JPH0844182A

JPH0844182A - 現像装置

Info

Publication number: JPH0844182A
Application number: JP6195942A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Suzuki; 泰之鈴木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1994-07-28
Filing date: 1994-07-28
Publication date: 1996-02-16

Abstract

(57)【要約】【目的】環境温度の変化によらず適切な量のトナーを
トナー収容部から現像器内に補給することで良好な現像
像を得ることができる現像装置を提供する。【構成】現像装置のトナ−ホッパ−１０の下部に温度
センサ１７を配設し、予め温度センサ１７の出力値とア
ジテータ１２の回転速度との関係を記憶した制御部１６
を設けておく。これにより、トナーホッパ１０内のトナ
ーの温度を検出する温度センサ１７の出力を用いて、温
度変化によるトナー流動性変化に拘らず、所望の量のト
ナーを現像器内に補給できるように、制御部１６によっ
てトナーホッパ１０内のアジテータ１２の回転速度を制
御するので、環境温度の変化によらず、良好な現像を行
うことができる。

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−等の画像形成装置に採用される現像装置
に係り、詳しくは、トナー収容部の収容トナーを、トナ
ー収容部内に配設されたトナー補給部材の回転により、
現像器内との隔壁に形成されたトナー通過用開口を介し
て現像器内に補給する現像装置における、トナー収容部
から現像器内へのトナー補給の安定化のための改良に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、潜像担持体に形成した潜像に、現
像装置によりトナ−を供給して可視像とし、これを転写
紙などのシ−ト上の転写材に転写する転写方式の画像形
成装置や、潜像担持体に形成した潜像を同様にして可視
像とし、そのまま該潜像担持体を最終的な画像保持体と
して用いる直接方式の画像形成装置は周知である。この
種の画像形成装置に用いられる現像装置としては、キャ
リアとトナーとを含む乾式二成分現像剤を用いるもの
と、キャリアを含まない乾式一成分現像剤を用いるもの
とが知られている。いずれの現像装置においても、潜像
担持体に形成した潜像にトナ−を付着させて消費するこ
とから、トナーを担持して潜像担持体に搬送するトナ−
担持体などが収容されている現像器内のトナー量が、現
像作業の継続に伴って減少する。このうち乾式二成分現
像剤を用いる現像装置においては、上記トナーの消費に
より現像器内の現像剤中のトナ−量が減少すると、現像
濃度が低下してしまうので、例えばトナー濃度（現像器
内の現像剤中のトナーの割合）を検出して、これが低下
した場合に現像器に付設した補給トナー収容部から収容
トナーを現像器内に補給するようにしている。また上記
乾式一成分現像剤を用いる現像装置では、現像器内のト
ナ−量が所定の下限量まで消費減少した時点で所定量の
トナ−を一時に補給する方式のものと、該現像器に補給
用トナ−収容部を付設しておき、現像器からのトナー消
費に伴って該補給用トナー収容部から現像器へ常時少し
ずつ補給する方式のものとがある。そして、上記乾式
二成分現像剤を用いる現像装置や、上記補給用トナー収
容部を有する乾式一成分現像装置における、トナー収容
部から現像器内へのトナー補給量は、標準的な画像形成
に必要なトナー量を基準として定めているのが普通であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、本発明者の
研究によれば、上記補給用トナー収容部の温度により該
トナー収容部から現像器内に供給されるトナー量が変化
して、種々の不具合が生じることが明らかになった。具
体的には、乾式二成分現像剤を用いる現像装置におい
て、環境の変化によりトナー収容部としてのホッパ部内
のトナ−の温度が上昇した場合、該ホッパ部から現像器
内に補給されるトナ−補給量が基準のトナ−量に比較し
て少なくなってしまった。このため、特にトナ−消費量
の多い原稿を連続してコピ−したときトナ−補給が追い
着かなくなり、画像濃度低下や白抜けなどの不具合が生
じた。逆に、トナ−の温度が低下した場合、上記トナ−
補給量が基準のトナ−量に比較して多くなり、かぶり
（地肌部汚れ）を生じるという不具合が生じた。そし
て、このような不具合の原因は、高分子ポリマ−からな
るトナ−が、ある程度温度が上昇した場合には軟化など
により流動性が悪くなって上記トナ−補給量が不足し、
逆にある程度温度が低下した場合には、流動性が良くな
ってトナー補給量が過剰になるためであることも判明し
た。

【０００４】なお、上記発明者の研究は、内部にトナ−
を貯溜するホッパ部における現像器内との隔壁部に長手
方向に沿った開口を形成し、該開口全面を、複数個の小
孔（トナ−吐出孔）を有する可撓性部材で覆って、該小
孔をトナー通過用開口として用い、該ホッパ部内に配設
したアジテ−タの回転により収容トナ−を撹拌しつつ該
小孔を介して現像器内に吐出する現像装置を用いて行わ
れた。このような現像装置に限らず、トナー収容部の収
容トナーを、トナー収容部内に配設されたトナー補給部
材の回転により、現像器内との隔壁に形成されたトナー
通過用開口を介して現像器内に補給する現像装置におい
ては、温度によるトナー流動性の変化により同様にトナ
ー補給不足及びトナー補給過剰が発生し、種々の不具合
を発生させるものと考えられる。

【０００５】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、環境温度の変化によ
らず適切な量のトナーをトナー収容部から現像器内に補
給することで良好な現像像を得ることができる現像装置
を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の現像装置は、潜像担持体上の潜像を現像
する現像器と、該現像器内に補給するトナーを収容しト
ナー通過用開口が形成された隔壁により該現像器内と区
画されたトナー収容部と、該トナー収容部内に配設され
回転により収容トナーを該トナー通過用開口を介して該
現像器内に補給するトナー補給部材とを有する現像装置
において、該トナー収容部内の温度を検出するための温
度センサと、該温度センサの出力に基づいて該トナー補
給部材の回転速度または１回のトナー補給動作当たりの
回転数を制御する回転制御手段とを設けたことを特徴と
するものである。

【０００７】ここで、上記トナー通過用開口が形成され
た隔壁は、例えば、該隔壁の一部に長手方向に沿った開
口を形成し、該開口全面を、複数個の小孔（トナ−吐出
孔）を有する可撓性部材で覆って、該小孔をトナー通過
用開口として用いるようにして構成することができる。
また、上記トナー補給部材としては、上記トナー収容部
の長手方向に延びる回転軸を有し、回転により該収容部
内のトナ−を撹拌しつつ、上記トナー通過用開口から吐
出するアジテ−タを用いることができる。また上記温度
センサはトナー収容部の内部に配置しても良いし、トナ
ー収容部が外部であって該トナー収容部近傍に配置して
も良い。

【０００８】また、請求項２の発明は、潜像担持体上の
潜像を現像する現像器と、該現像器内に補給するトナー
を収容しトナー通過用開口が形成された隔壁により該現
像器内と区画されたトナー収容部と、該トナー収容部内
に配設され回転により収容トナーを該トナー通過用開口
を介して該現像器内に補給するトナー補給部材とを有す
る現像装置において、該トナー通過開口の開口面積を変
化させる開口面積可変手段と、該トナー収容部内の温度
を検出するための温度センサと、該温度センサの出力に
基づいて該開口面積可変手段を制御する開口面積制御手
段とを設けたことを特徴とするものである。

【０００９】ここで、上記トナー通過用開口が形成され
た隔壁、上記トナー補給部材、及び上記温度センサは、
請求項１の現像装置について例示したような構成のもの
を採用できる。そして、上記開口面積可変手段として
は、例えば、上記トナー通過用開口を部分的に、かつ遮
蔽面積可変に遮蔽できるようなシャッタ機構により構成
することができる。

【００１０】

【作用】請求項１あるいは２の現像装置においては、ト
ナー収容部の収容トナーを、トナー収容部内に配設され
たトナー補給部材の回転により、現像器内との隔壁に形
成されたトナー通過用開口を介して現像器内に補給す
る。この補給動作は、画像形成動作毎に、予め定めた所
定量のトナーを補給できるように実行しても良いし、現
像器内のトナー量（例えば、二成分現像剤を用いる場合
にはトナー濃度検出により検出できる）あるいはトナー
消費予測量（例えば形成する画像のデータなどで予測で
きる）に応じて演算などでその都度決定した量のトナー
を補給できるように実行しても良い。いずれにしても、
補給すべき量に応じた、トナー補給部材の回転速度（該
速度が速いほど補給量が多くなる）や１回のトナー補給
動作当たりの回転数（該回転数が多いほど補給量が多く
なる）で、トナー補給部材が回転駆動される。

【００１１】そして、請求項１の現像装置においては、
温度センサでトナー収容部内のトナーの温度を検出し、
該温度センサの出力に基づいて回転制御手段により、そ
の温度に応じたトナー流動性を前提して上記補給すべき
量に合致した量のトナーが補給されるように、該トナー
補給部材の回転速度または１回のトナー補給動作当たり
の回転数を制御する。

【００１２】また、請求項２の現像装置においては、温
度センサでトナー収容部内のトナーの温度を検出し、該
温度センサの出力に基づいて開口面積制御により、その
温度に応じたトナー流動性を前提して上記補給すべき量
に合致した量のトナーが補給されるように開口面積可変
手段を制御して、トナー通過開口の開口面積を変化させ
る。

【００１３】

【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）の現像装置に適用した一
実施例について説明する。図１は本実施例に係る現像装
置の概略構成図である。本実施例の現像装置において
は、感光体ドラム１に対向して、磁石を内設した現像ス
リ−ブ２が回動可能に支承されている。この現像スリ−
ブ２の表面と感光体ドラム１表面とは、厳しい公差精度
に保たれた所定の間隔をおいて対向するようになってい
る。この現像スリーブ２を備えた現像器内において、そ
の底部には、回転駆動されるパドルホイール３が設けら
れている。また現像スリーブ２の表面に所定ギャップを
おいて対向するようにドクターブレード４が設けられて
いる。また該ドクタブレード４よりも下方の位置で現像
スリーブ２表面に対向するようにセパレータ５が設けら
れている。このセパレータ５は、上壁部における現像ス
リーブ２軸方向（以下、長手方向という）一端よりの箇
所に中空内部に現像剤を落下させる開口６が形成され、
該中空内部には現像剤を長手方向に搬送しながら撹拌す
る撹拌スクリュウ７が設けられている。この中空内部
は、長手方向において上記開口６とは反対側の端部より
の箇所に形成された開口８により下方に開放している。
更にセパレータ５の上壁部における現像スリーブ２と反
対側の箇所は下向きに傾斜しており、この傾斜した上面
部上に、この該上面部上を流動する現像剤を現像スリ−
ブ２の軸方向に直交する方向に対して斜行させるフィン
９が複数個配列させて設けられている。

【００１４】以上の現像器内においては、パドルホイー
ル３の回転により現像器内底部に溜っている二成分現像
剤を撹拌するとともに上記現像スリーブ２に汲み上げて
供給する。このパドルホイール３で現像スリーブ２に供
給され、かつ該現像スリーブ２の回転で感光体ドラム１
との対向部に搬送される現像剤は、ドクタブレード４に
より過剰な現像剤が掻き取られて一定量の現像剤にされ
た後に感光体ドラム１表面に供給され静電潜像の現像に
供される。一方、ドクタブレード４で掻き取られた現像
剤は、セパレ−タ５上を流動する。この流動現像剤の大
部分がフィン９により現像スリ−ブ２の軸方向に直交す
る方向に対して斜行させられながらパドルホイール３上
に流下し、かつ、他の部分が上壁部における一端側の開
口６から中空内部に落下して撹拌スクリュ−７により撹
拌されながら長手方向に搬送された後、他端側の下部開
口８から同じくパドルホイール３上に落下する。これに
よりいわゆる横撹拌（現像スリ−ブ軸方向）が行われ
る。パドルホイ−ル３上に落下した現像剤は、該パドル
ホイール３により撹拌された後に現像スリ−ブ２に汲み
上げられる。以上のことが繰り返される。

【００１５】本実施例の現像装置は、以上の現像器に補
給するトナーを収容したトナーホッパ部１０が設けられ
ている。図２は、現像器から取外した状態でのトナ−ホ
ッパ−部１０左側面図である。このトナーホッパ部１０
は、現像器内部と該トナーホッパ部１０内部とを区画す
る側壁部に、長手方向の延在する開口１１が形成され、
該開口１１全体が、トナ−を吐出するための複数の小孔
１１ａ（φ０．９）を有する可撓性部材としてのマイラ
−１１ｂ（ｔ＝０．０７５）で覆われている。また図１
に示すようにこのトナ−ホッパ−４内にはトナ−を撹拌
し、かつ該小孔を介して現像器内へトナ−を補給するア
ジテ−タ１２が配設されている。該アジテ−タ１２の先
端にはマイラ−１３（ｔ＝０．０７５）が例えば両面テ
−プにより固定されている。この先端マイラー１３の長
さは、先端がホッパ１０内壁に当接して撓み、かつ上記
小孔を有するマイラー１１ｂ面を摺擦し得るように設定
されている。このアジテータ１２の回転駆動のため、図
２に示すようにアジテ−タ１２端部にアジテータ１２の
回転軸を駆動するＡＣ駆動モ−タ−１４が配設されてい
る。

【００１６】以上のトナーホッパ１０においては、アジ
テ−タ１２が回転しマイラ−１１ｂ面を摺擦しながら通
過するときにトナーホッパ１０内のトナ−が小孔１１ａ
から現像器内側に押し出されて補給される。補給された
トナ−は、パドルホイ−ル３により、現像剤と撹拌され
ながら現像スリ−ブ２へ汲み上げられる。

【００１７】そして、本実施例の現像装置は、パドルホ
イ−ル３下方に、現像剤のトナ−濃度を検知するための
トナ−濃度センサ１５が配設されている。このセンサ１
５の検出信号は、図２に示すようにマイクロプロセッサ
などで構成される制御部１６に入力される。また上記ト
ナ−ホッパ−１０の下部に温度センサ１７が配設され、
これらの検出信号が上記制御部１６に入力されるように
なっている。そして、この制御部１６は、トナー濃度セ
ンサ１５からの信号を予め定められた設定値と比較し、
偏差が生じたときに、それに見合った補給すべき量のト
ナ−を現像器内に補給すべく上記アジテータ１２を回転
駆動するようになっている。しかも、温度変化によりト
ナーホッパ１０内のトナーの流動性が変化した場合に
も、この補給すべき量のトナーを確実に補給できるよう
に、上記温度センサ１７の出力を用いて上記アジテータ
１２の回転速度を調整するようになっている。

【００１８】具体的には、トナ−濃度センサ１５の出力
値と温度センサ１７の出力値のデ−タ（補正値として用
いる）とを演算してモ−タ−１４の回転速度を決定し、
該回転速度に対応する周波数の電力を上記ＡＣモータ１
４に供給するようになっている。ここで、上記補給すべ
きトナーの量は、現像剤中のキャリア総量、現像スリー
ブ２の回転速度、１回の画像形成当たりの平均的なトナ
ー消費量などによって異なるため、予め実験で求めてお
く。そして、温度センサ１７の出力に基づく補正データ
も、トナーホッパ１０の具体的な断面形状やアジテータ
１２の形状などに異なるため、種々の温度の下でアジテ
ータ１２を駆動する実験などで求めた、例えば単位時間
当たりに所望の量のトナーを供給するために必要なアジ
テータ１２の回転速度データなどに基づいて予め定めて
おく。そして、上記温度センサ１７出力値を用いたアジ
テータ１２回転速度の補正方法としては、例えば、上記
トナー濃度センサ１７出力に対応するアジテータ１２回
転速度よりも、温度によるトナー流動性低下を補う分だ
け高速の回転速度に補正する方法を用いることができ
る。図３は、この温度センサ１７の出力値に応じた、ア
ジテータ１２回転速度の加速分の一例を示すグラフであ
る。この例では温度センサ１７の出力が１０°Ｃ以上の
温度に対応するものになると、高温になるほど大きなア
ジテータ１２回転速度加速分の補正値を用いるようにな
っている。

【００１９】以上本実施例の現像装置においては、トナ
ーホッパ１０内のトナーの温度を検出する温度センサ１
７の出力を用いて、温度変化によるトナー流動性変化に
拘らず、所望の量のトナーを現像器内に補給できるよう
に、トナーホッパ１０内のアジテータ１２の回転速度を
制御するので、環境温度の変化によらず、良好な現像を
行うことができる。

【００２０】なお、上記実施例では、トナーホッパ１０
内のアジテータ１２の回転速度を制御しているが、これ
に代え、１回のトナー補給動作時間を変化させて、１回
のトナー補給動作当たりのアジテータ１２の回転数を制
御するようにしても良い。

【００２１】また、上記実施例では、トナーホッパ１０
から現像器へのトナー補給量が、トナーホッパ１０内の
トナー流動性低下の影響を受けないように、アジテータ
１２の回転を制御しているが、これに代え、上記小孔１
１ａの実行開口面積を変化させて補給され易さを調整す
ることにより、トナー量動性低下分を補うようにしても
良い。図４は、小孔１１ａの開口面積を可変する構成の
一例を示すものである。この例では、上記マイラー１１
ｂの複数の小孔に対応した複数の小孔１８ａを有する遮
蔽板１８を、該マイラー１１ｂに重ねて設け、該遮蔽板
１８の相対位置の変更により、互いの小孔１１ａ，１８
ａが重なった実行開口面積を変化させるものである。図
示の例では、遮蔽板１８の一端部に当接するように配置
された偏心カム１９と、遮蔽板１８の他端部に当接して
偏心カム１９側に付勢する圧縮バネ２０とで、遮蔽板移
動機構が構成され、これにより遮蔽板１８が図中矢印方
向に揺動できるようになっている。そして、上記偏心カ
ム１９をステッピングモ−タ２１で回転させ、偏心カム
１９の回転角度に応じた位置に遮蔽板１８を移動させる
ことにより、図５（ａ），（ｂ）に示すように、上記実
効開口面積（図中斜線部分）を変化させる。このステッ
ピングモータ２１の回転角度を、上記温度センサ１７の
出力に基づいて制御すれば、トナーホッパ１０から現像
器へのトナー補給量が、トナーホッパ１０内のトナー流
動性低下の影響を受けないようにできる。具体的なステ
ッピングモータ２１の回転角度は、上記アジテータ１２
の回転速度補正と同様に予め実験で求めておく。

【００２２】

【発明の効果】請求項１の現像装置によれば、現像装置
内のトナ−温度検知手段の出力によりアジテ−タの回転
数を変えることができるので、現像装置に補給するトナ
−を一定に保つことができ、良好な現像像を得ることが
できる。

【００２３】また、請求項２の現像装置によれば、現像
装置内のトナ−温度検知手段の出力によりトナ−吐出孔
の開口面積を変えられるので、現像装置に補給するトナ
−を一定に保つことができ、良好な現像像を得ることが
できる。

【００２４】また、請求項３の画像形成装置によれば、
現像装置に補給するトナ−を一定に保つことで良好な現
像像が得られるので、画像濃度の濃淡ムラを完全に防止
し、常に良好な画像を得ることができる。

【００２５】請求項１の現像装置によれば、トナー収容
部内のトナーの温度に応じてトナー補給部材の回転速度
または１回のトナー補給動作当たりの回転数を制御し、
同温度によるトナー流動性の変化に拘らず、補給すべき
量に合致した量のトナーが補給されるようにするので、
良好な現像像を得ることができるという優れた効果があ
る。

【００２６】また、請求項２の現像装置においては、ト
ナー収容部内のトナーの温度に応じて、トナー収容部と
現像器内との隔壁に形成した開口の面積を可変制御し、
同温度によるトナー流動性の変化に拘らず、補給すべき
量に合致した量のトナーが補給されるようにするので、
良好な現像像を得ることができるという優れた効果があ
る。

【００２７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る現像装置の概略構成を示
す断面図。

【図２】本発明の実施例に係る現像装置のトナ−ホッパ
−部左側面図。

【図３】温度センサの出力値に応じたアジテータ回転速
度の加速分の一例を示すグラフ。

【図４】小孔の開口面積を可変する構成の一例を示す正
面図。

【図５】（ａ）は遮蔽板の小孔をマイラーの小孔に対し
てずらした時の図。（ｂ）は遮蔽板の小孔をマイラーの
小孔に対して一致させたときの図。

【符号の説明】

１感光体ドラム２現像スリ−ブ３パドルホイール４ドクタブレード５セパレータ６現像剤落下用開口７撹拌スクリュウ８反対側の落下用開口９フィン１０トナーホッパ１１開口１１１１ａ小孔１１ｂマイラ− １２アジテ−タ１３先端マイラ− １４ＡＣ駆動モ−タ− １５トナ−濃度センサ１６制御部１７温度センサ１８遮蔽板１８ａ小孔１９偏心カム２０圧縮バネ２１ステッピングモ−タ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像担持体上の潜像を現像する現像器と、
該現像器内に補給するトナーを収容しトナー通過用開口
が形成された隔壁により該現像器内と区画されたトナー
収容部と、該トナー収容部内に配設され回転により収容
トナーを該トナー通過用開口を介して該現像器内に補給
するトナー補給部材とを有する現像装置において、該トナー収容部内の温度を検出するための温度センサ
と、該温度センサの出力に基づいて該トナー補給部材の
回転速度または１回のトナー補給動作当たりの回転数を
制御する回転制御手段とを設けたことを特徴とする現像
装置。
【請求項２】潜像担持体上の潜像を現像する現像器と、
該現像器内に補給するトナーを収容しトナー通過用開口
が形成された隔壁により該現像器内と区画されたトナー
収容部と、該トナー収容部内に配設され回転により収容
トナーを該トナー通過用開口を介して該現像器内に補給
するトナー補給部材とを有する現像装置において、該トナー通過開口の開口面積を変化させる開口面積可変
手段と、該トナー収容部内の温度を検出するための温度
センサと、該温度センサの出力に基づいて該開口面積可
変手段を制御する開口面積制御手段とを設けたことを特
徴とする現像装置。