JPH0271285A - 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、２成分系の現像剤が使用される現像装置を備
えた静電転写型複写機およびレーザプリンタ等の電子写
真装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の電子写真装置としては、トナーとトナーを搬送す
るためのキャリアとからなる２成分系の現像剤を収容す
る現像装置を備えたものが多用されている。この種の現
像装置は、感光体に形成された静電潜像の現像時に、マ
グネットローラ（以下マグローラと称する）を回転させ
てトナーの付着したキャリアを搬送し、磁気ブラシを形
成してトナーを感光体に供給するようになっている。上
記のキャリアとしては、通常、フェライトキャリアが使
用されている。そして、この種の電子写真装置において
は、現像動作の際に、装置によって量の多少はあるもの
の、キャリアが飛散するという問題点を有している。

即ち、第８図に示すように、現像装置のマグローラ４は
、複数のマグネット６・・・と、マグネット６・・・の
外周に配された円筒状を成す非磁性のスリーブ８とから
なり、マグネット６・・・が固定状態でスリーブ８のみ
が回転するか、もしくはマグネット６・・・およびスリ
ーブ８が共に回転するようになっている。このとき、何
れの場合においてもスリーブ８は高速回転する。そして
、現像剤はマグネット６・・・によってスリーブ８の表
面に吸着され、スリーブ８、あるいはスリーブ８とマグ
ネット６・・・との回転によって搬送され、感光体の表
面へ供給される。このとき、スリーブ８に対する現像剤
の吸着力は、マグネット６・・・の磁力、キャリアの飽
和磁化およびスリーブ８の表面への現像剤の付着量によ
って決定される。一方、マグローラ４が回転することに
より、現像剤には遠心力が働き、キャリアにはマグロー
ラ４から離脱させる方向の力が作用する。この力はマグ
ローラ４の回転速度が増加するにつれて大きくなり、キ
ャリアは飛散し易くなる。また、このようなキャリアの
飛散は、マグローラ４の回転起動時に最も生じ易くなっ
ている。これは、マグローラ４の起動時における現像剤
の流れが不均一となることによる。

また、キャリアの飛散は、現像剤のキャリアとトナーと
の混合比の変動によっても発生し、キャリアに対するト
ナーの混合比が低下すると、即ちトナー濃度が低下する
と発生し易くなる。この場合のキャリアの飛散は、前記
の場合と異なり、主に静電気的力による感光体へのキャ
リアの付着に起因する。

上記のようなキャリアの飛散および感光体へのキャリア
の付着が生じると、画像の品質を低下させるばかりでな
く、電子写真装置内の汚れ、感光体表面での傷の発生、
帯電器の破損、さらには装置本体の破損をも引き起こす
虞れがある。

そこで、従来の電子写真装置では、現像時におけるキャ
リアの飛散を防止するために、マグローラ４のマグネッ
ト６・・・の磁力アップ、キャリアの飽和磁化のアップ
、あるいは飛散したキャリアを回収するためのマグネッ
トを配備する等の対策がなされている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、キャリアの飛散を防止するための上記従来の
構成は、電子写真装置の小型化および高速化を阻むもの
であり、装置の小型化および高速化が促進されている現
状においては、構造上、充分に対応するのが困難である
という問題点を有している。

〔課題を解決するための手段〕

請求項第１項の発明に係る電子写真装置は、上記の課題
を解決するために、トナーとキャリヤとからなる２成分
系の現像剤を収容し、感光体に形成された静電潜像の現
像時に、マグネットローラ駆動手段にて回転されるマグ
ネットローラにより現像剤を感光体に供給する現像装置
を備えた電子写真装置において、上記のマグネットロー
ラの起動時から定常回転速度に達するまでの間、マグネ
ットローラの回転速度が徐々に上昇するようにマグネッ
トローラ駆動手段を制御するマグネットローラ起動時速
度制御手段を備えてし）ることを特徴としている。

請求項第２項の発明に係る電子写真装置は、上記の課題
を解決するために、トナーとキャリヤとからなる２成分
系の現像剤を収容し、感光体に形成された静電潜像の現
像時に、マグネットローラ駆動手段にて回転されるマグ
ネットローラにより現像剤を感光体に供給する現像装置
を備え、この現像装置にはトナー濃度検出手段が設けら
れ、このトナー濃度検出手段によりトナー濃度の低下が
検出されたとき、トナー供給手段から現像装置にトナー
が供給される電子写真装置において、上記のマグネット
ローラ駆動手段を、マグネットローラの起動時から定常
回転速度に達するまでの回転速度が徐々に上昇するよう
に制御するマグネットローラ起動時速度制御手段と、ト
ナー供給手段を、マグネットローラの定常回転速度時に
のみ作動するように制御するトナー供給制御手段とを備
えていることを特徴としている。

〔作　用〕

請求項第１項の発明に係る電子写真装置の構成によれば
、マグネットローラ起動時速度制御手段にてマグネット
ローラ駆動手段が制御されることにより、マグネットロ
ーラの回転速度は、起動時から定常回転速度に達するま
で、加速度の変化率が小さい状態にて徐々に上昇する。

従って、マグネットローラの起動時に最も生じ易いキャ
リアの飛散を確実に抑制することができる。

請求項第２項の発明に係る電子写真装置の構成によれば
、マグネットローラ起動時速度制御手段にてマグネット
ローラ駆動手段が制御されることにより、マグネットロ
ーラの回転速度は、起動時から定常回転速度に達するま
で、加速度の変化率が小さい状態にて徐々に上昇する。

また、トナー供給制御手段にてトナー供給手段がマグネ
ットローラの定常回転速度時にのみ作動するように制御
されるので、マグネットローラの回転が安定して現像装
置内の現像剤の流れが定常流となっているときにのみ、
トナー濃度の制御が行われる。

従って、マグネタ１−ローラの起動時に最も生じ易いキ
ャリアの飛散を確実に抑制することができる。また、不
安定な状態でのトナー濃度制御によりトナー濃度が許容
範囲を超えて低くなり、これによってキャリアが感光体
へ付着し、さらにこれが原因となってキャリアが飛散す
るといった事態を確実に抑制することができる。

〔実施例１〕 本発明の一実施例を第１図ないし第５図および第８図に
基づいて以下に説明する。尚、説明の便宜上、従来技術
の説明に使用した第８図を再度使用している。

本発明に係る電子写真装置は、第２図に示すように、現
像装置１を有している。現像装置１の機枠２内にはトナ
ーとキャリアとの混合物からなる２成分系の現像剤が収
容されている。また、機枠２内には、−刃側に第１撹拌
ローラ３が配され、他方側に現像用のマグネットローラ
（以下マグローラと称する）４が配され、第１撹拌ロー
ラ３とマグローラ４との間には第２撹拌ローラ５が配さ
れている。

上記の第１撹拌ローラ３は、キャリアと後述のトナーホ
ッパ１２から供給されたトナーとを撹拌して混合するよ
うになっており、第２撹拌ローラ５は第１撹拌ローラ３
にて撹拌された現像剤をさらに撹拌しながらマグローラ
４へ搬送するようになっている。

マクローラ４は、第８図に示すように、Ｎ極およびＳ極
の複数のマグネット６・・・が所定間隔で配されており
、その外周に、円筒状を成す非磁性のスリーブ８を有し
ている。そして、マグネット６・・・が固定状態でスリ
ーブ８のみが回転するか、もしくはマグネット６・・・
およびスリーブ８が共に回転することにより、第２撹拌
ローラ５にて搬送されてきた現像剤をマグネット６・・
・によってスリーブ８の表面に吸着させ、磁気ブラシを
形成して後述の感光体ドラム１３に供給するようになっ
ている。上記のマグローラ４には、第１図に示すように
、ＤＣサーボモータからなり、後述するドライバ１７の
駆動信号に基づいてマグローラ４を回転駆動するマグネ
ットローラ駆動手段としての現像モータ１８が接続され
ている。

上記のマグローラ４と第２撹拌ローラ５との上方には、
現像装置１内におけるキャリアとトナーとの混合比を一
定に維持するためにトナーの濃度を検知するトナコンセ
ンサ９が設けられている。

このトナコンセンサ９は機枠２に固定された支持部材１
０に取り付けられている。支持部材１０の先端部には、
マグローラ４のスリーブ８によって搬送される現像剤の
量を規制するドクター１１が形成されている。

現像装置１における第１撹拌ローラ３の上方には、現像
装置１にトナーを補給するためのトナーホッパ１２が設
けられている。このトナーホッパ１２は、上記のトナコ
ンセンサ９にて現像装置１内のトナー濃度の低下が検知
されたときに、機枠２に形成された開口部２ａを通じて
トナーを補給するようになっている。

また、上記のマグローラ４側には、感光体ドラム１３が
、機枠２の開口部２ｂを通じてマグローラ４と近接して
対向するように配されている。この感光体ドラム１３は
、図示しない光学系部によって露光されることにより、
原稿の画像に対応した静電潜像が形成されるようになっ
ている。

また、電子写真装置は、第１図に示すように、マグロー
ラ４の起動時における回転速度を制御するマグネットロ
ーラ起動時速度制御手段としてのマグローラ制御装置１
４を備えている。このマグローラ制御装置１４は、感光
体ドラム１３に形成された静電潜像の現像時において、
図示しない制御手段から現像装置起動信号を入力したと
きにディジタルのマグローラ制御信号を出力するＣＰＵ
１５と、マグローラ制御信号をアナログ信号に変換する
Ｄ／Ａ変換器１６と、Ｄ／Ａ変換器１６から出力された
アナログのマグローラ制御信号に基づいて現像モータ１
８を駆動するドライバ１７とからなる。

上記のＣＰＵ１５には、第３図に示すようにマグローラ
４の回転速度を制御するためのデータがインプットされ
ており、ＣＰＵ１５はこのデータに基づくマグローラ制
御信号を出力するようになっている。即ち、制御手段よ
り現像装置起動信号を人力した時点である現像装置起動
時Ｔ、から所定時間経過後の定常回転速度到達時Ｔ２ま
では、初速度Ｖ。（−〇）から一定の加速度にてマグロ
ーラ４の回転速度を徐々に上昇させて行き、定常回転速
度到達時Ｔ２以後は一定の定常回転速度ＶＴにてマグロ
ーラ４を回転させるような制御を行うようになっている
。

上記の構成において、電子写真装置が複写動作を行う際
には、先ず、第４図の（ａ）に示すように、感光体ドラ
ム１３が感光体起動時Ｔ０にて回転を開始する。そして
、制御手段から現像装置起動信号が発せられ、この信号
をマグローラ制御装置１４のＣＰＵ１５が入力すると、
同図の（ｃ）に示すように、現像装置起動時Ｔ１にて現
像モータ１８が作動し、マグローラ４が回転を開始する
。尚、Ｔ、＝Ｔ、であっても構わない。

このとき、現像装置起動信号を受けたマグローラ制御装
置１４のＣＰＵ１５は、マグローラ制御信号を発し、こ
の信号はＤ／Ａ変換器１６にてアナログ信号に変換され
、ドライバ１７に入力される。ドライバ１７は上記のマ
グローラ制御信号に基づいて現像モータ１８を駆動し、
マグローラ４が回転駆動する。そして、マグローラ４の
回転速度は現像装置起動時Ｔ１から定常回転速度到達時
Ｔ２に達するまで、一定の力ｕ速度で徐々に上昇する。

このようにしてマグローラ４の回転速度が上昇すること
により、キャリアの飛散が抑制される。一方、現像袋Ｗ
ｌ内では、第１撹拌ローラ３および第２撹拌ローラ５も
回転しており、第１撹拌ローラ３は現像剤を撹拌し、第
２撹拌ローラ５は第１撹拌ローラ３にて撹拌された現像
剤をさらに撹拌しながらマグローラ４へ搬送する。

その後、マグローラ４が定常回転速度に到達する定常回
転速度到達時Ｔ２になると、同図の（ｂ）に示すように
、光学系部のコピーランプがＯＮされて原稿の露光走査
が行われ、原稿からの反射光によって感光体ドラム１３
が露光され、感光体ドラム１３に原稿の画像に対応した
静電潜像が形成される。そして、この静電潜像はマグロ
ーラ４から供給されたトナーによって現像され、トナー
像が形成される。このトナー像は、その後、転写紙に転
写され、定着装置にて定着される。画像の転写された転
写紙は電子写真装置から排出される。

次に、本発明の電子写真装置と従来の電子写真装置とに
おけるキャリアの飛散量を比較したところ、第５図に示
す結果が得られた。キャリアの飛散量は、第２図に示す
ように、マグローラ４と感光体ドラム１３との間の下方
における機枠２に検査用マグネット１９を取り付けた状
態で５万枚の複写を行い、検査用マグネット１９に吸着
されたキャリアを回収することによって調べた。尚、比
較用に供した従来の電子写真装置は、本発明に係る電子
写真装置が前述の第３図に示すようなマグローラ４の速
度制御を行っているのに対し、現像装置起動時Ｔ１から
マグローラ４を定常回転速度にて運転するものである。

同図の結果より、本発明に係る電子写真装置では、従来
の電子写真装置と比べて、キャリアの飛散量が大幅に低
下しているのが分かった。

〔実施例２〕 本発明の他の実施例を第６図および第７図に基づいて以
下に説明する。尚、説明の便宜上、前記の実施例の図面
に示した手段と同一の機能を有する手段には同一の符号
を付記し、その説明を省略する。

本発明に係る電子写真装置は、第６図に示すように、Ｃ
ＰＵ２０、Ｄ／Ａ変換器１６およびドライバ１７からな
る前述のマグローラ制御装置１４と、トナー供給手段と
してのトナーホッパ１２をマグローラ４の定常回転速度
時にのみ作動するように制御するトナー供給制御手段と
してのトナーホッパ制御装置２１とを備えている。トナ
ーホッパ制御装置２１は、現像モータ１８の回転速度を
検出する回転速度検出器２５と、ＣＰＵ２０と、ＣＰＵ
２０の出力するトナーホッパ制御信号をアナログ信号に
変換するＤ／Ａ変換器２２と、Ｄ／Ａ変換器２２から出
力されたアナログのトナーホッパ制御信号に基づいてト
ナーホッパモータ２４を駆動するドライバ２３とからな
る。上記のＣＰＵ２０は、感光体ドラム１３に形成され
た静電潜像の現像時において、図示しない制御手段から
現像装置起動信号を入力したときにマグローラ制御信号
を出力するという前述のＣＰＵ１５の機能に加えて、ト
ナコンセンサ９により現像装置１内のトナーの不足が検
出され、かつ回転速度検出器２５により現像モータ１８
、即ちマグローラ４の定常回転速度時が検出されたとき
に、トナーホッパモータ２４を作動させるためのトナー
ホッパ制御信号を出力するという機能を有している。

上記の構成において、第７図の（ａ）に示すように、感
光体ドラム１３が感光体起動時Ｔ０にて回転を開始し、
同図（Ｃ）に示すように、現像装置起動時Ｔ、にて現像
モータ１８が作動すると、マグローラ４が回転を開始す
る。このとき、マグローラ制御装置１４にて制御される
ことにより、マグローラ４の回転速度は現像装置起動時
Ｔ１から定常回転速度到達時Ｔ２に達するまで、一定の
加速度で徐々に上昇する。このようにしてマグローラ４
の回転速度が上昇することにより、キャリアの飛散が抑
制される。

その後、定常回転速度到達時Ｔ２にてマグローラ４が定
常回転速度に到達すると、同図の（ｂ）に示すように、
光学系部のコピーランプがＯＮされ、以下所定の行程を
経て複写が行われる。

また、回転速度検出器２５によりマグローラ４の定常回
転速度状態（定常回転速度到達時Ｔ２）が検出されると
、同図の（ｄ）に示すように、トナーホッパ制御装置２
１は、トナコンセンサ９の検出信号を有効なものとして
処理し、トナコンセンサ９の検出信号に応じてトナーホ
ッパ１２を制御する。ここで、トナコンセンサ９により
現像装置１内のトナー濃度の低下が検出されると、ＣＰ
Ｕ２０からトナーホッパ１２を作動させるためのトナー
ホッパ制御信号が出力され、この制御信号はＤ／Ａ変換
器２２を介してドライバ２３に入力される。ドライバ２
３は入力したトナーホッパ制御信号に基づいてトナーホ
ッパモータ２４を駆動し、トナーホッパ１２が作動する
。これにより、現像装置１にトナーホッパ１２からトナ
ーが供給される。トナコンセンサ９の検出信号を有効と
する扱いは、現像モータ１８の停止と同時に解除され、
それ以後は無効なものとして扱い、トナコンセンサ９の
検出信号に基づく制御は行われなくなる。

上記のように、マグローラ４が定常速度で回転している
ときにのみトナーホッパ１２の作動を制御する構成では
、現像装置１内において現像剤が定常流となる安定した
状態で検出されたトナー濃度に基づいて、トナーホッパ
１２の作動を制御するものであるから、トナー濃度の安
定化が図られる。従って、トナー濃度の低下による感光
体ドラム１３の表面へのキャリアの付着、およびこれに
起因するキャリアの飛散が抑制される。

また、本発明の電子写真装置におけるキャリアの飛散量
を測定したところ、第５図に示した実施例１の電子写真
装置の場合と同様の良好な結果が得られた。

〔発明の効果〕

請求項第１項の発明の電子写真装置は、以上のように、
トナーとキャリヤとからなる２成分系の現像剤を収容し
、感光体に形成された静電潜像の現像時に、マグネット
ローラ駆動手段にて回転されるマグネットローラにより
現像剤を感光体に供給する現像装置を備えた電子写真装
置において、上記のマグネットローラの起動時から定常
回転速度に達するまでの間、マグネットローラの回転速
度が徐々に上昇するようにマグネットローラ駆動手段を
制御するマグネットローラ起動時速度制御手段を備えて
いる構成である。

それゆえ、感光体に形成された静電潜像の現像時には、
マグネットローラの回転速度が起動時から定常回転速度
に達するまで徐々に上昇するので、マグネットローラの
起動時に最も生じ易いキャリアの飛散を確実に抑制する
ことができる。従って、電子写真装置の小型化および高
速化を阻むことなく、画質の低下、電子写真装置内の汚
れ、感光体の破損、帯電器の破損および装置本体の破損
等の問題を解消することができるという効果を奏する。

請求項第２項の発明の電子写真装置は、以上のように、
トナーとキャリヤとからなる２成分系の現像剤を収容し
、感光体に形成された静電潜像の現像時に、マグネット
ローラ駆動手段にて回転されるマグネットローラにより
現像剤を感光体に供給する現像装置を備え、この現像装
置にはトナー濃度検出手段が設けられ、このトナー濃度
検出手段によりトナー濃度の低下が検出されたとき、ト
ナー供給手段から現像装置にトナーが供給される電子写
真装置において、上記のマグネットローラ駆動手段を、
マグネットローラの起動時から定常回転速度に達するま
での回転速度が徐々に上昇するように制御するマグネッ
トローラ起動時速度制御手段と、トナー供給手段を、マ
グネットローラの定常回転速度時にのみ作動するように
制御するトナー供給制御手段とを備えている構成である
。

それゆえ、請求項第１項の発明の電子写真装置と同様、
マグネットローラの起動時に最も生じ易いキャリアの飛
散を確実に抑制することができる。これに加えて、現像
装置内におけるトナー□濃度制御の安定化を図ることが
でき、トナー濃度の低下による感光体へのキャリアの付
着と、これに起因するトナーの飛散とを抑制することが
できる。

従って、電子写真装置の小型化および高速化を阻むこと
なく、画質の低下、電子写真装置内の汚れ、感光体の破
損、帯電器の破損および装置本体の破損等の問題を解消
す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図ないし第５図は本発明の一実施例を示すものであ
って、第１図は電子写真装置の主要部の構成を示すブロ
ック図、第２図は現像装置を示す概略の縦断面図、第３
図はマグネットローラの起動後における回転速度の変化
を示すグラフ、第４図は感光体ドラムとコピーランプと
現像モータとの作動タイミングを示すタイミングチャー
ト、第５図は本発明に係る電子写真装置と従来の電子写
真装置とにおける複写枚数に対するキャリア飛散量の推
移を示すグラフ、第６図および第７図は本発明の他の実
施例を示すものであって、第６図は電子写真装置主要部
の構成を示すブロック図、第７図は感光体ドラム、コピ
ーランプおよび現像モータの作動と、トナコンセンサの
有効とのタイミングを示すタイミングチャート、第８図
は本発明の電子写真装置と従来の電子写真装置とに共通
のマグネットローラを示す説明図である。 ■は現像装置、４はマグネットローラ、６はマグネット
、８はスリーブ、１２はトナーホッパ（トナー供給手段
）、１３は感光体ドラム（感光体）、１４はマグローラ
制御装置（マグネットローラ起動時速度制御手段）、１
５・２０はＣＰＵ、１６・２２はＤ／Ａ変換器、１７・
２３はドライバ、１８は現像モータ（マグネットローラ
駆動手段）、２１はトナーホッパ制御装置（トナー供給
制御手段）、２４はトナーホッパモータ、２５は回転速
度検出器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、トナーとキャリヤとからなる２成分系の現像剤を収
   容し、感光体に形成された静電潜像の現像時に、マグネ
   ットローラ駆動手段にて回転されるマグネットローラに
   より現像剤を感光体に供給する現像装置を備えた電子写
   真装置において、上記のマグネットローラの起動時から
   定常回転速度に達するまでの間、マグネットローラの回
   転速度が徐々に上昇するようにマグネットローラ駆動手
   段を制御するマグネットローラ起動時速度制御手段を備
   えていることを特徴とする電子写真装置。 ２、トナーとキャリヤとからなる２成分系の現像剤を収
   容し、感光体に形成された静電潜像の現像時に、マグネ
   ットローラ駆動手段にて回転されるマグネットローラに
   より現像剤を感光体に供給する現像装置を備え、この現
   像装置にはトナー濃度検出手段が設けられ、このトナー
   濃度検出手段によりトナー濃度の低下が検出されたとき
   、トナー供給手段から現像装置にトナーが供給される電
   子写真装置において、 上記のマグネットローラ駆動手段を、マグネットローラ
   の起動時から定常回転速度に達するまでの回転速度が徐
   々に上昇するように制御するマグネットローラ起動時速
   度制御手段と、トナー供給手段を、マグネットローラの
   定常回転速度時にのみ作動するように制御するトナー供
   給制御手段とを備えていることを特徴とする電子写真装
   置。