JPH0789254B2 - 電子写真装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、感光体上に形成された静電潜像をトナー粒子
にて顕画化し用紙にトナーを転写させ熱あるいは圧力等
によって定着する電子写真装置に関するものである。

従来の技術 従来、電子写真装置は乾式トナーを使用する機器が主流
を占め、複写機、レーザプリンタ等として実用化されて
きた。この電子写真装置は電子写真プロセス技術を応用
した機器であり、電子写真プロセスの中で、感光体上に
形成された静電潜像をトナー粒子にて顕画化するのが現
像プロセスである。現像プロセスを構成する装置で、例
えばトナーとキャリアの混合物を現像剤として使用する
二成分現像法を採用した現像装置は一般に現像剤を充填
された現像バットと補充用トナーを蓄えているトナーホ
ッパーから成っている。上記トナーホッパー内のトナー
はトナー補給ロールの回転によって現像バット内へ落下
し、常に現像バット内のトナーとキャリアの混合比が一
定に保たれるように制御されている。トナーホッパー内
に充填されているトナーは使用するにつれて減ってい
き、一部はトナーホッパーの内壁へ付着したトナーブロ
ッキング（固形化）を起こしたりあるいは、淀み部に堆
積したりすることがあった。このトナーホッパー内にト
ナーが残るとトナーホッパーの容量が実質的に小さくな
るため、このトナーブロッキング、淀みに残りトナーを
減らすよう、種々の試みがなされてきた。

以下、図面を参照して従来、採用されている電子写真装
置内の現像装置について説明する。

第５図は従来の現像装置の側断面図であり、第６図は従
来の現像装置のトナーホッパー部の要部斜視図である。
第５図、第６図において１はアルミニウム等の管からな
り、その外周面にセレン（Se）あるいは有機光導電体
（OPC）等の感光層が薄膜状に塗布された感光体であ
る。２は帯電器であり、タングステンワイヤー等から成
る帯電線３と金属板から成るシールド板４及びグリッド
板５によって構成されている。帯電線３へ高電圧を印加
することによって帯電線３がコロナ放電を起こしグリッ
ド板４を介して感光体１は一様に帯電される。６は光学
ユニット（図示せず）から発射される露光光線であり、
複写機であれば原稿の反射光線、レーザプリンタであれ
ば画像ダータ光線である。レーザプリンタの場合この露
光光線６はホストコンピュータ（図示せず）から信号に
より制御され、所望の画像が感光体１上に静電潜像とし
て形成される。７は現像装置であり、トナー８を収納す
るトナーホッパー９と、トナー８と鉄粉等の磁性粒子で
あるキャリア10を収納し、混合攪はんの後現像スリーブ
11に搬送し磁気ブラシを形成させる現像バット12により
成る。13はトナーホッパー蓋である。14はトナーホッパ
ー９内で両端を回転自在に軸支され、トナーホッパー９
内の一定量のトナー８を現像バット12内に供給するトナ
ー排出ローラであり、トナー排出口15を塞いでいる。16
a,16bはベルト，チェーンあるいはロープ等のループ状
の運動伝達部材である。運動伝達部材16a,16bはトナー
排出ローラ14と平行に両端を軸支された回転軸17に固定
されたスプロケット18a,18bと、固定軸19との間に掛け
られている。20は回転軸17にほぼ平行に配置され、両端
を運転伝達部材16a,16bに取り付けられたシャフト状の
攪はん部材である。スプロケット18a,18bとトナー排出
口ローラ14は機体本体のシャーシ21に配置されたステッ
ピングモータ等の駆動源22から動力を用いてアイドラギ
ア23,24,25を介して、それぞれスプロケットギア26とト
ナー排出ローラギア27を駆動することによって回転す
る。さらにトナー排出ローラ14はトナーホッパー内壁9a
と近接して配置されている。運動伝達部材16a,16b、回
転軸17、スプロケット18a,18b、固定軸19は攪はん部材3
0をトナーホッパー９の内壁に沿って移動させるように
取り付けられている。28は現像剤ミキサーであり、現像
バット12内に配置されている。現像剤ミキサー28はトナ
ーホッパー９よりトナー排出口15を通して供給されたト
ナー８とキャリア10とを攪はん混合し、荷電させ、現像
スリーブ11に搬送する。搬送されたトナー８とキャリア
10は現像スリーブ11内に固定されたマグネットローラ29
の磁力により磁気ブラシを形成させられ、ドクターブレ
ード30によりその高さを制限される。現像スリーブ11の
回転に伴い磁気ブラシは感光体１と接触し、感光体１の
静電潜像が形成された部分にトナー８を付着させ粉体画
像を形成する。31はトナー８とキャリア10の混合比を検
出するためのトナー濃度センサーであり、ドクターブレ
ード30に取り付けられている。32は現像が行われる現像
部である。

次に、上記構成の動作を説明する。まず、高圧電源に接
続された帯電器２内の帯電線３にてコロナ放電を行い感
光体１の表面を一様に−600V〜−700V程度に帯電させ
る。次に感光体１を矢印Ａ方向に回転させ一様に荷電さ
れた感光体１の表面上にレーザビーム等の露光光線６を
照射すると、感光体１上の照射された部分は荷電が消
え、静電的な潜像が形成される。一方、現像バット12内
のキャリア10とトナー８は現像剤ミキサー28によって充
分に摩擦帯電されたマグネットローラ29に吸引され、現
像スリーブ11の回転によって現像部32へ搬送される。こ
の現像部32にてキャリア10とトナー８は磁気ブラシを形
成し、感光体１と接触する。この際、現像スリーブ11と
感光体１間に電位差を与えると、感光体１上の静電潜像
部にトナー８が付着し可視像を形成し、現像が終了す
る。ここでキャリア10とトナー８との混合比は、トナー
濃度センサー31にて常に感知されている。トナー８が現
像部32にて感光体１に付着し消費されるとトナー濃度セ
ンサー31が現像バット12内のキャリア10とトナー８の混
合比が予め設定した値より低いと検出し、その検出信号
がホストコンピュータ（図示せず）に導かれ、第４図に
示すように、駆動源22を駆動し種々のギア23,24,25,26,
27を介してトナー排出ローラ14を回転させトナー排出口
15を通してトナーホッパー９内にトナー８を現像バット
12内の現像剤ミキサー28上に補給し、設定された混合比
へ回復させ、一定の混合比を維持することになる。そし
てトナーホッパー９内のトナー８が次第に減少して行く
といづれ、トナー残量センサー33より下の位置までトナ
ー８が減少する。するとトナー残量センサー33はトナー
８の量が減少したことを検出し、ホストコンピュータへ
検出信号を送る。ホストコンピュータは、その検出信号
に応じて使用者にトナー８の残量が少ないことを報知す
る。

発明が解決しようとする課題 以上のように構成された従来の電子写真装置はトナーホ
ッパー９内のトナーの残量が少ないことを検出するため
に、トナー残量センサを設けなければなかなかった。ト
ナーが２成分トナーの場合、トナーは一般にカーボンの
粉体と熱可塑性の樹脂よりなり、トナーの残量を検出す
るトナー残量センサとしては、超音波を発生してその音
波の反射特性を見てセンサの前面にトナーがあるかない
かを検出する高価な超音波センサが用いられていた。こ
のため、電子写真装置が高価になるという問題点を有し
ていた。

課題を解決するための手段 しかるに、本発明は上記欠点を一掃するものであり、ト
ナーホッパーの底面にトナー排出口を設け、このトナー
排出口を塞ぐと共に回転自在なトナー排出ローラを収納
し、トナー排出ローラの回転にともなってトナーホッパ
ーよりトナーの供給を受けるとともに感光体にトナーを
与える現像手段と、この現像手段内のトナーの量を測定
するトナー濃度センサを備え、現像の中のトナーの量が
予め定められた第１の値以下となるとトナー排出ローラ
を所定の方向へ回転させ、トナー排出ローラの回転継続
中に現像手段のトナー量が第１の値より小さくなるよう
に予め定められた第２の値よりも小さい値となった場合
はトナーホッパー内のトナーの残量が所定量以下になっ
たことを報知するとともにトナー排出ローラの回転方向
を逆転させ、トナー排出ローラの回転継続中に現像手段
のトナー量が再び第２の値よりも小さい値となった場合
はトナーホッパー内のトナーがなくなったことを報知す
る制御装置を設けたことにある。

作 用 上記手段によってトナー濃度センサの最初の検出信号に
応じてトナー排出ローラが逆転すると、トナーホッパ内
でブロッキングしていたトナーが現像手段に落ち、所定
枚数画像形成動作をすることができるため、トナー濃度
センサの最初の検出信号によってトナーホッパー内のト
ナーの残量が所定量以下になったことを知ることが出
来、２度目の検出信号によってトナー切れを知ることが
できる。よってトナー濃度センサをトナーホッパ内のト
ナーが所定量以下になったことの検知と、トナー切れの
検知に用いることができる。

実 施 例 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の電子写真装置の一実施例を示す側断面
図であり、第２図は本発明の電子写真装置のトナーホッ
パー部の分解斜視図、第３図は同回路ブロック図であ
り、第４図は同動作特性図であり、第５図は同動作を示
すフローチャートである。

ここで上記の従来の電子写真装置と同じ構成部材につい
ては同じ番号を付与して詳細な説明を省略する。

34はモータ制御装置であり、マイクロコンピュータ等よ
り構成されている。そしてモータ制御装置34のデータ入
力端子にはトナー濃度センサ31が継続されており、出力
端子にはモータ22が接続されている。35は電源である。

次に、上記構成の動作を説明する。まず、高圧電源に接
続された帯電器２内の帯電線３にてコロナ放電を行い感
光体１の表面を一様に−600V〜−700V程度に帯電させ
る。次に感光体１を矢印Ａ方向に回転させ一様に荷電さ
れた感光体１の表面上にレーザビーム等の露光光線６を
照射すると、感光体１上の照射された部分は電荷が消
え、静電的な潜像が形成される。一方、現像バット12内
のキャリア10とトナー８は現像剤ミキサー28によって充
分に摩擦帯電されマグネットローラ29に吸引され、現像
スリーブ11の回転によって現像部32へ搬送される。この
現像部32にてキャリア10とトナー８は磁気ブラシを形成
し、感光体１と接触する。この際、現像スリーブ11と感
光体１間に電位差を与えると、感光体１上の静電潜像部
にトナー８が付着し可視像を形成し、現像が終了する。
ここでキャリア10とトナー８との混合比は、トナー濃度
センサー31にて常に感知されている。

以下の動作は第５図のフローチャートに従って説明す
る。トナー８が現像部32によって感光体１に付着し消費
されるとトナー濃度センサ31が現像バット12内のキャリ
ア10とトナー８の混合比が予め設定したトナー補給開始
レベルより低いとステップａで検出し、その検出信号が
モータ制御装置34に導かれ、第４図に示すように、ステ
ップｂでモータ22を正転駆動し種々のギア23,24,25,26,
27を介してトナー排出ローラ14および攪はん部材20を正
転させトナー排出口15を通してトナーホッパー９内のト
ナー８を現像バット12内の現像剤ミキサー28上に補給す
る。ステップｃで現像バット12内のトナーがトナー補給
停止レベルまで回復したか否かチェックし、トナー補給
停止レベルまで回復した場合はステップウｄへ行きモー
タ22を停止させ、トナー排出ローラ14および攪はん部材
20の回転を停止させる。このようにして設定された混合
比へ回復させ、一定の混合比を維持することになる。ス
テップｅで画像形成の終了か否かチェックし、終了であ
れば動作終了へ行き、終了でないならばステップａへ戻
る。画像形成動作にともなってトナーホッパー９内のト
ナー８が次第に減少して行き、第１図の線Ｑで示される
ようにブロッキングしたトナー８しか残っていない状態
になる。するとモータ制御装置34がモータ22の正転を指
示しても、もはやトナー８はトナーホッパー９より排出
されず、現像バット12内のトナー８は次第に減少して行
き、ステップｃでトナー排出停止レベルまでトナーの量
は達しないことになる。ここでステップｆへ進み、モー
タ22の正転を指示してもトナー排出停止レベルまでトナ
ーの量が達しない状態となるのは１回目か否かチェック
する。その状態となるのは１回目であった場合、ステッ
プｇへ進み、トナーの量が少なくなったことを表示す
る。そしてモータ逆転開始レベルまでトナーの量が減少
した時にステップｈへ進み、モータ22を逆転させる。す
ると、攪はん部材20も逆転し、トナーホッパー９内でブ
ロッキングしていたトナー８は攪はん部材20によって現
像バット12へ排出される。ここでステップｃへ戻り、以
降ステップｅからステップａまでの動作を繰り替えす。
そして画像形成に伴って、トナーホッパー９内のトナー
８が減少して行き、攪はん部材20を正転してもトナー濃
度が攪はん部材20の停止レベルまで上らない場合、ステ
ップｃよりステップｆへ進む。この場合ステップｆに処
理が進むのが２度目であるので、ステップｉへ進み、ト
ナーが切れたことを表示して動作を停止する。

このように本発明の電子写真装置は、トナー濃度センサ
でトナーバット内のトナーの量を検出することとトナー
ホッパ内のトナーの残量を検出することができる。

発明の効果 以上のように本発明は、トナーホッパーの底面にトナー
排出口を設け、このトナー排出口を塞ぐと共に回転自在
なトナー排出ローラを収納し、トナー排出ローラの回転
にともなってトナーホッパーよりトナーの供給を受ける
とともに感光体にトナーを与える現像手段と、この現像
手段内のトナーの量を測定するトナー濃度センサを備
え、現像手段の中のトナーの量が予め定められた第１の
値以下になるとトナー排出ローラを所定の方向へ回転さ
せ、トナー排出ローラの回転継続中に現像手段のトナー
量が第１の値より小さくなるように予め定められた第２
の値よりも小さい値となった場合はトナーホッパー内の
トナーの残量が所定量以下になったことを報知するとと
もにトナー排出ローラの回転方向を逆転させ、トナー排
出ローラの回転継続中に現像手段のトナー量が再び第２
の値よりも小さい値となった場合はトナーホッパー内の
トナーがなくなったことを報知する制御装置を設けたた
め、トナー排出ローラが逆転するとトナーホッパ内でブ
ロッキングしていたトナーが現像手段に落ち、所定枚数
画像形成動作をすることができるため、トナー濃度セン
サの検出信号によってトナーホッパ内のトナーの残量が
所定量以下となったことも知ることも出来る。よって本
発明の電子写真装置はトナー濃度センサをトナーホッパ
内のトナーが所定量以下になったことの検知にも用いる
ことができ、高価なトナー残量センサを必要とせず、安
価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子写真装置の一実施例を示す側断面
図、第２図は同トナーホッパー部分の斜視図、第３図は
同回路ブロック図、第４図は同動作特性図、第５図は同
動作状態を示すフロチャート、第６図は従来の電子写真
装置の側断面図、第７図は同トナーホッパー部分の斜視
図である。 １……感光体、２……帯電器、３……帯電線 ４……シールド板、５……グリット板、６……露光光線 ７……現像装置、８……トナー、９……トナーホッパー 10……キャリア、11……現像スリーブ 12……現像バット、13……トナーホッパー 14……トナー排出ローラ、15……トナー排出口 16a,16b……運動伝達部材、17……回転軸 18a,18b……スプロケット、19……固定軸 20……攪はん部材、21……シャーシ 22……駆動源、23,24,25……アイドラギア 26……スプロケットギア 27……トナー排出ローラギア 28……現像剤ミキサー、29……マグネットローラ 30……ドクターブレード 31……トナー濃度センサー、32……現像部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−101880（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−107056（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−118453（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナーホッパーの底面にトナー排出口を設
   け、前記トナー排出口を塞ぐと共に回転自在なトナー排
   出ローラを収納し、前記トナー排出ローラの回転にとも
   なって前記トナーホッパーよりトナーの供給を受けると
   ともに感光体にトナーを与える現像手段と、前記現像手
   段内のトナーの量を測定するトナー濃度センサを備え、
   前記現像手段の中のトナーの量が予め定められた第１の
   値以下となると前記トナー排出ローラを所定の方向へ回
   転させ、前記トナー排出ローラの回転継続中に前記現像
   手段のトナー量が第１の値より小さくなるように予め定
   められた第２の値よりも小さい値となった場合は前記ト
   ナーホッパー内のトナーの残量が所定量以下になったこ
   とを報知するとともに前記トナー排出ローラの回転方向
   を逆転させ、前記トナー排出ローラの回転継続中に前記
   現像手段のトナー量が再び第２の値よりも小さい値とな
   った場合は前記トナーホッパー内のトナーがなくなった
   ことを報知する制御装置を設けたことを特徴とする電子
   写真装置。