JPH06258940A

JPH06258940A - 電子写真記録装置の現像装置

Info

Publication number: JPH06258940A
Application number: JP5044905A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Nakamura; 鐡也中村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-03-05
Filing date: 1993-03-05
Publication date: 1994-09-16

Abstract

(57)【要約】【目的】トナーホッパ内のトナーが増減しても画像濃
度の変化が少い現像装置の提供。【構成】トナーを担持し感光体８に接触して感光体上
の静電潜像を現像する現像ローラ１と、トナーが貯蔵さ
れトナーの自重により前記現像ローラ１にトナーを供給
するトナーホッパ５とを有する電子写真記録装置の現像
装置において、トナーホッパ５内のトナーを現像ローラ
１に向けて強制的に移送する供給ローラ２と、前記トナ
ーホッパ５内のトナー量を検出するトナー量検出部１２
と、このトナー量検出部の情報を受け前記トナーホッパ
内のトナー量が減少するに従って前記供給ローラ２の回
転数を増大させる回転数制御部１３とを具備して構成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばレーザービーム
プリンタなどの電子写真記録装置に用いられ電子写真プ
ロセス中の現像プロセスを実行する現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真記録方式の現像プロセスにおけ
る現像方式の一つとして、非磁性の絶縁性トナーを用い
現像ローラを感光体と接触させて現像を行う、いわゆる
非磁性一成分接触現像方式がある。

【０００３】図８はこのような現像方式を用いて現像を
行う現像装置の一構成例を示す断面図である。図中、１
は導電性の現像ローラであり導電性ウレタンゴム等で構
成され図示しない感光体に接触して平行に設けられてい
る。２は供給ローラであり導電性ウレタンスポンジ等で
構成され、現像ローラ１と接触を保ちながら回転する。
３は現像ローラ１上のトナーを薄層化する現像ブレード
で、硬度８０度程度のごむ（例えばシリコーンゴム等）
で構成されている。４はトナーを撹拌すると共に前記現
像ローラ１方向にトナーを付勢するアジテータ、５はト
ナーホッパー、６は非磁性一成分のトナー、７はトナー
ホッパー中のトナー量を検知するトナーセンサーであ
る。

【０００４】次にこの現像装置の動作を説明する。トナ
ーホッパー５中のトナー６は自重もしくはアジテータ４
の回転により供給ローラ２の方向に移動する。さらに供
給ローラ２は現像ローラ１に接触しながら回転し、トナ
ーを現像ローラ１に供給する。またこのとき現像ローラ
１と供給ローラ２の間には適当な電力量を設け、クーロ
ン力によりトナーを現像ローラ１方向に供給する。次に
現像ブレード３は、現像ローラ１上のトナーを薄層化す
るとともに摩擦帯電による電荷をトナーに与える。

【０００５】薄層化されたトナーを担持した現像ローラ
１は図示しない感光体に接触しながら駆動され感光体上
の静電潜像を現像する。以上のような動作の中で、トナ
ーホッパー５中のトナー量は常時トナーセンサー７によ
り検知され、通常はトナー量があるレベルまで減少する
とトナー欠表示を行いトナーの補給を行うようになる。
以上の繰り返しにより、感光体及び現像装置の寿命まで
動作する。

【０００６】ところで、上記現像装置では、現像ローラ
１へのトナーの供給は、現像ローラ１と接触を保ちなが
ら回転し、現像ローラ１との間に電位差をもたされた供
給ローラ１やトナーホッパ５内で回転するアジテータ４
の他にトナーの自重により行われている。そのため、ト
ナーホッパ５中のトナー量の変化によりトナーの自重が
変化すると、現像ローラ１へのトナー供給量が変化す
る。

【０００７】図９は、従来の現像装置を用いたときの、
トナーホッパ５中のトナー量と画像濃度との関係を示し
た図であるが、トナー量の減少に伴い画像濃度の低下が
見られる。また、図１０はホッパー中のトナー量と背景
カブリとの関係を示す図であるが、この図より、トナー
量が増加するとカブリが増加しトナー量が減少するとカ
ブリが減少する傾向にあることがわかる。これらは、ト
ナーの自重による供給力が、トナーの量により増減する
ためである。

【０００８】以上のように、従来の現像装置では、トナ
ー自重による供給力がトナーホッパ５中のトナー量の増
減により増減するので、例えば、トナーホッパ５にトナ
ーを補給した時点を基準として適切な濃度となるように
全体の供給力（供給ローラ、アジテータを含めた供給
力）を調整しても、トナーホッパ５中のトナーが減少す
るにつれて画像濃度が薄くなるという問題が生じる。ま
た、寿命までのトナー交換回数を減らす為にトナーホッ
パを大きくするとなれば、カブリが増加することが予想
され、カブリが増加しないようにトナーホッパを水平方
向に延ばして自重による影響を小さくすると複雑なアジ
テータ等によりトナー供給を行わねばならないといった
問題点が発生する。

【０００９】また、図１１にトナー補給後のカブリの変
化を通紙枚数との関係で示したが、初期から数１０枚の
間は特にカブリが発生しやすい傾向がある。これは、ト
ナーホッパ中に新しいトナーを補給した状態では、未帯
電トナーが多い事や、トナーの初期の流動性が良い事か
ら噴流性が高くなり現像装置外に出やすい状態になるた
めである。このようなトナーの性質を考慮して現像装置
を構成する場合、例えば現像ローラ１の表面粗さを小さ
くし或いは現像ブレード３の押圧力を増加する等によ
り、トナーを現像装置外に出にくい構成にすれば画質の
変化をある程度抑制できるが、製造上の問題やトルク上
昇等の問題がある。特に、高画質化を考えて小粒径トナ
ーを使用する場合は、現像ローラ１の表面粗さやブレー
ド圧力でカブリを抑えることがむずかしくなってくる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、上記装
置ではトナーの現像ローラへの供給力がトナーの自重も
しくは、トナー流動性の変化により大きく増減するため
に、装置動作中に画質が徐々に変化するという問題点が
あった。

【００１１】そこで、本発明はこの問題点を除去し、画
質変化の少ない現像装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、トナーを
担持し感光体に接触して感光体上の静電潜像を現像する
現像ローラと、トナーが貯蔵され前記現像ローラにトナ
ーを供給するトナーホッパとを有する電子写真記録装置
の現像装置において、前記トナーホッパ内のトナーを前
記現像ローラに向けて強制的に移送するトナー移送手段
と、前記トナーホッパ内のトナー量を検出するトナー量
検出手段と、前記トナーホッパ内のトナー量が減少する
に従って前記トナー移送手段のトナー移送能力を増大さ
せる制御手段とを具備して構成される。

【００１３】第２の発明は、トナーを担持し感光体に接
触して感光体上の静電潜像を現像する現像ローラと、ト
ナーが貯蔵され前記現像ローラにトナーを供給するトナ
ーホッパとを有する電子写真記録装置の現像装置におい
て、前記トナーホッパ内のトナーを前記現像ローラに向
けて強制的に移送するトナー移送手段と、前記感光体に
形成されたトナー像を転写させられるべく前記感光体の
表面を通過する所定サイズの用紙の枚数を前記トナーホ
ッパに一定量のトナーを補給した時点を基準としてカウ
ントするカウンターと、前記感光体の表面を通過する用
紙の枚数が増加するに従って前記トナー移送手段のトナ
ー移送能力を増大させる制御手段とを具備して構成され
る。

【００１４】

【作用】第１の発明では、トナーホッパ内のトナーの量
が減少しトナー自重によるトナーの供給力が減少する
と、トナー量検出手段からの情報を受けた制御手段はト
ナー移送手段のトナー移送能力を増大させ、トナー自重
によるトナー供給力の低下はトナー移送手段のトナー供
給力の増大で補われる。

【００１５】第２の発明では、トナー補給後の通紙枚数
をカウントし、通紙枚数が増加するに従ってトナー移送
手段のトナー移送能力を増大させているので、トナー補
給直後のトナー流動性の高いときにあっても、また、複
数の用紙にトナー像が転写され、従って、トナーホッパ
内のトナーの流動性が低下したときであっても、一定量
のトナーが現像ローラに供給される。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図７を参照
して詳述する。

【００１７】図１は本発明の第１の実施例にかかる電子
写真記録装置の要部構成を模式的に示す図である。尚、
図８と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は
省略する。

【００１８】図中、８は感光性を有する感光体であり、
図示しない駆動系により回転駆動される。９は帯電器で
あり、スコロトロンタイプの帯電器で構成されている。
１０は露光部、１１は転写部である。転写部１１は、ウ
レタンスポンジ等の接触型の転写ロールで構成されてい
る。１２はトナーセンサー７からの信号をうけてトナー
残量を検知するトナー残量検出部であり、アジテータ４
の回転に伴うセンサー７のＯＮ・ＯＦＦ時間比からトナ
ー残量を検出する。１３は供給ローラ２の回転数を制御
する回転数制御部で、トナー残量データに応じた回転数
を設定する演算部と駆動部より構成されている。

【００１９】次にこの装置の動作を説明する。トナーホ
ッパー５中のトナー６は、図示しない駆動部により回転
駆動されるアジテータ４により供給ローラ２に供給さ
れ、さらに供給ローラ２の回転等により現像ローラ１に
供給される。その後現像ブレード３で帯電・薄層化さ
れ、感光体８上の静電潜像を現像する。

【００２０】トナーセンサー７は圧電素子で構成されて
おり、トナーホッパー５の壁にとりつけられ、アジテー
タ４の回転にともない図２のような信号を発生する。す
なわち、アジテータ４の回転により、一周に一回トナー
センサー７の面上からトナーが掃かれトナー無しの信号
の検出が行われる。この信号はトナー量の減少により時
間が増加するので、トナー残量検出部１２ではこのＯＮ
・ＯＦＦ時間比の変化によりトナー残量を算出する。

【００２１】回転数制御部１３では、トナー残量算出結
果をもとに供給ローラ２の回転数を制御する。図３はト
ナー残量と回転数の関係を示す図である。この関係は、
トナー種類や現像機形状により変化するのでそれぞれの
システムにより最適化が異なるが、トナー残量が減少
し、トナー自重によるトナー供給力の低下を、トナー移
送手段であるところの供給ローラ２の回転数の増加で補
い、常に一定量のトナーが現像ローラ１に供給される関
係となれば良い。このような関係とすることにより、ト
ナーホッパ５内のトナーが増減しても常に一定の画像濃
度を得ることができる。

【００２２】図４は本発明の第２の実施例にかかる電子
写真記録装置の要部構成を模式的に示す図である。本例
では、回転数制御部１３によりアジテータ４の回転数を
制御する構成としたことを除き、第１の実施例と同様で
あるが、アジテータ４は供給ローラ２よりも現像ローラ
１から離れているので、供給ローラ２の場合に比べ回転
数の増減を大きくする必要がある。

【００２３】図５は本発明の第３の実施例にかかる電子
写真記録装置の要部構成を模式的に示す図である。本例
では、供給ローラ２は図示せぬ移動機構に保持されてお
り、供給ローラ２は、現像ローラ１との接触を保ちなが
ら回転し、かつ、現像ブレード３に対して近接離間する
方向へ移動できる構成となっている。そして、供給ロー
ラ位置制御部１５は、トナー残量検出部１２の情報を受
け、トナーの残量が減少するに従って供給ローラ２が現
像ブレード３に近づく方向へ移動するように制御する。
このような方法を用いたのは、現像ローラ１に付着する
トナーの大部分は供給ローラ２より供給され、現像ロー
ラ１が所定方向へ回転して現像ブレード３にて薄層化さ
れるので、現像ブレード３と供給ローラ２との距離が大
きくなると現像ローラ１に付着するトナーは減少する傾
向にあり、距離が小さくなると増大する傾向にあること
による。

【００２４】図６は本発明の第４の実施例にかかる電子
写真記録装置の要部構成を模式的に示す図である。一般
的に非磁性一成分系のトナーは被帯電部材（例えば現像
ローラ、ブレード）の帯電能力が２成分現像に比べると
著しく低いために帯電制御剤等の添加により一定の極性
で高い帯電量を得られる様に制御されており、このため
供給ローラ２・現像ローラ１間に任意の電位差を与える
ことにより現像ローラ１側に一定の極性のトナーを供給
できる。そのため本例の現像装置でも、供給ローラ２と
現像ローラ１とにはトナーが現像ローラ１側に移動する
ように電圧が加えられている。そして、本例では、電圧
制御部１６は、トナー残量検出部１２の情報を受け、ト
ナーの残量が減少するに従って供給ローラ２と現像ロー
ラ１との間の電位差が増すように両ローラ１，２に加え
られる電圧の制御をしている。

【００２５】尚、上記各実施例では、トナーの自重によ
るトナー供給量の低下を夫々異なる方法で補う場合につ
き示したが、夫々の手段を組み合わせることにより、ト
ナー供給量を一定化させても良い。

【００２６】図７は本発明の第５の実施例に係る電子写
真記録装置の要部構成を模式的に示す図である。本例で
は、トナーホッパ５中のトナー量が減少しトナー自重に
よるトナー供給量の低下を補うと共に、トナー補給直後
の流動性の高いトナーの状態が原因で生ずるカブリの発
生を防止する構成となっている。

【００２７】トナー量の減少に対する手段としては、第
１の実施例と同様ホッパ５内のトナー６の残量をトナー
残量検出部１２で検出し、この検出部１２の信号を回転
数制御部１３が受け供給ローラ２の回転数を制御する。

【００２８】また、トナー補給直後の流動性の高いトナ
ーによるカブリの発生防止については、一定量のトナー
をホッパ５に補給した時点を基準として、感光体８によ
り転写される所定サイズ（例えばＡ４）の用紙の枚数
（以下、通紙枚数と称す）を図示せぬ機構側に設けられ
た通紙枚数検出部１８でカウントし、この検出部１８の
情報を受けた回転数制御部１３により供給ローラ２の回
転数が制御される。この場合に、トナーの流動性が高
く、従って、供給ローラ２が一定の回転数の場合に現像
ローラ１側へのトナーの供給量が多くなり過ぎてカブリ
が生じるのであるから、通紙枚数が少いときは供給ロー
ラ２の回転数を小さくし、通紙枚数が多くなるにつれて
供給ローラ２の回転数を大きくする。

【００２９】そして、本例においては、上記トナー残量
検出部１２及び通紙枚数検出部１８の２つの情報を受け
て回転数制御部１３が供給ローラ２の回転数を制御する
ことにより、トナー補給後のカブリ量が少く、かつ、画
像濃度の変動の小さい一定量のトナーを現像ローラ１へ
供給する。

【００３０】尚、本例では、回転数制御部１３は、通紙
枚数制御部１８の情報と共にトナー残量検出部１２の情
報を受けているが、通紙枚数制御部１８のみの情報を受
け、トナーの流動性の変化による弊害のみを除去する構
成としても良い。また、通紙枚数制御部１８の情報で供
給ローラ２の回転数を制御するのではなく、前述した第
２乃至第４の実施例に示した制御を行っても良く、ま
た、これらを組み合わせた制御を行っても良い。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明に係る
現像装置では、トナーホッパ内のトナーの量が減少しト
ナー自重によるトナー供給力が減少しても、トナー移送
手段のトナー移送能力は増大するので、トナーホッパ内
のトナーの量が変化しても現像ローラには常に一定量の
トナーが供給され、画像濃度は安定する。

【００３２】また、第２の発明に係る現像装置では、ト
ナー補給直後のトナーの流動性が高いときにあってはト
ナー移送手段のトナー移送能力は小さくされ、通紙枚数
が多くなり、トナーの流動性が低くなるにつれてトナー
移送手段のトナー移送能力は大きくされるので、トナー
の流動性が高いために生ずるカブリの発生は少くなり、
また、画像濃度も安定する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る現像装置の第１の実施例を示す
図。

【図２】アジテータの回転に伴うトナーセンサ信号の変
化を示す図。

【図３】トナーホッパー内のトナー量に対する供給ロー
ラ回転数制御の一例を示す図。

【図４】本発明に係る現像装置の第２の実施例を示す
図。

【図５】本発明に係る現像装置の第３の実施例を示す
図。

【図６】本発明に係る現像装置の第４の実施例を示す
図。

【図７】本発明に係る現像装置の第５の実施例を示す
図。

【図８】従来の現像装置を示す図。

【図９】トナーホッパ内のトナー量と画像濃度との関係
を示す図。

【図１０】トナーホッパ内のトナー量と背景カブリとの
関係を示す図。

【図１１】トナー補給後の通紙枚数とカブリの変化を示
す図。

【符号の説明】

１現像ローラ２供給ロー
ラ３現像ブレード４アジテー
タ５トナーホッパ６トナー７トナーセンサ８感光体１２トナー残量検出部１３回転数
制御部１５供給ローラ位置制御部１６電圧制
御部１８通紙枚数検出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーを担持し感光体に接触して感光体
上の静電潜像を現像する現像ローラと、トナーが貯蔵さ
れ前記現像ローラにトナーを供給するトナーホッパとを
有する電子写真記録装置の現像装置において、前記トナ
ーホッパ内のトナーを前記現像ローラに向けて強制的に
移送するトナー移送手段と、前記トナーホッパ内のトナ
ー量を検出するトナー量検出手段と、このトナー量検出
手段からの情報により前記トナーホッパ内のトナー量が
減少するに従って前記トナー移送手段のトナー移送能力
を増大させる制御手段とを具備することを特徴とする電
子写真記録装置の現像装置。
【請求項２】トナー移送手段は現像ローラとの接触を
保ちながら回転する供給ローラであり、制御手段はトナ
ーホッパ内のトナー量が減少するに従って前記供給ロー
ラの回転数を増大させる回転数制御手段であることを特
徴とする請求項１記載の電子写真記録装置の現像装置。
【請求項３】トナー移送手段はトナーホッパ内で回転
し前記トナーホッパ内のトナーを撹拌すると共にこのト
ナーを現像ローラに向けて移送するアジテータであり、
制御手段は前記トナーホッパ内のトナー量が減少するに
従って前記アジテータの回転数を増大させる回転数制御
手段であることを特徴とする請求項１記載の電子写真記
録装置の現像装置。
【請求項４】トナー移送手段は現像ローラとの接触を
保ちながら回転し、かつ前記現像ローラ上のトナーを薄
層化するために前記現像ローラに近接させて設けられた
現像ブレードに対して近接離間する方向へ移動自在とさ
れた供給ローラであり、制御手段はトナーホッパ内のト
ナー量が減少するに従って前記供給ローラを前記現像ブ
レードへ近づく方向へ移動させる位置制御手段であるこ
とを特徴とする請求項１記載の電子写真記録装置の現像
装置。
【請求項５】トナー移送手段は現像ローラとの接触を
保ちながら回転し担持したトナーを前記現像ローラとの
間の電位差で前記現像ローラへ移動させる供給ローラで
あり、制御手段はトナーホッパ内のトナー量が減少する
に従って前記現像ローラと前記供給ローラとの電位差を
増大させる電圧制御手段であることを特徴とする請求項
１記載の電子写真記録装置の現像装置。
【請求項６】トナーを担持し感光体に接触して感光体
上の静電潜像を現像する現像ローラと、トナーが貯蔵さ
れ前記現像ローラにトナーを供給するトナーホッパとを
有する電子写真記録装置の現像装置において、前記トナ
ーホッパ内のトナーを前記現像ローラに向けて強制的に
移送するトナー移送手段と、前記感光体に形成されたト
ナー像を転写する前記感光体の表面を通過する所定サイ
ズの用紙の枚数を、前記トナーホッパに一定量のトナー
を補給した時点を基準としてカウントするカウンター
と、前記感光体の表面を通過する用紙の枚数が増加する
に従って前記トナー移送手段のトナー移送能力を増大さ
せる制御手段とを具備することを特徴とする電子写真記
録装置の現像装置。
【請求項７】トナー移送手段は現像ローラとの接触を
保ちながら回転する供給ローラであり、制御手段は感光
体を通過する用紙の枚数が増加するに従って前記供給ロ
ーラの回転数を増大させる回転数制御手段であることを
特徴とする請求項６記載の電子写真記録装置の現像装
置。
【請求項８】トナー移送手段はトナーホッパ内で回転
し前記トナーホッパ内のトナーを撹拌すると共にこのト
ナーを現像ローラに向けて移送するアジテータであり、
制御手段は感光体を通過する用紙の枚数が増加するに従
って前記アジテータの回転数を増大させる回転数制御手
段であることを特徴とする請求項６記載の電子写真記録
装置の現像装置。
【請求項９】トナー移送手段は現像ローラとの接触を
保ちながら回転しかつ前記現像ローラ上のトナーを薄層
化するために前記現像ローラに近接させて設けられた現
像ブレードに対して近接離間する方向へ移動自在とされ
た供給ローラであり、制御手段は感光体を通過する用紙
の枚数が増加するに従って前記供給ローラを前記現像ブ
レードへ近づく方向へ移動させる位置制御手段であるこ
とを特徴とする請求項６記載の電子写真記録装置の現像
装置。
【請求項１０】トナー移送手段は現像ローラとの接触
を保ちながら回転し担持したトナーを前記現像ローラと
の間の電位差で前記現像ローラへ移動させる供給ローラ
であり、制御手段は感光体を通過する用紙の枚数が増加
するに従って前記現像ローラと前記供給ローラとの電位
差を増大させる電圧制御手段であることを特徴とする請
求項６記載の電子写真記録装置の現像装置。