JPS63223765A - 画像形成装置 - 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】 一 本発明は、一般に、画像形成装置に関し、特に例えば、
トナーとキャリアとを有する二成分系現像剤を収納して
いる現像器を備え、該現像器から供給されるトナーによ
って所謂マグネットブラシ現像法や或いはジャンピング
現像法にて像担持体上に形成される静電潜像を顕画像化
する画像形成装置に関する。

・ｌ」 電子写真法若しくは静電記録法等によって像担持体上に
形成された静電ＷＩ像を現像化する現像法中の所謂マグ
ネットブラシ現像法と称される現像法は、周知のように
、磁性キャリアとトナー（例えば着色樹脂微粉末）とを
有する二成分系現像剤を現像スリーブの外周面上に付着
せしめてブラシを形成し、このブラシの先端部が前記像
担持体上の静電潜像を摺擦することによって顕像化する
ようになっている。上述したマグネットブラシ現像法に
おいては、二成分系現像剤におけるトナーの方が徐々に
消費されて行くこととなるが、現像化された顕画像の画
質は１例えばキャリアに対するトナーの比率が低下する
ごとき所謂現像剤濃度が低下した場合にはその濃度が薄
くなり、又一方消費されたトナー量よりも、過剰なトナ
ーが補給されてキャリアに対するトナーの比率がし昇す
るごとき所謂現像剤濃度が上昇した場合には濃度が濃く
なり過ぎると共にカブリが増加する等、現像剤濃度によ
って大きく影響を受ける。そこで、現像器内に収納され
ている二成分系現像剤の濃度を検知して、現像剤濃度を
適確な値に制御する現像剤濃度自動制御装置、方法等が
従来より種々提案されている。第７図は、このような各
種の提案の中から特開昭５３−１０７８５３号に係る提
案を示したもので、該提案の概要を以下に説明すると、
現像剤濃度検出器１２５に設けられた光源ランプ４２か
ら該検出器１２５の現像スリーブ！１３と対向している
部位に設けられている透＃１窓部材４１を介して現像ス
リーブ１１３外周面に付着している現像剤りに向けて光
を照射し、トナー含有量に応じて現像剤りから反射した
反射光を赤外線透過フィルタ４４を介して受光素子セン
サ手段４３へと導入して該手段４３にて電気信号に変換
した後該電気信号を演算増幅３１９に入力する。そして
前記電気信号は、該演算増幅器１９において基準電圧信
号ｉ２４と比較され、その結果として両者の差分に応じ
て論理レベル信号が該演算増幅器１９より出力されてモ
ータＭ１２１の駆動指令信号となり、該モータＭ１２１
の駆動が制御されることによってスクリュー１２３によ
るホッパ部１２０内から現像部１０９へのトナー１２２
の補給量が調部されるようになっているものである（な
お、上記提案の詳細については、前述した公報を参照さ
れたい）。

ところで、上述したごとき構成の現像剤濃度検出器１２
５において、前記光源ランプ４２から前記現像スリーブ
１１３に向けて・光が照射されると、該照射された光は
、前記透明窓部材４１に入射して該透明窓４１において
広がってしまいそれによって該透明窓部材４１の表面で
正反射光が発生することとなり、光源ランプ４２．受光
素子センサ手段４３及び透明窓部材４１間の位置関係に
よっては上述した正反射光が前記受光素子センサ手段４
３に入射されてしまうと正確な現像剤濃度検知ができな
くなるおそれがある。　そこで、前記現像剤濃度検出＠
１２５において、前述した正反射光が入射することがな
く且つ前記現像スリーブ１１３の外周面に付着している
現′像剤によって反射された反射光を受光することが可
能な位置に前記光源ランプ４２と前記受光素子センサ手
段４３とを夫々配設しなければならなくなるのであるが
、上述したような２つの条件が同時に満足される両手段
の配設位置はかなり限定されたものとなってしまい、し
かも１両手段を近接することは困難であった。そのため
、現像剤濃度検出！１１２５自体が大型化せざるを得す
、該検出器１２５をコンパクト化することができないと
いう問題点があった。このような問題点に鑑みて、前記
現像剤濃度検出器１２５を大型化することなしに前記受
光素子センナ手段４３に対する前記透明窓部材４１に発
生した正反射光の影響を防止するための対策として、光
源ランプ４２の開口部を狭めることが思料されたが、該
方法では、光源ランプ４２の光量効率が低下するために
大出力の光源ランプが必要になるという別の問題点が生
ずる。

１囮 従って本発明は、上述したごとき岡硼点を改善するため
に創案されたものであって、その目的は、正確な現像剤
濃度検知や光量効率の良好性を損なうことなく現像剤濃
度検出器がコンパクト化された画像形成装置を提供する
ことである。

上記目的は１本発明に係る画像形成装置によって達成さ
れる。！！約すれば、本発明は、像担持体と、トナーと
キャリアとを有する二成分系現像剤を収納しているとと
もに、該二成分系現像剤を前記像担持体刃へと搬送する
現像剤担持部材を有し前記像担持体上に形成された静電
潜像を顕画像化する現像手段と、前記現像剤担持部材の
外周面と対向する位置に配設された透明窓部材と該透明
窓部材を介して前記現像剤担持部材に向けて光を照射す
る発光素子手段と前記現像剤担持部材によって担持され
た現像剤から反射された反射光を前記透明窓部材を介し
て受光して該受光した反射光量に応じた電気信号を出力
する受光素子手段とを有する現像剤濃度検知手段とを具
備し、前記現像剤濃度検知手段から出力された信号に応
じて前記現像手段内における現像剤濃度を制御する画像
形成装置であって、前記現像剤濃度検知手段は、前記発
光素子手段、受光素子手段及び透明窓部材との相互の位
置関係を、前記発光素子手段からの照射光の光軸と前記
受光素子手段が受光する前記反射光の光軸とを含む光軸
面が、前記透明窓部材に対する垂直面とは一致しないよ
うに該垂直面に対して傾斜を持つように設定されて成る
ことを特徴とする画像形成装置である。

支ム１ 以下、図面により本発明の一実施例について説明する。

第２図は１本発明の一実施例に従う画像形成装置を示し
たものである０本発明の一実施例に従う画像形成装置は
、カールソン電子写真法を用いた画像形成装置を例にと
って説明することとしたので、その全体構成は既に周知
であるために本発明に従う像担持体たる感光体ドラムと
、該感光体ドラムの外縁部近傍に設けられている現像手
段即ち現像器等について詳細に図示したものであり、カ
ールソンプロセスにおける一次帯電手段１例えばレーザ
ビームスキャナのごとき像露光手段、クリーニング手段
等の図示は省略した。

第２図において、像担持体即ち感光体ドラムｌ２は、矢
印ａ方向（即ち第２図時計方向）に回転自在に軸手段（
図示しない）によって軸支されており、該感光体ドラム
１２の外縁部近傍には、現像器１１が配設されている。

ｓ記感光体ドラム１２」二の感光体には、例えばＯＰＣ
等の公知のものが使用されており、前記感光体上には、
既に公知となっている帯電ｆ一段及び画像形光手段によ
って静ｔｌｔ？ｌ’を像が形成されるようになっている
。前記現像器１１は、前記感光体ドラム１２の外周面に
近接して配設されている現像部９と、該現像部９と＃接
１．て配設された該現像部９と連通ずるホッパ部２０と
を具備している。前記現像部９には、該現像部９の前記
感光体ドラム１２の外周面と対向する部位に形成されて
いる開口部に臨ませて第２図時計方向（反時計方向）に
回転自在に配設された現像剤拐持部材即ち現像スリーブ
１３と、前記開口部り側に先端部が現像スリーブ１３の
外周面に向けて取り付けられている規制ブレード１５と
、前記現像部９の底部の前記ホッパ部２０と連通してい
る側に回転自在に取り付けられている現像剤搬送攪拌手
段８と、前記現像部９の底部の前記現像スリーブ１３の
略ｌＩＩ　”Ｔ’に相当する部位に前記現像剤搬送攪拌
手段８と平行に配設された回転自在な現像剤搬送攪拌手
段７とが夫々Ａｌｔｌされている。前記現像スリーブ１
３の内部には、直径が該現像スリーブ１３の内径よりも
小径なＮ極とＳ極とが略等間隔で交デに配設されている
マグネットローラ１４が前記現像スリーブ１３と同心で
配設固定Ｓれており、前記現像スリーブ１３には、現像
バイアス電圧印加電源２７から現像バイアス電圧が印加
されるようになっている。前記現像スリーブ１３は、前
記現像バイアス電圧印加電源２７から印加された現像バ
イアス電圧によって前記現像部９内に収納されている二
成分系現像剤りを頚゛現像スリーブＩ３の外周面に吸着
せしめ、回転によって該現像剤りを感光体ドラム１２の
外周面側へと運搬するものである。前記規制ブレード１
５は、前記現像スリーブ１３の回転によって感光体ドラ
ム１２の外周面側へと運搬される二成分系現像剤りの搬
出徽を一定量以下に規制して、該搬出が規制された二成
分系現像剤りを現像部９内に保持し続けさせるものであ
る。前記現像剤搬送攪拌手段８は、駆動されることによ
って前記連通部位を介して前記ホッパ部２０より補給さ
れるトナー２２と現像部９内に滞留しているキャリア成
分とを攪拌して良好な混合状態を維持しながら前記現像
スリーブ１３偏に搬送するようになっている。前記現像
剤搬送攪拌手段７も、前記現像剤搬送攪拌手段８と同様
に、駆動されることによって前記現像ｉ９内に滞留しで
いる二成分系現像剤りのキャリア成分とトナー２２とを
撹拌して良好な混合状態を維持しながら前記現像スリー
ブ１３に供給するものである。

本発明の一実施例に従えば、前述した規制ブレード１５
の前記感光体ドラム１２の外周面と対向１、ている部位
には、前記現像部９内における二成分系現像剤りを形成
しているトナーｚ２とキャリア成分との混合比を検知す
る現像剤濃度検知手段即ち現像剤濃度検出器２５が、該
検出器２５を構成している透明窓部材３４が設けられて
いる側を、前記現像スリーブ１３の外周面と対向せしめ
ｌ一つ前記スリット３５の長尺側が前記現像スリーブ１
３の軸線方向に沿うようにして取り付けられてい、るが
、該現像剤濃度検出器２５の構成の詳細については後述
する。

一方、前述した現像部９とともに現像器１１をＭＩ＆し
ているホッパ部２０の底部には、スクリュー２３が回転
自在に配設されている。前記スクリュー２３は、ホッパ
部２０内に収納されているトナー２２を前記現像部９内
へと供給するために配設されているものであり、その一
端側が該ホッパ部２０の枠体を突き抜けて該ホッパ部２
０の外にあるモータＭ２１の回転軸に接続されていると
ともに、その他端側は前記ホッパ部２０が前記現像部９
と連通ずる連通部位を経て現像部９とホッパ部２０とを
画定している枠体にまで延在しているａｔとなっている
０本発明の一実施例に従う画像形成装置の現像器１１に
収納される二成分系現像剤りには１例えば、日本鉄粉に
、に、製の鉄粉ＥＦＶ２５０−４００のような拡散反射
率の低い磁性体より成る、又樹脂コーティングしたキャ
リアと、例えば、ポリエステル、ポリスチロールのごと
き透明樹脂に、有機顔料又は染料と必要に応じて少量の
制御剤とを溶融混ぜ合わせ１０終程度に粉砕して形成し
たトナーとから成る二成分系現像剤が採用されている。

前記モータＭ２１は、前記現像剤濃度検出器２５からの
出力信号■と或いは該出力信号■とともに出力される該
出力信号■とは異なった出力信号■とを採り込んで比較
演算する演算増幅器から成る比較回路２４からの論理レ
ベル信号によってその駆動が制御されるようになってい
る。前記比較回路２４は、現像剤濃度基準値を示す所定
の基準電圧値よりも高いか等しい大きさの信号が前記現
像剤濃度検出器２５から出力されたときにはモータＭ２
１を駆動させず、前記基準電圧値よりも低い信号が前記
現像剤濃度検出器２５から出力されたときにのみモータ
Ｍ２１をを回転駆動するようになっている。なお、前記
現像剤濃度検出器２５からの二種類の出力信号■、■に
ついては、後に詳述する。

第３図は１本発明の一実施例に貨う画像形成装置に使用
されている現像剤濃度検出器２５の詳細構成を示す０本
発明の一実施例に従う現像剤濃度検出器２５は、第３図
を参照して明らかなように、検出器枠体２６と、該検出
器枠体２６に形成された断面がし字形状の溝部の長尺溝
部奥側に配設固定された受光素子手段即ち受光素子セン
サ手段３２と、前記し字形状の溝部の短尺溝部奥側に配
設固定された発光素子手段３１と、前記し字形状の溝部
の開口部材に取り付けられているスリット３５と、前記
し字形状の溝部の開口部を塞ぐガラス等の部材から成る
透明窓部材３４とを有している。前記受光素子センサ手
段３２は、前記発光素子手段３１から照射され前記スリ
ット３５．透明窓部材３４を介して前記現像スリーブ３
４の外周面に到達した光の中で、前記現像スリーブ３４
の外周面に吸着しているトナー２２によって反射された
光を受けて該反射された光の光量に応じた電気信号（即
ち出力信号）■を出力するように構成されている１本発
明に従う一実施例においては、前記受光素子センサ手段
３２は、第６図にて図示するごとき現像剤濃度−出力信
号電圧特性を具備している。後述するように前記透明窓
部材３４は、前記発光素子手段３１からの照射光の光軸
及び前記受光素子センサ手段３ｚが受光する現像剤から
の反射光の光軸とを含む光軸面と、前記現像スリーブ１
３の外周面との交点における前記現像スリーブ１３の外
周面の接線を含んだ面に対して略平行になるように配設
されているものとする。

本発明の一実施例に従う画像形成装置にあっては、第２
図にて図示するように、前記現像剤濃度検出器２５を規
制ブレード１５の感光体ドラム１２の外周面と対向して
いる側に取り付けるものとしているが、該検出器２５の
取付位置は上記位置にのみ限定されるものではなく１例
えば、前記規制ブレード１５の現像部９側に取り付ける
こととしても差支えない。

第１図は、本発明の一実施例に従う画像形成装置に使用
される前記現像剤濃度検出器２５．現像器１１内の現像
スリーブ１３及び感光体ドラム１２を示す０本発明の一
実施例に従う画像形成装置においては第１図を参照して
明らかなように、前記現像剤濃度検出器２５は、前記発
光素子手段３１から前記現像スリーブ１３に向けて照射
される照射光の光軸と前記受光素子センサ手段３２が受
光する前記現像スリーブ１３の外周面に付着している現
像剤からの反射光の光軸とを含む光軸面Ｏが、該光軸面
Ｏと前記現像スリーブ１３の外周面との交点における現
像スリーブ１３の外周部の接線を含んだ面Ｘに対する垂
直面Ｙとは一致しないように該垂直面Ｙに対して傾斜を
持たせるとともに、前記透明窓部材３４が、前記接線を
含んだ面Ｘに対して概略平行になるようにして前記規制
ブレード１５に取り付けられる。なお、現像剤濃度検出
器２５を規制ブレード１５に取り付けるに際しては、前
記透明窓部材３４が現像スリーブ１３外周面上の前記光
軸面Ｏよりも感光体ドラム１２偏に形成される現像剤層
の穂立ち部分と摺擦可能なように位置設定する必要があ
る。

上述したごとき態様で現像剤濃度検出器２５を規制ブレ
ード１５に取り付けることによって、透明窓部材３４に
て発生した正反射光が受光素子センサ手段３ｚに入射さ
れるのを防止することが可能となった。即ち、第５図を
参照して明らかなように、前述のごとき態様にて規制ブ
１／−ド１５に取り付けた現像剤濃度検出器２５の前記
発光素子手段３１から照射された照射光重は透明窓部材
３４の法線Ｎに対して角度θで入射し、該照射光Ｉが透
明窓部材３４に入射することによって該透明窓部材３４
にて発生した正反射光■は、前記入射角度θと同一角度
θで反射する。従って、前記正反射光■は、前述したよ
うに光輌面０に位置が設定されている受光素子センサ手
段３２に入射することはない。

以−ト説明したように、本発明に従う一実施例によれば
、透明窓部材３４にて発生した正反射光が受光素子セン
サ手段３２に入射しないようにしたので、前述したよう
にスリット３５の開口部を現像スリーブ１３の外周面の
長子方向に沿って配設することが可使となりこれによっ
て現像ス１ノーブ１３外周面長手方向全体に亘る反射光
を受光することができる。又前記現像剤濃度検出器２５
において１発光素子手段３１と受光素子センサ手段３２
とを近接して取り付けることができるので、検出器２５
自身のコンパクト化を図ることができる。更には、前述
したごと！！態様で現像剤濃度検出器２５を配設するこ
とによって、前記光軸面０内では現像剤りによって反射
された拡散反射光が充分に得られる位置に受光素子セン
サ手段３２を設定することも容易となるために、発光素
子手段３１、受光素子センサ手段３２の位置設定が筒中
に行なえるようになった。

ところで、前述したように、第３図にて図示１゜たごと
き構成の本発明の一実施例に従う現像剤濃度検出器２５
が具備している受光素子センサ手段３２からの出力信号
は、第６図にて示されるごとき現像剤濃度−出力信号電
圧特性を有しており、該出力信号が比較回路２４に入力
されることによって予め設定されている基準電圧との差
分に応じた論理レベル信号が前記比較回路２４から出力
されるようになっている。しかしながら、環境の変化等
に起因して発光素子手段３１に光量変化が生じたり或い
は受光素子センナ手段３２にドリフトが生じたりするお
それがある。

そこで、上述したごとき事実に鑑みて、前記第３図にて
図示した現像剤濃度検出器２５を、第４図にて図示する
ごとく改良することとした。即ち、第４図にて図示する
ように、検出器枠体２６に断面がＳ字形状を呈する溝部
を形成して前記第３図にて図示した発光素子ｆ一段３１
に双方向発光素子手段を採用し、該双方向発光素子手段
３１のスリット３５側と反対側にリファレンス用として
基準反射板３６を設け、該基準反射板３６からの反射光
を受光する前記受光素子センサ手段３２と同一特性の受
光素子センサ手段３３を設け、前記双方向発光素子手段
３１の光量変化を該受光素子センサ手段３３にて検知し
て該センサ手段３３から前記双方向発光素子手段３１の
光量変化に応じた出力信号■を得るようにしたものであ
る。そして、前記出力信号〈カを比較回路２４の基準電
圧信号とすることで該基準電圧信号と前記受光素子セン
サ手段３３からの出力信号■との差分に応じて論理レベ
ル信号が前記比較回路２４から出力され、該論理レベル
信号によってホッパ８Ｂ２０から現像部９へのトナー２
２の補給或いは補給停止を行なうこととした６なお、上
述した構成の現像剤濃度検出ｒＡ２５は、現像スリーブ
１３側に交流成分を含んだ電界を印加することによって
現像を実施する所謂ジャンピング現像法を採用した画像
形成装置に対しても適用が可能である。

１五二１１ 以上説明したように、本発明によれば、透明窓部材に生
じた正反射光によって正確な現像剤濃度検出が損なわれ
ることがなく、又光量効率の良好性も損なわれることが
なく現像剤濃度検知手段がコンパクト化された画像形成
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に従う画像形成装置の要部
縦断面図である。 第２図は、本発明の一実施例に従う画像形成装置の現像
器と感光体ドラムとを示した部分縦断面図である。 第３図は、本発明の一実施例に従う画像形成装置に使用
される現像剤濃度検出器の構造を示す縦断面図である。 第４図は、本発明の他の実施例に従う画像形成装置に使
用される現像剤濃度検出器の構造を示す縦断面図である
。 第５図は、本発明の一実施例に従う画像形成装置に使用
される現像剤濃度検出器の作用説明図である。 第６図は、本発明に従う画像形成装置に使用される現像
剤濃度検出器の受光素子センサ手段の現像剤濃度−出力
信号電圧特性を示した図である。 第７図は、従来の画像形成装置の現像器と感光体ドラム
とを示した部分縦断面図である。 １１：現像器 １２：感光体ドラム １３：現像スリーブ ２５：現像剤濃度検出器 ３１；発光素子手段 ３２：受光素子センサ手段 ３４：透明窓部材 ＃Ｉ４２図 第３図　　　　第４図 第５図 現像斉通度（ｗ＋”ｌｅ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）像担持体と、トナーとキャリアとを有する二成分系
   現像剤を収納しているとともに、該二成分系現像剤を前
   記像担持体方へと搬送する現像剤担持部材を有し前記像
   担持体上に形成された静電潜像を顕画像化する現像手段
   と、前記現像剤担持部材の外周面と対向する位置に配設
   された透明窓部材と該透明窓部材を介して前記現像剤担
   持部材に向けて光を照射する発光素子手段と前記現像剤
   担持部材によつて担持された現像剤から反射された反射
   光を前記透明窓部材を介して受光して該受光した反射光
   量に応じた電気信号を出力する受光素子手段とを有する
   現像剤濃度検知手段とを具備し、前記現像剤濃度検知手
   段から出力された信号に応じて前記現像手段内における
   現像剤濃度を制御する画像形成装置であつて、前記現像
   剤濃度検知手段は、前記発光素子手段、受光素子手段及
   び透明窓部材との相互の位置関係を、前記発光素子手段
   からの照射光の光軸と前記受光素子手段が受光する前記
   反射光の光軸とを含む光軸面が、前記透明窓部材に対す
   る垂直面とは一致しないように該垂直面に対して傾斜を
   持つように設定されて成ることを特徴とする画像形成装
   置。 ２）前記現像剤濃度検知手段は、前記発光素子手段から
   の照射光の光軸と前記受光素子手段が受光する前記反射
   光の光軸とを含む光軸面が、該光軸面と前記現像剤担持
   部材の外周面との交点における現像剤担持部材の外周面
   の接線を含んだ面に対する垂直面とは一致しないように
   前記垂直面に対して傾斜させるとともに、前記透明窓部
   材が前記接線を含んだ面に対して略平行になるようにし
   て配設されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の画像形成装置。 ３）前記像担持体は、回転自在に軸支された感光体ドラ
   ムであり、前記二成分系現像剤のトナーには、透明樹脂
   に有機顔料又は染料と少量の制御剤とを溶融混合し約１
   ０μの大きさに粉砕して形成したものが使用されている
   とともに、前記二成分系現像剤のキャリアには、拡散反
   射率の低い磁性体より成るキャリアが使用されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載
   の画像形成装置。 ４）前記現像手段にて前記像担持体上に形成されている
   静電潜像を顕画像化する現像法には、マグネットブラシ
   現像法又はジャンピング現像法が採用されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかの
   項に記載の画像形成装置。 ５）前記現像剤濃度検知手段には、前記透明窓部材を介
   して前記現像剤担持部材の外周面上の現像剤に向けて光
   を照射するとともに前記現像剤担持部材の側とは反対側
   にも光を照射する双方向発光素子手段と、前記現像剤に
   よつて反射され前記透明窓部材を介して入射する反射光
   を受光するとともに該受光した反射光の光量に応じた電
   気信号を出力する受光素子手段と、前記双方向発光素子
   手段から前記現像剤担持部材の側とは反対側に照射され
   た光を受光して該受光した光量に応じた電気信号を出力
   する前記受光素子手段と同一特性の他の受光素子手段と
   が具備されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項〜第４項のいずれかの項に記載の画像形成装置。