JPH0218587A - 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＝−であるように、またトナ
ーが適度にＶ擦帯電されろように、現像剤を循環経路で
撹拌、搬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。

また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
低下する原図になる。これを解消するのに、所定の位置
に設りられた濃度検知手段によってトナー濃度が現像後
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６２２８７８０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拘＝−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じる。

そご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、場合により現像剤を無駄に撹拌して劣化させるだ
けになりかねない。

また非現像時であるにも力１かわらす電力消費が著しい
し騒音も高いのでこの面でも無駄な撹拌は問題である。

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。設定された所
定の作像枚数分の現像が終了すると、その作像枚数に応
した時間だけ少なくとも現像剤の搬送系およびトナー補
給系の駆動を継続させてトナ濃度検知に基いたトナー補
給を行う制御モードが実行される。これにより実際に行
われた作像動作でのトナー消費量に応じたトナーが補給
され、かつそのトナーの補給量に応じた時間だけ撹拌、
１＠送が行われるので、現像器が非使用状態になったと
きを利用して、しかもトナー補給および撹拌の過不足な
しにトナー濃度を所定の均一な濃度に回復しかつ充分な
帯電状態にしておくことができ、現像時のトナー補給の
必要を少なくして、現像器使用中のＩ・ナー補給による
一時的なトナー濃度の不均一や帯電不足が現像に影響す
るのを防止することができる。

現像器の非使用状態での搬送継続中現像ローラが停止さ
れると、トナーの無駄な消費や飛散るものである。

（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２ながら途中で現像に供
する現像装置において、所定の作像枚数分の現像動作が
終了した後、その作像枚数に応した時間だけ少なくとも
現像剤の搬送系およびｉ・ナー補給系の駆動を継続さ−
Ｉて１〜ナ一濃度検知に基いたトナー補給を行う制御モ
ードを備えたことを特徴とするものである。

前記制御モードでは現像ローラを停止させるのが好適で
あり、前記制御モードの継続時間が作像枚数と予め記憶
された設定仙との比較により決定されるとよい。

また専用の駆動源を持った複数の現像器を０１１１え、
作像系のメインモータ等のオー１−シャツＩ・制御とは
独立して各現像器ごとに前記制御モードを適用するよう
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を防止する
ことができる。

現像器の非使用状態で搬送を行いトナーを補給する制御
ロモードの継続時間が、所定の１１像枚数と予め記憶さ
れた設定値との比較によって決定されると、簡単な制御
でトナーの実際消費量に応じたトナー補給と撹拌を達成
することができる。

専用の駆動源を持った複数の現像器を備え、作像系のメ
インモータ等のオートシャット制御とは独立して各現像
器ごとに前記制御モードが適用されると、各現像器ごと
にそれが係った作像枚数に対応したトナー補給と撹拌を
、各現像器が選択使用される場合の非使用時間を含めた
より多くの機械を利用して無理なく充分に行うことがで
きる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示すフルカラ複写機ｌ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（：ＣＤラインセンサ５に露
光され、Ｒ（レノ１口、Ｇ（クリーン）、Ｂ（ブルー）
の３原色の色信号として読み取られる。このＰＣｌ３の
色信号は画像処理回路によってＹ（イエロ）、Ｍ（マゼ
ンタ）、Ｃ（シアン）若しくはこれに１ｌｋ（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２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
時にイメーシリーダユニノｌ−７が毎回スー１−ヤンし
、これに基づき順欣Ｙ、Ｍ、Ｃ又はＹ、Ｍ、Ｃ５Ｂｋ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、「θレンズ
９、反射ミラー１０などを仕え、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ｌ−ラＪ、］１に向けて照射して
露光を行う。感光ドラム］Ｈ：ｆ、矢釣方向に回転駆動
される。この感光トラｌ、１１の表面は導体基板上に積
層ユニントされた有機感光体をＯ↑ｈえ、特にレーザ発
光波長レジスターローラ２３に当接した時点で、記録材
５６を一１停止させるごとにより以後のタイミングを取
り、同時にスギュー補正を行っている。

２４に１このために用いるペーパーセンサである。

（み光］うＪ、１１の転写部には転写トラム２５が設Ｊ
ｌられ矢符方向に回転駆動される。この転写ドラｌ、２
５内には周方向に沿って吸引チャージャ２６、転写チャ
ーツヤ２７、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］１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ｌ、２５の外方側には分離チャ
ージャ３０が配設されている。

レーデ光学系６による露光によって感光ドラ１、１　］
　−Ｊ：　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。

−・方レジスターローラ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Ｊ２．
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７８（ｌｎｍ
　４”ｌ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Ｊ、１１を帯電チャージ
ャ１２てマイナス帯電している。感光ドラム１１の周囲
にはトラムクリーナ１３、ｌ・す回収ロール１４、イレ
ーリ゛ランプ１５、前記＠電ヂャージャ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１６ｉＪイ工ロー色のトナーを、第２の現像器１
７はマゼンタ色のトナーを、第３の現像器１８はシアン
色のトナーを、第４の現像器１９４；ｌブランク色の１
〜ナーを各々供給するものであり、これらのトナーはマ
イナスに帯電されている。また、トナー補給はトナーホ
ッパー２０ａ〜２０（１にス）・ツクされた各色のトナ
ーを補給信号に基づき、適肋各現像器１６．１７．１８
．１９にパイプ８（図示−Ｕず）を介して輸送すること
により行われる。

普通紙、０１１Ｐフイルムなどの記録材５６は、給紙力
士ント２１ａ　、２１ｈ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
内部に向は給送される。そして先端が転に伴い転写ドラ
ム２５上に巻き付けられる。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＋Ｊ’５６に転写される。尚、フルカ
ラーモー１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＋４５６は、分β４１チ十−ソ
ヤ２８．３０によって除電され、分類爪３２により転写
ドラム２５−ヒから分離され搬送ヘルＩ・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Ｗ４０を通過することによって加熱加圧され
、記録材５６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ば、第２１、第３回に示すようにト
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図矢符の方向乙こ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
感光トラム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１
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７Ｇａ　、７０
ｂを有し搬送部６１．６２を連通さセている。

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搬送ローラ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７
２が設けられている。ごれら撹拌搬送ローラ７１．７２
によって現像剤は搬送部６１．６２を前記連通部７０ａ
　、７０ｂを通じ゛ζ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心ノる現像スリ脱され、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。

−・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
２０ａ〜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〜８２
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（：ＰＵ２０１に出力する。

ごの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、それを表面に吸弓して感光ド
ラムｌｌ側に搬送する。この搬送される現像剤は、磁気
部材７５の異なった磁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、感光トラム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上から離一ティソゲしたもの、あるいは樹脂
材中に硼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−３
０μｍ〜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
テル系樹脂をヘ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・ヒて補給
口８１から送出す補給ローラ８３が設りられている。

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７２ａの回転はギヤ８７．８８．
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１すｊされると各撹拌搬
送し−ラ７］、７２および補給１：１−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
リーブクランヂ９４，１〜９４ｄの１つ、ギヤ９５．９
６．９７を介し連結されている。したがってモータ８４
ａ　＝８４６が駆動されてもその回転はクラッチ９４ａ
〜９４ｄ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が現像動作を終えたとき現像を
行った作像枚数に応した時間それを駆動してトナーの補
給と撹拌を行うが、現像スリーブ７４ε；１停止さ一ロ
ておいて感光１ラム１１・＼のＩ・ナーイｈ（給、つま
り現像を行わないようにするためである。

そして各トナーポツパー２０ａ〜２０ｄには補給モータ
９８ａ〜９８（］が設けられている。補給モータ９８ａ
は対応する現像器１６でのトナー濃度検知センザ８２ａ
によるＩ・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、トナーホッパー制−ト補給モーク９８ａ
〜９８ｄの動作タイミングつまり１〜ナー補給開始タイ
ミングを調整することで１ｊうようにしである。

これら動作制御のためＣＰＩＩ２０１にはトナー濃度検
知センｊ）Ｂ２ａ−８２ｄが比較回路２０２ａ−２０２
ｄ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
〜９８ｄのドライバ回路２０ｈ〜２０１１ｄ、現像ロー
ラフランチ９４ａ〜９４ｄ複数枚数入力手段２０５等が
接続されている。さらにＣＰＬＩ２０１には１７０Ｍ２
０６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。

現像器１６〜１９は必要に応じて選択使用され、第７図
に示すように複写枚数入力手段によって設定された枚数
分の作像動作に利用される。この現像中もセンサ８２ａ
〜８２ｄの出力に基＜１・す補給信号が出され、その都
度補給モータ９８ａ〜９１３ｄの対応するものが駆動さ
れてトナーが補給される。補給される１〜ナーは現像器
１６〜１９が駆動状態にあることで即撹拌され、現像剤
のト２Ｏａ内のＩ・ナーを現像器１６のトナー貯留部６
Ｇに供給する。このときトナー貯留部６６ては補給ロー
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１−ナー濃度検
知に応して働かされ、ホッパー２０ｂ〜２０ｄ内の１〜
ナーを適時に送出して現像器１７〜１９のＩ・ナー貯留
部６６に供給し〜　トナーが補給されるようにする。

ここで１〜ナ一補給口８１は第２閏に示すように１−ナ
ー濃度検知センザ８２の下流側に距離■、離れて設けら
れている。このためｌ・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６図のΔＬ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６日のΔ■７”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ＣＰＵ２０］による動作ナー
濃度の均一化と充分な帯電とが図られる。

所定枚数分の現像が終わっても現像モータ８４ａ〜８４
ｄは複写枚数に応じた時間Ｔだりさらに駆動され、セン
サ８２ａ〜Ｂ２ｄの出力に基り１・→−補給が行われる
。ごれによって現像器１６〜１９の非使用時間を利用し
て現像剤の均一・な所定濃度・＼の回復と補給トナーの
充分な帯電とを図っておくことができる。

このトナー補給および撹拌は各現像器１６〜１９におい
て現像剤が１回循環される間行われろと、現像剤全体の
トナー濃度が調整される。

したがって現像器の不使用時にこのようなトナーの補給
および撹拌を行うのに、第８図に線ａで示すように複写
設定枚数に対応する現像非使用時の１−ナー補給制御モ
ードの必要継続時間をテーブル化しておいてＲＯＭ２０
６に予め記憶し、それに基いた時間だけ継続するように
するが、その必要最大時間は現像剤が１回循環１般送さ
れる程度に設定される。

なお第８図に線すで示すように設定枚数がＩ枚増ずごと
に継続時間を増すようにしてもよい。

この継続時間は複写機１の本体動作のオートシャットと
は全く無関係に行われ、また各現像器１６〜１９が選択
使用を終えられる都度行われる。

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番こその特
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以トあって選
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。

（発明の効果） ておくごとによって、トナーの無駄な消費や飛散を防止
することができる。

またこのような制御モードの継続時間が、設定される作
像枚数と予め記憶された設定値との比較によって決定さ
れると、簡単な制御でトナーの実際消費量に応じたトナ
ー補給と撹拌を達成することができる。

さらに専用の駆動源を持った複数の現像器を備え、作像
系のメインモータ等のオートシャット制御と６才独立し
て各現像器ごとにそれが係った作像枚数に対応したトナ
ー補給と撹拌を、各現像器が選択使用される場合の非使
用時間を含めたより多くの機会を利用して画像形成装置
全体の動作時間を特に延長せずに無理なく充分に行うこ
とができ、高品質の画像を安定して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図は現像器の垂木発明によれば、設定された
所定の作像枚数分の現像が終了した後、その作像枚数に
応した時間だけ、少なくとも現像剤の搬送系およびトナ
ー補給系の駆動を継続させてトナーｊ／！ｌｊ度検知に
基いたトナー補給を行う制御モードを備えるから、現像
終了後実際に行われた作像動作での作像枚数、換言すれ
ば実際のトナー消費量に応じたトナーが補給されると共
に、その補給量に応した時間だけ撹拌、搬送が行われ、
現像器が非使用状態になったときを利用して、しかもト
ナー補給および撹拌の過不足なしにトナー濃度を所定の
均一な濃度に回復しかつ充分な帯電状態にしておくこと
ができる。したがって現像器使用中のトナー補給の必要
を最小限に止め現像器使用中のトナー補給による一時的
なトナー濃度の不均一や帯電不良と云ったことの影響も
なく高品質の画像が得られる。しかも無駄な撹拌による
現像剤の劣化や電力の消費、騒音の発生と云ったことも
回避される。 このような制御モード時現像ローラを停止し２　〇− 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図は現
像剤のトナー濃度検知位置からトナー補給位置への移動
状態を示す説明図、第７図は現像器の駆動制御状態を示
すタイムチャート、第８図は複写枚数に対する本発明制
御モードの継続時間の割り当て状態を示すグラフである
。 １６〜１９−−−−−−−現像器 ６１．６２−−−−−−一順、逆方向搬送部７１．７２
−一−−−−−−−−−順、逆各撹拌搬送ローラ８１−
−−−−−−−−−−−−　）ナー補給口８２ａ　〜Ｂ
２ｄ　−−−−−−トナ’　ｔｌ１度検知セフ　サｇ３
−−−−−−＝−−−−−−＝−補給ローラ９８ａ　〜
９８ｄ　−−−−−一補給モータ２０１−−−−−−−
−−ＣＰＵ ２０５−−−−−−−−−複写枚数人力手段２０６−−
−−−−・−−−−ＲＯＭ

Claims (4)

【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、所定の作像枚数分
   の現像動作が終了した後、 その作像枚数に応じた時間だけ少なくとも現像剤の搬送
   系およびトナー補給系の駆動を継続させてトナー濃度検
   知に基いたトナー補給を行う制御モードを備えた ことを特徴とする現像装置。
2. （２）前記制御モードでは現像ローラを停止させる請求
   項（１）記載の現像装置。
3. （３）前記制御モードの継続時間が作像枚数と予め記憶
   された設定値との比較により決定される請求項（１）記
   載の現像装置。
4. （４）専用の駆動源を持った複数の現像器を備え、作像
   系のメインモータ等のオートシャット制御とは独立して
   各現像器ごとに前記制御モードを適用する請求項（１）
   記載の現像装置。