JPH0218583A - 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） 本発明は複写機やレーザビームプリンタ等の電子写真式
の画像形成装置に用いられる現像装置に関し、特に２成
分現像剤を用いる現像装置に関するものである。

（従来の技術） この種の現像装置は、現像剤のトナー濃度つまりキャリ
ヤに対するトナーの量が均一であるように、またトナー
が適度に摩擦帯電されるように、現像剤を循環経路で撹
拌、１般送しながらその途中で一部が現像に供されるよ
うにしている。

一方現像後の顕像濃度が特定の設定濃度に関し一定して
いることが望まれる。しかし現像剤が現像に供される都
度トナーが消費されてトナー濃度が低下し、画像濃度が
低下する原因になる。これを解消するのに、濃度検知手
段によってトナー濃度か現像後の顕像濃度かを検知し、
この検知濃度が所定値以下のときに循環搬送中の現像剤
にトナーを補給することが従来から行われている（特開
昭６２−２８７８０号公報）。

（発明が解決しようとする課題） しかしトナーがトナー濃度の不足に応じて補給されても
、充分に撹拌されないとトナー濃度の不均一をもたらし
たり、帯電不足であったりすることになる。これによっ
て画像ムラや濃度不足が生しる。

そこで現像剤の搬送を現像が終了した後も継続すること
が考えられる。ところが現像器の駆動を単に続けるだけ
では、現像剤を過剰に撹拌して劣化させる原因になりか
ねない。また非現像時であるにもかかわらず電力消費が
著しいし騒音も高いことになる。

本発明はそのような問題点なしに現像剤を充分に撹拌し
てトナー濃度の不均一や帯電不足を解消し得る現像装置
を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は前記のような目的を達成するために、２成分現
像剤を循環経路で撹拌、搬送しながら途中で現像に供す
る現像装置において、現像動作終了時に所定時間現像動
作中よりも低速で搬送部の駆動を継続する制御手段を備
えたことを特徴とするものである。

搬送部の低速駆動は、連続した作像動作中の非現像時に
も行うのが好適であり、搬送部の低速駆動中に現像剤の
トナー濃度検知に基いたトナー補給を行うようにしても
よい。

（作　用） 現像器は現像時に所定の速度で駆動されることにより、
現像剤を所定の速度で撹拌、搬送しながら途中所定の速
度で現像に供し、所定の現像機能を発揮することができ
る。現像が終了したとき制御手段の働きによって搬送部
が所定時間現像動作中よりも低速で駆動を継続させられ
るので、現像剤を現像時以外も撹拌してトナー濃度の不
均一や帯電不足を補っておくことができる。しかも現像
時以外の撹拌は低速でかつ所定時間しか行われないこと
によって撹拌が過剰になって現像剤を劣化させるような
ことを防止することができる。またその間低速駆動のた
め消費電力は少ないし低騒音でもある。

１般送部の低速駆動は、作像動作が終了する際の現像動
作終了時のほか、連続した作像動作中の非現像時にも行
うと、その分現像剤の撹拌の機械が多くなるので、トナ
ー濃度の不足が検知される都度トナーの補給が行われる
ことに対応して、トナー補給に伴う一時的なトナー濃度
の不均一や補給トナーの帯電不足と云ったことをいち早
く解消することができる。

搬送部の低速駆動中に現像剤のトナー濃度検知に基いた
トナー補給を行うと、非現像中にトナーの補給を行い充
分に撹拌してトナー濃度の不均一や帯電不足を解消して
おくことができ、−時的な１〜ナ一濃度不均一や帯電不
足解消のために１回のトナー補給量が大きく制限される
現像時のトナー補給の必要を少なくすることができ、現
像器使用中のトナー補給による影響を防止することがで
きる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示すフルカラー複写機１の
内部構造を簡略化して示すもので、４種類の現像器を備
えている。原稿ガラス２上に置かれた原稿は、露光ラン
プ３、レンズアレイ４によりＣＣＤ　ラインセンサ５に
露光され、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー
）の３原色の色信号として読み取られる。このＲＧＢＯ
色信号は画像処理回路によってＹ（イエロー）　、Ｍ　
（マゼンタ）、Ｃ（シアン）若しくはこれにＢｋ（ブラ
ック）を加えた３値又は４値の信号に変換されると共に
、レーザ光学系６に出力信号として伝えられる。本実施
例の複写機は３色分画像メモリを有しておらず、各色作
像時にイメージリーグユニット７が毎回スキャンし、こ
れに基づき順次Ｙ、ＭＳＣ又はＹ、ＭＳＣｌＢｋの信号
がレーザ光学系６に伝えられる。

レーザ光学系６は走査用ポリゴンミラー８、ｆθレンズ
９、反射ミラー１０などを備え、前記Ｙ、Ｍ、Ｃ又は前
記Ｙ、Ｍ、Ｃ，Ｂｋの信号に基づいた各色についての像
形成用レーザ光を感光ドラム１１に向けて照射して露光
を行う。感光ドラム１１は、矢符方向に回転駆動される
。この感光ドラム１１の表面は導体基板上に積層ユニッ
トされた有機感光体を備え、特にレーザ発光波長７８０
ｎｍ　イ４近に高い感度を示すものが用いられている。

また、本実施例では前記感光トラム１１を帯電チャージ
ャ１２でマイナス帯電している。感光トラム１１の周囲
にはドラムクリーナ１３、トナー回収ロール１４、イレ
ーザランプ１５、前記帯電チャージャ１２が配設される
と共に、前記４種類の現像器が配されている。第１の現
像器１６はイエロー色のトナーを、第２の現像器］７は
マゼンタ色の１−ナーを、第３の現像器１日はシアン色
の１〜ナーを、第４の現像器１９はブランク色のトナー
を各々供給するものであり、これらの１〜ナーはマイナ
スに帯電されている。また、１〜ナー補給はＩ・ナーボ
ソパー２０ａ〜２０ｄ　にスＩ〜ツクされた各色の１−
ナーを補給信号に基づき、適時各現像器１６．１７．１
８．１９にパイプ８（図示せず）を介して輸送すること
により行われる。

普通紙、０ＩＩＰフイルムなどの記録材５６は、給紙カ
セｙ　ｌ−２１ａ　、２Ｆｈに積載状態で収納されてお
り、給紙ローラ２２ａ　、２２ｂなどによって一枚ずつ
装置内部に曲り給送される。そして先端がレジスターロ
ーラ２３に当接した時点で、記録材５６を一旦停止させ
ることにより以後のタイミングを取り、同時にスキュー
補正を行っている。

２４はこのために用いるペーパーセンサである。

感光ドラム１１の転写部には転写ドラム２５が設けられ
矢符方向に回転駆動される。この転写ドラム２５内には
周方向に沿って吸引チャージャ２６、転写チャージャ２
７、分離チャージャ２８が配されている。また、転写チ
ャージャ２７に対向して感光ドラム１１内には転写チャ
ージャ２９が設けられており、分離チャージャ２８に対
向して転写ドラム２５の外方側には分離チャージャ３０
が配設されている。

レーザ光学系６による露光によって感光ドラムｌｌ上に
形成された静電潜像は現像器１６〜１９の何れかによっ
てトナー像として顕像化される。

一方しシスターローラ２３から給紙された記録材５６は
、グリッパ−３１によって把持され、転写ドラム２５の
回転に伴い吸引チャージャ２６によって転写ドラム２５
上に吸着され、転写ドラム２５の回転に伴い転写トラム
２５上に巻きイ」けられる。そして記録材５６が転写チ
ャージャ２７．２９間を通過する間に感光ドラム１１上
のトナー像が記録材５６に転写される。尚、フルカラー
モート時には、記録材５６は転写ドラム２５によって４
回回転する。

転写処理が終了した記録材５６は、分離チャージャ２８
．３０によって除電され、分類爪３２により転写トラム
２５上から分離され搬送ヘルド３３によって熱定着装置
４０に給送される。転写された記録材５６は、熱定着装
置４０を通過することによって加熱加圧され、記録材５
６上に画像が定着され、排紙トレイ３５に排出される。

各現像器１６〜１９は、第２圀、第３図に示すように）
・ナーとキャリヤとの混合物からなる２成分の現像剤を
混合撹拌しつつ順方向搬送部６１と逆方向搬送部６２と
の間で第２図矢符の方向に繰返し循環搬送する現像剤搬
送部６３と、現像剤搬送部６３の逆方向搬送部６２から
感光ドラム１１に現像剤を移送する現像部６５と、現像
剤搬送部６３の順方向搬送部６１にトナーを補給するト
ナー貯留部６６とを備えている。

各搬送部６１．６２は、ケーシング６７の底部によって
隣接して形成された樋状の搬送路を有し相互に隔壁７０
によって仕切られている。しかしこの隔壁７０の第２図
における左側と右側との２箇所に連通部７０ａ　、７０
ｂを有し搬送部６１．６２を連通させている。

順方向搬送部６１には、現像剤を第２図の左側から右側
に撹拌しながら搬送する順方向撹拌ｊ般送ローラ７１が
設けられ、逆方向搬送部６２には現像剤を第２図の右側
から左側に撹拌しながら搬送する逆方向撹拌搬送ローラ
７２が設けられている。ごれら撹拌搬送ローラ７１．７
２によって現像剤は搬送部６１．６２を前記連通部７０
ａ　、７０ｂを通じて循環するように撹拌しながら搬送
される。

逆方向撹拌搬送ローラ７２は逆方向搬送部６２を搬送さ
れる現像剤を現像部６５に移送するバケット７３を有し
ている。

現像部６５は非磁性導電材料（例えばアルミニウム）よ
りなりバイアス電圧を受器ノる現像スリ−ブ７４の中に
磁気部材７５を内蔵した現像ローラ７６と、現像ローラ
７６の表面に吸引保持されて磁気ブラシ状態になる現像
剤の穂高規制を行う穂高規制部材７７とを備えている。

ここで現像スリーブ７４は、逆方向搬送路６２を逆方向
撹拌搬送ローラ７２によって搬送される現像剤がバケッ
ト７３の掬い上げにより供給され、それを表面に吸引し
て感光ドラム１１側に搬送する。この搬送される現像剤
は、磁気部材７５の異なったる■極が交互に並んで形成
している磁力線に沿った磁気ブラシ状態をなし、感光ド
ラム４との対向部分を通過して、その表面に形成されて
いる静電潜像を摺擦する際、その静電潜像の現像スリー
ブ７４よりも強い電位によりトナーを引き付けられて転
移し、静電潜像を顕像化する。

現像スリーブ７４上の前記現像を行った後の現像剤は、
その後も搬送されバケット７３の回転部に対向したとき
、その部分では磁石部材７５の同極の磁極（Ｓ）が隣合
わせに並んで反発磁界を形成していることにより現像ス
リーブ７４上から離脱され、逆方向搬送部６２を搬送さ
れる現像剤中に取り込まれて再度循環搬送される。

一方、トナーを補給するトナー貯留部６６は、前記順方
向搬送部６１と隔壁８０で仕切られ、トナーホッパー２
０ａ〜２０ｄからトナーを補充されるようになっている
。

隔壁８０の順方向搬送部６１における下流側寄りの部分
にトナー補給口８１が形成され、その補給口８１よりも
上流側の適当位置にトナー濃度検出センサ８２ａ〜８２
ｄが各現像器１６〜１９におけるトナー貯留部６６側か
ら搬送部６１に臨ませられている。センサ８２ａ〜Ｂ２
ｄのセンサ面は平滑で搬送部６１の内面とほぼ面一であ
る。

センサ８２ａ〜８２ｄは現像剤に含まれているトナー濃
度の変化を透磁率の変化として検出し、その検出値を制
御部としての第５図に示すＣＰＵ２０１に出力する。こ
のＣＰＵ２０１は複写機の動作制御のためのものである
。

ところで、現像剤のキャリヤ材としては磁性鉄粉、フェ
ライトもしくはそれらを樹脂系でコ一ティングしたもの
、あるいは樹脂材中に磁性粉を分散させたもの等、適当
なものを選択使用する。本実施例では磁性フェライト（
平均粒径φ−３０μｍ〜４０μｍ）にアクリル系樹脂を
コーティングしたキャリヤを用いている。一方トナーと
してはポリエステル系樹脂をベースにしたもので平均粒
径φ−１０μｍ〜１５μｍ程度のものを使用する。これ
らキャリヤ材としてトナーとの最適混合比は７ωｔ％〜
１０ωｔ％である。

トナー貯留部６６内にはその上方のトナー受入口６６ａ
を通じ投入されるトナーを補給口８１部へ寄せて補給口
８１から送出す補給ローラ８３が設けられている。

各現像器１６〜１９は第４図に示すように、逆方向撹拌
搬送ローラ７２の回転軸７２ａに対しそれぞれに専属の
現像モータ８４ａ〜８４ｄの回転がギヤ８５．８６を介
し伝達される。回転軸？２ａの回転はギヤ８７、Ｂ８．
８９を介し順方向撹拌搬送ローラ７１の回転軸７１ａに
伝達される。またギヤ８６はギヤ９０．９３を介し補給
ローラ８３の回転軸８３ａに連結されている。これによ
ってモータ８４ａ〜８４ｄが駆動されると各撹拌搬送ロ
ーラ７１．７２および補給ローラ８３が同時駆動される
。

さらにギヤ８７は現像スリーブ７４の回転軸７４ａにス
リーブクラッチ９４ａ〜９４ｄの１つ、ギヤ９５．９６
．９７を介し連結されている。したがってモータ８４ａ
〜８４ｄが駆動されてもその回転はクラッチ９４ａ〜９
４ｄがオンしているかどうかで、現像スリーブ７４が駆
動されるかどうか選択される。

これは現像器１６〜１９が非使用状態にあるときそれを
駆動してトナーの補給を行うが、現像スリーブ７４は停
止させておいて感光ドラム１１へのトナー供給、つまり
現像を行わないようにするためである。

そして各トナーホッパー２０ａ〜２０ｄには補給モータ
９８ａ〜９８ｄが設けられている。補給モータ９８’ａ
は対応する現像器１６でのトナー濃度検知センサ８２ａ
によるトナー濃度検知出力が所定値以下であるときに働
かされて、トナーホッパー２０ａ内のトナーを現像器１
６のトナー貯留部６６に供給する。このときトナー貯留
部６６では補給ロラ８３が回転されていることによって
前記供給されたトナーをトナー補給口８１を通し順方向
搬送部７１に送出して補給する。他の補給モータ９８ｂ
〜９８ｄ　もこれと同様に対応する現像器１７〜１９で
のトナー濃度検知に応して働かされ、ホッパー２０ｂ〜
２Ｏｄ内のトナーを適時に送出して現像器１７〜１９の
トナー貯留部６Ｇに供給し、トナーが補給されるように
する。

ここでトナー補給口８１は第２図に示すようにトナー濃
度検知センサ８２の下流側に距離り離れて設けられてい
る。このためトナー濃度検知センサ８２でトナー濃度が
所定値以下と検知された第７図のΔ１．の部分の現像剤
にトナーを補給するには、そのΔＬの部分の現像剤が第
７図のΔＬ′で示すトナー補給口８１の位置に達した時
点で、トナー補給口８１から順方向搬送部７１内にトナ
ーが送出されるようにしなければならない。

このタイミング調整は前記ＣＰＩＩ２０１による動作制
御上補給モータ９８ａ〜９８ｄの動作タイミングつまり
トナー補給開始タイミングを調整することで行うように
しである。このためＣＰＵ２０１にはトナー濃度検知セ
ンサ８２ａ〜８２ｄが比較回路２０２ａ〜２０２ｄを介
し接続され、また現像モータ８４ａ〜８４ｄのドライバ
回路２０３ａ〜２０３ｄおよび補給モータ９８ａ　〜９
８ｄのドライバ回路２０４ａ〜２０４ｄが接続されてい
る。さらにＣＰＵ２０１にはＲＯＭ２０５のほか複写機
１の動作制御のための他の入力および他の出力も接続さ
れている。

さらに本実施例では各現像器１６〜１９は順次選択使用
されてフルカラー画像の現像を行うが、選択されていな
い非使用中も駆動を続け、トナーの撹拌、搬送を行いか
つトナーの補給が可能なようにしている。これによって
トナーの補給によるトナー濃度の立ち上がりの遅れや撹
拌不足が画質に影響するのを解消することができる。

しかし過剰な撹拌はトナーがキャリヤ表面に融着して帯
電不良を招く等現像剤が劣化する。これを防くために現
像モータ８４ａ〜８４ｄにＤＣ速度制御モータを用い、
現像器１６〜１９の非使用時は使用中よりも低速で駆動
するように制御する。

この制御は第１０図に示すように現像スリーブタランチ
９４ａ〜９４ｄが現像終了時点でオフされたときに低速
化信号を出し、一定時間ｔ　＋　Ｓｔ！続するようにし
て行う。時間１．は複写機本体のオートシャットに無関
係に定められることは勿論である。

この結実現像器１６〜１９での現像剤の搬送速度は使用
時と非使用時で異なることになる。これによりトナー濃
度検知センサ８２ａ〜８２ｄによって濃度検知された現
像剤がトナー補給口８１に到達するタイミングも変わる
。このため搬送速度の切換えと同時に前記トナー補給開
始タイミングも切換えるようにする。

また搬送速度が変わるとトナー濃度に対するセンサ８２
ａ〜８２ｄの出力レヘルが変化する。例えば順方向撹拌
搬送ローラ７１の回転数とセンサ出力の関係で見ると第
８図に示す通りであり、本実施例で使用時の回転数を２
００ｒ、ｐ、ｍとし、非使用時の回転数を１０Ｏｒ、ｐ
、ｍとした場合トナー濃度とセンサ出力との関係は第９
図に示す通りである。これに対応するため比較回路２０
２ａ〜２０２ｄは、第６図に示すように高速時のセンサ
出力に対する基準電圧■１１と、低速時のセンサ出力に
対する基準電圧■１とが切換え接続されるようにしであ
る。この切換えはリレー接点２０６による自動切り換え
で行う。

トナー補給は現像器１６〜１９が使用されている間も、
トナー濃度が所定値以下であると検知される都度行われ
るが、マルチコピーが実行される場合第１１図に示すよ
うに各回のコピー間での現像器非使用時にも低速化信号
を出し、過剰撹拌を防止しながらトナー補給が可能なよ
うにすることもできる。しかしこの低速の搬送がコピー
時に必要な高速搬送の安定性を損なわないためには、図
に示す時、間ｔ２、ｔ３の余裕を前後にもって行う。

なお感光ドラム上に形成された顕像の濃度検知に基いて
トナー補給を行う場合も、濃度が検知される顕像部分は
、その部分にトナーを供給した逆方向搬送部における特
定の部分の現像剤のトナー濃度を表しているので、顕像
濃度が所定値以下である場合それが検知された時点で前
記特定の部分にあった現像剤にトナーを補給しなければ
ならない。したがってこの場合も前記と同様にその特定
の部分にあった現像剤がトナー補給口を通過する時点で
トナーを補給するようにトナーの補給開始タイミングを
調整すればよい。

またフルカラー複写機に限らず現像器が２以−ヒあって
選択使用されるものであれば前記トナー補給方式を適用
するのに適している。

また現像器は現像速度を変えて顕像濃度を簡単に調整す
ることができる。この場合現像剤の搬送速度が変わるの
で前記の場合同様にトナー補給の開始タイミングを搬送
速度に応して変えればよい。

現像器の非使用時における低速駆動中現像スリーブの回
転を停止しておくことは、トナーの無駄な消費やこぼれ
を防止するうえで好ましいが、必ずしも停止させる必要
はない。

（発明の効果） 本発明によれば、現像動作終了時に制御手段の働きによ
り現像器の搬送部が所定時間現像動作中よりも低速で駆
動を継続するので、現像剤を現像時以外も撹拌してトナ
ー濃度の不均一や帯電不足を補っておくことができ、そ
の分画品質を向とすることができる。しかも現像時以外
の撹拌は低速でかつ所定時間しか行われないので、撹拌
が過剰になって現像剤を劣化させそれが画品質に影響す
ると云ったことを防止することができる。

搬送部の低速駆動は、作像動作が終了する際の現像動作
終了時のほか、連続した作像動作中の非現像時にも行う
と、その分現像剤の撹拌の機械が多くなるので、トナー
濃度の不足が検知される都度トナーの補給が行われるこ
とに対応して、トナー補給に伴う一時的なトナー濃度の
不均一や補給トナーの帯電不足と云ったことをいち早く
解消することができ、画質をさらに向とすることができ
る。

搬送部の低速駆動中に現像剤のトナー濃度検知に基いた
トナー補給を行うと、非現像中にトナーの補給を行い充
分に撹拌してトナー濃度の不均一や帯電不足を解消して
おくことができるので、現像時のトナー補給の必要を少
なくして現像時のトナー補給による影響を防止すること
ができ、濃度が一定した高品質の両種を保証することが
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フルカラー複写機の内
部構造を示す概略図、第２図は現像器の水平面で断面し
た図、第３図は現像器の垂直面で断面した図、第４図は
現像器の駆動機構を示す斜視図、第５図は制御回路のブ
ロック結線図、第６図は比較回路の詳細図、第７図は現
像剤のトナー濃度検出位置からトナー補給位置への移動
状態を示す説明図、第８図はセンサ部撹拌搬送ローラ回
転数とセンサ出力との関係グラフ、第９図はトナー濃度
とセンサ出力との関係グラフ、第１０図は現像器の駆動
制御状態を示すタイムチャート、第１１図は現像器の駆
動制御状態の変形例を示すタイムチャートである。 １６〜１９−一−−−−−−−−−−現像器６１．６２
−・−−−−−−−−−−・順、逆方向搬送部７１．７
２−−−−−−−−−−−順、逆各撹拌搬送ローラ８１
・　　　　−−−）ナー補給口 ８２ａ〜８２ｄ　−−−−〜トナー濃度検知センサ８３
−−　　　　−−−補給ローラ ９８ａ　〜９８ｄ　−−−−一補給モータ２０１　　　
　−・−ｃｐｕ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）２成分現像剤を循環経路で撹拌、搬送しながら途
   中で現像に供する現像装置において、現像動作終了時に
   所定時間現像動作中よりも低速で搬送部の駆動を継続す
   る制御手段を備えたことを特徴とする現像装置。
2. （２）搬送部の低速駆動は、連続した作像動作中の非現
   像時にも行う請求項（１）記載の現像装置。
3. （３）搬送部の低速駆動中に現像剤のトナー濃度検知に
   基いたトナー補給を行う請求項（１）または（２）記載
   の現像装置。