JPS6398681A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は複写機などの画像形成装置に使用される現像装
置、特に、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を
用いた現像装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、現像装置の一態様として、感光体ドラムに対向す
る現像剤担持体の背面側に、現像剤を循環搬送する現像
剤搬送路を設け、該搬送路に沿ってトナーとキャリアと
の混合物からなる２成分現像剤を混合撹拌しつつ搬送す
るとともに、その一部を現像剤担持体の表面に供給して
現像に供するようにしたものが種々提供されている。

そして、この種の現像装置にあっては、現像によって消
費されていくトナー量に見合う量のトナーを逐次補給し
て安定した画質を得るべ（、面記現像剤搬送路にセンサ
面を臨ませてトナー濃度検出センサを設け、搬送されて
いる現像剤のトナー濃度変化を透磁率の変化としてとら
え、その出力の大小によってトナー濃度を検出するよう
にしている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、複写機等で連続コピーを行うと、光源、
チャージャ類、及び定着ヒータ等が連続的に駆動される
ため機内温度が老しく上昇したり、現像剤は搬送される
際にスクリュウ、ローラ等によって機械的ストレスを受
けたりすることによって、現像剤の流動性が低下し、セ
ンサ面対向部における現像剤の搬送量が低下することか
ある。

このような場合、現像剤のトナー濃度が一定の条件下で
、第５図に示すように、現像剤量とセンサ出力とは比例
関係にあるため、センサ面上を通過する現像剤量が少な
くなると、センサ出力が小さくなる。一方、第６図に示
すように、トナー濃度とセンサ出力とは逆比例関係にあ
り、センサ出力が小さくなると、トナー濃度は一定であ
るにも拘わらず、トナー濃度検出値が高くなる。

換言すれば、現像剤のトナー濃度が低下し、トナーを補
給する必要な状態であるにも拘わらず、トナー濃度検出
センサは、現像剤が十分なトナーを含有しているかのご
とき信号を出力し続けるため、トナーが補給されず、不
良画質を作像し続けるという問題点を有していた。

そこで、本発明者らは種々検３すを重ねた結果、センサ
面上の現像剤搬送路断面積を小さくして、現像剤が定常
的に流れる通路を形成すれば、たとえ現像剤の搬送量が
少なくなっても、少なくともセンサ面上の現像剤量は一
定しているため、正確なトナー濃度を検出し、適正画質
の画像を安定的に得ることができる点に着目した。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記知見に基づいてなされたちので、現像剤搬
送路にトナー濃度検出センサを設け、前記現像剤搬送路
を搬送される現像剤のトナー濃度を検出する現像装置に
おいて、前記トナー濃度検出センサのセンザ面対向部に
、該センサ面との間に常時一定量の現像剤を通過せしめ
る流量規制部材を設けたものである。

（実施例） 以下、本発明を添付図面について説明する。

第１図は本発明にかかる現像装置（１）を示し、該現像
装置（りは、概略、現像スリーブ（２１）を有する現像
部（２）と、パケットローラ（４）及びスクリュウロー
ラ（５）を有する現像剤循環搬送部（３）と、トナー収
容部（６）とから構成され、各部材はケーシング（１１
）に収容されている。

現像部（２）は、磁気ローラ（２２）を内蔵した現像ス
リーブ（２１）をケーシング（ＩＩ）の円弧状部（１２
）と粉煙防止板（１３）との間に設け、該現象スリーブ
（２１）の外周面に穂高規制部材（２３）を対向せしめ
た乙のである。

現像スリーブ（２１）は非磁性導電材（例えばアルミニ
ウム）を円筒状に形成したもので、外周面にはサンドブ
ラスト処理にて微小凹凸が形成され、矢印（ｂ）方向に
回転駆動可能としてあり、矢印（ａ）方向に回転駆動可
能な感光体ドラム（１００）の表面に対向している。

は気ローラ（２２）は軸方向に延在する磁極を外周部に
Ｎ極、Ｓ極を交互に、かつ、感光体ドラム（Ｉ）の背面
側にのみ同極（Ｓ極）を隣接させて着磁した乙ので、現
像スリーブ（２１）内に固定されている。

現像剤循環搬送部（３）は、ケーシング（１１）の底部
を湾曲させて形成した現像剤混合撹拌搬送路（４１）と
現像剤供給搬送路（５１）とを有し、両者はケーシング
（１１）の底部から立ち上がった仕切り仮（Ｉ４）にて
仕切られると共に、仕切り板（ｌ・１）の奥側と手前側
を一部切除して形成した図示しない開口にて連通５れて
いる。

なお、搬送路（４１）は現像スリーブ（２１）と平行で
、搬送路（５１）は搬送路（４１）よりも第１図の手前
側で低く、奥側で高くなるように若干傾斜している。

また、搬送路（５Ｉ）の略中央の底部には、第２図に示
すように、現像剤のトナー濃度を透磁率の変化として検
出し、その値を図示しない制御装置に出力する磁気セン
サであるトナー濃度検出センサ（９）が、センサ面（９
１）を搬送路（５１）に臨ませて取り付けてあり、セン
サ面（９１）は、搬送路（５１）を搬送される現像剤の
流れを遮ることがないように、はぼ搬送路（５１）の底
面と同一平面上に位置するようにしである。

パケットローラ（４）は、六角形状の支持板（４２）、
（４２）の各辺にパケット（４３）を橋渡し、パケット
（４３）の内側に羽根部（４４）を取り付けたもので、
パケットローラ（４）内を貫通ずる支軸（４５）を介し
て搬送路（４１）内に矢印（ｃ）方向に回転駆動可能に
設置されて（゛る。

スクリュウローラ（５）は、第２図に示すように、支軸
（５８）に、支持部（５３）に複数の搬送羽根（５４）
を設けた２組の搬送部材（５２）と、流量規制部オ（５
５）とを、該流量規制部材（５５）を搬送部材（５２）
の間に位置さけて取り付けたもので、流量規制部材（５
５）を搬送路（５Ｉ）の中央底部に設けたトナー農度検
出センサ（９）のセンサ面（９１）に対向し、かつ、こ
れを覆うように配置し、矢印（ｄ）方向に回転駆動可能
としである。

流量規制印材（５５）の外周部には軸方向に向けて板状
の掻き上げ羽根（５６）が取り付けてあり、該掻き上げ
羽根（５６）の−側面には厚さ０．０５ｍｍのポリエス
テルフィルムからなるクリーニング部材（５７）が取り
付けである。

なお、第３図に示すように、支軸（５８Ｘ流量規制部材
（５５））の中心から、センサ面（９１）、クリーニン
グ部材（５７）の先端部、Ｆｆｔき上げ羽根（５６）の
先端部までの距離、及び流量規制部材（５５）、羽根部
材支持部（５３）の半径、をそれぞれｌ（、ｒｔ。

ｒｔ、ｒ３＋ｒ４とすると、これらはｒ　＋　＞　Ｉ−
Ｉ　＞　ｒ　ｔ　＞　ｒ　３　＞　ｒ４の関係に設定さ
れ、支軸（５８）の回転にしたがってクリーニング部材
（５７）はセンサ面（９１）を摺擦しながら、センサ面
（９１）上の現像剤を掻き取るようにしである。

トナー収容部（６）は、前記搬送路（５Ｉ）の後方を壁
部（１５ａ）、（１５ｂ）で仕切られたトナーホッパ（
６１）内に撹拌部材（６２）、エンプティ検出装置（６
４）、補給ローラ（７１）を設けたもので、トナーホッ
パ（６りの上部には補給用トナーを予め充填したトナー
ボトル（８１）が着脱自在に取り付けられ、該トナーボ
トル（８１）の底ｆｆ１（８２）を外方からスライドさ
せろことにより、ｈｌｉ給用トナーカトナーホッパ（６
１）内に補充される。

撹拌部材（６２）は支軸（６３）を支点に矢印（ｃ）方
向に回転駆動可能であり、この回転にてトナーホッパ（
６１）内でのトナーの架橋現象やブロッキングを防止す
るようにしである。

補給ローラ（７１）は支軸（７２）に搬送羽根（７３）
を取り付けたもので、トナーホッパ（６１）の底部に位
置する補給路（７０）に矢印（ｆ）方向に回転駆動可能
に設置されている。

なお、補給路（７０）の手前側は図示しない補給用通路
にて前記隣接する搬送路（５１）に連通している。

次に、現像装置（１）の動作について説明する。

トナーホッパ（６１）内のトナーは補給ローラ（７１）
の矢印（ｆ）方向の回転に基づいて補給路（７ｏ）を奥
側から手前側に搬送され、手前側の補給用通路（図示せ
ず）に案内されて搬送路（５１）の上流側に補給されろ
。

なお、このトナー補給ロー５（７１）の駆動タイミング
は、前記トナー濃度検出センサ（９）によって、搬送路
（５１）内の現像剤中のトナー濃度検出値が基１６度以
下と判定されたとき、図示しない制御装置からの信号に
よって駆動されるようになっている。

搬送路（５１）の補給されたトナーは、搬送路（４１）
から送られてくる既存の現像剤に取り込まれ、スクリュ
ウローラ（５）の回転に基づき、搬送羽根（５４）にて
矢印（Ａ）方向へ混合撹拌されつつ搬送され、トナーＤ
度検出センサ（９）校び流ｈ１規制部材（５５）が位置
するトナー濃度検出領域（Ｘ）を通過して搬送路（５１
）の下流端部に送られる。

なお、トナー濃度検出領域（Ｘ）において、搬送羽根（
５４）にて送り込まれた現像剤は、掻き上げ羽根（５６
）にて矢印（ｄ）方向に掻き上げられ、掻き上げ羽根（
５６）が一定の位置まで回転すると重力作用を受けてセ
ンサ面（９１）の上に自然落下する。センサ面（９１）
上に落下した現象剤は、後から送られてくる現象剤に、
よってトナー濃度検出領域（Ｘ）から押し出され、奥側
の搬送部材（５２）の搬送羽根（５４）にて引き続き矢
印（Ａ）方向に運ばれる。

ところで、トナー濃度検出領域（Ｘ）において、流量規
制部材（５５）の径（２・ｒ、）は羽根部材支持部（５
３）の径（２・ｒ４）よりも大きくしであるため、この
部分での搬送路断面積は他の部分に比べて小さくなって
いる。

したがって、トナー濃度検出領域（Ｘ）に送り込まれて
きた現像剤は、この領域（Ｘ）に至ると急激に流面が高
くなり、現象剤は、流量規制部オ（５５）と搬送路（５
１）の側壁との間だけでなく、流量規制部材（５５）の
上をオーバーフローしながら下流側に運ばれる。

このため、トナー濃度検出領域（Ｘ）以外の部分では、
現像剤は搬送羽根（５４）の搬送作用を受けて常時激し
く運動しており、微小時間の間に通過する現像剤ｍは大
幅に変動するのに対し、トナー濃度検出センサ（９）の
センサ面（９１）と流量規制部材（５５）との間では、
常時一定量の現像剤が定常的に通過していくため、たと
え、掻き上げ羽根（５６）、クリーニング部材（５７）
による掻き上げ作用を周期的に受けたとしても、トナー
濃度検出センサ（９）からの出力は比較的安定している
（第４図参照）。

搬送路（５１）の奥側端部に到達°した現像剤は図示し
ない開口を介して搬送路（４１）の奥側端部に送り込ま
れる。

搬送路（４１）に搬送された現像剤は羽根部（４４）の
搬送作用を受けて奥側から手前側に搬送され、搬送路（
４１）の手前側端部に到達すると、仕切り板（１４）の
開口（図示Ｕ“ず）を介して搬送路（５１）内に送り込
まれる。

なお、一部の現像剤は、搬送路（４１）を搬送中にパケ
ット（４３）で掬い上げられて現像スリーブ（２１）の
外表面に供給される。

現像スリーブ（２１）に供給された現像剤は、磁気ロー
ラ（２２）から発生している磁力線に沿って磁気ブラシ
状態で矢印（ｂ）方向に搬送され、穂高規制部材（２３
）との対向部を通過する際に途方な現像剤は穂切りされ
て搬送量が調整される。

穂高規制部材（２３）との対向部を通過した現像剤は、
感光体ドラム（１００）との対向部で、その表面を摺擦
して、感光体ドラム（１００）の表面に形成されている
静電潜像に対応するトナー像を形成する。

その後、現象スリーブ（２１）の表面に残存する現像剤
はケーシング（１１）との間を通りパケットローラ（４
）との対向部に至ると、ここには同極の磁性が隣接して
反発磁界を形成しており、この反発磁界によって現像ス
リーブ（２１）上の現像剤は拘束力を失い、現像スリー
ブ（２１）の表面から離脱してパケットローラ（４）に
取り込まれ、搬送路（４１）を搬送されている現像剤に
混合される。

次に、トナー濃度補給機構について説明する。

前述したように、トナー濃度検出センサ（９）のセンサ
面（９１）上を通過する現像剤量は一定しているものの
、トナー濃度検出領域（Ｘ）では、スクリュウローラ（
５）の回転動作に従って、クリーニング部材（５７）の
先端部がセンサ面（９１）を摺擦し、このとき、現像剤
はクリーニング部材（５７）にてセンサ面（９１）に押
し付けられ密度が上昇するため、第４図に示すように、
トナー濃度検出センサ（９）の出力波形には周期的に山
なりのノイズ（Ｎ）が表われ、それ以外の時は比較的平
坦で安定している。

そこで、図示しない制御装置では、センサ出力波形の安
定領域（Ｆ）を検出し、この部分のセンサ出力からトナ
ー濃度を読み取る。

即ち、ノイズ（Ｎ）が表われろ周期はスクリュウローラ
（５）の回転周期に等しく、この値は予め判るため、ノ
イズ（Ｎ）を検出してから一定時間後の安定領域（Ｆ）
の出力値を読み取るようにしてもよいし、微小時間間隔
でセンサ出力値を読み取り、連続して得られた複数のサ
ンプリング値の平均値がある一定範囲内にあれば、これ
らサンプリング値は安定領域（Ｆ’）のものであると判
定し、前記平均値、または、それら中から適当な値を抽
出するようにしてもよい。

続いて、制御装置では、前述のごとくして検出されたト
ナー濃度センザ（９）からの安定領域（Ｆ）の出力電圧
と、制御装置に予め記憶されている基準電圧とを比較し
、現像剤のトナー濃度が適正であるか否かを判定する。

そして、トナー濃度が基準濃度以下であれば、補給ロー
ラ（７１）を駆動して搬送路（５１）の上流側に新たな
トナーを補給する。

補給されたトナーは、前述した現像剤の搬送動作に従っ
て搬送されろ。

なお、前記実施例では、現像スリーブ（２１）の背面に
搬送路（４１）、（５１）を並設し、該搬送路（４１）
、（５１）で現像剤を循環搬送する形態の現像装置につ
いて示したが、現像装置の形態はこれに限られるしので
ない。

即ち、外周部に現像剤搬送・供給羽根を有する筒状回転
体の中に、現像剤搬送スクリュウを設け、回転体の両端
部に形成した開口を介して回転体の内と外とで現像剤を
循環搬送する形態の現像装置や、２つの搬送路を連通ず
る現像剤の迂回路を形成し、ここに一部の現像剤を送り
込みトナー濃度を検出する形態の現像装置であっても、
本発明を適用することができる。

また、館記実施例では、流量規制部材（５５）に、掻き
上げ羽根（５６）、クリーニング部材（５７）を取り付
けるものとしたか、これらの部材は必ずしも必要なもの
ではないが、センサ面（９１）を周期的にクリーニング
することかできるので、センサ面（９１）にトナーか付
着して出力が変化するのを防止する点で有効である。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明では、現像剤搬送
路にトナー濃度検出センサを設けて現像剤中に含まれて
いるトナーの濃度を検出し、その結果をらとにトナーを
？ｌｌｉ給する形態の現像装置において、トナー濃度検
出センサのセンサ面に対向する位置に、センサ面上に定
常的に一定量の現像剤が通過するための流量規制部材を
設けている。

したがって、たとえ、周囲の諸条件等によって現像剤の
流動性が低下しても、少なくともセンサ而対向部、即ち
、トナー濃度を検出する流路には常に現像剤が存在する
ため、トナー濃度検出センサは現像剤に含まれるトナー
濃度を正確に検出することができる。

このため、現像剤のトナー濃度は常に適正に維持するこ
とができ、適正画質の画像を安定的に得ることができる
とともに、オーバートナーによる機内汚染等を防止し、
清潔な環境を維持ずろことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる現像装置の断面図、第２図は現
像剤搬送路及びトナー濃度検出センサの取付状態を示す
一部切欠斜視図、第３図は第２図の一部切断断面図、第
４図はトナー濃度検出センサの出力波形を示す図、第５
図は現像剤量とセンサ出力との関係を示す図、第６図は
トナー濃度とセンサ出力との関係を示す図である。 １・・・現像装置、２・・・現像部、３・・・現像剤循
環搬送部、４・・・パケットローラ、５・・・スクリュ
ウローラ、６・・・トナー収容部、９・・・トナー濃度
検出センサ、ｌｌ・・・ケーシング、１４・・・仕切り
板、２１・・・現像スリーブ、２２・・・磁気ローラ、
４１・・・搬送路、５１・・搬送路、５２・・・搬送部
材、５４・・・搬送羽根、５５・・・流量規制部材、５
６・・・掻き上げ板、５７・・・クリーニング部材、６
１・・・トナーホッパ、６２・・・エンプティ検出装置
、７１・・・補給ローラ、９１・・・センサ面、Ｘ・・
・トナー濃度検出領域。 特許出願人　ミノルタカメラ株式会社 代理人　弁理士　青　山　　葆　ほか２８笛５図 室Ｃ口 ″ｌ−１−褒麿Ｉｗｔ％）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）現像剤搬送路にトナー濃度検出センサを設け、前
   記現像剤搬送路を搬送される現像剤のトナー濃度を検出
   する現像装置において、前記トナー濃度検出センサのセ
   ンサ面対向部に、該センサ面との間に常時一定量の現像
   剤を通過せしめる流量規制部材を設けたことを特徴とす
   る現像装置。