JPH0199073A - 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） 本発明は電子写真複写機に適用される現像装置、特に２
成分現像剤を使用し、トナー濃度検知手段を備えた現像
装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種の装置においてトナー濃度を検知する場合
、一般に光学的検知方法が採用されている。

この方法は、現像剤におけるトナー含量の変動により現
像剤の反射率が変化することを利用してトナー濃度（現
像剤に対するトナーの比率）を検知するものであり、こ
の目的を達成するため、現像剤を照明する発光素子と現
像剤による反射光を受光する受光素子とを有するトナー
濃度検知手段ｌＯＯが設けられている。この場合、トナ
ー濃度検知手段１００は、第６図に示すように現像スリ
ーブ１０１近傍又は現像剤を攪拌する攪拌通路１０２に
配設されることが多い。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、斯かる従来例にあっては、例えば現像ス
リーブ１０１近傍にトナー濃度検知手段１００が設けら
れている場合、現像によりトナー濃度が低下すると、ト
ナー濃度検知手段１００により検知され、トナー濃度の
低下に応じてトナーカートリッジ１０３からトナーが補
給されることとなるが、トナー補給により十分な濃度と
なった後も現像剤がスクリュー１０４，１０５゜１０６
によって攪拌されてトナー濃度検知手段１００に到達す
るまでの間はトナーが補給されるため、どうしても過剰
補給気味となり、−時的にトナー濃度が上がってしまう
。

一方、攪拌通路１０２近傍にトナー濃度検知手段１００
が設けられている場合、現像によりトナー濃度の低下し
た現像剤が攪拌通路１０２に到達してトナー濃度検知手
段１００により検知されるまでトナーの補給が行われず
、トナー濃度の低い現像剤により現像を行うことになる
ため、複写濃度が低下してしまう。

すなわち、上記従来技術にあっては、現像剤中のトナー
の濃度を検知するトナー濃度検知手段が一つしか設けら
れていないため、現像された画像の濃度が不安定になっ
てしまうという問題点を有していた。

そこで、本発明は上記従来技術の問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、トナー濃
度の変化に応じてトナーを素早く補給して現像剤中のト
ナー濃度を一定に維持することにより、安定した濃度で
現像を行うことが可能な現像装置を提供することにある
。

（問題点を解決するだめの手段） 上記目的を達成するため、本発明にあっては、トナー及
びキャリアを有する現像剤を攪拌搬送して現像を行う現
像装置において、前記現像剤の現像前におけるトナー濃
度を検知する検知手段と、前記現像剤の現像後における
トナー濃度を検知する検知手段とを備え、前記各検知手
段にて得られて信号に基づいて前記トナーの補給を行う
よう構成した。

（作　　　用） 上記構成を有する本発明にあっては、現像前のトナー濃
度の変化及び現像後のトナー濃度の変化を各検知手段に
て検知することにより、実際のトナー濃度の変化が迅速
に検知され、さらに各検知手段にて得られた信号に基づ
いてトナーの補給を行うことにより、現像によって減少
した分のトナーが迅速かつ正確に補給される。

（実　施　例） 以下本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図ないし第３図は本発明に係る現像装置の第一実施
例を示すものである。図において、■は現像装置本体、
２はトナーが充填されている着脱自在のトナーカートリ
ッジ、３はトナーカートリッジ２内のトナーを補給する
トナー補給ローラであり、後述する駆動モータ１７によ
って矢印方向に駆動される。

４は現像動作を行うためのスリーブであり、その内部に
マグネット（不図示）を備え、現像時には矢印方向に回
転する。５はスリーブ４近傍に設けられたドクターブレ
ード、６，７及び８は現像剤を攪拌、搬送するためのス
クリューであり、それぞれ矢印方向に回転する。９はス
クリュー７゜８の間に設けられた隔壁である。

Ｓｌ、５７は現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃
度検知手段としての同一の構成を有するセンサであり、
一方のセンサＳｌ　はスリーブ４の上方に位置する現像
剤規制部材ｌＯに埋め込まれており、他方のセンサＳ２
はスクリュー７．８間の隔壁９の側方であって開口１１
Ｂ近傍に設けられている。

第３図は本実施例の制御系を示すものである。

同図において、センサＳ１及びＳｌは同一の構成を有す
る。例えばセンサＳ１についてその構成を説明すると、
このセンサＳ１は発光源１２Ａ、及び２つの受光素子１
３Ａ、１４Ａから成る。ここで、発光源１２Ａは現像剤
及びモニター用の受光素子１３Ａの双方に光を照射する
ようにし、現像剤からの反射光を受光素子１４Ａにて受
光するようにする。また、１５Ａは受光素子１４Ａの光
量変化の影響を打ち消すため、受光素子１４Ａの出力信
号を受光素子１３Ａの出力信号で正規化する正規化回路
であり、受光素子１３Ａ、１４Ａと接続している。

一方、センサＳ２もセンサＳ１と同様の発光源１２Ｂ、
モニター用の受光素子１３Ｂ及び反射光検知用の受光素
子１４Ｂからなり、各受光素子１３Ｂ、１４Ｂは正規化
回路１５Ｂに接続されている。

１６は正規化回路１５Ａ、１５Ｂに接続された比較演算
回路であり、センサ５ｌｌＳ２によって検知されたトナ
ー濃度の差に基づいて適正なトナー補給量を決定する。

１７は、比較演算回路１６の出力に応じてトナー補給ロ
ーラ３を駆動するＤＣパルスモータ等の駆動モータであ
る。

以上の構成を有する本実施例にあっては、次のようにし
て現像動作及びトナー補給を行う。

まず、スリーブ４近傍の現像剤はスリーブ４内のマグネ
ットによる磁力、及び摩擦帯電による電気的鏡映力によ
りスリーブ４に付着し、第１図及び第２図に示すように
スリーブ４の回転により上方に搬送される。搬送された
現像剤のうち１部はスクリュー６によってかき落され、
残りの現像剤は現像剤規制部材１０によってスリーブ４
に塗布される量が規制される。この時、現像剤規制部材
１０に埋め込まれたセンサＳ１によって現像に寄与され
る現像剤のトナー濃度が検知される。即ちセンサＳｌの
発光源１２Ａから出た光が現像剤に照射され、現像剤の
トナー濃度に応じた反射光が受光素子１４Ａによって検
知される。ここで発光源１２Ａの光量変動による影響を
排除するため、発光源１２Ａの光量を直接受光素子１３
Ａによってモニターし、そのモニターされた出力を基準
として受光素子１４Ａによって得られた出力を正規化回
路１５Ａで処理し、センサＳ１の出力信号とする。

一方、現像剤規制部材１０によって規制された現像剤は
、更にドクターブレード５によって薄層化され、スリー
ブ４の搬送力によって不図示の感光ドラムと最近接する
位置近傍において現像に使用される。従ってセンサＳ１
においては、現像直前における現像剤のトナー濃度が検
知されることとなる。現像に使用された現像剤はトナー
のみが飛翔するためトナー濃度が下がり、スリーブ４の
回転により現像器内に回収され、スクリュー７によって
現像器奥側へ搬送され、更に、開口１１Ｂを通してスク
リュー８へ渡される。この開口ｌｌＢを通過する際、セ
ンサＳ１と同様にしてセンサＳ２により現像剤のトナー
濃度が検知される。そしてセンサｓｌ、ｓ２の出力に基
づいて、トナー補給ローラ３の駆動モータ１７を駆動し
て適量のトナーを現像剤に補給し、スクリュー８によっ
て十分、攪拌、混合して再び現像剤をスリーブ４へ供給
する。

ここで、センサＳ　Ｉ　　＊　５２の出力信号とトナー
補給との関係について説明する。現像用のスリーブ４上
の現像剤は現像動作によるトナー消費により、トナー濃
度が次第に低下してゆく。この現像剤はスクリュー６．
７によって搬送され、隔壁開口部１１Ｂに配設したセン
サＳ２によりトナー濃度が検知され、その出力信号が比
較検知回路１６に送られる。該比較検知回路１６におい
てはセンサＳ２出力に対して下限レベルが設定されてお
り、この下限レベルに対してＬｏｗの状態となつたら駆
動モータ１７に信号を送出してトナー補給ローラ３の駆
動モータ１７を作動させる。この場合、センサＳ２の出
力信号に応じてトナー補給された現像剤が混合、撹拌さ
れて再びスリーブ４に供給されるが、この供給された現
像前の現像剤のトナー濃度はセンサＳ１によって検知さ
れ、その出力信号が比較検知回路１６に送られる。比較
検知回路１６においてはセンサＳ１の出力に対して上限
レベルが設定されており、この上限レベルに対して旧ｇ
ｈの状態となったら駆動モータ１７に停止信号を送出し
てトナー補給を停止させる。

このようにセンサＳｌ、Ｓ２によって検知されたトナー
濃度に基づいてトナーの補給を行うことにより、現像に
より消費された分だけのトナーを補給して常に現像直前
のトナー濃度を安定させることができ、地かぶり、濃度
薄といった不良画像の発生を防止することができるので
、安定した画像濃度で現像を行うことができる。

第４図は本発明に係る現像装置の第二実施例のトナーの
補給、攪拌及び混合のための制御系を示すものであり、
前記第一実施例と同一の部分には同一の符号を付して説
明する。センサ検知部Ａは第２図のセンサＳ１及びその
出力を正規化する正規化回路１５Ａからなり、同様にセ
ンサ検知部ＢはセンサＳ２及び正規化回路１５Ｂからな
る。

このセンサ検知部Ａ、Ｂは比較演算回路１６を介してモ
ータ駆動回路２１に接続されている。このモータ駆動回
路２１はＤＣパルスモータ等の駆動モータ２２及び駆動
モータ２３に接続されており、また駆動モータ２２は各
スクリュー６．７を回転させ、駆動モータ２３はスクリ
ュー８及びトナー補給ローラ３を回転させるよう吟なっ
ている。

以上の構成において、スクリュー７によって搬送された
現像剤は、スリーブ４の中にあるマグネットローラ（不
図示）の磁力と、現像剤自身の荷電力による鏡映力によ
りスリーブ４表面に付着し、更にスリーブ４の矢印方向
の回転に伴って搬送され、現像剤規制部剤１０及びドク
ターブレード５の規制によって一部はそのままスリーブ
４にコートされて現像に寄与し、残りはスクリュー６に
よりかき落され、再びスクリュー７及びスリーブ４によ
って扱み上げられる。

現像に寄与された現像剤は、トナー濃度が下がり、再び
スリーブ４の回転に伴なって現像器内に回収される。そ
の後スクリュー７に渡され、センサＳ２が配設された開
口部１１Ｂを通過してスクリュー８へ送られる。この時
点においてセンサＳ２では、現像後であってトナー濃度
の低下した現像剤の濃度が検知される。従って、センサ
検知部Ｂにおける出力は低下する。一方、センサＳ１に
おいては、濃度調整された現像剤が供給されているので
、センサ検知部Ａの出力は低下していない。比較演算回
路１６においては、センサ検知部Ａ、Ｂの出力信号を受
けた場合、センサ検知部に対する下限レベルを設定して
あり、これを下回ったら駆動モータ２３を駆動してトナ
ーを補給するように制御する。この場合、センサ検知部
Ａとセンサ検知部Ｂとの出力差が一定のレベルを越えた
ら、つまり、トナー消費量が多い時は、モー夕駆動回路
２１、駆動モータ２３の回転を早める信号を出力するこ
とにより、トナー補給、及び濃度調整された現像剤の供
給を早める。

次に濃度調整された現像剤がスリーブ４に供給され、セ
ンサＳ１にて検知されたら、トナー補給及びスクリュー
８の回転を元に戻す。またトナーが過剰補給気味となっ
た場合、つまり、センサ検知部Ａにおける検知信号が比
較演算回路１６におけるセンサ検知部Ａに対する上限レ
ベルを越えた場合、駆動モータ２２の回転を早めるよう
に制御し、現像剤全体の攪拌力をアップさせ、トナーを
現像剤全体に混合させてトナーに対してトリポを十分に
与える。また同時にトナー補給ローラ３と駆動モータ２
３との連結を離してトナー補給を停止させ、現像によっ
てトナー消費が行なわれてセンサ検知部Ａでの検知信号
が上限レベル以下に戻った時、駆動モータ２２の回転を
通常に戻す。

以上述べたようにセンサ検知部Ａ、Ｂとそれらの出力に
対する上、下限レベル及び両者の出力差の制限レベルを
設定してそれらの出力に応じてトナー補給、攪拌、搬送
速度を変化させることにより、現像用スリーブ４に常に
一定のトナー濃度の現像剤を供給することが可能となり
、より安定した画像濃度が得られる。その他の構成及び
作用は前記第一実施例と同一であるのでその説明を省略
する。

第５図は本発明に係る現像装置の第三実施例を示すもの
であり、前記第二実施例と同一の部分には同一の符号を
付して説明すると、本実施例においては、隔壁９の両側
部の開口１１ＡｊｌＢにセンサｓ、、ｓ２が配設しであ
る他は第二実施例と同一の構成を有する。

第５図において、現像剤は図中の矢印に示されているよ
うに流れる。すなわち、スクリュー８によってトナー濃
度が調整、攪拌混合され隔壁の醐　口　１１Ａにあるセ
ンサＳ＋　によってこの時の濃度が検出され、スクリュ
ー７によってスリーブ４に供給される。この場合、現像
剤の一部は現像に使用され、残りはスクリュー６によっ
てかき落され、再びスリーブ４に供給される。また、現
像に用いられた現像剤はスクリュー７によってはき取ら
れ、隔壁９側方の開口１１Ｂを通過する。

この時センサＳ２によってトナー濃度が検知され、更に
必要なトナーがトナーカートリッジ２のトナー供給口２
４より供給され、再びスクリュー８により現像剤が攪拌
混合される。

通常の複写工程においては、センサＳ１を通過する現像
剤はトナー補給がなされているので、センサＳ１からの
出力は安定している。しかし、センサＳ２では現像に供
された現像剤を検知するので、センサＳ２からの出力が
低下する。ここで第４図に示す比較演算回路１６は、セ
ンサＳ１とセンサＳ２の出力の差と各々の出力の絶対値
を検出することにより、トナー補給用の駆動モータ２３
を適切に駆動してトナーを供給し、スクリュー８にて現
像剤を攪拌混合する。その後トナー補給された現像剤が
センサＳ１を通過し、その時の濃度を検知し、比較検知
回路１６にて、定められているレベルに達したら駆動モ
ータ２３を停止してトナー補給を停止させる。

一方、トナー消費量が多い場合にはセンサＳ２の出力が
急激に低下する。このためセンサ検知部Ａ、Ｂ間の出力
差が大きくなり、その差が比較検知回路１６内での許容
範囲を越えた場合、駆動モータ２３の回転数を上げるこ
とにより、トナー補給及び濃度調整された現像剤の供給
を速めるようにする。

ここで、駆動モータ２３の回転を速めたことによりトナ
ー濃度がどの程度上がるかをセンサＳ１にてモニターし
、基準濃度に達したらスクリュー８の攪拌速度を元へ戻
す。更にこのような駆動モータ２３の速送りで十分にト
ナー補給された現像剤の供給が進いつかない場合には、
駆動モータ２２の回転速度を上げて現像剤全体の循環を
速める。このように本実施例においては、隔壁９前後に
おいて現像後のトナー濃度及び現像に供給される剤のト
ナー濃度を検知するため、トナー補給タイミングが正確
となり、正確にトナー濃度を管理できる。

（発明の効果） 以上述べたように本発明にあっては、現像剤の現像前に
おけるトナー濃度を検知する検知手段と、現像後におけ
る現像剤のトナー濃度を検知する検知手段とを備え、各
検知手段にて得られた信号に基づいてトナーの補給を行
うことにより、現像により減少したトナーを迅速かつ正
確に補給して現像剤中のトナー濃度を一定に維持するこ
とができ、従来の装置において生じていたトナー補給の
過不足による濃度低下又は地かぶりといった画像濃度の
不安定性を大幅に低減させることができるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る現像装置の第一実施例を示す縦断
面図、第２図は第１図のＩ−Ｉ　’線断面図、第３図は
同実施例のセンサ及びトナー補給系を示すブロック図、
第４図は本発明に係る現像装置の第二実施例におけるセ
ンサ及びトナー補給系を示すブロック図、第５図は本発
明に係る現像装置の第三実施例を示す横断面図、第６図
は従来の現像装置を示す縦断面図である。 符号の説明 ３・・・トナー補給ローラ　４・・・スリーブ６．７．
８・・・スクリュー １２Ａ、１２Ｂ・・・発光源 １３Ａ、１３Ｂ、１４Ａ、１４Ｂ・・・受光素子１５Ａ
、１５Ｂ・・・正規化回路 １６・・・比較演算回路　　１７・・・駆動モータ゛Ｓ
ｌ、３２・・・センサ（検知手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）トナー及びキャリアを有する現像剤を攪拌搬送し
   て現像を行う現像装置において、 前記現像剤の現像前におけるトナー濃度を 検知する検知手段と、前記現像剤の現像後におけるトナ
   ー濃度を検知する検知手段とを備え、前記各検知手段に
   て得られた信号に基づいて前記トナーの補給を行うこと
   を特徴とする現像装置。
2. （２）前記各検知手段にて得られた信号に基づいて前記
   現像剤の攪拌搬送を行うことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の現像装 置。