供給を受けるとともに感光体にトナーを与える現像手
   段と、前記現像手段内のトナーの量を測定するトナー濃
   度センサを備え、 現像手段の中のトナーの量が第１の設定値以下になると
   トナーの量が第１の設定値に回復するまでトナー排出ロ
   ーラを回転させるとともに前記撹はん部材を所定の方向
   に移動させ、前記トナー排出ローラの回転に拘らず前記
   現像手段のトナー量が第１の設定値に回復しなくなった
   場合はトナーの残量が少なくなったことを報知するとと
   もにトナーの量が第１の設定値以下である第２の設定値
   以上になるまで前記撹はん部材を逆転させる制御装置を
   設けたことを特徴とする電子写真装置。