JPH0547962U - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案はかかる従来技術の欠点に鑑み、二成
分現像剤を用いた場合でも簡単なセンサ構成で画像形成
に最も影響のある部位の紙粉混在状況を精度よく検知し
得、これにより該紙粉捕足時期若しくは捕足部材の交換
時期を精度よく且つ確実に設定し得る画像形成装置を提
供する事を目的とする。 【構成】 本考案は画像形成に最も影響のある部位に単
に紙粉検知センサを配置するのではなく、該検知センサ
の精度を向上するために、該紙粉を捕足して、言換えれ
ば機械的に紙粉混合割合の倍率の向上を図った後、紙粉
検知を行なう事を第一の特徴とし、第二の特徴とする所
は該紙粉検知を単独のセンサにより行なうのではなく、
現像容器内のトナー濃度との比較の上で相対的に検知
し、これにより二成分現像剤を用いた場合でも精度よく
紙粉検知を可能にした点にある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、カールソン方式若しくはドラム内に露光手段を内挿しドラム背面側 より露光を行なう電子写真装置に適用される画像形成装置に係り、特に感光体ド ラムより現像スリーブ側に移行し、現像容器内に混入した紙粉濃度を効果的に検 知し得る画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より例えば透光性支持体上に透光性導電層と光導電体層を積層してなる感 光体ドラム内に、画像情報に対応した光出力を生成する露光手段を内挿し、該露 光手段の光出力を集束化して前記光導電体層に潜像を結像すると同時若しくはそ の直後に前記感光体ドラムと対面配置させた現像スリーブその他のトナー担持体 を介して前記潜像を可視像（トナー像）化した後、該トナー像を転写ローラその 他の転写手段を介して普通紙に転写可能に構成した画像形成装置は公知である。 （特開昭５８ー１５３９５７号他）

【０００３】 この種の画像形成装置においては、構成の一層の簡単化とオゾン発生等の防止 、更には地かぶりの防止を図る為に、独立した帯電器を設けずに前記感光体ドラ ムと対峙して配置された現像スリーブ上に導電性磁性トナーを担持させるととも に、スリーブに内包した固定磁極その他の磁気力を利用していわゆる磁気ブラシ 状のトナー摺擦域を現像位置直前位置に設け、該摺擦域により感光体ドラム表面 を摺擦しながら現像スリーブ側に印加した現像バイアスを利用して前記摺擦域を 介して前記ドラムの光導電層に電荷を注入して帯電を行なった後、該帯電の直後 に該ドラムに内包された露光ヘッドを利用して露光像を結像すると共に現像を行 ない、所定の画像形成を行なうように構成している。（以下かかる装置を背面露 光装置という）

【０００４】 さて前記装置を含め従前のカールソン方式の電子写真装置においても感光体ド ラムに担持された未定着トナー像を普通紙側に転写後のドラム表面に付着した残 留トナーを除去するために、一般にクリーニングブレードその他の独立したクリ ーニング部材をドラム表面に摺擦させながら、残留トナーの除去を図っているが 、このように独立したクリーニング部材を用いる事は常に該部材を利用してドラ ム周面を摺擦させる為にドラム摩耗が生じたり、又前記摺擦によりドラム駆動力 の増大につながっていた。

【０００５】 又前記の様に残留トナーを除去する事はその回収機構や残留トナー回収ボトル も必要とし、結果として省部品点数の増大とともに該回収ボトルを定期的に交換 するためのメインテナンス作業の増大、及び残留トナーを廃棄する事は省資源の 要請及びごみ公害の増大にもつながり優しい地球環境を目指すという企業ポリシ ーにも反する事になる。

【０００６】 そこで本考案者は、前記背面露光装置が現像前で行なうドラム上の現像剤摺擦 により転写後ドラム表面に残留した残留トナーも合わせ除去できる事に着目して 、独立したクリーニング部材を用いる事のない技術を検討している。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、感光体ドラム上に独立したクリーニング部材を設けない事は、転写後 残留トナーとともに感光体ドラムに付着した紙粉がドラム回転に追従して現像剤 摺擦域に運ばれ、そして該摺擦域で現像スリーブの回転に追従して現像スリーブ のトナー層に移行し現像容器側に回収されてしまうために、従って現像容器内に は最終的に前記紙粉が滞留する事になりその除去が必要である。 又前記紙粉捕足はトナーが滞留している状態での紙粉捕足を行なうと、結果と して容器内に収納された一部の現像剤の紙粉しか回収できない為に、容器内を攪 拌して紙粉捕足を効率的に行なう必要があるが、印字動作中に行なう現像剤攪拌 は現像スリーブ側に現像剤を供給するための攪拌であり、一方紙粉は後記するよ うに現像スリーブ側に多く推積しているために前記の攪拌手段を回転方向では却 ってトナーを薄める方向に働き、円滑な紙粉捕足が困難になる。

【０００８】 この為前記の問題を解決するには例えば前記攪拌手段の攪拌方向を切換えて紙 粉捕足時には逆方向に回転させればよく、それには前記紙粉捕足時期を設定する ための紙粉検知センサを配設する事が必要であるが、容器内に混在している紙粉 を精度よく測定し得るセンサを見出す事が出来なかった。 例えば前記紙粉検知は従前よりトナーと紙粉との透磁率の差に着目してその透 磁率の変動により紙粉の混合割合を測定する方法を採用している場合が多いが、 キャリアとトナーからなる二成分現像剤の場合はトナー濃度割合によりその透磁 率も変化し、精度よい測定が困難であった。

【０００９】 この為一般に所定印字枚数毎に紙粉捕足動作を行なっているが、紙粉の発生は 記録される紙の種類、湿度その他の環境要因によって大きくバラツキ、印字枚数 その他の間接的測定では前記紙粉捕足状況を精度よく把握するのが困難となる。 又容器内の紙粉混在は偏在しており、この為前記紙粉検知センサを配置するに しても画像形成に最も影響のある部位の紙粉混在量を把握しなければ画像品質に 悪影響を及ぼす恐れがある。 又逆に紙粉捕足中においても紙粉捕足量がオーバフローした場合にもこれを速 やかに検知する必要がある。

【００１０】 本考案はかかる従来技術の欠点に鑑み、二成分現像剤を用いた場合でも簡単な センサ構成で画像形成に最も影響のある部位の紙粉混在状況を精度よく検知し得 、これにより該紙粉捕足時期若しくは捕足部材の交換時期を精度よく且つ確実に 設定し得る画像形成装置を提供する事を目的とする。

【００１１】

【課題を解決する為の手段】

本考案は画像形成に最も影響のある部位に単に紙粉検知センサを配置するので はなく、該検知センサの精度を向上するために、該紙粉を捕足して、言換えれば 機械的に紙粉混合割合の倍率の向上を図った後、紙粉検知を行なう事を第一の特 徴とし、第二の特徴とする所は該紙粉検知を単独のセンサにより行なうのではな く、現像容器内のトナー濃度との比較の上で相対的に検知し、これにより二成分 現像剤を用いた場合でも精度よく紙粉検知を可能にした点にある。

【００１２】 即ち、本考案は前記二成分現像剤を収納した現像容器内の紙粉集積域若しくは その近傍、より具体的には現像スリーブに担持させたトナーの層厚規制を行なう ドクターブレード入口側近傍に配設した紙粉捕足手段と、該捕足手段と実質的に 対面配置させた第一のトナー濃度検知手段と、該捕足手段より離隔した位置に配 置された第二のトナー濃度検知手段とを具え、前記両検知手段の出力レベル差に 基づいて容器内現像剤の紙粉を検知可能に構成したものである。

【００１３】

【作用】

次に本考案の作用を簡単に説明する。 先ず独立したクリーニング部材を設けない場合は、転写後感光体ドラムに付着 した紙粉は残留トナーとともに、ドラム回転に追従して現像剤摺擦域に運ばれ、 そして該摺擦域で現像スリーブの回転に追従して該摺擦域の入口端（ドラム移動 方向上流端）で現像スリーブのトナー層に移行し、現像容器内に導かれる訳であ るが、該容器内に導かれたトナー層は前記スリーブの回転に従って更に回転し、 ドクターブレードにより層厚規制される。

【００１４】 一方紙粉はその比重差及び現像スリーブに内包した固定磁石集成体の磁気的保 持力から開放されている為に、該紙粉は一般にトナー層上に推積される事となる 。 この状態で、層厚規制を行なうと、前記紙粉部分下側のトナー層部分のみが層 厚規制されて、再度現像スリーブ摺擦域側に導かれる。 そして前記層厚規制部材によりスクレーパされなかった紙粉を含む残余のトナ ーはその入口側に推積される。

【００１５】 そして本考案は、該推積位置に紙粉捕足手段を配置して先ず該推積位置の紙粉 混合割合の倍率を機械的に向上させる。 そして前記紙粉が混在するとその部分のトナー濃度の透磁率が低下するために 、その部分の透磁率と紙粉が混在しない部分のトナー濃度を測定し、その差分を 取れば前記倍率を向上させた部分の紙粉濃度を精度よく測定し得る。 尚、前記層厚規制部材入口側の紙粉推積効率の向上を図りつつ、該層厚規制部 材を紙粉が誤って通過する恐れを除くために、前記層厚規制位置のスリーブ回転 方向上流側に反発磁界を形成し、該反発磁界を利用してトナー層密度を粗にした 後、層厚規制を行なうように構成してもよい。 けだし前記反発磁界の形成により紙粉のトナー層上への浮上が一層円滑に行な う事が可能となる。 尚、前記倍率を向上させた紙粉濃度検知は対応する目的に応じて印字動作中行 なってもよく、又非印字動作中行なう事も出来る。

【００１６】

【実施例】

以下、図面に基づいて本考案の実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実 施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特 定的な記載がない限りは、この考案の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単 なる説明例に過ぎない。

【００１７】 図１は本考案の実施例にかかるプリンタの構成を示す概略図である。 １は感光体ドラムで、ドラム状の透光性支持体１ａ上に透光性導電層ｂと光導 電体層１ｃを積層して形成するとともに、前記透光性導電層１ｂを接地させ、後 記する現像スリーブ２０間に現像バイアスＶｇを印加させるとともに、不図示の 駆動モ−タにより右回り方向に回転可能に構成している。

【００１８】 そして３は、画像情報に対応した光出力を生成するＬＥＤ若しくはＥＬヘッド アレイ３１と集束性レンズアレイ３２（商品名：セルフォックレンズ）からなる 露光ヘッドで、現像スリーブ２０の磁石集成体２１の主磁極Ｎ１とほぼ対面する 位置の光導電体層１ｃに結像可能にドラム１内に固定配置されている。 ５は転写ローラである。

【００１９】 ２は現像ユニットで、キャリアとトナーが収容された容器２３の感光体ドラム １と対面する側に、固定磁石集成体２１を内包する現像スリーブ２０を配設する とともに該スリーブ２０を感光体ドラム１と同一方向に回転可能に構成し、該ド ラム１との対面位置で互いに逆方向に移動可能に構成されている。尚、前記現像 剤１０は磁性体がバインダー樹脂中に均一に分散されてなるキャリア母粒子の表 面に導電性微粒子が固定され、そしてその粒子をトナーの１〜５倍に設定した導 電性磁性キャリアと、絶縁性磁性トナーとから構成される。

【００２０】 又容器２３内には現像スリーブと隣接する容器底側中央部に第１の攪拌部材４ １が、又その奥側に第２の攪拌部材４２が夫々回転可能に配設されている。 そして第１の攪拌部材４１は正逆回転可能に構成するとともに、該回転方向の 切換え動作と連動させてＯＮ／ＯＦＦ切換え可能な電磁石４３をその先端に取付 ける。 更に容器２３底部は紙粉が収納可能な空間２３０を設けた二重底となっており 、そして該二重底を形成する仕切壁２３１の前記第１の攪拌部材４１と対面する 部位をスライド蓋２３２を介して開口し、該開口部に前記攪拌部材４１と同心状 の曲率をもって形成した弧状メッシュ板２４が配設されている。尚メッシュ密度 はキャリア径の８割から数倍に設定する。 又現像スリーブ２０下面側の前記２重底入口端にはドクターブレード２８が現 像スリーブ２０側に向け突設されており、現像位置に導く現像剤１０を薄膜に規 制可能に構成されている。

【００２１】 そして前記ドクターブレード２８の基側は図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す ように碁盤の目の様に小孔を多数桝目状に穿孔させた井桁部５１と、該井桁部５ １の小孔夫々に噛み合い可能な方形櫛歯突起５２を下方より昇降可能に配設する とともに該櫛歯突起５２の底面側に透磁率測定センサ５３、より具体的には紙粉 と現像剤の混合された透磁率を測定する第一のトナー濃度センサ５３を配設した 検知ユニット５０が設けられている。 そして前記トナー濃度センサ５３と櫛歯突起５２を一体化した検知ユニット５ ０は、スライド蓋２３２の開閉動作に連動して一体的に昇降自在に構成されてい る。 即ち検知ユニット５０は図２（Ｂ）に示すようにスライド蓋２３２開放時はバ ネ５４力により前記櫛歯突起５２上端が井桁部５１表面より下側に退避する如く 構成され、一方図２（Ｃ）に示すようにスライド蓋２３２閉塞時は、スライド蓋 ２３２先端のカム２３２ａ面を利用してバネ５４力に抗して前記検知ユニット５ ０を押上げ、前記櫛歯突起５２上端が井桁部５１表面と同一かそれ以上に突出可 能に構成している。

【００２２】 一方 第２の攪拌部材４２は印字動作時に反時計方向に回転可能に構成され、非 印字動作時は停止可能に構成する。 そして前記第１の攪拌部材４１と第２の攪拌部材４２の間の容器底壁には紙粉 を含まない部分の純粋の現像剤の透磁率を測定するトナー濃度センサ５５が配設 されており、そして前記２つのセンサ５３、５５の信号出力は、該両出力レベル の差電圧を取り出し、その増幅を図る差分増幅器５６に入力され、その増幅され た差分信号レベルと基準電圧５９を比較器５７で比較し、該差分信号が所定レベ ル以上になったときに後記する紙粉捕足動作に入るように構成している。

【００２３】 固定磁石集成体２１は現像剤摺擦域Ａ形成用の磁極Ｎ１をドラム最近接位置よ り僅かに下方に偏位させて配設するとともに、以下順次スリーブ回転方向に沿っ てＳ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２の各磁極が順次所定角度偏位させて配設されている。 尚、Ｎ３はドクターブレード２８対峙位置に、又Ｎ２はその回転方向上流側に配 置し、ドクターブレード２８による層厚規制位置上流側で反発磁界が形成可能に 構成する。

【００２４】 次にかかる実施例の作用を簡単に説明する。 先ず印字動作時は、感光体ドラム１、現像スリーブ２０を夫々時計回り方向に 回転させるとともに、第１の攪拌部材４１を時計回りに、第２の攪拌部材４２を 反時計回りに夫々回転させ、又電磁石４３はＯＦＦされている。 又スライド蓋２３２は閉塞されているために、検知ユニット５０は図２（Ａ） に示すように櫛歯突起５２が上方に押出された紙粉捕足が可能な状態になってい る。 この状態で、第１の攪拌部材４１と第２の攪拌部材４２により均一混合されな がら現像スリーブ２０側に導かれた現像剤は、ドクターブレード２８により層厚 規制された現像剤層はドラム１と対面する域まで導かれると磁極Ｎ１により該ド ラム２１との間で現像剤摺擦域Ａが形成され、該摺擦域Ａを利用して感光体ドラ ム１表面に現像剤を摺擦させながら帯電させた後、露光ヘッド３１よりの光出力 をレンズアレイ３２により集束化して前記光導電体層１ｃに潜像を結像すると同 時若しくはその直後に前記感光体ドラム１と対面配置させた現像スリーブ２０を 介して前記潜像をトナー像化する。そして該トナー像は転写ローラ５を介して普 通紙に転写された後、該転写時に残留したトナー及び紙粉はそのまま感光体ドラ ム１の回転に従って移動し、現像剤摺擦域Ａの入口端に達する。 そして該入口端では、ドクターブレード２８によりトナー層上に載置されている 紙粉を残しながらその下側のトナー層のみを層厚規制して再度摺擦域に戻る。以 下前記動作を繰返す。

【００２５】 そして前記入口端で推積した紙粉を含んだ回収トナーは前記ブレード基側に押 出されて櫛歯突起５２上で紙粉のみが捕足される。 そして前記櫛歯突起５２下面のトナー濃度センサ５３と紙粉を含まないトナー 濃度のみを測定する第２のトナー濃度センサ５５の２つのセンサ５３、５５の信 号出力は差分増幅器５６に入力され、その増幅された差分信号レベルと基準電圧 を比較器５６で比較し、該差分信号が所定レベル以上になったときに後記する紙 粉捕足動作に入る。 即ち前記比較器５７よりの出力に基づいて印字動作を停止した後、該非印字動 作信号に基づいて現像スリーブ２０の回転を継続させるとともに第１の攪拌部材 ４１を反時計回りに回転切換えを行ない且つ第２の攪拌部材４２の回転を停止さ せ、更に前記電磁石４３の電源をＯＮしてバイアスを印加するとともにスライド 蓋２３２を開放する。 この結果、前記櫛歯突起５２が下方に退避して紙粉捕足を中止するとともに井 桁部５１表面に紙粉が残留し、一方前記スリーブ２０の回転により前記回収され た摺擦域上のトナーに追従して搬送された紙粉も併せてブレード２８の入口端付 近に残留トナーが集積される。

【００２６】 そしてこの状態で電磁石４３をＯＮした状態で第１の攪拌部材４１を反時計回 りに回転させると、電磁石４３の先端で前記回収トナーを紙粉とともに捕足しつ つ、その先端に磁気穂を保持した状態で回転させる。 この結果前記井桁部５１上に推積している紙粉及びブレード２８の入口端付近 に推積している紙粉が残留トナーとともにメッシュ板２４側に移動しつつ、そし て前記磁気穂がメッシュ板２４上面を摺擦されると、該磁気穂に混在している紙 粉のみがメッシュ板２４に捕足されて、以下前記動作を繰返す。 そして前記捕足動作が終了した後印字動作を再開させると同時に、前記スライ ド蓋２３２が閉塞し、以下前記印字動作に復帰する。

【００２７】 図３はメッシュ板を設けずに前記井桁部５１’と櫛歯突起５２からなる捕足部 材のみでトナー捕足を行なうもので、前記検知ユニットを非印字動作時に紙粉捕 足可能な状態に構成している。 前記実施例との差異を中心に説明するに、前記検知ユニット５０はソレノイド ５８を利用して進退可能に構成されており、一方メッシュ板２４及びスライド蓋 ２３２は設けない。又、ドクターブレードは井桁部５１’に対応した桝目状の小 孔２８ａを穿孔している。 又井桁部５１’はドクターブレード２８と一体化する事なく、それのみをドラ ム軸方向に抜出可能に構成している。 かかる構成において、先ず先ず印字動作時は、感光体ドラム１、現像スリーブ ２０を夫々時計回り方向に回転させるとともに、第１の攪拌部材４１を時計回り に、第２の攪拌部材４２を反時計回りに夫々回転させ、又電磁石４３はＯＦＦさ れた状態で所定の印字を行なう。 この際、図４に示す位置よりに検知ユニット５０の櫛歯突起５２は下方に退避 されているために紙粉捕足は行なわれない。

【００２８】 そして印字動作終了毎に、非印字動作信号に基づいて現像スリーブ２０の回転 を継続させるとともに第１の攪拌部材４１を反時計回りに回転切換えを行ない且 つ第２の攪拌部材４２の回転を停止させ、更に前記電磁石４３の電源をＯＮして バイアスを印加するとともにソレノイド５８をＯＮさせる。 この結果、前記櫛歯突起５２が上方に押出され、図４に示す位置に上昇し、第 １の攪拌部材４１の回転により紙粉捕足が行なわれる。 そして非印字動作毎に前記紙粉捕足動作が行なわれるが、前記検知ユニット５ ０上に紙粉が推積して、前記差分信号が所定レベル以上になったときに前記検知 ユニット５０に紙粉が充分付着したと判断し、ソレノイド５８を下方に下げると ともに紙粉捕足動作を停止し、前記ブレード状の井桁部５１を抜出し、その交換 を図る。

【００２９】

【効果】

以上記載した如く本考案によれば、二成分現像剤を用いた場合でも簡単なセン サ構成で画像形成に最も影響のある部位の紙粉混在状況を精度よく検知し得、こ れにより該紙粉捕足時期若しくは捕足部材の交換時期を精度よく且つ確実に設定 し得る。等の種々の著効を有す。 尚本考案に用いる紙粉捕足手段は図１の実施例に示すよう紙粉検知用の予備的 な捕足手段として用いる事も、又単独で本捕足手段として用いる事も可能である 。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例に係るプリンタの要部構成
である。

【図２】図１に示すプリンタの紙粉捕足部の要部拡大図
を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は紙粉捕足時、（Ｃ）
は紙粉非捕足時の状態を示す正面断面図である。

【図３】本考案の第２実施例に係るプリンタの要部構成
である。

【図４】図３に示すプリンタの紙粉捕足部の要部拡大図
を示し、紙粉非捕足時の状態を示す。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２０ 現像スリーブ ２１ 固定磁石集成体 ２３ 現像容器 ２４ メッシュ板 ２８ ドクターブレード ４１、４２ 攪拌部材 ５０、５１、５２ 紙粉捕足手段 ５３、５５ トナー濃度センサ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも印字時に固定される磁石集成
   体を内包した現像スリーブ上に担持させ、該感光体ドラ
   ム表面に二成分現像剤を摺擦させながら帯電させた後、
   露光とほぼ同時若しくはその直後に現像を行ないながら
   画像形成を行なう画像形成装置において、 前記二成分現像剤を収納した現像容器内の前記スリーブ
   に担持させた現像剤の層厚規制を行なうドクターブレー
   ド入口域若しくはその近傍に配設した紙粉捕足手段と、
   該捕足手段と実質的に対面配置させた第一のトナー濃度
   検知手段と、該捕足手段より離隔した位置に配置された
   第二のトナー濃度検知手段とを具え、前記両検知手段の
   出力レベル差に基づいて紙粉検知可能に構成した事を特
   徴とする画像形成装置