JPH0375674A - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、磁性トナーを用いる現像装置に関するもので
ある。

〔従来技術とその問題点〕

乾式現像方法には、大別して、トナーとキャリヤからな
る二成分現像剤を用いる二成分現像方式と、キャリヤを
含まない一成分現像剤を用いる一成分現像方式とがある
。後者の一成分現像方式は、前者の二成分現像方式の場
合はどトナー濃度を緻密に制御することは要求されない
。従って、トナーｍ度検出手段や、その検出値に基づき
トナーを補給する機構を設ける必要がな・く、現像装置
が小型で簡素なものとなる。

従来の現像装置の一例を、第４図に示す。本例の現像装
置では、磁性トナーに磁性粒子を混合した現像剤ｄを使
用する。現像剤ｄは、マグネット４１を内包する現像ス
リーブ４２により現像位置Ｐｄまで搬送され、ここでト
ナーを感光体ドラム４３表面に形成されている酸７！潜
像に供給して現像する。この場合、現像剤ｄ中のトナー
濃度の適正範囲は５０〜９５ｗｔ％で、二成分現像方式
に比べて許容幅をかなり広く見込める。従って、現像剤
の管理機構は二成分現像方式に比べて簡易的なものでよ
く、通常、現像剤の残量からトナー濃度を推測する方法
が採られる。本例では、トナーホッパ４４の底部に圧電
センサ４５を設置し、現像剤ｄの残量がレベルト１から
レベルＬ２まで減少した時点で、圧電センサ４５からト
ナーが不足している旨の９　トナー無し′信号が発せら
れる。この１トナー無し゛信号を受けて、例えば操作パ
ネルに′トナー無し９の表示がなされ、これを見たユー
ザがトナーを補給する。

上述の現ｇｔ、装置の場合、現像剤管理機構は簡易的で
あっても、圧電センサ４５が比較的高価であり、又、圧
電センサ４５からの配線構造が二成分現像方式と同様に
複雑で相当の設置スペースを必要とする。その結果、−
成分現像方式に類似した現像方式を採用したのにも拘ら
ず、現像装置が大型化する。又、圧電センサ４５は、通
常、現像装置の長手方向（現像スリーブの軸方向）中央
に配設しであるが、残留現像剤が左右何れかに偏って存
在する場合は、正しく現像剤の残量を検出できない。具
体的には、現像剤ｄが未だ充分残っているにも拘らず、
′トナー無しゝの信号を発することがある。特に・画像
形成装置が大型化し、現像装置が長くなる程、上述の様
な残量検知不良が起こり易い。

〔発明の目的〕

本発明は、現像剤の存在状態に拘らずトナーの不足状態
を常に的確に検出し報知できる小型で安価な現像装置を
提供することを目的とする。

〔発明の要点〕

本発明は、上記目的を達成する為、絶縁性磁性トナーと
導電性磁性粒子を混合してなる現像剤を用いる現像装置
において、前記現像剤を現像領域を含む所定の経路に沿
って搬送する現像剤搬送部材と、前記現像剤搬送部材に
バイアス電圧を印加する現像バイアス電源と、前記現像
バイアス電源から前記現像剤搬送部材へ流れる電流値を
検出する電流検出手段と、前記電流検出手段の検出電流
値に基づき前記現像剤中のトナー濃度の高低を判定する
濃度判定手段と、前記濃度判定手段による判定結果の報
知手段とを有することを要点とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例について、第１図乃至第３図に基
づき詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例としての光書込みプリンタ
に用いる現像装置を示す模式的断面図である。本例では
、現像剤ｄとして、磁性成分を含有する平均粒径が１４
μｍ程度の絶縁性磁性トナーと、平均粒径が約１０μｍ
で体積抵抗値が１０’Ω、ａｍの導電性磁性粒子とを混
合して調製したものを用いる。現像剤ｄを−・時的に貯
留するホッパｌの斜下方には、現像剤供給用開口１ａを
形成しである。この現像剤供給用開口１ａには、現像剤
搬送部材としての現像スリーブ２を回転自在に配設しで
ある。現像スリーブ２は、図外の駆動装置により、矢印
Ａ方向に所定速度で駆動回転される。現像スリーブ２の
上側には、層厚規制部材としてのドラタブレード３を配
設しである。ドラタブレード３は、その尖らせた先端を
現像スリーブ２表面の幅方向（軸方向）略全域に亘って
近接させ、逆側端部をホッパケーシング１ｂに固着し、
垂直に支持しである。このドクタブレード先端と現像ス
リーブ２上部周面との間に確保されて０る間隙Ｇにより
、現像剤ｄの層厚を規制する。即ち、現像スリーブ２の
回転と共に追従移動する現像剤ｄが、間’／ＡＧを強制
的に通過せしめられることにより、所定層厚に薄層化さ
れる。薄層化された現像剤は、現像スリーブ２の回転と
共に、感光体ドラム４表面に最近接する現像位置Ｐｄに
搬送され、ここで静電潜像の現像に供せられる。

ホッパ１内には、現像剤撹拌部材５を回動自在に配設し
である。本例の現像剤撹拌部材５は、軸５ａを中心とし
て図外の駆動装置により矢印Ｂ方向に所定速度で回動さ
れる。これにより、−時貯留されている現像剤ｄが撹拌
され、その凝集固化が騎止されると共に、磁性トナーが
所定の極性に摩擦帯電される。

現像剤撹拌部材４の上方には、トナー補給口１Ｃを形成
しである。このトナー補給口ＩＣには、蓋６を開閉自在
に被装しである。磁性トナーを補給する際は、そのＭ６
を開いて投入する。

而して、現像スリーブ２には、電流検出回路７を介して
現像バイアス電源８を接続しである。これにより、現像
スリーブ２に現像バイアス電圧を印加して現像位置Ｐｄ
に現像電界を形成することができる。この現像電界に沿
って、搬送されてくる現像剤薄層から磁性トナーを感光
体ドラム４表面の静電潜像に選択的に転移させ、静電潜
像を現像する。

電流検出回路７には、比較演算回路９と信号発生回路１
０を直列に接続しである。電流検出回路７は、現像スリ
ーブ２に供給する電流（現像電流と言う）を検出する。

比較演算回路９は、検出した現像電流を予め記憶してい
る基準電流と比較し、現像剤のトナー濃度が許容できる
下限値を越えているか否かを判定する。この判定の根拠
となる理論については１１次に説明する。信号発生回路
１０は、比較演算回路９の判定結果を表す信号を光書込
みプリンタ制御部１１に発信する。プリンタ制御部１１
は、′トナー無し９の信号を受けた場合は、操作パネル
（不図示）にその旨の表示を行なう。

ここで、現像剤ｄが′　トナー無し′状態か否かを判定
する根拠理論とそれに基づく動作について説明する。

第２図は、現像電流ｉ３を示す模式的説明図である。同
図で、現像電流ｉ３は、現像位置Ｐｄにおいては、２種
類の電流１１＋１２に分けることができる。その一方は
、電荷を帯びた磁性トナーｔが現像電界に沿って転移す
ることにより流れるトナー電流ｉ＋であり、他方は、現
像位置に搬送される現像剤薄層中の絶縁性磁性トナーの
濃度が低下し、現像剤Ｒ層の電気抵抗値が低下すること
により流れる電界電流１２である。

プリントを繰り返す内にトナーが消費され、現像剤ｄ中
のトナー濃度が低下してくると、現像剤ｄ中に存在する
導電性磁性粒子の割合が増加し、電気抵抗値が低下して
くる。現像剤ｄの電気抵抗値が低下することにより、電
界電流１２が増加して現像電流ｉ３が増加する。従って
、現像電流ｉ３の値からトナー濃度を推測することがで
きる。

第３図は、トナー濃度に対する、上記３種類の電流１　
ｔｒｌ　２＋１３の各変化特性を示したグラフ図である
。これから、トナー電流１１は、トナー濃度が６３〜９
０ｖｔ％の範囲では略一定（２，ＯμＡ）であり、トナ
ー濃度が６０ｗｔ％以下になると急激に低下しているこ
とがわかる。又、電界電流１２は、トナー濃度の低下と
共に急激に増加している。

従って、トナー電流ｉｌと電界電流１２の和である現像
電流ｉ３は、トナー濃度が６３〜９０ｖｔ％の範囲では
略電界電流ｉ２に沿って変化し、トナー濃度が８０ｗｔ
％以下になって急速に電界電流１２に近づいている。

上述の現像電流の変化特性から、トナー濃度が許容範囲
を外れるときの現像電流１３の閾値を把握できる。本例
では、トナー濃度が７０ｖｔ％前後であるときの 現像電流ｉ、］＝５．ｏμＡ を閾値として採用し、この値を比較演算回路９に比較基
準値として記憶させである。

従って、比較演算回路９は、電流検出回路７の検出値と
記憶した基準値を比較し、検出値が基準値を越えている
場合は、”　トナー無し′と判定し、信号発生回路１０
からその旨の信号をプリンタ制御部１１に発信させる。

プリンタ制御部１１は、操作パネルに９　トナー無し９
の表示を行ない、ユーザにトナー補給を促す。

第１図において、本例の現像装置では、稼働初期におい
て、レベルＬ、で示す２５０ｇの現像剤ｄがトナーホッ
パ１内に投入されている。プリントを繰り返し実施する
内にトナーが徐々に消費され、現像剤ｄがレベルＬ２で
示す約６０ｇまで減少した時点では、トナー濃度が６７
ｗｔ％まで低下している。この時点で、現像電流ｉ３は
５μＡまで上昇しており、”　トナー無し°の表示がな
される。この間、画像濃度の低下等の画質不良は発生し
ない。′　トナー無し”を見たユーザがトナーを補給し
、良好なプリント画像を長期に亘り安定して得ることが
できる。

尚、本発明は、上記の特定の実施例に限定されるべきも
のでなく、本発明の技術的範囲において種々の変形が可
能であることは勿論である。例えば、゛トナー無し゛を
知らせる報知手段としては、パネル表示等の視覚に訴え
る手段に限らず、音声による聴覚に訴える手段であって
もよい。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明した様に、本発明によれば、現像位置
において現像剤搬送体と像担持体間に流れる電流を検出
し、その検出電流値に基づきトナー濃度が許容範囲以下
に低下しているか否かを判断する構成とすることにより
、圧電センサ等の現像剤に直接対応させる検出手段を用
いずにトナー補給時期を知ることができる。従って、現
像剤が現像装置内の一方に片寄って存在していても、ト
ナー濃度の許容範囲を越えて低下した時点を的確に検知
することができる。よって、現像装置が細長型の場合も
、常に的確にトナー補給時期を報知し、良好な画像を安
定して得ることが可能となる。

又、圧電センサ等の検知手段を現像装置に直接段けなく
てもよいから、現像装置の小型化及び原価低減を促進す
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としての光書込みプリンタ用
現像装置を示す模式的断面図、第２図は上記現像装置に
よる場合の現像電流を示す模式的説明図、第３図は上記
現像装置による現像電流とトナー濃度の関係を示すグラ
フ図、第４図は従来の現像装置を示す模式的断面図であ
る。 １・・・トナーホッパ ２．４２・・・現像スリーブ ４．４３・・・感光体ドラム ７・・・電流検出回路 ８・・・現像バイアス電源 ９・・・比較演算回路 １０・・・信号発生回路 １１・・トナー電流 １２・・・電界電流 ｉ３・・・現像電流 特許　出　願人　　カシオ計算機株式会社同　　　上　
　　　カシオ電子工業株式会社Ｗ４２図 Ｗ４１　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁性磁性トナーと導電性磁性粒子を混合してなる現像
   剤を用いる現像装置において、前記現像剤を現像領域を
   含む所定の経路に沿って搬送する現像剤搬送部材と、前
   記現像剤搬送部材にバイアス電圧を印加する現像バイア
   ス電源と、前記現像バイアス電源から前記現像剤搬送部
   材へ流れる電流値を検出する電流検出手段と、前記電流
   検出手段の検出電流値に基づき前記現像剤中のトナー濃
   度の高低を判定する濃度判定手段と、前記濃度判定手段
   による判定結果の報知手段とを有することを特徴とする
   現像装置。