JPH0659571A

JPH0659571A - 現像装置

Info

Publication number: JPH0659571A
Application number: JP4229302A
Authority: JP
Inventors: Akira Asami; 彰浅見
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-08-05
Filing date: 1992-08-05
Publication date: 1994-03-04

Abstract

(57)【要約】【目的】現像剤の流動性を検知し、その流動性に応じ
て現像剤補給手段の現像剤補給能力を制御することで適
切な現像剤の補給を行う。【構成】撹拌部材３にちょうつがい１８によって上下
動可能に撹拌羽根４を取り付け、撹拌羽根４と撹拌部材
３の間に撹拌羽根４を上方に押し上げるように作用する
スプリング２０を設け、また、撹拌羽根４と撹拌部材３
の間にスイッチ１９を設ける。トナー２の流動性が悪
く、撹拌羽根４上のトナー２の量が多いとスイッチ１９
は常に入った状態になり、このスイッチ１９からの信号
は信号検知部２１によって検知されＣＰＵ２２に伝えら
れる。ＣＰＵ２２はこの信号に基づいてモータコントロ
ーラ２３に指令を出し、モータコントローラ２３はこの
ＣＰＵ２２からの指令に基づいてトナー補給モータ９の
回転を速くするように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは現像
剤の流動性を測定し、この流動性の変化に応じて現像剤
収容器から現像器への現像剤の補給手段の動作を制御す
る現像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、トナー収容器から現像器へトナー
を補給する際には、トナーの流動性劣化（ブロック化）
のためにトナー収容器から現像器への補給路付近でかた
まりが生じ（トナーブロッキング）、現像器へうまく補
給されない場合があった。そこで従来、上記トナーのブ
ロック化によるトナーブロッキングのためのトナーの搬
送不良を防止するために様々な工夫がなされている。例
えば、補給路付近に振動部材を設けこの振動部材を振動
させるもの（例えば、特開昭６０−４６６号公報、特開
昭６０−４６８号公報、特開昭６０−４７１号公報、特
開昭６０−４７３号公報、特開昭６２−８１６７７号公
報参照）や、トナー収容器自体を揺動させるもの（例え
ば、特開昭６１−５２６４号公報参照）が知られてい
る。また、現像剤（トナー）の交換時からのコピー枚数
を検出して、トナー補給量を変化させる制御を行う技術
が知られている（例えば、特開昭６２−２５７７８号公
報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記トナーのブロック
化によるトナーブロッキング以外に、トナー収容器から
現像器へのトナーの補給に悪影響を与えるものとして
は、トナー収容器内でトナーが撹拌部材によって撹拌さ
れることでトナー同志が摩擦によって帯電し、トナーの
流動性が劣化することも挙げられる。これについて具体
的に説明すると、例えば図１に示されるような現像装置
において、トナーホッパ１内で撹拌部材３が回転してい
るとき、トナー２同志はトナーホッパ１内で摩擦されて
その流動性が経時的に変化する。すなわち、図６は縦軸
にトナーの流動性をとり、横軸にトナー撹拌時間をとっ
て、撹拌時間の経過に対するトナーの流動性の変化を示
したグラフであるが、このグラフに示されるように撹拌
時間が長くなるほどトナー同志が摩擦によって帯電し流
動性が劣化する。また、上記トナーの流動性の劣化によ
る、トナー補給ブラシから現像器へのトナー補給量の変
化を測定すると図７に示されるようになる。図７は横軸
にコピー枚数をとり、縦軸にトナー補給量をとって、コ
ピー枚数、すなわち撹拌部材によるトナー撹拌時間の経
過に対する、トナー補給ブラシをフル回転させて補給さ
れるトナー補給量の変化を示すグラフである。図７にお
いて、（ａ）、（ｂ）の区間はそれぞれ１カートリッジ
でのトナー補給量の変化を示しており、（ａ）、（ｂ）
の間でカートリッジの交換が行われている。図７による
と、コピー枚数が多くなるほどトナー補給量が減少する
ことがわかる。具体的には、トナーエンド近くになると
初期の３分の１程度にまでトナー補給量が減少する。な
お、カートリッジ交換する前の初期のトナー補給量ｙ１
と、交換後の初期のトナー補給量ｙ２とで差が生じるの
は、トナー補給ブラシは最初はトナーが付着していない
ので補給能力は最大であるが、一度使用されるとカート
リッジを交換しても交換前のトナーの付着によって最初
程は補給能力が回復しないためである。ここで、初期の
トナー補給量に基づいてトナー補給ブラシの回転速度を
決めると、トナーエンド近くになると特に画像面積の多
い原稿等に対してはトナー補給量が追いつかなくなり画
像濃度不足になるという問題がある。また、トナーエン
ド近くの補給量に基づいてトナー補給ブラシの回転速度
を決めると、初期のトナー補給量が多すぎて弱帯電トナ
ー（十分帯電量が立ち上がらないトナー）が増大し、ト
ナー飛散や画像上の地肌汚れ等が発生するという問題が
ある。

【０００４】なお、上記特開昭６０−４６６号公報、特
開昭６０−４６８号公報、特開昭６０−４７１号公報、
特開昭６０−４７３号公報、特開昭６２−８１６７７号
公報や、特開昭６１−５２６４号公報に示された技術は
トナーのブロック化によるトナーブロッキングのための
トナーの搬送不良を防止するためのものであり、上記ト
ナー同志の摩擦帯電による流動性の軽微な劣化に対して
はほとんど効果がない。また、上記問題を解決するため
に上記特開昭６２−２５７７８号公報に開示された技術
を適用することも考えられるが、次の理由により解決に
は到らない。すなわち、一般に、１カートリッジでとれ
るコピー枚数にはばらつきがある、つまり、画像面積の
多い原稿と少ない原稿とではトナー消費量に差があり、
特に画像面積の多い原稿のみをコピーすると、すぐに１
カートリッジのトナーを使いきってしまう。従って、特
開昭６２−２５７７８号公報に記載のように単にコピー
枚数に基づいてトナー補給量を制御しても、上記問題を
解決することができない。また、例えば一成分現像装置
においてトナーのみからなる現像剤の流動性によってド
クターブレードによる現像ローラ上の現像剤規制量が変
化する場合、流動性の変化に応じてドクターブレードと
現像ローラの間のギャップを補正するなどの対応をしな
いと、画像濃度不足等が発生するという問題がある。

【０００５】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その第１の目的は、簡易な構成で容易に現像剤
の流動性を測定できる現像装置を提供することである。
また、第２の目的は、現像剤の流動性を検知し、その流
動性に応じて現像剤補給手段の現像剤補給能力を制御す
ることで適切な現像剤の補給を行うことができ、よって
現像剤の補給量不足による画像濃度不足や、現像剤の補
給量超過によるトナー飛散等を防止できる現像装置を提
供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、現像剤収容器内に収容された
現像剤を撹拌し搬送する撹拌搬送手段を有する現像装置
において、該撹拌搬送手段によって搬送される現像剤の
量を検知して、該現像剤の流動性を測定することを特徴
とするものである。また、請求項２の発明は、現像剤収
容器内に収容された現像剤を撹拌し搬送する撹拌搬送手
段と、該撹拌搬送手段によって搬送された現像剤を現像
器に補給する補給手段とを有する現像装置において、該
撹拌搬送手段によって搬送される現像剤の量を検知し、
該現像剤の量に従って信号を発する検知手段と、該検知
手段からの信号に従って該補給手段の現像剤補給能力が
変化するように該補給手段の動作を制御する制御手段と
を設けたことを特徴とするものである。また、請求項３
の発明は、上記補給手段として回転体を用い、上記制御
手段を、上記検知手段からの信号に従って該回転体の回
転速度と回転時間の少なくとも一方を変えるように構成
したことを特徴とするものである。また、請求項４の発
明は、上記補給手段として、正転時よりも逆転時の方が
上記現像剤の補給量が多くなるような回転体を用い、上
記制御手段を、上記検知手段からの信号に従って該回転
体の回転方向を変えるように構成したことを特徴とする
ものである。

【０００７】

【作用】本発明は、現像剤の流動性が劣化すると、撹拌
搬送手段によって搬送される現像剤の量が多くなるた
め、撹拌搬送手段によって搬送される現像剤の量に基づ
いて現像剤の流動性を測定するように作用するものであ
る。また本発明は、現像剤の流動性が劣化すると、撹拌
搬送手段によって搬送される現像剤の量が多くなり、ま
た、補給手段の現像剤補給能力が一定であっても現像器
に補給される現像剤の量が少なくなるため、撹拌搬送手
段によって搬送される現像剤の量を検知する検知手段か
らの信号により、制御手段は、補給手段が所望の補給量
の現像剤を現像器に補給できるように、補給手段の現像
剤補給能力を制御するように作用するものである。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を画像形成装置である電子写真
複写機（以下、複写機という）に適用した一実施例につ
いて説明する。図１は本実施例に係る複写機の現像装置
の概略構成図である。図２は図１に示されたトナー補給
ブラシ８の駆動についての説明図である。トナーホッパ
１と現像器７は一体となって現像装置を形成している。
トナーホッパ１内には、そこに蓄えられたトナー２を撹
拌し、かつ、現像器７側へ送る撹拌部材３が軸１６を中
心にして回動可能に設けられている。撹拌部材３の両端
には、その先端がトナーホッパ１内周面に接し、その外
周面上にトナー２をのせてすくい上げることができるよ
うな撹拌羽根４が設けられている。ここで、この撹拌羽
根４には、例えば図３（ａ）に示すように、撹拌羽根４
の板面が水平になった状態でトナーカートリッジによる
トナー補充が行われた場合にも、トナーカートリッジか
ら落下したトナーが撹拌羽根４上に積載することなくト
ナーホッパ１下部に補充されるように、トナー落下孔１
７を形成してもよい。トナーホッパ１上部の現像器７側
で、撹拌羽根４のほぼ軌跡上に一時的にトナー２を収容
するプレタンク５が形成されている。プレタンク５内に
は、撹拌部材３の回転に伴い撹拌羽根４によってトナー
ホッパ１下部からすくい上げられて渡されたトナー２を
現像器７側へ渡すアジテータ６と、このアジテータ６に
より送られたトナー２を現像器７に補給するトナー補給
ブラシ８とが設けられている。このトナー補給ブラシ８
はプレタンク５の現像器７に連通している補給口に配設
され、図２に示すようにトナー補給モータ９により駆動
を受けて回転する。この補給口の一側縁部にはトナー補
給ブラシ８のブラシを叩くフリッカ１０が設けられてお
り、トナー補給ブラシ８とフリッカ１０により補給機構
が形成されている。現像器７内には、感光体ドラム１５
表面に対向する開口部に現像ローラ１４が設けられ、ま
た、現像器ケーシング内の底部に沿って、この現像ロー
ラ１４の表面にトナー２とキャリアとからなる現像剤を
供給するパドルホイル１３と、トナー補給ブラシ８によ
り補給されたトナーを現像器７内の現像剤と混合撹拌
し、かつ、パドルホイル１３側に現像剤を供給する回転
楕円板１２とが設けられている。また、トナー補給ブラ
シ８の下方には、トナー補給ブラシ８から補給されたト
ナーを回転楕円板１２側へ送るアジテータ１１が設けら
れている。

【０００９】この現像装置においては、コピー動作の開
始と同時に撹拌部材３が回転することで、撹拌羽根４が
その先端をトナーホッパ１内壁に接しさせながら移動
し、トナーホッパ１下部からトナー２をすくい上げてプ
レタンク５に渡す。プレタンク５に渡されたトナー２
は、アジテータ６が回転することによりトナー補給ブラ
シ８に送られ、更に、トナー補給ブラシ８が回転するこ
とにより現像器７内に補給される。ここで、トナー補給
ブラシ８による現像器７への単位時間当たりのトナー補
給量は、トナー補給ブラシ８の回転速度によって決めら
れる。図４は横軸にトナー補給モータ９の回転速度をと
り、縦軸にトナー補給量をとって、トナー補給モータ９
の回転速度による単位時間当たりのトナー補給量の変化
を示したグラフである。このグラフからも明らかなよう
に、トナー補給モータ９の回転速度が速くなるほど単位
時間当たりのトナー補給量は多くなる。すなわち、トナ
ー補給モータ９の回転速度が上がるほどトナー補給ブラ
シ８のトナー補給能力が高まる。トナー補給ブラシ８か
ら補給されたトナー２は、アジテータ１１が回転するこ
とにより回転楕円板１２側へ送られ、それから楕円板１
２によって現像剤と混合撹拌されてパドルホイル１３に
送られ、パドルホイル１３が回転することにより現像ロ
ーラ１４に供給され、更に、現像ローラ１４が回転する
ことにより感光体ドラム１５表面に供給されて、感光体
ドラム１５表面に形成された潜像を現像する。

【００１０】以上のような現像装置においては、上記従
来技術に関する記載で図６に基づいて説明したように、
トナー２はトナーホッパ１内で長時間撹拌されると流動
性が悪くなる。この流動性の劣化は、撹拌されることに
よってトナー２同志が摩擦帯電することが原因と考えら
れる。そして、トナー２の流動性が悪くなると、上記従
来技術に関する記載で図７に基づいて説明したように、
トナー補給ブラシ８によって補給されるトナー補給量が
減少する。一方、トナー２の流動性が悪くなると、撹拌
羽根４ですくい上げられるトナー量が著しく多くなる
（トナー２の流動性がいいとサラサラしてほとんど液体
のようになっているため、すくい上げられる量が少な
い）。そこで本実施例は、撹拌羽根４ですくい上げられ
るトナー量が多くなったとき、トナー補給ブラシ８によ
って補給されるトナー補給量を多くすべく、トナー補給
ブラシ８の回転速度を速くしてトナー補給能力を高め、
これにより、流動性の劣化によって減少するトナー補給
量を補うものである。

【００１１】このために本実施例においては、撹拌羽根
４ですくい上げられるトナー量の検知手段を設ける。図
３（ａ）、（ｂ）は、このトナー量の検知手段の一構成
例を示すものである。図３において、撹拌羽根４は撹拌
部材３にちょうつがい１８によって上下動可能に取り付
けられている。撹拌羽根４と撹拌部材３の間にはスプリ
ング２０が設けられており、スプリング２０は撹拌羽根
４を上方に押し上げるように作用している。また、撹拌
羽根４と撹拌部材３の間にはスイッチ１９が設けられて
おり、このスイッチ１９は撹拌羽根４がスプリング２０
によって上方に押し上げられた状態ではオフ、撹拌羽根
４がスプリング２０に抗して撹拌部材３方向に下がった
状態ではオンとなるように構成されている。そして、こ
のスイッチ１９は信号検知部２１を介して、例えばマイ
クロコンピュータで構成される制御部２２に接続され、
スイッチ１９からの信号が信号検知部２１によって検知
され制御部２２に伝えられるようにされている。この制
御部２２はトナー補給モータ９用のモータコントローラ
２３が接続され、かつ、その記憶部には後述するよう
に、信号検知部２１からの信号に基づいてモータコント
ローラ２３に指令を出して、トナー補給モータ９の回転
を制御するプログラムが格納されている。

【００１２】以上の構成において、コピー動作が開始さ
れて撹拌部材３が回転すると、トナー２の流動性が良い
場合は図５（ａ）に示すように、撹拌羽根４はその先端
がトナーホッパ１の内周面に接しているときにはスプリ
ング２０に抗して撹拌部材３方向に下がった状態とな
り、その結果スイッチ１９がオンとなるが（（ｘ）の区
間）、撹拌羽根４の先端がトナーホッパ１の内周面に接
しなくなるとすくい上げられるトナー量が少ないため撹
拌羽根４はスプリング２０によって上方に押し上げら
れ、その結果スイッチ１９がオフとなる（（ｙ）の区
間）。つまり、トナー２の流動性が良い場合は撹拌部材
３一回転あたり一度スイッチ１９からの信号が切れるこ
とになる。一方、トナー２の流動性が悪い場合は図５
（ｂ）に示すように、撹拌羽根４の先端がトナーホッパ
１の内周面に接しなくなってもすくい上げられるトナー
量が多いため撹拌羽根４はスプリング２０に抗して撹拌
部材３方向に下がった状態となり、その結果スイッチ１
９はオンのままである。つまり、トナー２の流動性が悪
い場合はスイッチ１９からの信号は入ったままとなる。

【００１３】そして、図５（ｂ）に示すようにスイッチ
１９からの信号が切れなかったとき、制御部２２によっ
てトナー補給モータ９の回転速度を上げるように制御す
る。具体的には例えば、トナー補給量が図７の（ｃ）に
示されるレベルまで減少する程度に流動性が悪くなった
ときスイッチ１９がオフとなるようにスプリング２０の
強度等を設定しておき、信号検知のばらつき等を考慮し
て、撹拌部材３が三回転する間一度も信号が切れなかっ
たときにトナー補給モータ９の回転速度を図４の（ｃ）
から（ｄ）まで上げるように制御すればよい。これによ
り、図７にｘ１、ｘ２で示したトナー補給量はそれぞれ
ｘ１’、ｘ２’に増加する。

【００１４】以上、本実施例によれば、トナー２の流動
性を撹拌羽根４のトナー搬送量により検出し、流動性が
劣化して検出したトナー搬送量が所定量に達したときに
トナー補給モータ９の回転を高速回転に切換え、これに
よりトナー流動性が劣化したときにもトナー補給ブラシ
８が所望の量のトナー２を現像器７に補給できるように
したので、トナー２の流動性劣化によるトナー補給量不
足に基づく画像濃度不足を防止できる。また、初期のト
ナー補給モータ９の回転をトナー補給量が過剰にならな
いように設定しておくことによって、過剰なトナー補給
によるトナー飛散等も防止できる。ここで、トナー補給
モータ９の回転速度の切換えは本実施例のように二段階
あれば画像濃度不足やトナー飛散を防止するのに十分で
ある。

【００１５】なお、本実施例においては、プレタンク５
から現像器７に連通している補給口に配設されたトナー
補給ブラシ８と、補給口の一側縁部にフリッカ１０が設
けられている。このように構成されているとき、図４に
示されるように、トナー補給ブラシ８が矢印と反対方向
に回転しトナー補給ブラシ８がフリッカ１０に対して上
方から当たる方（ｂ）が、トナー補給ブラシ８が矢印方
向に回転しトナー補給ブラシ８がフリッカ１０に対して
下方から当たるとき（ａ）よりトナー補給量が約二倍に
なる。そこで、トナー補給モータ９の回転速度を上げる
代わりに、トナー補給モータ９を逆回転（図１のトナー
補給ブラシ８の矢印と逆方向へ回転）させるようにして
もよい。また、本実施例においては、トナー２の流動性
が悪くなったときには、トナー補給ブラシ８の回転速度
を速くすることでトナー補給能力を高めているが、トナ
ー補給ブラシ８の回転時間を長くするようにしても、上
記と同様に流動性の劣化によって減少するトナー補給量
を補うことができる。また、本実施例においては、トナ
ー補給モータ９の回転速度は二段階に切換えているが、
このトナー補給モータ９の回転速度の切換えをさらに細
かく行って、トナー補給量をさらに一定化するように制
御してもよい。また、本実施例においては、プレタンク
５から現像器７に連通している補給口に配設されたトナ
ー補給ブラシ８と、補給口の一側縁部にフリッカ１０と
により補給機構を形成しているが、軸方向にのびる多数
の溝を有した補給ローラと、この補給ローラの軸方向に
当接するスクレーパとにより補給機構を形成することも
可能である。この場合でも補給ローラの回転速度、回転
方向、回転時間、及び回転速度の切換え制御を変えるこ
とでトナー補給量を変えることができる。また、本実施
例においては、トナーホッパ１内部に蓄えたトナー２
を、トナーとキャリアとからなる現像剤を用いる現像器
７に補給する二成分現像装置を例に説明したが、本発明
はこれに限るものではなくトナーのみからなる現像剤を
用いる一成分現像装置にも適用可能である。例えば、ト
ナーのみからなる現像剤の流動性によって、ドクターブ
レードによる現像ローラ上の現像剤規制量が変化する場
合、一成分現像装置内で現像剤を撹拌し搬送する手段
に、撹拌搬送される現像剤の量を測定する手段を設け、
この測定手段による測定結果に基づいてドクターブレー
ドの現像ローラに対するギャップ等を制御するようにし
てもよい。

【００１６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、簡易な構成で
容易に現像剤の流動性を測定できる現像装置を提供でき
るという効果がある。また、請求項２の発明によれば、
画像面積の多い原稿等に対して現像剤補給量が追いつか
なくなることがなく、また、現像剤の飛散や画像上の地
肌汚れ等が発生するということがなく、現像剤の流動性
に応じて適切な現像剤の補給を行うことができるという
効果がある。また、請求項３の発明によれば、補給手段
として回転体を用いているので、検知手段からの信号に
従って回転体の回転速度あるいは回転時間を変えるだけ
で容易に現像剤の流動性に応じて適切な現像剤の補給を
行うことができるという効果がある。また、請求項４の
発明によれば、補給手段として正転時よりも逆転時の方
が上記現像剤の補給量が多くなるような回転体を用いて
いるので、検知手段からの信号に従って回転体の回転方
向を変えるだけで容易に現像剤の流動性に応じて適切な
現像剤の補給を行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る複写機の現像装置の概略構成を示
す正面図。

【図２】図１中のトナー補給ブラシ８の駆動についての
説明図。

【図３】（ａ）は図１中の撹拌部材３の部分拡大斜視
図、（ｂ）は（ａ）の正面図。

【図４】トナー補給モータの回転速度によるトナー補給
量の変化を示したグラフ。

【図５】（ａ）はトナーの流動性が良い場合に撹拌部材
が回転する際のスイッチ１９からの信号の状態を示す説
明図、（ｂ）はトナーの流動性が悪い場合に撹拌部材が
回転する際のスイッチ１９からの信号の状態を示す説明
図。

【図６】撹拌時間の経過に対するトナーの流動性の変化
を示したグラフ。

【図７】コピー枚数に対するトナー補給量の変化を示し
たグラフ。

【符号の説明】

２トナー３撹拌部材４撹拌羽根８トナー補給ブラシ９トナー補給モータ１６軸１７トナー落下孔１８ちょうつがい１９スイッチ２０スプリング２１信号検知部２２制御部２３モータコントローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤収容器内に収容された現像剤を撹拌
し搬送する撹拌搬送手段を有する現像装置において、該
撹拌搬送手段によって搬送される現像剤の量を検知し
て、該現像剤の流動性を測定することを特徴とする現像
装置。
【請求項２】現像剤収容器内に収容された現像剤を撹拌
し搬送する撹拌搬送手段と、該撹拌搬送手段によって搬
送された現像剤を現像器に補給する補給手段とを有する
現像装置において、該撹拌搬送手段によって搬送される
現像剤の量を検知し、該現像剤の量に従って信号を発す
る検知手段と、該検知手段からの信号に従って該補給手
段の現像剤補給能力が変化するように該補給手段の動作
を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする現像装
置。
【請求項３】上記補給手段として回転体を用い、上記制
御手段を、上記検知手段からの信号に従って該回転体の
回転速度と回転時間の少なくとも一方を変えるように構
成したことを特徴とする請求項２の現像装置。
【請求項４】上記補給手段として、正転時よりも逆転時
の方が上記現像剤の補給量が多くなるような回転体を用
い、上記制御手段を、上記検知手段からの信号に従って
該回転体の回転方向を変えるように構成したことを特徴
とする請求項２の現像装置。