JP2599994B2 - 現像剤の検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電子写真装置、静電記録装置等の画像形成装
置の現像器やクリーニング器等の現像剤貯留部における
現像剤の検知装置に関する。

（従来の技術） 複写機等の電子写真装置においては像担持体である感
光ドラムに原稿に基づく画像光が露光されると、この感
光ドラム上には静電潜像が形成される。そして該静電潜
像は現像器中の現像剤（トナー）によって現像され、顕
像化されてトナー像に変えられる。

以上の現像器等について第６図により説明すれば、現
像器100は現像器本体100a,現像スリーブ101、攪拌棒102
等から構成されており、現像器本体100a内のトナーｔ
を、一定方向に回転する現像スリーブ101の外表面に磁
力吸着させて感光ドラム200の方へ供給するものであ
り、攪拌棒102はクランク形状をし、支点102aを中心に
図示矢印方向に回転して、現像器本体100a内のトナーｔ
を攪拌しつつ該トナーｔを現像スリーブ101の方へ供給
するものである。

ここで現像器本体100a内のトナーｔが消費され減って
くると、この現像器本体100a内にトナーｔの補給をする
必要があるが、このために現像器本体100a内にはトナー
検知装置が取付けられている。このトナー検知装置は一
般に圧電センサー等から構成され、接触するトナーｔの
圧力によってトナーの有無を検出する検出器110と、前
記攪拌棒102とともに支点102aを中心に回転し、検出器1
10の外面を一定周期でクリーニングする清掃部材（ワイ
パー部材）111等とから構成されており、該清掃部材111
で外面に付着したトナーｔがクリーニングされた後、所
定時間検出器110がトナーｔに十分に接触せず、即ち十
分なトナー圧を受けなければ、この検出器110は現像器
本体100a内にトナーｔを補給すべき旨の信号を発信し、
不図示のトナー補給装置に上り現像器本体100a内にトナ
ーｔが補給されることとなる。

尚、攪拌棒102や清掃部材111は現像器100が作動して
いる時、即ち感光ドラム200上に画像形成作業がなされ
ている時にのみ回転駆動される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、以上の従来技術では、現像器100の使
用初期においてはトナーｔの流動性がよいため、感光ド
ラム200上に良好なトナー像が得られるが、現像器100の
使用回数、即ち転写紙の画像形成枚数が増加すれば、ト
ナーｔは攪拌棒102等による攪拌作用によりその凝集度
が上昇し、トナーの流動性が悪くなるため、トナー検出
装置の検出器110の外面を清掃部材111でクリーニングし
た後、現像器本体100a内に十分なトナーｔがある場合で
も、該トナーｔが検出器110の外面上に十分に拡散移動
せず、トナー検出装置の検出器110はトナー補給の信号
を出す場合があた。

即ち、トナー検出装置の検出器110の清掃部材が検出
器110側方又は検出器110の通過した直後でその回転移動
を停止すれば、この清掃部材111とともに攪拌棒102の回
転も停止するため、その後検出器110へのトナーｔの移
動が十分になされなくなり、検出器110はトナー補給の
信号を出すことになるのである。このため現像器本体10
0a内にトナーｔが補給されると、現像器本体100a内はト
ナー過剰の状態となり、トナーｔの凝集度が更に上昇す
ると共に、現像スリーブ101回りのトナーｔは自由な循
環流動が減少して該トナーｔは摩擦帯電による適正な電
荷量を保持することができなくなる。

従ってトナー検出装置の検出器110はトナーｔの凝集
度の上昇とともにますますトナー補給の信号を出し易く
なると共に、適正な電荷量を保持することができなくな
ったトナーｔは現像スリーブ101上に十分に磁力吸着さ
れず、該現像スリーブ101による現像によって形成され
た感光ドラム200上のトナー像には濃度低下、濃淡むら
や幅広の白筋が発生し、且つ画像の跳び散りや尾引き等
が発生して、極端な画質低下を生じさせることとなる。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的
とする処は、誤検知のない画像形成装置の現像剤貯留部
における現像剤の検出装置を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成すべく本発明は、現像剤に接触し、該
現像剤の有無の検知をする現像剤検知手段と、駆動源に
より画像形成時に一点を中心に回転して前記検知手段表
面をクリーニングする清掃部材と、該清掃部材に連動し
て現像剤を現像剤検知手段の方へ流動させる現像剤の拡
散手段とを有し、画像形成装置の現像剤貯留部内の現像
剤の有無を検知する現像剤の検知装置において、前記清
掃部材の回転方向に対して現像剤検知手段の上流側に、
清掃部材の一端に係合するストッパ部材を配設し、且つ
前記清掃部材を、駆動源による回転駆動中は湾曲して前
記ストッパ部材を乗り越えることができると共に、該ス
トッパ部材を乗り越えた後は自らの湾曲弾圧力で現像剤
検知手段の十分下流側まで移動可能な弾性部材で構成し
たことを特徴とする。

（作用） 清掃部材が現像剤検知手段表面上にある場合又は清掃
部材が現像剤検知手段表面上をクリーニングした直後、
清掃部材の駆動源が停止しその回転移動が停止すれば、
凝集度が上昇し流動性が低下した現像剤には現像剤検知
手段表面上に清掃部材の通過に伴う現像剤のギャップ
（隙間）が形成され、現像剤検知手段により現像剤の誤
検知が生じる。尚その他の場合は清掃部材と連動して作
用する拡散部材の現像剤の拡散作用で、前記ギャップが
生じても、該ギャップは直ちに埋められる。

そこで清掃部材を十分に湾曲可能な弾性部材で構成す
るとともに、この清掃部材の回転方向に対し現像剤検知
手段のすぐ上流側にストッパ部材を配設した。かくして
清掃部材が前記ストッパ部材を乗り越えた後すぐに清掃
部材の駆動源が停止しても、清掃部材はストッパ部材と
の間で生じた湾曲弾圧力によって現像剤検知手段の十分
下流まで移動することができ、清掃部材が現像剤検知手
段表面上又は現像剤検知手段の下流側近辺に停止するこ
とはない。従って現像剤検知手段上の現像剤に清掃手段
による現像剤のギャップは生じることはなく、現像剤検
知手段の誤検知は生じない。

（実施例） 以下に本発明の一実施例を複写機を例にとり添付図面
に基づいて説明する。

先ず、第１図により複写機の画像形成部の概要を説明
すれば、図中１は像担持体である感光ドラムであり、該
感光ドラム１回りは一次帯電器２、現像器３、転写帯電
器４、クリーニング器５が配設されていて、一次帯電器
２により一様帯電された感光ドラム１上に、原稿に基づ
く画像光L1が露光され、この感光ドラム１上に静電潜像
が形成されると、該静電潜像は現像器３中の現像剤（ト
ナー）により顕像化されトナー像に変えられる。該トナ
ー像は不図示の給紙系よりタイミングを合せて搬送され
てくる転写紙Ｐ上に転写帯電器４を介して転写される。
そしてこのトナー像を担持する転写紙Ｐは不図示の定着
器の方へ搬送され、そのトナー像が転写紙Ｐ上に永久像
として定着された後装置外に搬出される。

そして転写の終了した感光ドラム１はその残留トナー
がクリーニング器５の廃トナー収容部5a内に回収されて
クリーニングされた後、除電光L_zが照射され残留電荷が
除去されて、次の画像形成のためにスタイバイされる。

次に第２図乃至第４図により現像器３について更に詳
述すれば、現像器３は第２図で示される如く、現像器本
体3a及び該現像器本体3a内等に配設される現像スリーブ
10、現像ブレード11、攪拌棒12、トナー検出装置13等か
ら構成されており、現像器本体3aは内部に粉状のトナー
ｔを保持するトナー容器を兼ねている。現像スリーブ10
は現像器本体3aの感光ドラム１側に配設されており、該
感光ドラム１と微少隙間をおいて平行に配設される円筒
状部材により構成され、現像器本体3a内のトナーｔを内
部の不動状態に維持されるマグネットローラを介してそ
の外表面に磁力吸着しつつ図示矢印方向に回転して、こ
のトナーｔを感光ドラム１の方へ供給するものである。
尚、トナーｔは現像スリーブ10等の回転等に起因する現
像器本体3a内におけるその自由な循環流動により摩擦帯
電され、現像スリーブ10外面に磁力吸着される。

攪拌棒12はクランク形状をし、支軸12aを中心に不図
示の駆動源を介して図示矢印方向に回転して、現像器本
体3a内のトナーｔを攪拌しつつ、該トナーｔを現像スリ
ーブ10の方へ移動させるものである。従って攪拌棒12は
トナーｔを現像器本体3a内で自由に拡散流動させる拡散
部材としての効果と、トナーｔを現像スリーブ10の方へ
移動させる搬送部材としての効果を有することとなる。
また現像ブレードは現像スリーブ上のトナーｔを一定の
均一厚さに規制するためのものである。

トナー検出装置13は第２図で示される如く、トナーｔ
の検出器20と該検出器20の検知面20a（第３図参照）を
周期的にクリーニングする清掃部材21及び検出器20の検
知面20aにトナーｔを流動拡散させる拡散部材等から構
成され、現像器本体3a内のトナーｔの有無を検知し、該
現像器本体3a内がトナー不足状態であれば信号を発して
不図示のトナー補給装置を介して現像器本体3a内にトナ
ーｔを補給させるためのものである。検出器20は現像器
本体3a内面の下方の所定位置に取付けられる圧電センサ
ーによって構成され、その外面の検知面20aに接触する
トナーｔの圧力によってトナーｔが一定値以下に減少す
れば、検知面20aが振動を開始し、トナー補給の信号を
発するものである。そして検知面20aが所定時間以上の
信号を発すれば、トナー補給装置から現像器本体3a内に
トナーｔの補給がなされる。

清掃部材21は一端が前記攪拌棒12の支軸12aに連結さ
れてこの攪拌棒12とともに回転し、検出器20の検知面20
a上に付着したトナーｔをクリーニングするためのもの
であり、第２図で示される如く、攪拌棒12と略120度離
れた位置に取付けられ、この清掃部材21が検出器20の検
知面20aの回転方向のすぐ上流側にあれば、攪拌棒12は
その下流側にあるような状態となるように相互に位置決
めされている。尚、本実施例においては攪拌棒12にトナ
ーｔの拡散作用があるため、このトナー検出装置13には
別途独立な拡散部材は設けられていない。

即ち、複写機が画像形成作業に入り、感光ドラム１上
に画像光L₁が露光され、静電潜像が形成されてくると、
現像機３内の攪拌棒12が回転し、現像機本体3a内のトナ
ーｔを現像スリーブ10の方へ攪拌しつつ移動させる。一
方現像スリーブ10も画像形成作業の開始とともに回転
し、その外表上にトナーｔを吸着して感光ドラムの静電
潜像の方へ供給する。またトナー検出装置13の清掃部材
21も攪拌棒12とともに回転し、周期的に検出器20の検知
面20aに付着したトナーｔをクリーニングするが、トナ
ーｔに十分な流動性があれば、攪拌棒12によるトナーｔ
の拡散作用を待たずに、クリーニング直後から現像機本
体3a内のトナーｔが検出器20の検知面20aに流動し、該
検出器20によりトナーｔ不足の検知が十分できることと
なる。そして現像器本体3a内がトナーｔ不足になれば、
検出器20よりの信号により、トナー補給装置を介して現
像器本体3a内にトナーｔが補給される。

尚、画像形成作業が終了すると、現像スリーブ10は回
転を中止すると共に、攪拌棒12及びトナー検出装置13の
清掃部材21もその回転を停止する。

さて、以上の現像器３において、該現像器３の使用回
数、即ち複写機による転写紙Ｐの画像形成枚数が増加す
れば、現像器本体3a内のトナーｔが攪拌棒12による攪拌
作用により電気的に粉体の表面電荷量が上昇するため、
トナーｔの凝集度が上昇し、トナーｔの流動性が悪くな
る。また、この現象は高湿環境下において粉体の吸湿に
より更に大きくなる。従って例えば清掃部材21が第３図
の（ａ），（ｂ）で示される位置から第４図の（ａ）で
示される位置まで移動すると、第４図の（ｂ）で示され
る如く、検出器20の検知面20a側方にトナーｔのギャッ
プＧが形成され、この検出器20によるトナーｔの正確な
検知が次第に困難となってくる。しかし通常の場合は、
トナーｔの流動性が低下し上記の如くギャップＧが生じ
ても、該ギャップＧは攪拌棒12によるトナーｔの拡散作
用で埋められ、トナー検出装置13によるトナー補給に対
する後検知は生じない。

しかしながら、トナー検出装置13の清掃部材21が検出
器20の検知面20aの側方又は、検知面20aを若干すぎた直
後で停止すれば、以上の如きギャップＧを攪拌棒12によ
る拡散作用で埋めることができず、トナー検出装置13は
誤検知をし、トナー補給装置13に対して現像器本体3a内
へのトナーｔの補給を促す。ここでトナー補給が行なわ
れると現像器本体3a内がトナーｔの過剰状態となり、ま
すます凝集度が上昇すると共に、現像器本体3a内の現像
スリーブ10回りのトナーｔの流動性が減少するため、該
トナーｔは摩擦帯電による適正な電荷量を保持すること
ができなくなり、現像効率の低下によって生じる感光ド
ラム１上のトナー像に種々の画質低下を生じさせること
となる。

そこで本発明では、第２図で示される如く、清掃部材
21の回転方向に対して検出器20の検知面20aの上流側の
現像器本体3a内面に清掃部材21の先端部に係合するスト
ッパ部材22を取り付け、且つこの清掃部材21を外径が0.
2〜1.0mm程度の十分に湾曲可能な棒上の弾性部材で構成
している。

而して、画像形成作業が開始され、攪拌棒12が支軸12
aを中心に回転するとともに清掃部材21も回転するが、
該清掃部材21はその先端部がストッパ部材22に係合し大
きく撓むことによってその回転を継続することとなる。
ここで清掃部材21はストッパ部材22を乗り越えるにあっ
たて、その撓んだ弾性力で検出器20の検知面20aから十
分に離れた下流側（例えば、ストッパ部材21から支軸12
aを中心に180度程度移動した位置）まで移動する。従っ
て清掃部材21がストッパ部材22の上流側又は該ストッパ
部材22に抗して撓む限度内で、清掃部材21の駆動源、即
ち攪拌棒12の駆動源が停止した場合、清掃部材21は検出
器20の検知面20a上を通過せず、該検知面20a側方にトナ
ーｔのギャップＧを生じることはない。

また清掃部材21がストッパ部材22を乗り越えた直後に
その駆動源が停止した場合、清掃部材21はその撓んだ弾
圧力で検出器20の検知面20aから十分離れた下流側の位
置まで移動するため、検出器20の検知面20a側方に一端
トナーｔのギャップＧが形成されるが、該ギャップＧは
清掃部材21と共に移動する攪拌棒12の拡散作用によって
十分に埋められることとなる。

以上の如く、トナーｔの凝集度が上昇し、その流動性
が減少してきた場合でも、拡散部材（攪拌棒12）ととも
に回転する清掃部材21を弾性部材で構成し、検出器20の
検知面20aの直ぐ上流側にストッパ部材22を配設するこ
とにより、清掃部材21の駆動源が何時停止しても、検出
器20の検知面20a側方にトナーｔのギャップＧは生じる
ことはなく、検出器20によりトナーｔの有無の検知が十
分なされ、トナー検知不良に起因する種々の不都合が生
じることはない。

また、第５図で示される如く、攪拌棒12のトナー検出
装置13の検出器20の検知面20a近傍に非磁性絶縁体の高
分子樹脂や金属からなる攪散板23を取り付け、攪拌棒12
によるトナーｔの拡散効果を更に上昇させれば、検出器
20の検知面20aにはトナーｔのギャップＧはますます生
じにくくなる。この場合検出器20の検知面20aと攪散板2
3端部との距離は0.3〜3mm程度が望ましい。尚、攪拌棒1
2とは別に、清掃部材21とともに独立に回転する攪散板
を設けてもよいのは勿論である。

また本発明は磁性、非磁性トナーｔを問わず、該トナ
ーｔの平均粒径が４〜10μｍの場合においてトナーｔの
残量誤検知防止上有効であり、特にトナーｔの平均粒径
が４〜８μｍの場合最も有効である。

更に以上では現像器３を例にとって説明したが、本発
明における現像剤とは現像器３内の現像剤に限ることは
なく、例えばクリーニング器５内の廃トナーでもよく、
この廃トナー収容部5aに同様な現像剤検出装置13を取付
け、凝集度の上がった廃トナーの満杯検知をこのトナー
検出装置13でおこなえば、クリーニング器５の廃トナー
収容部5aの適正な満杯検知ができ、該廃トナー収容部5a
に過剰に廃トナーが回収されることはなく、クリーニン
グ器５の破損やトナー漏れを生じることはない。

（発明の効果） 以上の説明で明らかな如く本発明によれば現像剤の検
知装置の清掃部材を湾曲可能な弾性部材で構成し、且つ
該清掃部材の回転方向に対して現像剤検知手段のすぐ上
流側にこの清掃部材のストッパ部材を配設したため、現
像剤の凝集度が上昇し該現像剤の流動性が小さくなって
も、現像剤検知手段側方に現像剤のギャップは生じるこ
とはなく、この現像剤の検知手段により画像形成装置の
現像剤貯留部内における現像剤有無の誤検知を生じるこ
とはない。

従って現像剤貯留部が現像器の場合、該現像器内に誤
検知による過剰の現像剤が供給されることはなく、過剰
の現像剤の供給によって像担持体上のトナー像に画質低
下を生じることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は複写機による画像形成作業の概要を説明するた
めの図、第２図は現像器の断面図、第３図は清掃部材に
よる作用を説明するための図であり、（ａ）は清掃部材
が検出部をクリーニングする前の正面図、（ｂ）はその
側面図、第４図は清掃部材による作用を説明するための
図であり、（ａ）は清掃部材が検出部をクリーニングし
た直後の正面図、（ｂ）はその側面図、第５図は攪拌棒
に拡散板を取付け状態を示す図、第６図は従来技術を説
明するための図である。 ３…現像器（現像剤貯留部）、５…クリーニング器（現
像剤貯留部）、12…攪拌棒１（拡散手段）、13…現像剤
の検知装置、20…検出器（現像剤検知手段）、21…清掃
部材、22…ストッパ部、23…拡散板（拡散手段）、ｔ…
トナー（現像剤）。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現像剤に接触し、該現像剤の有無の検知を
   する現像剤検知手段と、駆動源により画像形成時に一点
   を中心に回転して前記検知手段表面をクリーニングする
   清掃部材と、該清掃部材に連動して現像剤を現像剤検知
   手段の方へ流動させる現像剤の拡散手段とを有し、画像
   形成装置の現像剤貯留部内の現像剤の有無を検知する現
   像剤の検知装置において、前記清掃部材の回転方向に対
   して現像剤検知手段の上流側に、清掃部材の一端に係合
   するストッパ部材を配設し、且つ前記清掃部材を、駆動
   源による回転駆動中は湾曲して前記ストッパ部材を乗り
   越えることができると共に、該ストッパ部材を乗り越え
   た後は自らの湾曲弾圧力で現像剤検知手段の十分下流側
   まで移動可能な弾性部材で構成したことを特徴とする現
   像剤の検知装置。
2. 【請求項２】前記検知手段を圧電検知方式の検知手段と
   したことを特徴とする請求項１記載の現像剤の検知装
   置。
3. 【請求項３】前記現像剤をその平均粒径が４〜10μｍと
   トナーとしたこと特徴とする請求項１及び２記載の現像
   剤の検知装置。