JPS63103281A - 静電潜像の現像装置 - 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】 （技術分野） 本発明は、複写機およびプリンター等における乾式２成
分現像剤を使用する静電潜像の現像装置に関する。

（従来技術） 一般に、乾式２成分現像剤を使用して静電潜像の現像を
行なう場合、第４図に示すような現像装置が用いられて
いる。

この現像装置では、大型の現像タンク１内に攪拌ローラ
２が設けられており、この攪拌ローラ２によってトナー
ホッパ３がら補給された］・ナーが、キャリアと十分混
合・攪拌された後、現像ローラ４に供給され、現像ロー
ラ４の表面に形成された磁気ブラシに付着されるように
なっている。この付着現像剤層の厚みはドクターブレー
ド５により規制されている。

現像ローラ４は、スリーブ６の内部に複数の磁石７を備
えており、スリーブ６と磁石７とのすくなくとも一方を
一定方向に回転させることによって、スリーブ６の表面
に形成された磁気ブラシが一定方向へ移動される。そし
て、この磁気ブラシが感光体８に接触されることにより
、感光体８上に形成された静電潜像が現像され顕像化さ
れる。

現像後、磁気ブラシは、現像タンク１内に掻き落とされ
、攪拌ローラ２により、再び混合・攪拌が行なわれる。

このように２成分現像剤は、十分な攪拌と混合とを必要
とするが、これは１ヘナ一濃度の均一性を保ち、かつト
ナーへの帯電を良好に行なう等の理由による。従って、
上記２成分現像剤を用いる従来の現像装置は、画像品質
を安定化させることができるという利点を有する反面、
上述のように現像剤を十分に攪拌・混合させねばならず
、このための種々の攪拌機構や、これら攪拌機構を配置
するための十分なスペースを必要とするばかりでなくそ
の攪拌によってキャリアの疲労が早まるため、現像剤の
交換頻度が高くなる。

一方、こうした２成分現像剤を用いる現像装置の欠点を
解消するため、現像剤の混合・攪拌を省略しうるように
した現像装置も従来から種々開発されている。この現像
装置としては、たとえばトナーを帯電ローラ表面に付着
させた上でこの帯電ローラを磁気ブラシに接触させるこ
とによりトナーの供給を行なうようにしたものや、磁気
ブラシを用いて現像ローラにトナーを供給し、トナーの
薄層を現像ローラ上に形成するようにしたものがある。

しかし、前者は、現像ローラ上のトナー濃度にむらが生
じ易いという欠点があり、後者では。

現像剤の混合・攪拌を依然として十分に行なわね一３＝ ばならないなどの問題がある。

また、従来の現像装置は、トナーホッパ３内のトナー残
量を検知する手段として、第５図に示すような、トナー
補給ローラ９（第４図）の駆動部１０に配設された機械
的な検知手段がとられた。

すなわち、このトナー残量検知手段は、トナーホッパ３
内にトナーがある場合、そのトナー補給時に、アジテー
タギヤ１１は、本体側の駆動ギヤ１２により駆動を伝達
されて回転するが、アジテータ１３と一体化された検知
フランジ１４は、アジテータ１３がトナーの負荷を受け
るため、アジテータギヤ１１よりも遅れて回転する。こ
のため検知フランジ１４の切欠部１４ａと、アジテータ
ギヤ１１と一体のカム１５の切欠部１５ａとが、第６図
（ａ）、（ｂ）に示すようにずれて合わないので、トナ
ーエンド検知センサエ６の検知アーム１７が作動せずｌ
・ナーエンド信号が出力されない。

なお、アジテータ１３が、その回転によりトナーの負荷
から解放されたとき、検知フランジ１４は、これとアジ
テータギヤ１１との間に掛けられたスプリング１８によ
りり］かれて各切欠部１５ａが互いに一致する状態まで
回転する。このようにトナーホッパ３内にトナーがある
場合には、検知フランジ１４およびカム１５が上述の動
作を繰り返す。

一方、トナーホッパ３内のトナーが無くなると、そのト
ナー補給時に、アジテータ１３が無負荷状態となるので
、検知フランジ１４はアジテータギヤ１１と一緒に回転
する。このため各切欠部１４ａ、１５ｂはスプリング１
８の作用で共に一致したままの状態となり、これらの切
欠部１４ａ、１５ｂに、検知アーム１７の検知片１７ａ
が落ち込んで、トナーエンド検知センサ１６がトナーエ
ンド信号を出力する。

しかしながら、上述のようなトナーエンド検知手段を有
する従来の現像装置は、その構造が複雑になるばかりで
なく、トナーホッパ内のトナー残量と、アジテータに対
する負荷との関係が変動し易いため、上記トナー検知手
段が誤作動する欠点があった。

（目　　　的） 本発明の目的は、装置全体の小型・簡略化および取扱性
や耐久性の向上を図り、かつ画像安定性を良好に維持さ
せることができ、しかも簡単な構成でトナー残量検知の
できる静電潜像の現像装置を提供することにある。

（構　　成） 本発明は、上記の目的を達成させるため、感光体に近接
配置した現像スリーブの周囲に磁気ブラシを形成し、こ
のスリーブの周面」二の任意の位置に設けたトナー供給
域にて、荷電されたトナーを磁気ブラシに供給したのち
、この磁気ブラシの感光体に接する現像域にて、上記感
光体上の静電潜像に上記磁気ブラシ中のトナーを付着さ
せて静電潜像を現像し、次いで、この現像後の磁気ブラ
シを上記現像スリーブの周囲の上記現像域よりも下流に
設けたトナー回収域に搬送して上記磁気ブラシに残留し
ているトナーを回収し、このトナー回収後の磁気ブラシ
を上記トナー供給域に再び搬送して次の現像に供する一
方、上記トナー回収域にて回収されトナー量を検出し、
このトナー量の検出結果に基づいてｉ〜ルナ−タンクの
トナーエンドを検知することを特徴とする。

以下１本発明の実施例を図に基づいて具体的に説明する
。

第１図において、潜像担持体としての感光体ドラム１１
は、図示しない駆動機構により矢印Ａ方向に回転される
。

感光体１１の近傍には、アルミニウム等からなる非磁性
の現像スリーブ１２が配置されている。現像スリーブ１
２の内部には、複数の磁極を有する永久磁石１３が設け
られており、この永久磁石１３の磁力により現像スリー
ブ１２の表面上に磁性キャリアとトナーとからなる磁気
ブラシ１４が形成される（第２図参照）。

この磁気ブラシ１４は、現像スリーブ１２および永久磁
石１３のすくなくとも一方が回転することによっ矢印で
示す方向に回転する。

また、現像スリーブＩ２および感光体１１には、電源回
路１５によってバイアス電圧が印加されている。

現像スリーブ１２上の磁気ブラシ１４には、トナー供給
域に配置されたトナー供給手段としてのトナ−供給ロー
ラ３４によりトナーが供給され、この磁気ブラシが矢印
方向に移動しながら感光体１１に接触することにより、
上記トナー供給域より下流の現像域にて感光体１１に予
め形成された静電潜像１６が上記トナーで現像され可視
像化される。

一方、現像スリーブ１２の上記現像域の下流側のトナー
回収域にはトナー回収手段としてのトナー回収ローラ３
８が配設されている。

現像を終えた磁気ブラシ１４が回転をつづけ、上記トナ
ー回収域に至ると、トナー回収ローラ３８に接続された
トナー回収用電源回路１９より印加されるバイアス電圧
により、磁気ブラシ１４中に供給されたトナーがトナー
回収ローラ３８側に移送される。

このトナー回収ローラ３８に移送されたトナーは、トナ
ー回収ローラ３８の矢印Ｃ方向への回転に伴ってこれに
圧接配置されたブレード３１によってトナータンク３３
内に掻き落とされる。

このように、本実施例における現像装置は、磁気ブラシ
】４に対してＩ・ナーの供給・回収を繰返しながら静電
潜像の現像を行なうので、現像に寄与＝８− するトナーの濃度分布が常に一定となる。この結果、磁
気ブラシ１４は、上記現像により生じたトナーの濃度分
布の差（濃度むら）が解消され安定した画像が得られる
。

上記トナー回収域を通過した磁気ブラシ１４はトナー供
給ローラ３４の配置されたトナー供給域にて新たなトナ
ーの供給を受け、次の現像を行なう。

トナー供給ローラ３４の局面には、トナ一層規制ブレー
ド３２が接触して配置されており、このトナ一層規制ブ
レード３２の作用により、トナー供給ローラ３４が矢印
方向に回転することによって、その表面上で、トナータ
ンク３３のトナーの帯電および薄層化がなされる。また
トナー供給ローラ３４にはトナー供給用電源回路２３が
接続されており、この電源回路２３により印加されたバ
イアス電圧により、トナー供給ローラ３４上のトナーが
磁気ブラシ１４上に供給され現像に供される。

なお、トナータンク３３にはアジテータ３５が設けられ
ていて、このアジテータ３５は大量のトナーを収容した
場合に生じるトナーブロッキングを防止しつつ、トナー
タンク３３内のトナーをトナー供給ローラ３４に送り込
む働きをして画像の安定化に寄与している。

一方、トナー回収ローラ３８には、磁気ブラシ１４から
回収したトナー量を検出するためのトナー回収量検出手
段４０が付設されている。このトナー回収量検出手段４
０は、たとえばトナー回収ローラ３８によって回収され
たトナーを照射する光源（ＬＩＥＤ）と、この光源の回
収されたトナーを透過する透過光を受光する受光素子（
ＣＤＳ）とからなるセンサで構成され、上記の透過光の
光量がトナー回収ローラ３８上に回収されたトナー量（
トナー濃度）の変化に応じて変化することを利用してト
ナー回収量を検出するものである。

このトナー回収量検出手段４０によって検出されたトナ
ー量検出信号は、トナーエンド検出手段としての制御装
置４１に入力される。

すなおち、トナータンク３３内のトナー量が減少すると
、トナー供給ローラ３４から磁気ブラシ１４へのトナー
供給量が減少する。この磁気ブラシ１４中のトナー量が
減少すると、トナー回収ローラ３８によって回収される
トナー量が減少する。従って、この回収されたトナー量
（トナー濃度）を検出することによってトナータンク３
３内のトナー残量を検知することができる。

この制御装置４１は、トナー回収量検出手段４ｏがら出
力されるトナー量検出信号に基づいて、トナータンク３
３内に収容されたトナーの有無を判定し、トナーが無い
と判断した時点（トナーエンド）でトナーエンド信号を
、たとえばランプもしくはブザーなどからなるトナーエ
ンド警告手段４２、および上記現像装置が配設される複
写機もしくはプリンタ等の主装置４３に対して与える。

上述のように構成された現像装置は、制御装置４１に主
装置４３のメインスイッチのオン信号が与えられること
によって、制御袋［４］の）ｔＯＭに予め書き込まれた
、たとえば第３図に示すようなプログラムに従ってその
動作が実行される。

第３図において、上記メインスイッチがオンされると、
主装置４１が周知の複写プロセスに従って作動してコピ
ーが行なわれる（ステップ■）。

次に、ステップ■において、トナー回収量検出手段４０
からの入力の有無が判断される。このステップ■では、
回収されたトナー量が無し、もしくはそれに近い状態の
ときに入力が「有」との判定がなされる。従って、トナ
ータンク３３内にトナーが十分取置されている場合は入
力「無Ｊとの判定がなされステップ■に戻って主装置４
３がコピー可能な状態におかれる。一方、１〜ナータン
ク３３内のトナーが不足して、ステップ■において入力
が「有」との判定がなされた場合には、ステップ■が実
行される。

ステップ■では、入力されたトナー量検出信号が第１の
規定時間ｔ、に達するまで連続して入力されたか否かが
判断される。ここで、第１の規定時間ｔ１は、少なくと
もトナー回収ローラ３８によって、前の現像時における
トナーを回収してから次の現像時におけるトナーを回収
するまでに要する時間、すなわち、たとえば、べた原稿
などのようにトナー消費量の多い原稿の静電潜像を現像
し一１２＝ た際のトナー回収量の減少に伴うトナー回収量検出手段
４０の誤検知を防止するに足る時間に設定される。この
ステップ■においてトナー量検出信号の出力時間ｔが第
１の規定時間ｔ□以下と判定された場合、すなわちトナ
ーが十分にある場合には、上述と同様ステップ■に戻る
。一方、ステップ■においてトナー量検出信号の出力時
間ｔが第１の規定時間ｔ１に達したと判定された場合（
トナー不足の場合）は、ステップ■が実行され、トナー
エンド警告手段４２が作動されて、たとえばトナーエン
ド表示ランプが点滅される。このトナーエンド警告手段
４２が作動すると、次いで、ステップ■において、上記
トナー量検出信号の出力時間ｔが第２の規定時間ｔ２に
達するまで連続して入力されたか否かが判断される。こ
こで、第２の規定時間ｔ２は、ｔｚ＞ｔ□の関係を満足
する任意の時間に設定される。このステップ■において
ｔｆ、ｔ２の場合、すなわちトナータンク３３内のトナ
ー量が不足、もしくはトナー消費量の多い現像が第１の
規定時間以上継続されてステップ■が実行されても、第
２の規定時間ｔ２内に上記の状態が回復された場合には
ステップ■に戻ってコピー可能状態となる。一方、ステ
ップ■において１＝１２の場合、上述した状態が回復さ
れないまま第２の規定時間ｔ２に達した場合には、ステ
ップ■が実行され、トナーエンド警告手段４２、および
主装置４３の複写動作を禁止させる手段（たとえばスタ
ートキー赤表示ランプ）が作動される。

このように、上記現像装置は、トナーエンドによるトナ
ー回収量の減少と、静電潜像の現像にっよるトナー回収
量の減少とを識別してトナーエンド警告手段４２等を動
作せることかできるので、トナー回収量検出手段４０の
誤作動を防止することができるとともに、トナーエンド
時に発生する画質の低下、およびトナー供給ローラ３４
やトナ一層規制ブレード３２などの破損を防止すること
ができる。

（効　　果） 以上述べたように、本発明による現像装置は、トナー供
給域にて荷電されたトナーを、磁気ブラシの搬送速度よ
りも早く供給して磁気ブラシ側に移送させるトナー供給
手段を具備しているので、磁気ブラシによりトナー供給
を簡易な構造で適正に過不足なく行なわせることができ
る。さらに本発明による現像装置は、トナー回収量を検
出してトナーエンドを検知しているので簡単な構成でか
つ確実にトナー残量を検知することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す現像装置の断面図、第
２図は上記現像装置の動作説明図、第３図は上記現像装
置の動作を説明するためのフローチャート、第４図は従
来の現像装置の断面図、第５図は上記従来の現像装置の
部分斜視図、第６図および第７図は上記従来の現像装置
におけるトナー残量検知手段の概略図である。 １２・・・現像スリーブ、１４・・・磁気ブラシ、１５
゜・・・電源回路、１９・・・トナー回収用電源回路、
２３・・・トナー供給用電源回路、３４・・・トナー供
給ローラ、３８・・・トナー回収ローラ、４０・・・ト
ナー回収量検出手段、４１・・・制御装置。 １）開昭６３−１０３２８１　（６） 手続補正書 昭和６２年４月１５　日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、トナー供給域と現像域とトナー回収域との間を順次
   搬送される磁気ブラシ上に付着されたトナーによって、
   潜像担持体上に形成された静電潜像を現像して可視化す
   るようにした静電潜像の現像装置において、上記トナー
   供給域にて荷電されたトナーを上記磁気ブラシ側に移送
   させるバイス電圧を印加するトナー供給用電源回路を備
   えてなるトナー供給手段と、トナー回収域にて磁気ブラ
   シ上に残留するトナーを上記磁気ブラシから回収するバ
   イアス電圧を印加するトナー回収用電源回路を備えてな
   るトナー回収手段と、この回収手段によって回収された
   トナー量を検出してトナー量検出信号を出力するトナー
   回収量検出手段と、このトナー回収量検出手段のトナー
   量検出信号に基づいてトナータンク内のトナーエンドを
   検出してトナーエンド信号を出力するトナーエンド検出
   手段とを具備してなる静電潜像の現像装置。 ２、上記トナーエンド検出手段の出力するトナーエンド
   信号が第１の規定時間連続したときにトナーエンドの警
   告を発するトナーエンド警告手段を作動させ、上記トナ
   ーエンド信号が少なくとも上記第１の規定時間よりも長
   い第２の規定時間連続したときに主装置の複写動作を禁
   止させる複写制御装置を具備する特許請求の範囲第１項
   記載の静電潜像の現像装置。