JPH04136962A - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、乾式二成分現像剤を用いる現像装置に関する
ものである。

〔従来技術とその問題点〕

トナーとキャリヤとからなる二成分現像剤（以下、単に
現像剤と言う）を用いる現像装置は、通常、前記現像剤
を収容する現像室と、該現像室内のトナーの消費を補う
べく前記現像室内にトナーを補給する為のトナーのみを
収容するトナーホッパとを備えている。ところで、この
様な装置には、前記現像室を単体若しくはトナーホッパ
等と一体化した所謂ユニットとして画像形成機器に着脱
自在にしたものと、前記画像形成機器に据置くタイプの
ものとがある。そして、前者の場合、前記現像室内には
予め所定量の前記現像剤が収容されていて、所定の期間
が経過した時点（現像剤、主としてキャリヤの劣化によ
る寿命時期）で前記ユニット毎交換される。又、後者の
場合には、前記現像室内の現像剤自体を前者と同様に寿
命時期に合わせて定期的に新しい現像剤と交換する。そ
して、上述した何れのタイプのものであっても、前記現
像室内の現像剤中のトナー濃度を所定範囲内に制御する
必要がある。その為、通常は、現像室内に収容される現
像剤中のトナー濃度をセンサで検出し、その検出値に応
じトナーホッパに収容されたトナーを前記現像室内に適
量づつ補給してトナー濃度を制御している。磁性キャリ
ヤを用いる現像剤のトナー濃度制御方法の一例として、
トナー濃度を現像剤の透磁率から検出し、トナー濃度検
出値として透磁率を電圧に変換して出力し、この出力電
圧値に応じてトナーを補給し、トナー濃度を所定範囲に
制御する方法がある。

上述の方法で用いるトナー濃度センサは、第３図に示す
様なトナー濃度と出力電圧との関係特性を備えている。

トナー濃度の制御目標を９％に設定した場合、そのトナ
ー濃度に対応する出力電圧２、Ｏｖをトナー補給を行な
う際の基準電圧ＶＯとする。そして、現像室内にはトナ
ー濃度が９％の初期現像剤を予め収容或いは最初に投入
しておく。

ここで、現像剤を“′予め収容しておく゛とは前述のユ
ニットタイプの場合を意味し、′最初に投入しておく゛
とは前述の据置きタイプの場合の現像剤交換時の新しい
現像剤の投入を意味する。これにより、画像形成を開始
してトナーが消費され、トナー濃度が９％以下に下がる
と、トナー濃度センサからの出力電圧値が２．Ｏｖを越
えてトナー補給が実施され、現像剤中のトナー濃度が約
９％前後の適正範囲内に制御される。そして、トナーが
補給し尽くされた後は、トナー濃度を前記適正範囲内に
制御することが不可能となるので、現像装置の使用を適
宜停止（画像形成をストップ）させる。

然るに、トナー濃度センサには、センサ自体の感度特性
や取り付は精度等のバラツキにより、第４図に示す様な
ＭＡＸ特性やＭＩＮ特性を有するものもある。ＭＡＸ特
性を有する場合、現像装置の最初の使用開始時（ここで
、現像装置の最初の使用開始とは、前述のユニットであ
れば新品ユニットの交換直後、据置きタイプであれば新
しい現像剤に交換された直後に、最初に使用され始める
ことと定義する）において既に、トナー濃度センサから
の出力電圧が２．５ｖと基準電圧ｖＯから大きく外れて
しまう。その為、出力電圧が基準電圧ＶＯに戻るまでに
頻繁にトナー補給が行なわれ、例えばトナー補給を１０
回連続して実施すると“トナー無し゛と判断し画像形成
をストップするという運転条件を設定していたら、新品
ユニット或いは新品現像剤で画像形成ストップ状態に陥
る不都合が発生する。

上述の不都合を防止する為、“トナー無し“の判断条件
を、例えばトナー補給を連続２０回行なった時点で“ト
ナー無し°゛と判断する様に緩めれば、ＭＩＮ特性を有
するトナー濃度センサによる場合に不都合が発生する。

即ち、ＭＩＮ特性の場合はトナー濃度が７％以下となっ
て初めてトナー補給が行なわれるが、それまではトナー
補給がなされない為に現像剤中のトナーが不足気味とな
る。

加えて、画像形成ストップに至る“トナー無し゛の判断
条件を緩めているから、トナー濃度が制御範囲以下に低
下しても画像形成がストップされず、画像濃度の低下や
キャリヤ引き等を引き起こし、感光体等の像担持体や定
着ロールを傷つける虞がある。

〔発明の目的〕

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので
あって、トナー濃度センサの検出特性のバラツキに拘わ
らず常にトナー濃度を適正範囲に制御し、良好な画像を
安定して得ることが可能な現像装置を提供することを目
的とする。

〔発明の要点〕

本発明は、上記目的を達成する為、トナーとキャリヤか
らなる現像剤を収容する現像室と、前記現像室に補給す
る補給用トナーを収容するトナー補給室と、前記補給用
トナーを適量づつ前記現像室内に補給するトナー補給手
段と、前記現像室内に収容した現像剤中のトナー濃度を
検出するトナー濃度検出センサと、前記トナー濃度検出
センサが出力する検出信号に応じて前記トナー補給手段
を作動させトナー濃度を所定範囲内に制御するトナー濃
度制御手段とを有する現像装置において、前記現像室に
予め収容或いは最初に投入する初期現像剤がトナー濃度
を前記所定範囲の中心値より高く調製した現像剤である
ことを要点とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例について、第１図及び第２図に基
づき詳細に説明する。

第２図は光書込みプリンタに用いる本発明の一実施例と
しての二成分現像方式の現像装置を示す断面図である。

現像装置は、大略、補給用トナーｔを収容するトナーホ
ッパ１と、トナーと磁性キャリヤを混合した現像剤ｄを
収容する現像槽２からなる。トナーホッパ１内の底部側
には、掻き」二げ部材３を駆動回転可能に配設しである
。トナーホッパ１の」二面壁は蓋１ａにて密封してあり
、トナーホッパ１内には、予め現像装置の寿命に見合う
だけの補給用トナーｔを収容しである（従って、本例の
現像装置は］・ナーを消費し終ると新しい現像装置と交
換する所謂現像器ユニットとじである）。

尚、蓋１ａを回動開閉可能に形成し、トナーホッパ１内
の補給トナーｔが補給し尽くされる毎にその蓋１　ａを
開いて補充用トナーをトナー補給ロールに投入するよう
構成することもできる。

トナーホッパ１と現像槽２の境界部には、連通口Ｐを形
成し、この連通口Ｐのトナーホッパ１側には、トナー補
給ロール４を配設し、連通口Ｐを封止しである。トナー
補給ロール４は、スポンジ等の可視性に富む弾性祠料か
らなり、後述するトナー濃度センサ９の検出出力電圧に
応じて図外の駆動手段により間欠的に駆動回転され、補
給トナーｔを適量づつ現像槽２内に補給する。

現像槽２内でその後壁２ａに近い底部には、攪拌ロール
５を矢印方向に駆動回転可能に配設しである。この攪拌
ロール５に並べて、現像スリーブ６を矢印方向に駆動回
転可能に設置しである。この場合、現像スリーブ６の周
面の一部を、感光体ドラム等の像担持体に臨ませる開口
Ｏから露出させである。現像スリーブ６の内部には、マ
グネットロール７を固定設置しである。従って、現像ス
リーブ６の回転と共に、現像槽２内の現像剤ｄが現像ス
リーブ６周面」二をその回転方向に沿って搬送される。

現像スリーブ６の−に方には、ドクタブレード８を配設
しである。ドクタブレード８は、先端を現像スリーブ６
表面に近接させて正直に支持され現像スリーブ６の回転
と共に搬送されてくる現像剤ｄの層厚を規制する。層厚
規制を受けて形成された現像剤ｄの薄層は、現像スリー
ブ６の回転と共に感光体ドラムＰｄ周面に最近接する現
像位置りに搬送される。現像位置りでは、感光体ドラム
Ｐｄの回転と共にその」１流側において周面」−に形成
された静電潜像が搬送されてきており、その静電潜像に
現像スリーブ６側からトナーが供給され、静電潜像がト
ナー像に現像される。この後、現像剤ｄの薄層は、現像
スリーブ６の回転と共に現像層２内に返送され、収容さ
れている現像剤ｄと混合攪拌される。

現像層２の後壁２ａて撹拌ロール５に近接対向する位置
には、トナー１度センサ９を配設しである。本例のトナ
ー焉度センサ９は、現像剤ｄ中のトナー濃度の変化を磁
性キャリヤの割合の変化に基づく透磁率の変化から検出
する方式のセンサである。この場合、トナー濃度の変化
に対応する透磁率の変化がセンサ内部の検出コイルのイ
ンダクタンス変化に基づく電圧変化に変換されて出力さ
れる。そして、トナー濃度と出力電圧の間には、前述し
た様に、第４図に示す様な３種類に大別できる関係特性
が成立する。

トナー濃度センサ９は、トナー濃度制御部１０に接続し
である。トナー濃度制御部１０は、トナーｉ’Ｅ１度セ
ンサ９から送られてくる検出信号としての出力電圧Ｖに
応じてトナー補給ロール４を所定時間回転させ、トナー
を現像槽２内に適量づつ補給する。本例では、現像剤ｄ
中のトナー濃度を７〜１１％に制御する。その為、トナ
ー濃度センサ９が例えば２．４秒毎に１回の頻度でトナ
ー濃度のサンプリング検出を行ない、その検出信号とし
ての出力電圧が２．０Ｖを越えればトナー補給ロール４
を例えば１．０秒間だけ回転させる。このトナー補給動
作が１０回以上行なわれた時点で“トナー無し”と判断
し、プリントを停止させる。

而して、最初の使用開始前の現像装置における現像槽２
内には、本例ではトナー濃度が１１％（制御範囲の上限
値）の初期現像剤ｄを予め必要量だけ投入しである。こ
れにより、トナー１度センサ９の検出特性に拘わらず、
現像剤ｄ中のトナー濃度を７〜１１％の適正範囲内に安
定して制御することができる。

トナー濃度センサの検出特性がＭＡＸである場合、第４
図から、初期現像剤のトナー濃度１１％で２．０Ｖの出
力電圧がトナー濃度制御部１０に送られるから、第１図
（ａ）に示す様に使用開始後まもなくトナー補給が実施
される。従って、第１図（ｂ）に示す様に、トナー補給
が連続１０回以」二実施されて“トナー無し”と判断さ
れるまでの間、トナー濃度が１１％前後に安定制御され
る。

トナー濃度センサ９が正常特性の場合、使用開始後の一
定期間、即ちトナー濃度が１１％から９％に下がるまで
の間は、トナー補給が実施されない。トナー濃度が９％
以下となってトナー補給が開始された後は、上述と同様
のトナー濃度制御動作が繰り返され、補給用トナーが消
費され″トナー無し゛となるまで、トナー濃度が９％前
後に安定的に制御される。

トナー濃度センサ９の検出特性がＭＩＮ特性の場合は、
トナー濃度が１１％から７％に下がるまでトナーが補給
されず、それ以降は同様のトナー濃度制御動作が実施さ
れ、“′トナー無し“′に至るまでトナー濃度が７％前
後に制御される。

以上の様にして、トナー濃度センサの検出特性に拘わら
ず、現像装置の最初の使用開始から″トナー無し”とな
り画像形成がストップされるまで、トナー濃度が７〜１
１％の適正範囲に安定的に制御される。従って、新品現
像装置の使用開始時において“トナー無し”と判断され
る不都合や、画像濃度が極度に低下しキャリヤ引きを引
き起こす不都合が確実に防止され、良好な画像を安定し
て形成することが可能となる。

尚、本発明は、上記の特定の実施例に限定されるべきも
のでなく、本発明の技術的範囲において種々の変形が可
能であることは勿論である。例えば、初期現像剤のトナ
ー濃度は、トナー濃度制御範囲の」二限値に限らず、中
心値と上限値の間の濃度に設定すればよい。但しその場
合、トナー漉度センサのＭＡＸ検出特性との関係で、使
用開始時からトナー補給が成る程度連続して実施されて
も画像形成をストップさせない様に、“トナー無し”の
判定基準を適切に設定する必要がある。

又、上記実施例では現像装置を所謂ユニットタイプのも
ので説明したが、新品現像剤を定期的に交換する前述の
据置きタイプの場合にも、本案は当然適用できる。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明した様に、本発明によれば、現像室内
に予め収容或いは最初に投入する初期現像剤として、ト
ナー濃度が制御すべき範囲の中心値より高く調製した現
像剤を用いることにより、トナー濃度検出センサの検出
特性に拘わらず、常にトナー濃度を適正範囲内に安定し
て制御することができる。従って、現像装置が最初の使
用開始時から″トナー無し゛と判断されたり、画像濃度
の極端な低下による画像不良やキャリヤ引きの発生を確
実に防止することができる。その結果、感光体ドラムや
定着ロールをキャリヤで傷つけることなく、良好な画像
を長期に亘って得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）及び第１図（ｂ）は夫々本発明の一実施例
としての光書込みプリンタ用現像装置におけるトナー補
給動作を示すタイムチャート図とトナー濃度とプリント
枚数との関係を示すグラフ図、第２図は上記現像装置を
示す模式的断面図、第３図及び第４図は夫々トナー濃度
センサの標準検出特性と検出特性のバラツキを示す各グ
ラフ図である。 １・・・トナーホッパ ２・・・現像槽 ４・・・トナー補給ロール ５・・・攪拌ロール ６・・・現像スリーブ 訃・・ドクタブレード ９・・・トナー濃度センサ ０・・・ トナー濃度制御部 Ｐｄ・・・感光体ドラム ｖＯ・・・基準電圧

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. トナーとキャリヤからなる現像剤を収容する現像室と、
   前記現像室に補給する補給用トナーを収容するトナー補
   給室と、前記補給用トナーを適量づつ前記現像室内に補
   給するトナー補給手段と、前記現像室内に収容した現像
   剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出センサと、
   前記トナー濃度検出センサが出力する検出信号に応じて
   前記トナー補給手段を作動させトナー濃度を所定範囲内
   に制御するトナー濃度制御手段とを有する現像装置にお
   いて、前記現像室に予め収容或いは最初に投入する初期
   現像剤がトナー濃度を前記所定範囲の中心値より高く調
   製した現像剤であることを特徴とする現像装置。