JPH01314267A - 電子写真装置 - 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、感光体上に形成された静電潜像をトナー粒子
にて顕画化し用紙にトナーを転写させ熱あるいは圧力等
によって定着する電子写真装置に関するものである。

従来の技術 従来、電子写真装置は乾式トナーを使用する機器が主流
を占め、複写機、レーザプリンタ等として実用化されて
きた。この電子写真装置は電子写真プロセス技術を応用
した機器であり、電子写真プロセスの中で、感光体上に
形成された静電潜像をトナー粒子にて顕画化するのが現
像プロセスである。現像プロセスを構成する装置で、例
えばトナーとキャリアの混合物を現像剤として使用する
二成分現像法を採用した現像装置は一般に現像剤を充填
された現像バットと補充用トナーを蓄えているトナーホ
ッパーから成っている。上記トナーホッパー内のトナー
はトナー補給ロールの回転によって現像バット内へ落下
し、常に現像バット内のトナーとキャリアの混合比が一
定に保たれるように制御されている。トナーホッパー内
に充填されているトナーは使用するにつれて減っていき
、一部はトナーホッパーの内壁へ付着しトナーブロッキ
ング（固形化）を起こしたりあるいは、淀み部に堆積し
たりすることがあった。このトナーホッパー内にトナー
が残るとトナーホッパーの容量が実質的に小さくなるた
め、このトナーブロッキング、淀みに残るトナーを減ら
すよう、種々の試みがなされてきた。

以下、図面を参照して従来、採用されている電子写真装
置内の現像装置について説明する。

第５図は従来の現像装置の側断面図であり、第６図は従
来の現像装置のナナ−ホッパ一部の要部斜視図である。

第５図、第６図においてｌはアルミニウム等の管からな
り、その外周面にセレン（Ｓｅ）あるいは有機光導電体
（ＯＰＣ）等の感光層が薄膜状に塗布された感光体であ
る。２は帯電器であり、タングステンワイヤー等から成
る帯電線３と金属板から成るシールド板４及びグリッド
板５によって構成されている。帯電線３へ高電圧を印加
することによって帯電線３がコロナ放電を起こしグリッ
ド板４を介して感光体１は一様に帯電される。６は光学
ユニット（図示せず）から発射される露光光線であり、
複写機であれば原稿光、レーザプリンタであれば画像デ
ータ光である。レーザプリンタの場合この露光光線６は
ホストコンピュータ（図示せず）からの信号により制御
され、所望の画像が感光体１上に静電潜像として形成さ
れる。７は現像装置であり、トナー８を収納するトナー
ホッパー９と、トナー８と鉄粉等の磁性粒子であるキャ
リア１０を収納し、混合撹拌の後現像スリーブ１１に搬
送し磁気ブラシを形成させる現像バット１２により成る
。１３はトナーホッパー蓋である。１４はトナーホッパ
ー９内で両端を回転自在に軸支され、トナーホッパー９
内の一定量のトナー８を現像バット１２内に供給するト
ナー排出ローラであり、トナー排出口１５を塞いでいる
。１６ａ、１６ｂはベルト、チェーンあるいはロープ等
のループ状の運動伝達部材である。運動伝達部材１６ａ
、１６ｂはトナー排出ローラ１４と平行に両端を軸支さ
れた回転軸１７に固定されたスプロケット１８ａ、１８
ｂと、固定軸１９との間に掛けられている。２０は回転
軸１７にほぼ平行に配置され、両端を運動伝達部材１６
ａ、１６ｂに取り付けられたシャフト状の撹拌部材であ
る。スプロケット１８ａ、１８ｂとトナー排出ローラ１
４は機体本体のシャーシ２１に配置されたステッピング
モータ等のモータ２２からの動力を用いてアイドラギア
２３，２４．２５を介して、それぞれスプロケットギア
２６とトナー排出ローラギア２７を駆動することによっ
て回転する。さらにトナー排出ローラ１４はトナーホッ
パー内壁９ａと近接して配置されている。運動伝達部材
１６ａ、１６ｂ、回転軸１７、スプロケット１８ａ、１
８ｂ１回転軸１９は撹拌部材２０をトナーホッパー９の
内壁に沿って移動させるように取り付けられている。２
８は現像剤ミキサーであり、現像バット１２内に配置さ
れている。

現像剤ミキサー２８はトナーホッパー９よりトナー排出
口１５を通して供給されたトナー８とキャリア１０とを
撹拌混合し、荷電させ、現像スリーブ１１に搬送する。

搬送されたトナー８とキャリアｌＯは現像スリーブ１１
内に固定されたマグネットローラ２９の磁力により磁気
ブラシを形成させられ、ドクターブレード３０によりそ
の高さを制限される。現像スリーブ１１の回転に伴い磁
気ブラシは感光体１と接触し、感光体１の静電潜像が形
成された部分にトナー８を付着させ粉体画像を形成する
。３１はトナー８とキャリア１０の混合比を検出するた
めのトナー濃度センサーであり、ドクターブレード３０
に取り付けられている。３２は現像が行われる現像部で
ある。

次に、上記構成の動作を説明する。まず、高圧電源に接
続された帯電器２内の帯電線３にてコロナ放電を行い感
光体ｌの表面を一様に一６００Ｖ〜−７００Ｖ程度に帯
電させる。次に感光体１を矢印Ａ方向に回転させ一様に
荷電された感光体１の表面上にレーザビーム等の露光光
線６を照射すると、感光体１上の照射された部分は電荷
が消え、静電的な潜像が形成される。一方、現像バット
１２内のキャリア１０とトナー８は現像剤ミキサー２８
によって充分に摩擦帯電されマグネットローラ２９に吸
引され、現像スリーブ１１の回転によって現像部３２へ
搬送される。この現像部３２にてキャリア１０とトナー
８は磁気ブラシを形成し、感光体１と接触する。この際
、現像スリーブ１１と感光体１間に電位差を与えると、
感光体１上の静電潜像部にトナー８が付着し可視像を形
成し、現像が終了する。ここでキャリア１０とトナー８
との混合比は、トナー濃度センサー３１にて常に感知さ
れている。トナー８が現像部３２にて感光体１に付着し
消費されるとトナー濃度センサー３１が現像バット１２
内のキャリア１０とトナー８の混合比が予め設定した値
より低いと検出し、その検出信号がホストコンピュータ
（図示せず）に導かれ、第４図に示すように、モータ２
２を駆動し種々のギア２３．２４．２５．２６．２７を
介してトナー排出ローラ１４を回転させトナー排出口１
５を通してトナーホッパー９内のトナー８を現像バット
１２内の現像剤ミキサー２８上に補給し、設定された混
合比へ回復させ、一定の混合比を維持することになる。

発明が解決しようとする課題 以上のように構成された従来の現像装置において、トナ
ーホッパー９内のトナー８は充填された当初は第５図の
線Ｂの状態にある。トナー排出ローラ１４の回転に伴い
トナーホッパー９内のトナー８が現像バットに落ち、次
第に減少する。トナー排出ローラ１４とトナーホッパー
内壁９ｂとの間に充填されているトナー８は運動伝達部
材１６ａ、１６ｂの矢印Ｃ方向への回動に伴い撹拌部材
２０によって撹拌されながらトナー排出ローラ１４側へ
トナー８を押しやられる。これによってトナー８が淀ん
で堆積しブロッキング化するのを防止している。しかし
ながら、トナー排出ローラ１４の上にあるトナー８は撹
拌部材２０ｆｌｌｌにあるトナー８がなくなってもＤの
ごと（ブロッキングを起こし消費されずに残ってしまう
という現象が現れていた。特に気温４０℃、相対湿度８
０％等の高温高湿状態においてこの現象が顕著に起こっ
ていた。

課題を解決するための手段 しかるに、本発明は上記欠点を一掃するものであり、ト
ナーホッパーの底面の一方から他方に向かうとともにト
ナーホッパーの底面のほぼ全域に沿って走行する撹拌部
材を設け、さらに撹拌部材が起動する毎にその移動方向
を変化させる制御手段を設けたことにある。

作　　用 上記手段によってトナー排出ローラの回転に伴ってトナ
ーがトナー排出口より落ち、一部のトナーはトナー排出
ローラの表面に付着してトナーホッパー内に戻ったり、
あるいは撹拌部材の上に乗ったトナーはトナー排出ロー
ラの上部を通過してトナーホッパ内でブロッキングを起
こすが、トナー排出ローラの移動方向が変わると、ブロ
ッキングしたトナーは再び撹拌部材によってトナー排出
ローラへ運ばれる。これによってトナーホッパー内壁等
に生じていたトナーブロッキングを防止することができ
る。

実施例 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の電子写真装置の一実施例を示す側断面
図であり、第２図は本発明の電子写真装置のトナーホッ
パ一部の分解斜視図である。

第１図、第２図において１は感光体、２は帯電器で帯電
線３とシールド板４及びグリッド板５によって構成され
ている。６は光学ユニット（図示せず）から発射される
露光光線である。７は現像装置であり、トナー８を収納
するトナーホッパー９と現像バット１２を有している。

１０はキャリアでありトナー８と混合撹拌される。そし
てトナー８とキャリア１０は現像スリーブ１１に搬送さ
れ、磁気ブラシを形成される。１３はトナーホッパー蓋
である。１４はトナーホッパー９内で両端を回転自在に
軸支され、トナーホッパー９内のトナー８を現像バット
１２内に供給するトナー排出ローラであり、トナー排出
口１５を塞いでいる。

９ｃはトナーホッパー９の底面に形成された凹部で底面
を２分割している。また凹部９ｃはトナー排出ローラ１
４を収納している。１６ａ、１６ｂはベルトやチェーン
あるいはロープ等のループ状の運動伝達部材である。回
転軸１９はトナー排出ローラ１４と平行になるように両
端を軸支されている。この回転軸１９の両端付近にスプ
ロケット１８ａ、１８ｂが固定されている。そして運動
伝達部材Ｌ６ａ、１６ｂはスプロケット１８ａ、１８ｂ
と固定軸１９との間に掛けられ、トナー排出ローラ１４
の上部を横切ってトナー排出ローラ１４の軸と直角方向
に走行する。ここで固定軸１９の代わりに回転軸を用い
たりあるいはスプロケットを用いてもかまわない。２０
は回転軸１９にほぼ平行に配置され、両端を運動伝達部
材１６ａ。

１６ｂに取り付けられた撹拌部材で丸棒状である。スプ
ロケット１８ａ、１８ｂとトナー排出ローラ１４は機体
本体のシャーシ２１に配置されたステッピングモータ等
のモータ２２にアイドラギア２３．２４．２５を介して
連結されている。そしてモータ２２によってスプロケッ
トギア２６とトナー排出ローラギア２７を駆動すること
によってスプロケット１８ａ、１８ｂとトナー排出ロー
ラ１４を回転駆動する。２８は現像バット１２内に配置
され、トナーホッパー９よりトナー排出口１５を通して
供給されたトナー８を撹拌混合し現像スリーブ２９に搬
送する現像剤ミキサーである。搬送されたトナー８とキ
ャリア１０は現像スリーブｌｌ内に固定配置されたマグ
ネットローラ２９の磁力により磁気ブラシを形成させら
れ、ドクターブレード３０によりその高さを制限され、
現像スリーブ１１の回転に伴い磁気ブラシは感光体１と
接触し、感光体ｌの静電潜像部にトナー８を付着させ粉
体画像を形成する。３１はトナー８とキャリア１０の混
合比を検出するためのトナー濃度センサーであり、ドク
ターブレード３０に取り付けられている。３２は現像が
行われる現像部である。

第３図は本発明の電子写真装置の回路の主要部のブロッ
ク図である。第３図において３３はマイクロコンピュー
タ等よりなる制御装置であり、入力端子にトナー濃度セ
ンサ３１が接続されている。３４はモータ２２のドライ
バであり、制御装置３３の出力端子に接続されている。

３５は電源であり、制御装置３３およびドライバ３４に
電力を供給している。

次に、上記構成の動作を説明する。まず高圧電源に接続
された帯電器２内の帯電線３にてコロナ放電を行い感光
体ｌの表面を一様に一６００Ｖ〜−７００Ｖ程度に帯電
させる。次に感光体１を矢印Ｅ方向に回転させ一様に荷
電された感光体１の表面上に露光光線６を照射すると、
照射部は電荷が消え静電的な潜像が形成される。一方、
現像バット１２内のキャリア１０とトナー８は現像剤ミ
キサー２８によって充分に摩擦帯電されマグネットロー
ラ２９に吸引され、現像スリーブ１１の回転によって現
像部３２に搬送される。この現像部３２でキャリア１０
とトナー８は磁気ブラシを形成し感光体１と接触する。

この際現像スリーブ１１と感光体１との間に電位差を与
えると、感光体１上の静電潜像部にトナー８を付着し可
視像を形成し現像が終了する。

以下本発明の電子写真装置の動作を第４図のフローチャ
ートに沿って説明する。ステップａでキャリア１０とト
ナー８との混合比はトナー濃度センサー３１にて常に感
知されている。トナー８が現像部３２にて感光体ｌに付
着し消費されると、トナー濃度センサー３１が現像バッ
ト１２内のキャリア１０とトナー８の混合比がある値よ
り低いと検出されると、ステップｂへ進みトナーの補給
が初回の補給か否か判断する。トナーの補給が初回の場
合、ステップＣへ行き、モータ２２を正回転させる。こ
れによってモータ２２の駆動力は種々のギア２３．２４
，２５，２６．２７を介してトナー排出ローラ１４を回
転させトナー排出口１５を通してトナーホッパー９内の
トナー８を現像バット１２内の現像剤ミキサー２８上に
補給する。ステップｄでトナーの濃度が回復したか否か
即ちトナー補給が終了したか否か判断し、トナーの補給
が終了するまでモータ２２の駆動を維持する。トナーの
補給が終了すると、ステップｅでモータ２２の回転方向
を示すデータを格納してステップａへ戻り、再びトナー
濃度を監視する。ステップｂでトナー補給が初回でない
場合、ステップｆへ進み、前回のトナー補給の際のモー
タ２２が回、転方向した回転方向を示すデータを読み出
し、ステップｇで読み出したデータの示す方向と反対の
方向にモータ２２を回転させる。次にステップｈでトナ
ーホッパ９内のトナーが切れていないか否か判断し、ト
ナーが切れていたら画像形成の動作を終了し、トナーが
切れていない場合はステップｉへ進み、トナーの濃度が
回復したか否か即ちトナー補給が終了したか否か判断し
、トナーの補給が終了するまでモータ２２の駆動を維持
する。トナーの補給が終了すると、ステップｊでモータ
２２の回転方向を示すデータを格納してステップａへ戻
り、再びトナー濃度を監視する。

以上のように構成された本発明の現像装置においてトナ
ーホッパー９内のトナー８は初期にＦの状態にありトナ
ー排出ローラ１４の回転と同時にモータ５４の動力によ
って回転軸１７．スプロケット１８ａ、１８ｂを介して
、運動伝達部材１６ａ、１６ｂが回転軸１７と固定軸１
９の間をループ状に回転する。それに伴い撹拌部材２０
がトナーホッパー９内の底面全域に沿ってトナー排出ロ
ーラ１４の軸方向と直角方向Ｇヘトナー排出ローラ１４
の垂直上部を横切りながら、トナー８を撹拌するととも
に、トナー排出ローラ１４の方（Ｈ方向）へトナー８を
押し流す。これによってトナー排出ローラ１４上部のト
ナーは次第に減少する。そしてモータ２２は回転起動す
るたびに回転方向が逆転するため、トナーホッパ内の特
定の場所にトナーがブロッキングすることがない。

以上の実施例ではモータ２２が起動するたびにモータ２
２の回転方向を逆転させるようにしたが、モータ２２が
数回起動するとモータ２２の回転方向が反転させるよう
にしても良い。

発明の効果 以上のように本発明はトナー排出口を有する凹部によっ
てトナーホッパーの底面を分割し、トナー排出口を塞ぐ
トナー排出ローラを凹部に収納し、凹部によって分割さ
れた底面の一方から他方に向かって凹部の上を通過して
移動する撹拌部材と、撹拌部材が起動する毎にその移動
方向を変化させる制御手段を設けたため、トナー排出ロ
ーラの表面に付着してトナー排出口より落ちながったト
ナーがトナーホッパーに戻っても撹拌部材によって再び
凹部に戻ることによって発生するブロッキング現象によ
ってトナーがトナーホッパー内に溜まることがなくなる
。よってトナーホッパー内に蓄えたトナーをほとんどす
べて使用することができ、トナーホッパー内のトナーが
無駄になることはない。またトナーホッパーの容積が一
杯に使用されるため、トナーの補給の間隔を長くするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子写真装置の一実施例を示す側断面
図、第２図は同トナーホッパ一部分の斜視図、第３図は
同要部回路ブロック図、第４図は同動作を示すフローチ
ャート、第５図は従来の電子写真装置の側面図、第６図
は同トナーホッパー部分の斜視図である。 ｌ・・・感光体　　　　２・・・帯電器　　　３・・・
帯電線４・・・シールド板　５・・・グリッド板　６・
・・露光光線７・・・現像装置　８・・・トナー　９・
・・トナーホッパー１０・・・キャリア　　　　　　１
１・・・現像スリーブ１２・・・現像バット　　　１３
・・・トナーホッパー蓋１４・・・トナー排出ローラ　
　１５・・・トナー排出口９ｂ・・・凹部　　　１６ａ
、１６ｂ・・・運動伝達部材１７・・・回転軸　　１８
ａ、１８ｂ・・・スプロケット１９・・・固定軸　２０
・・・撹拌部材　２１・・・シャーシ２２・・・モータ
　２３．２４．２５・・・アイドラギア２６・・・スプ
ロケットギア ２７・・・トナー排出ローラギア ２８・・・現像剤ミキサー　２９・・・マグネットロー
ラ３０・・・ドクターブレード ３１・・・トナー濃度センサー　　　　３２・・・現像
部代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　トナー蓄えるホッパーの底面を分割するように前記底
   面に凹部を形成し、前記凹部の底面にトナー排出口を形
   成し、前記トナー排出口塞ぐとともに回転することによ
   って表面に付着したトナーを前記排出口より排出するト
   ナー排出ローラを前記凹部に収納し、前記凹部を横切っ
   て前記ホッパーの底面の一方から他方に向って移動し再
   び前記底面の一方へ戻る撹拌部材を設け、前記撹拌部材
   が起動する毎にその移動方向を変える制御手段を設けた
   ことを特徴とする電子写真装置。