JPH0784445A - 現像剤補給方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】現像剤を現像剤補給装置から現像装置に補給す
る際に、好適なタイミングで、適量だけ補給し、現像剤
が現像装置からあふれたり、現像剤不足によって画像ム
ラが発生したりすることを防止する。 【構成】現像装置内に、現像剤の残量を検知する残検セ
ンサ１０、及びこれを清掃するセンサワイパー１２を配
置する。センサワイパー１２による残検センサ１０の清
掃１２Ａと非清掃１２Ｎを周期的に繰り返す。残検セン
サ１０による検知１０Ａは、センサワイパー１２の非清
掃時１２Ｎに行う。残検センサ１０がトナー無Ｓ₀ を検
知したら、補給用のトナーを収容したほホッパーのスク
リュー９を一定時間だけ回転させて（９Ａ）、現像装置
内に一定量のトナーを補給する。残検センサ１０の検知
１０Ａは、センサワイパー１２の非清掃時１２Ｎに行う
ので正確になる。またトナーの補給分布が一定となる。

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、レーザビーム
プリンタ等の画像形成装置に用いられる現像装置に対し
て現像剤補給装置によって現像剤を補給する際の現像剤
補給方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、レーザビームプリンタ等の画像
形成装置に装着される現像装置は、感光ドラムに沿って
長く配置されている。この現像装置に現像剤を補給する
現像剤補給装置（以下「トナー補給装置」という。）に
は、現像装置の長手方向にわたって略均一に現像剤を補
給する搬送供給部材（現像剤搬送供給手段）と、該搬送
供給部材の一方の端部に配置されて該搬送供給部材に現
像剤を補給する現像剤収納排出装置とによって構成され
ているものがある。

【０００３】図２及び図３に、該トナー補給装置及びト
ナーの補給先となる現像装置の概略を図示する。図２、
図３は、それぞれ正面図、側面図を示し、これらの図に
おいて、１はホッパー（現像剤収納排出装置）、２は現
像装置、３は現像剤担持体（以下「現像スリーブ」とい
う。）、５は現像剤層厚規制板である。ホッパー１から
図２中のＡ部に排出されたトナーは、スクリュー（現像
剤搬送供給部材）６によって図２中の矢印Ｐ方向に搬送
される。スクリュー６全体は、スクリューガイド７に収
納されており、スクリューガイドには、トナーの搬送方
向下流側（以下単に「下流側」という。）にいくにした
がって、高さが低くなる傾斜ガイド７ａを有する。スク
リュー６によって矢印Ｐ方向に搬送されるトナーは、こ
の傾斜ガイド７ａを乗り越えたもののみが現像装置２内
に落下する。このような構成にすることによって、ホッ
パー１から排出されたトナーを現像装置２の長手方向に
わたってほぼ均一に供給するようにしている。

【０００４】現像装置２に対するトナーの均一な供給の
達成には、ホッパー１から排出されるトナー量の時間変
化を一定にすることが肝要である。これは、例えばホッ
パー１内に設けられたスクリュー（現像剤排出手段）９
の回転時間（以下「ＯＮ時間」という。）及び非回転時
間（以下「ＯＦＦ時間」という。このとき、スクリュー
ガイド７内のスクリュー６は回転している。）を一定に
保つことによって達成できる。

【０００５】これを簡単に説明する。ホッパー１内のス
クリュー９のＯＮ時間及びＯＦＦ時間が一定でない場合
には、スクリューガイド７中を搬送されていくトナーの
高さがまちまちになり、特に図２中のＢ部近傍（以下
「上流側」という。）に落下するトナーの量が大きく変
化する。例えば、ホッパー１内のスクリュー９のＯＮ時
間が短く、ＯＦＦ時間が長いときには、スクリューガイ
ド７内を搬送されていくトナーの高さが低くなるため
に、上流側（Ｂ部近傍）では傾斜ガイド７ａの高さを越
えることができず、上流側には、ほとんどトナーが落下
しないことになる。したがって、上流側部分の像が現像
されなくなってしまう。反対に、ホッパー１内のスクリ
ュー９のＯＮ時間が長く、ＯＦＦ時間が短いとトナーの
高さが高くなり、上流側の傾斜ガイド７ａの高さを大き
く越え、上流側に落下するトナー量が他の場所に比べて
非常に多くなってしまう。この場合、現像剤の残量検知
装置（以下「残検センサ」という。）１０が現像装置２
の図２中右側に配設されている構成上、現像によってト
ナーが消費されていくと、図２中左側のトナーがなくな
り、その部分の像が現像されなくなってしまう場合で
も、残検センサ１０近傍には十分なトナーがあり、した
がって、残検センサ１０からはトナー補給を促す検知信
号が出力されない。このような不具合を防止するため、
ホッパー１内のスクリュー９のＯＮ時間及びＯＦＦ時間
は常に一定の値に設定する。このため、ホッパー１内の
スクリュー９は、残検センサ１０からの検知信号に応じ
て、一旦、回転を開始すると、残検センサ１０の検知信
号の有無にかかわらず、一定時間回転し続け、その後一
定時間非回転状態をとるように構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
現像装置２では、残検センサ１０に圧電素子が用いられ
ることが多く、この場合、現像剤攪拌部材１３に清掃部
材（清掃手段。以下「センサワイパー」という。）１２
を取り付けて検知部１１（以下「センサ面」という。）
を周期的に清掃するようにしている。このセンサワイパ
ー１２は、センサ面１１にトナーが付着して現像装置２
内のトナー量（以下「トナー残量」という。）が、少な
くなったにもかかわらず、残検センサ１０が「トナー残
量少」の信号（以下「トナー無信号」という。）を出力
しなくなることを防止するためのものである。ところ
が、このセンサワイパー１２がセンサ面１１を清掃して
いる間は、現像装置２内のトナーがセンサ面１１を押圧
する圧力が低下するために、トナー残量が多いにもかか
わらず、残検センサ１０がトナー無信号を発生してしま
うことがある。トナー残量が多いにもかかわらず、トナ
ー無信号が発生すると、トナー無信号に応じて、トナー
補給動作が行われてしまうために、現像装置２からトナ
ーがあふれ出してしまうという不具合が発生する。つま
り、残検センサ１０は、清掃動作中に作動すると、トナ
ー残量を適格に検知できないという問題があった。

【０００７】残検センサ１０が、上述の清掃動作中に作
動すると、トナー残量の検知が不正確となって、補給し
たトナーが現像装置からあふれだしたり、前記スクリュ
ー９のＯＮ時間及びＯＦＦ時間を一定にしないと現像装
置長手方向の一部分において、現像が行われなくなった
りするおそれがある。

【０００８】そこで、本発明は、清掃工程と残量検知工
程と現像剤補給工程とを、所定の適宜なタイミングで行
うことによって、上述の問題を解決するようにした現像
剤補給方法を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みてなされたものであって、現像容器内の現像剤の残量
を検知する残量検知手段と、該残量検知手段の検知部を
清掃する清掃手段とを有する現像装置に対し、現像剤補
給装置によって現像剤を補給する現像剤補給方法におい
て、前記清掃手段による前記検知部の清掃工程と非清掃
工程とを周期的に繰り返して行い、前記残量検知手段に
よる残量検知工程を前記清掃手段の非清掃工程時に行
い、前記残量検知手段が現像剤補給要を示したときに前
記現像剤補給装置が前記現像装置に対して行う現像剤補
給工程を、前記残量検知手段による残量検知工程と次の
残量検知工程との間において一定時間だけ行うことを特
徴とする。

【００１０】この場合、前記現像剤補給装置が、前記現
像装置の長手方向に沿って現像剤を搬送しながら該現像
装置の長手方向の略全長にわたって現像剤を略均一に供
給する現像剤搬送供給手段を有し、前記現像剤補給工程
は、現像剤収容容器内の現像剤を現像剤排出手段によっ
て前記現像剤搬送供給手段の上流側に供給する工程であ
ってもよい。

【００１１】また、前記現像剤補給工程は、前記現像剤
搬送供給手段の動作中に、前記現像剤排出手段を前記一
定時間だけ駆動して行うようにしてもよい。

【００１２】

【作用】以上構成に基づき、周期的に繰り返される残量
検知手段の清掃工程と非清掃工程とに対して、残量検知
工程を非清掃工程中に行い、さらに、現像剤補給工程
を、残量検知工程と次の残量検知工程と間に行う。した
がって、残量検知動作中には、清掃動作が行われず、残
量検知は正確に行われる。さらに、現像剤補給工程が一
定時間であるため、適量のトナーが現像装置に補給され
る。

【００１３】

【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例につい
て説明する。 〈実施例１〉まず、本発明に係る現像剤補給方法を、図
２及び図３に示した、トナー補給装置（現像剤補給装
置）及び現像装置２を、電子写真複写機（以下単に「複
写機」という。）に適用した場合について説明する。な
お、従来の技術にて説明した部分については説明を省略
する。

【００１４】この複写機においては、図２及び図３中の
現像スリーブ３、現像剤撹拌部材１３及びスクリューガ
イド７内のスクリュー（現像剤搬送供給手段）６はそれ
ぞれギヤ（不図示）で連結されていて同時に回転する。
また、複写機には、前記現像スリーブ３、現像剤撹拌部
材１３及びスクリュー６の回転している時間のみをカウ
ントするタイマ（不図示）が備えられている。これら現
像スリーブ３、現像剤撹拌部材１３及びスクリュー６
は、現像工程においては回転するが、停止中には常に、
現像剤撹拌部材１３の位置（位相）が一定になるように
上述のタイマによって、現像スリーブ３、現像剤撹拌部
材１３、スクリュー６の回転時間は、現像剤撹拌部材１
３の回転周期（本実施例では７秒）の整数倍になるよう
に不図示の制御部によって制御されている。

【００１５】図１に示すタイミングチャートは、残検セ
ンサ（残量検知手段）１０の検知タイミング、該検知信
号に応じたホッパー（現像剤収納排出装置）１内のスク
リュー（現像剤排出手段）９の回転タイミング、及びセ
ンサワイパー（清掃手段）１２のセンサ面（検知部）１
１の清掃タイミングを示す。同図の横軸は、上述のタイ
マでカウントされた時間であり、現像スリーブ３、現像
剤撹拌部材１３及びスクリュー６は、同図下部の矢印Ｓ
の時点から回転を開始し、矢印Ｅの時点で回転を終了す
る（図１に示した例の場合、現像剤撹拌部材１３の回転
周期の３倍の間回転している。）。図１に示した例にお
いては、Ｓから始まりＥで終る。

【００１６】同図中、センサワイパー１２の清掃工程を
１２Ａ、非清掃工程を１２Ｎ、また残検センサの残量検
知工程を１０Ａ、非残量検知工程を１０Ｎ、また残検セ
ンサのトナー無の信号をＳ₀ 、トナー有の信号をＳ₁ 、
またスクリュー９の現像剤補給工程（回転）を９Ａ、非
現像剤補給工程（非回転）を９Ｎとする。

【００１７】図１によると、現像動作中に残検センサ１
０は、残量検知工程１０Ａを３回行い、つまりトナー残
量を３回検知し、１回目は「トナー無Ｓ₀ 」、２回目は
「トナー有Ｓ₁ 」、３回目は「トナー無Ｓ₀ 」を検知し
た。この検知信号に応じて、すなわち「トナー無Ｓ₀ 」
の場合に、ホッパー１内のスクリュー９を残検センサ１
０の検知周期１周期（１回検知してから、次に検知する
までの時間。本実施例の場合７秒。）以内の一定時間
（本実施例の場合４秒間）回転させることによって、ト
ナーが現像装置２内に長手方向にわたってほぼ均一に供
給されるようにトナー補給を行っている。なお、図１中
のセンサワイパー清掃時間は、センサワイパー１２のワ
イピングによって、残検センサ１０が影響を受ける時間
を示している。このように、トナー補給方法を上述した
ような方法にしたことによって、前述のような不具合の
発生を確実に防止することができようになった。 〈実施例２〉実施例１ではセンサワイパー１２の清掃周
期と残検センサ１０の検知周期とを同一としが、検知周
期を清掃周期の整数倍とすることもできる。本実施例で
は、検知周期を清掃周期の２倍にした例について説明す
る。

【００１８】図４に、本実施例における図１と同様のタ
イミングチャートを示す。ただし、横軸のスケールは図
１と同一ではない。また、トナー補給装置、現像装置２
等その他の構成は実施例１と同様である。図４に示した
例においては、現像スリーブ３、現像剤撹拌部材１３及
びスクリュー６は、現像剤撹拌部材１３の回転周期（本
体実施例の場合７秒）の５倍の間、回転している。また
ホッパー１内のスクリュー９の１回の回転時間は１１秒
である。

【００１９】なお、図４に示した例においては、最後の
スクリュー９の回転時間が５秒間であるが、残りの６秒
間は次回の現像スリーブ３、現像剤撹拌部材１３、及び
スクリュー６の回転開始と同時に開始される。このよう
に検知周期を長くすることによって、ホッパー１内のス
クリュー９の１回の回転時間を長くすることができ、ト
ナー消費量の多い濃い画像の連続複写等の際にも、トナ
ー補給量がトナー消費量に追いつかなくなるといった不
具合を簡単に防止することができるようになり、また実
施例１と同様、前述したような不具合の発生は確実に防
止することができるようになった。なお、実施例２で
は、ホッパー１内のスクリュー９の１回の回転時間が実
施例１よりも長いため、スクリューガイド７上を搬送さ
れていくトナーの高さが実施例１よりも高い。したがっ
て、スクリューガイド７の上流側の傾斜ガイド７ａの高
さを、実施例１よりも高くした。 〈実施例３〉実施例１及び実施例２では、本発明を１成
分現像剤を用いた現像装置２に対して適用したが、２成
分現像剤を用いた現像装置２に対しても本発明は有効で
ある。図５の平面図及び図６の側面図に、本実施例で用
いた現像装置２及びホッパー１の概略を示す。図２及び
図３と同一符号を付したものは同様の部材等を示し、そ
の説明は省略する。

【００２０】図５及び図６において、２１、２２はそれ
ぞれ第１、第２スクリューであり、トナーとキャリヤと
からなる２成分の現像剤を撹拌混合しながら、図５中の
矢印Ｒのように循環させる。第１スクリュー２１、第２
スクリュー２２の間には、長手方向両端に現像剤通過口
を有するしきり壁２３が配設されている。ホッパー１内
にはトナーのみが収納されており、ホッパー１内のスク
リュー９の回転によってトナーをトナー補給口２５を通
じて現像装置２内の端部へ補給する。図５及び図６中２
６はトナー濃度検知装置（以下「トナー濃度センサ」と
いう。）であって、現像スリーブ３上に担持されたトナ
ーとキャリヤとからなる２成分現像剤に光を照射し、そ
の反射光量を測定することによって、トナー濃度（トナ
ー重量を、トナーとキャリヤとの合計の重量で割ったも
の；単位％）を検知する。本実施例におけるトナー濃度
の適正値は５％である。２７はセンサワイパーであり、
一定周期（本実施例の場合１分）で図５中の矢印Ｑ方向
に回転し、トナー濃度センサ２６の検知部２９（以下
「センサ面」という。）を清掃する。現像スリーブ３と
第１スクリュー２１、第２スクリュー２２とは、ギヤ
（不図示）で連結されており、同時に回転する。上述の
センサワイパー２７の清掃周期のカウントにはこの現像
スリーブ３と第１スクリュー２１、第２スクリュー２２
とが回転している時間のみが用いられ、非回転時にはカ
ウントされない。

【００２１】本発明者らの実験によると、２成分現像剤
が図５中の矢印Ｒの循環経路を１周するのに要する時間
は約１９秒であった。したがって、本実施例では、ホッ
パー１内のスクリュー９を回転させる時間を１９秒に設
定し、補給されたトナーが現像装置２内の２成分現像剤
に対してほぼ均一に供給されるようにした。スクリュー
９の回転速度は、トナー濃度センサ２６の検知信号値に
よって制御されている。すなわち、トナー消費量の多い
画像が現像されてトナー濃度が大きく（約２％程度）低
下したときには、スクリュー９を速く回転させ（１９秒
間）、一方、トナー消費量の少ない画像が現像されてト
ナー濃度が若干低下したときには、スクリュー９をゆっ
くり回転させる（１９秒間）。

【００２２】図７に本実施例のタイミングチャートを示
す。トナー濃度センサ２６の検知タイミングは２０秒周
期である（現像スリーブ３及び第１スクリュー２１、第
２スクリュー２２回転時のみカウント）。

【００２３】このように検知タイミングをセンサワイパ
ー２７の清掃タイミングと同期させることによって、清
掃によるトナー濃度センサ２６の誤検知を防止すること
ができ、かつ、ホッパー１内のスクリュー９の回転時間
を現像装置２内の２成分現像剤の循環時間と同一にした
ことによって、現像装置２内の２成分現像剤に対して補
給トナーをほぼ均一に供給することができるようになっ
たため、現像装置２内の２成分現像剤の場所によるトナ
ー濃度ムラを最小限に抑えることができ、そのため、出
力画像の長手方向の濃度ムラを実用上問題のないレベル
にまで小さくすることができた。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
現像装置内の現像剤の残量を検知する残量検知手段の検
知部を、周期的に清掃する清掃手段を有する現像装置に
対して、残量検知手段の検知工程を、清掃手段の非清掃
工程時に行い、この残量検知手段がトナー補給要を示し
た場合には、現像剤補給工程を、残量検知手段による残
量検知工程と次の残量検知工程との間において一定時間
だけ行うことによって、１成分現像剤を用いた現像装置
に対しては、現像剤が現像装置からあふれ出したり、現
像装置の長手方向の一部分で現像が行われなくなったり
することを確実に防止することができる。また、２成分
現像剤を用いた現像装置に対しては、２成分現像剤のト
ナー濃度の場所によるバラツキを最小限に抑えることが
でき、出力画像の、搬送方向に直角の方向の濃度ムラの
発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のセンサワイパー、残検センサ、スク
リュー等の動作のタイミングチャート。

【図２】実施例１の現像剤補給装置、現像装置の正面
図。

【図３】同じく側面図。

【図４】実施例２のセンサワイパー、残検センサ、スク
リュー等の動作のタイミングチャート。

【図５】実施例３の現像剤補給装置、現像装置の平面
図。

【図６】同じく側面図。

【図７】実施例３のセンサワイパー、残検センサ、スク
リュー等の動作のタイミングチャート。

【符号の説明】

１ 現像剤収納排出装置（ホッパー） ２ 現像装置 ３ 現像スリーブ ５ 現像剤層厚規制部材 ６ 現像剤搬送供給手段（スクリュー） ７ スクリューガイド ７ａ 傾斜ガイド ９ 現像剤排出手段（スクリュー） ９Ａ 現像剤補給工程（回転） ９Ｎ 非現像剤補給工程（非回転） １０ 残量検知手段（残検センサ） １０Ａ 残量検知工程（検知） １０Ｎ 非残量検知工程（非検知） １１ 検知部（センサ面） １２ 清掃手段（センサワイパー） １２Ａ 清掃工程（清掃） １２Ｎ 非清掃工程（非清掃） Ｓ₀ 現像剤補給要（トナー無）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像容器内の現像剤の残量を検知する残
   量検知手段と、該残量検知手段の検知部を清掃する清掃
   手段とを有する現像装置に対し、現像剤補給装置によっ
   て現像剤を補給する現像剤補給方法において、 前記清掃手段による前記検知部の清掃工程と非清掃工程
   とを周期的に繰り返して行い、 前記残量検知手段による残量検知工程を前記清掃手段の
   非清掃工程時に行い、 前記残量検知手段が現像剤補給要を示したときに前記現
   像剤補給装置が前記現像装置に対して行う現像剤補給工
   程を、前記残量検知手段による残量検知工程と次の残量
   検知工程との間において一定時間だけ行う、 ことを特徴とする現像剤補給方法。
2. 【請求項２】 前記現像剤補給装置が、前記現像装置の
   長手方向に沿って現像剤を搬送しながら該現像装置の長
   手方向の略全長にわたって現像剤を略均一に供給する現
   像剤搬送供給手段を有し、 前記現像剤補給工程は、現像剤収容容器内の現像剤を現
   像剤排出手段によって前記現像剤搬送供給手段の上流側
   に供給する工程である、 ことを特徴とする請求項１記載の現像剤補給方法。
3. 【請求項３】 前記現像剤補給工程は、前記現像剤搬送
   供給手段の動作中に、前記現像剤排出手段を前記一定時
   間だけ駆動して行う、 ことを特徴とする請求項２記載の現像剤補給方法。