JPH0659575A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナーホッパ１内のトナーが撹拌部材３によ
る撹拌で流動性が低下した場合にも、トナー補給ブラシ
８による現像器７へのトナー補給量が減少しないように
する。 【構成】 カートリッジによつてトナーホッパ１にトナ
ーが補充されてからの撹拌部材３の作動時間経過にとも
なって、トナー補給ブラシ８によるトナー補給能力が高
まるようにトナー補給ブラシ８の回転動作を制御し、こ
れにより、流動性の低下にかかわらず所定のトナー補給
量を維持できるようにするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンター等の画像形成装置に用いられる現像装置
に係り、詳しくは、現像器に付設された現像剤補給装置
による現像器への現像剤補給量を安定させるための改良
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の現像装置としては、潜像
担持体上の潜像を現像する現像器と、該現像器に付設さ
れ、かつ補充用現像剤が補充される現像剤収容器内に、
該現像器へ収容現像剤を補給するための補給手段と収容
現像剤を撹拌しながら該補給手段へ搬送する撹拌搬送手
段とが設けられた現像剤補給装置とを備えたものが知ら
れている。例えば、トナーとキャリアとからなる二成分
現像剤を用いる二成分現像装置においては、現像動作の
継続にともなって現像器内の二成分現像剤中のトナーが
減少するのを補うために、現像器内にトナーを補給する
現像剤補給装置としてのトナー補給装置が付設されてい
る。このトナー補給装置内には、収容トナーを現像器へ
補給するための回転ブラシローラなどからなるトナー補
給手段と、収容トナーを撹拌するとともにこのトナー補
給手段に搬送する撹拌手段とが設けられている。このト
ナー補給手段の駆動は、例えば、潜像担持体上に形成し
たトナー付着量検出用のトナー像の光学濃度に基づいて
制御されていた。そして、このトナー補給装置内のトナ
ーがなくなったときには、適宜、トナーカートリッジ等
を用いてトナー補給装置にトナーを補充するようにして
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、現像剤補給
装置の現像剤収容器内の現像剤は、撹拌搬送手段によっ
て撹拌されることで、物性が変化して凝集度が増加し、
補給手段の補給能力が一定の場合には、現像器への補給
量が減少していくという問題点があった。例えば、撹拌
搬送手段による撹拌が継続されることによって、トナー
カートリッジを用いてトナーを補充した時点におけるト
ナー凝集度から４０％以上も高いトナー凝集度になるこ
ともある。この場合、現像器へのトナー補給量は大きく
減少していくことになる。

【０００４】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、、現像器に付設され
た現像剤補給装置による現像器への現像剤補給量を安定
させることができる現像装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、潜像担持体上の潜像を現像す
る現像器と、該現像器に付設され、かつ補充用現像剤が
補充される現像剤収容器内に、該現像器へ収容現像剤を
補給するための補給手段と収容現像剤を撹拌しながら該
補給手段へ搬送する撹拌搬送手段とが設けられた現像剤
補給装置とを備えた現像装置において、該現像剤収容器
に現像剤が補充されてからの該現像剤補給装置の作動時
間経過にともなって、該補給手段の現像剤補給能力が高
まるように該補給手段の動作を制御する制御手段を設け
たことを特徴とするものである。また、請求項２の発明
は、潜像担持体上の潜像を現像する現像器と、該現像器
に付設され、かつ補充用現像剤が補充される現像剤収容
器内に、該現像器へ収容現像剤を補給するための補給手
段と収容現像剤を撹拌しながら該補給手段へ搬送する撹
拌搬送手段とが設けられた現像剤補給装置とを備えた現
像装置において、該現像剤収容器に現像剤が補充されて
からの該現像剤補給装置の作動時間経過にともなって、
該撹拌搬送手段の撹拌能力が高まるように該撹拌搬送手
段の動作を制御する制御手段を設けたことを特徴とする
ものである。また、請求項３の発明は、請求項１又は２
の現像装置において、上記現像剤収容器内の現像剤残量
を検出する検出手段を設け、上記制御手段を、該検出手
段の検出結果に基づいて、該現像剤残量が減少するのに
ともなって、上記補給手段の現像剤補給能力又は上記撹
拌搬送手段の撹拌能力が高まるように、該現像剤補給手
段又は該撹拌搬送手段の動作を制御することを特徴とす
るものである。また、請求項４の発明は、請求項１又は
２の現像装置において、上記現像剤収容器に現像剤が補
充されてからの上記撹拌手段の撹拌動作時間を計測する
時間計測手段を設け、上記制御手段を、該時間計測手段
の計測結果に基づいて、該撹拌動作時間が長くなるのに
ともなって、上記補給手段の現像剤補給能力又は上記撹
拌搬送手段の撹拌能力が高まるように、該現像剤補給手
段又は該撹拌搬送手段の動作を制御することを特徴とす
るものである。

【０００６】

【作用】請求項１の発明は、現像剤収容器に現像剤が補
充されてからの現像剤補給装置の作動時間経過にともな
って、この現像剤補給装置の補給手段の現像剤補給能力
が高まるように該補給手段の動作を制御し、これによ
り、現像剤収容器内の現像剤の流動性が低下しても、所
定の現像剤補給量を維持できるようにするものである。
また、請求項２の発明は、現像剤収容器に現像剤が補充
されてからの現像剤補給装置の作動時間経過にともなっ
て、この現像剤補給装置の撹拌搬送手段の現像剤撹拌能
力が高まるように該撹拌搬送手段の動作を制御し、これ
により、現像剤収容器内の現像剤の流動性を維持して、
所定の現像剤補給量を維持できるようにするものであ
る。

【０００７】

【実施例】以下、本発明を画像形成装置である電子写真
複写機（以下、複写機という）に適用した一実施例につ
いて説明する。図１は本実施例に係る複写機の現像装置
の概略構成図である。現像剤収容器としてのトナーホッ
パ１と現像器７は一体となって現像装置を形成してい
る。トナーホッパ１内には、そこに蓄えられたトナー２
を撹拌し、かつ、現像器７側へ送る撹拌部材３が軸１６
を中心にして回動可能に設けられている。この撹拌部材
３はモータ２０により駆動を受けて常時回転する。そし
て、この撹拌部材３の両先端部には、先端がトナーホッ
パ１内周面に接し、その外周面上にトナー２をのせてす
くい上げることができるような撹拌羽根４が取り付けら
れている。トナーホッパ１上部の現像器７側で、ほぼ撹
拌羽根４の軌跡上に一時的にトナー２を収容するプレタ
ンク５が形成されている。プレタンク５内には、撹拌部
材３の回転に伴い撹拌羽根４によってトナーホッパ１下
部からすくい上げられて渡されたトナー２を現像器７側
へ渡すアジテータ６と、このアジテータ６により送られ
たトナー２を現像器７に補給するトナー補給ブラシ８と
が設けられている。このトナー補給ブラシ８はプレタン
ク５の現像器７に連通している補給口に配設され、トナ
ー補給モータ２０（例えばステッピキングモータ）によ
り駆動を受けて回転する。このトナー補給モータ２０の
回転制御、つまり、トナー補給制御は、例えば、感光体
ドラム１５上に形成したトナー付着量検出用のトナー像
を、光学センサ２２で検出し、基準濃度よりも検出濃度
が低いときに所定時間回転させてトナーを補給させるよ
うになっている。この補給口の一側縁部にはトナー補給
ブラシ８のブラシを叩くフリッカ１０が設けられてい
る。現像器７内には、感光体ドラム１５表面に対向する
開口部に現像ローラ１４が設けられ、また、現像器ケー
シング内の底部に沿って、この現像ローラ１４の表面に
トナー２とキャリアとからなる現像剤を供給するパドル
ホイル１３と、トナー補給ブラシ８により補給されたト
ナーを現像器７内の現像剤と混合撹拌し、かつ、パドル
ホイル１３側に現像剤を供給する回転楕円板１２とが設
けられている。また、トナー補給ブラシ８の下方には、
トナー補給ブラシ８から補給されたトナーを回転楕円板
１２側へ送るアジテータ１１が設けられている。

【０００８】この現像装置においては、コピー動作の開
始と同時に撹拌部材３が回転することで、撹拌羽根４が
その先端をトナーホッパ１内壁に接しさせながら移動
し、トナーホッパ１下部からトナー２をすくい上げてプ
レタンク５に渡す。プレタンク５に渡されたトナー２
は、アジテータ６が回転することによりトナー補給ブラ
シ８に送られ、更に、トナー補給ブラシ８が回転するこ
とにより現像器７内に補給される。ここで、トナー補給
ブラシ８による現像器７への単位時間当たりのトナー補
給量は、トナー補給ブラシ８とこれが設けられている開
口縁部との間隙距離やトナー補給ブラシ８の回転速度な
どによって決まる。トナー補給ブラシ８から補給された
トナー２は、アジテータ１１が回転することにより回転
楕円板１２側へ送られ、それから楕円板１２によって現
像剤と混合撹拌されてパドルホイル１３に送られ、パド
ルホイル１３が回転することにより現像ローラ１４に供
給され、更に、現像ローラ１４が回転することにより感
光体ドラム１５表面に供給されて、感光体ドラム１５表
面に形成された潜像を現像する。

【０００９】以上のような現像装置においては、トナー
２はトナーホッパ１内で長時間撹拌されると凝集度が増
加して流動性が低下し、これにより、トナー補給ブラシ
８による現像器７へのトナー補給量が減少する恐れがあ
る。例えば図２は、トナー補給ブラシ８を回転させてト
ナー補給を行うときの回転速度を一定にした場合の、ト
ナー補給量の時間変化を示したグラフである。このグラ
フでは、最初にカートリッジを用いたトナー補充を行っ
てから、トナーホッパ１内のトナー消費に伴い、その後
２回のカートリッジを用いたトナー補充を行い、この３
回目の補充によるトナーがほぼ消費されてしまうまでの
間のトナー補給量の変化を示している。また、図３は、
トナー凝集度とトナー補給量との関係を示すグラフであ
る。このグラフからもトナー凝集度が増加するほど、ト
ナー補給量が減少することが判る。更に、図４は撹拌部
材３をある低速の回転速度で回転し続けた場合のトナー
凝集度の時間変化を示すグラフである。このグラフから
も低速の回転速度での撹拌部材３の回転を継続する場
合、継続時間に応じてトナー凝集度が増加することが判
る。これは、例えば、シリカなどのトナー表面に充填さ
れている充填剤が、撹拌部材３によるトナー撹拌の継続
でトナーから除かれるためであると考えられる。

【００１０】そこで本実施例は、カートリッジによつて
トナーホッパ１にトナーが補充されてからの撹拌部材３
の作動時間経過にともなって、トナー補給ブラシ８によ
るトナー補給能力が高まるようにトナー補給ブラシ８の
回転動作を制御し、これにより、流動性の低下にかかわ
らず所定のトナー補給量を維持できるようにするもので
ある。

【００１１】このために本実施例においては、カートリ
ッジによつてトナーホッパ１にトナーが補充されてから
の撹拌部材３の作動時間を計測する計測手段を設け、こ
の計測手段による計測結果に応じて、トナー補給ブラシ
８の回転速度が速くなるように回転速度を切り替える。
図５は、このような制御を行うための電装部の一例を示
すブロック図である。上記計測手段は、コピーカウンタ
２６とカートリッジ交換検知センサ２７とで構成されて
いる。このカートリッジ交換検知センサ２７は、トナー
ホッパ１上部へのカートリッジ脱着を検知するセンサで
構成できる。そして、コピーカウンタ２６は、このカー
トリッジ交換検知センサ２７によるカートリッジ交換検
知によつてリセットされ、その後のコピー毎にカウント
アップするように構成されている。そして、このコピー
カウンタ２６が、トナー補給モータ２０のトナー補給部
材（トナー補給ブラシ８）駆動回路２４に接続されてい
るトナー補給モータの回転数を設定する回転数切り替え
回路２５に接続されている。この回転数切り替え回路２
５は、コピーカウンタ２６によるコピー回数カウント値
が大きくなるほど、ステップ的に回転数を高めに切り替
えて設定するように構成されている。なお、上記トナー
補給部材駆動回路２４には、光学センサ２２からの検出
結果を用いてトナー補給の要否等を判断して、適宜、ト
ナー補給を指示するトナー補給回路２３も接続されてい
る。

【００１２】以上の構成によれば、カートリッジ交換検
知センサ２７によってカートリッジ交換を検知した後の
コピー回数をカウントし、このコピー回数カウント値が
大きくなるほど、ステップ的にトナー補給ブラシ８の回
転速度を高めに切り替えるので、カートリッジによつて
トナーホッパ１にトナーが補充されてからの撹拌部材３
の作動継続による流動性の低下にかかわらず所定のトナ
ー補給量を維持できる。図６は本実施例によるトナー補
給ブラシ８の回転速度の切り替えを行いながらトナー補
給制御を行った場合の、トナー補給量の時間変化を示す
グラフである。このグラフと図２のグラフとの比較から
も、本実施例によれば、安定したトナー補給量を得るこ
とができるのが判る。

【００１３】なお、上記実施例においては、トナー補給
ブラシ８のトナー補給能力を高めるのに回転速度を高く
しているが、これに代え、１回のトナー補給動作におけ
るトナー補給ブラシ８の回転時間を長くしても良い。ま
た、本実施例においては、プレタンク５から現像器７に
連通している補給口に配設されたトナー補給ブラシ８
と、補給口の一側縁部に設けられたフリッカ１０とによ
り補給機構を形成しているが、軸方向にのびる多数の溝
を有した補給ローラと、この補給ローラの軸方向に当接
するスクレーパとにより補給機構を形成することも可能
である。この場合でも補給ローラの回転速度や回転時間
の切換え制御によつて所定のトナー補給量を維持するこ
とができる。

【００１４】次に、トナーホッパ１内でのトナー撹拌に
よる流動性が低下してトナー補給ブラシ８による現像器
７へのトナー補給量が減少するのを防止する他の実施例
について説明する。図７は、トナーホッパ１内で撹拌部
材３により充分に撹拌された状態のトナーについて、種
々の回転速度で撹拌部材３を駆動して更に撹拌した場合
の、この回転速度とトナー凝集度との関係を示したグラ
フである。このグラフから高い回転速度で撹拌部材３を
駆動するほど、トナー凝集度が減少することが判る。そ
こで本実施例は、カートリッジによつてトナーホッパ１
にトナーが補充されてからの撹拌部材３の作動時間経過
にともなって、撹拌部材３の回転速度が高くなるように
撹拌部材３の回転動作を制御し、これにより、流動性の
低下を防止して所定のトナー補給量を維持できるように
するものである。

【００１５】このために本実施例においても、カートリ
ッジによつてトナーホッパ１にトナーが補充されてから
の撹拌部材３の作動時間を計測する計測手段を設ける。
そして、この計測手段による計測結果に応じて、撹拌部
材３の回転速度が速くなるように回転速度を切り替え
る。図８は、このような制御を行うための電装部の一例
を示すブロック図である。上記計測手段は、図５の例と
同様のコピーカウンタ２６とカートリッジ交換検知セン
サ２７とで構成されている。そして、このコピーカウン
タ２６が、撹拌部材３用の駆動モータ２１の撹拌部材駆
動回路３０に接続されている駆動モータ２１の回転数を
設定する回転数切り替え回路３２に接続されている。こ
の回転数切り替え回路３２は、コピーカウンタ２６によ
るコピー回数カウント値が大きくなるほど、ステップ的
に回転数を高めに切り替えて設定するように構成されて
いる。

【００１６】以上の構成によれば、カートリッジ交換検
知センサ２７によってカートリッジ交換を検知した後の
コピー回数をカウントし、このコピー回数カウント値が
大きくなるほど、ステップ的に撹拌部材３の回転速度を
高めに切り替えるので、カートリッジによつてトナーホ
ッパ１にトナーが補充されてからの撹拌部材３の作動継
続による流動性の低下を防止し、これにより、所定のト
ナー補給量を維持できる。そして、本実施例において
も、上記実施例と同様、図６に示すような安定したトナ
ー補給量を得ることができた。ここで、カートリッジに
よつてトナーホッパ１にトナーが補充された当初から比
較的高回転速度で撹拌部材３を回転することも考えられ
るが、これによれば、トナーホッパ１内の収容トナー量
が多い状態で高速回転させるために負荷増大になり、ま
た、トナーホッパ１内の温度上昇でトナー固着も生じ
る。この点、本実施例によれば、カートリッジによつて
トナーホッパ１にトナーが補充されてからの撹拌部材３
の作動時間経過にともなって、撹拌部材３の回転速度が
高くなるように撹拌部材３の回転動作を制御するので、
このような不具合も生じない。

【００１７】なお、上記各実施例においては、カートリ
ッジによつてトナーホッパ１にトナーが補充されてから
の撹拌部材３の作動時間経過にともなって所定の制御を
行うために、カートリッジによつてトナーホッパ１にト
ナーが補充されてからの撹拌部材３の作動時間を計測す
る計測手段として、コピーカウンタ２６とカートリッジ
交換検知センサ２７を用いたが、これに代え、撹拌部材
３の回転時間を直接計測する時計手段を設けて、撹拌部
材３の作動時間経過を計測するようにしても良い。更
に、例えば撹拌部材３のトルクセンサや、トナーホッパ
１に複数配設した光学センサなどを用いたトナーホッパ
１内の収容トナー残量検出手段を設け、この残量によっ
て、トナーホッパ１にトナーが補充されてからの撹拌部
材３の作動時間経過を判別するようにしても良い。ま
た、本実施例においては、トナーホッパ１内部に蓄えた
トナー２を、トナーとキャリアとからなる現像剤を用い
る現像器７に補給する二成分現像装置を例に説明した
が、本発明はこれに限るものではなくトナーのみからな
る現像剤を用いる一成分現像装置にも適用可能である。
例えば、ホッパー部に収容されているトナーのみからな
る現像剤の流動性によって、現像器側に供給されるトナ
ー量が変化する場合に、現像器側にトナーを搬送する搬
送手段の搬送能力を、例えば、ホッパーへの補充後のコ
ピー枚数に応じて高めるように制御する。

【００１８】

【発明の効果】請求項１、３又は４の発明によれば、現
像剤収容器に現像剤が補充されてからの現像剤補給装置
の作動時間経過にともなって、この現像剤補給装置の補
給手段の現像剤補給能力が高まるように該補給手段の動
作を制御し、これにより、現像剤収容器内の現像剤の流
動性が低下しても、所定の現像剤補給量を維持できるよ
うにするので、現像剤補給装置による現像器への現像剤
補給量を安定させることができるという効果がある。ま
た、請求項２、３又は４の発明によれば、現像剤収容器
に現像剤が補充されてからの現像剤補給装置の作動時間
経過にともなって、この現像剤補給装置の撹拌搬送手段
の現像剤撹拌能力が高まるように該撹拌搬送手段の動作
を制御し、これにより、現像剤収容器内の現像剤の流動
性を維持して、所定の現像剤補給量を維持できるように
するので、現像剤補給装置による現像器への現像剤補給
量を安定させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る複写機の現像装置の概略構成を示
す正面図。

【図２】トナー補給ブラシ８を回転させてトナー補給を
行うときの回転速度を一定にした場合の、トナー補給量
の時間変化を示したグラフ。

【図３】トナー凝集度とトナー補給量との関係を示すグ
ラフ。

【図４】撹拌部材３をある低速の回転速度で回転し続け
た場合のトナー凝集度の時間変化を示すグラフ。

【図５】同現像装置の電装部の一例を示すブロック図。

【図６】同現像装置のトナー補給ブラシ８の回転速度の
切り替えを行いながらトナー補給制御を行った場合の、
トナー補給量の時間変化を示すグラフ。

【図７】トナーホッパ１内で撹拌部材３により充分に撹
拌された状態のトナーについて、種々の回転速度で撹拌
部材３を駆動して更に撹拌した場合の、この回転速度と
トナー凝集度との関係を示したグラフ。

【図８】他の実施例に係る現像装置の電装部の一例を示
すブロック図。

【符号の説明】

２ トナー ３ 撹拌部材 ４ 撹拌羽根 ８ トナー補給ブラシ １６ 軸 ２０ トナー補給モータ ２１ 駆動モータ ２２ 光学センサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】潜像担持体上の潜像を現像する現像器と、
   該現像器に付設され、かつ補充用現像剤が補充される現
   像剤収容器内に、該現像器へ収容現像剤を補給するため
   の補給手段と収容現像剤を撹拌しながら該補給手段へ搬
   送する撹拌搬送手段とが設けられた現像剤補給装置とを
   備えた現像装置において、 該現像剤収容器に現像剤が補充されてからの該現像剤補
   給装置の作動時間経過にともなって、該補給手段の現像
   剤補給能力が高まるように該補給手段の動作を制御する
   制御手段を設けたことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】潜像担持体上の潜像を現像する現像器と、
   該現像器に付設され、かつ補充用現像剤が補充される現
   像剤収容器内に、該現像器へ収容現像剤を補給するため
   の補給手段と収容現像剤を撹拌しながら該補給手段へ搬
   送する撹拌搬送手段とが設けられた現像剤補給装置とを
   備えた現像装置において、 該現像剤収容器に現像剤が補充されてからの該現像剤補
   給装置の作動時間経過にともなって、該撹拌搬送手段の
   撹拌能力が高まるように該撹拌搬送手段の動作を制御す
   る制御手段を設けたことを特徴とする現像装置。
3. 【請求項３】上記現像剤収容器内の現像剤残量を検出す
   る検出手段を設け、上記制御手段を、該検出手段の検出
   結果に基づいて、該現像剤残量が減少するのにともなっ
   て、上記補給手段の現像剤補給能力又は上記撹拌搬送手
   段の撹拌能力が高まるように、該現像剤補給手段又は該
   撹拌搬送手段の動作を制御することを特徴とする請求項
   １又は２の現像装置。
4. 【請求項４】上記現像剤収容器に現像剤が補充されてか
   らの上記撹拌手段の撹拌動作時間を計測する時間計測手
   段を設け、上記制御手段を、該時間計測手段の計測結果
   に基づいて、該撹拌動作時間が長くなるのにともなっ
   て、上記補給手段の現像剤補給能力又は上記撹拌搬送手
   段の撹拌能力が高まるように、該現像剤補給手段又は該
   撹拌搬送手段の動作を制御することを特徴とする請求項
   １又は２の現像装置。