JP3024811B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真式複写機やプ
リンタ等の画像形成装置に使用される現像装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真式複写機、プリンタ等の画像形
成装置では、感光体ドラム上に形成された静電潜像が、
現像装置により現像される。現像装置は、通常、キャリ
アおよびトナーよりなる現像剤が収容された現像器を有
しており、該現像器により現像剤内のトナーが感光体ド
ラムへと供給されて、該感光体ドラム上の静電潜像が現
像される。現像器には、該現像器内へ補充されるトナー
が収容されたトナーカートリッジが装着されており、該
トナーカートリッジ内のトナーが、例えば、スパイラル
コンベアにより、現像器へと供給される。スパイラルコ
ンベアは、現像器における感光体ドラムの軸方向に沿っ
て長く延びており、トナーカートリッジ内のトナーを、
感光体ドラムの軸方向に搬送しつつ現像器内に供給する
ことにより、トナーを感光体ドラムの軸方向に均一状態
になるように供給している。

【０００３】また、現像器には、内部に収容された現像
剤のキャリアに対するトナー量、すなわちトナー濃度を
検出するためのトナー濃度センサーが設けられており、
該トナー濃度センサーによって検出されるトナー濃度が
適正範囲の下限値になった場合に、スパイラルコンベア
が駆動されて、トナーカートリッジ内のトナーが、現像
器内へ供給される。そして、スパイラルコンベアが駆動
されてもトナー濃度が上昇せず、適正範囲の下限値より
もさらに低い所定値に達した場合には、トナーエンプテ
ィ表示器が動作される。これにより、トナーカートリッ
ジ内にはトナーが残留していないことが報知される。こ
の場合には、同時に、複数回にわたる連続現像動作が禁
止されて、１回毎の現像動作のみが実施できるようにさ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような現像装置で
は、現像動作が一度も開始されていない初期状態では、
現像器内には、所定のトナー濃度（例えば4.5％）に初
期設定された現像剤が収容されている。そして、現像器
にはトナーが充填された状態のトナーカートリッジが装
着された状態で現像動作が開始される。このような初期
状態で、トナーが大量に消費されるような現像動作が連
続的に実施されると、現像器内のトナー濃度が急激に低
下してしまう。そのため、現像器内のトナー濃度が適正
範囲よりも低下した状態になり、このような状態をトナ
ー濃度センサーが検出すると、スパイラルコンベアが駆
動されて、トナーカートリッジ内のトナーが現像器に供
給される。しかし、現像動作が一度も実施されていない
初期状態では、感光体ドラムの軸方向に長くなったスパ
イラルコンベア内にはトナーが全く搬送されていないた
めに、トナーカートリッジ内のトナーが現像器内に供給
されて適正濃度になるまでに、比較的長時間を要する。
このため、スパイラルコンベアが駆動されたにもかかわ
らず、現像器内には適切にトナーが供給されない。従っ
て、現像器内のトナー濃度は直ちに上昇しないのに、ト
ナーが継続して大量に消費される結果、トナー濃度はト
ナーエンプティ表示器を動作すべき下限値に達する。そ
の結果、トナーカートリッジ内にトナーが大量に存在す
るにもかかわらず、トナーエンプティ表示器が動作さ
れ、以後、多数枚の現像動作を連続して実施できなくな
るという問題が生じる。このような問題は、メンテナン
スにより、スパイラルコンベア内のトナーが排出された
場合にも生じる。

【０００５】本発明は上記従来の問題を解決するもので
あり、その目的は、初期状態あるいはメンテナンス後
に、連続現像動作が実施された場合にも、トナーエンプ
ティ表示器が誤動作することを確実に防止し得る現像装
置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の現像装置は、感
光体ドラム表面に形成された静電潜像を、内部に収容さ
れたトナーにより現像する現像器と、該現像器内へ補充
されるトナーが収容されたトナーカートリッジと、該ト
ナーカートリッジ内のトナーを、感光体ドラムの軸方向
に沿って搬送しつつ該現像器内へ供給するトナー搬送器
と、該現像器内における現像剤中のトナー濃度を検出す
るトナー濃度センサーと、該トナー濃度センサーの出力
に基づいて該トナー搬送器を制御する手段と、前記トナ
ーカートリッジ内のトナーが存在しないことを報知する
トナーエンプティ表示器と、前記トナー濃度センサーの
出力に基づいて該トナーエンプティ表示器を制御する手
段と、前記現像器内に現像剤がセットされた初期状態に
おいて、現像動作が開始されるまでの間に、前記現像器
を内部のトナーが消費されるように、該現像器を駆動す
るとともに、前記トナー搬送器を前記トナー濃度センサ
ーの出力に基づいて制御する手段と、を具備してなり、
そのことにより、上記目的が達成される。

【０００７】

【作用】本発明の現像装置では、前記現像器内に現像剤
がセットされた初期状態において、現像動作が開始され
るまでの間に、現像器が駆動されることにより、現像器
における現像剤内のトナーが感光体ドラム表面に付着さ
れて消費され、同時に、トナー搬送器が制御されて、ト
ナー濃度の低下を検出したトナー濃度センサーの出力に
基づいて、トナーカートリッジからトナー搬送器により
トナーが順次供給される。現像剤中のトナー濃度が適正
範囲になった時点で、トナー搬送器によるトナーの供給
が停止される。このような状態では、トナー供給器内に
トナーが残留しているので、以後、現像器は、連続現像
が可能になる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を実施例について説明する。本
発明の現像装置は、例えば電子写真式複写機に使用され
る。この現像装置は、図１に示すように、感光体ドラム
10の側方に配置されており、トナーと磁性のキャリアと
により構成された現像剤が収容された現像器20を有して
いる。感光体ドラム10は、帯電装置により帯電された状
態で、その表面に画像が露光されて静電潜像が形成され
る。そして、本発明の現像装置により感光体ドラム上の
静電潜像がトナー現像されて、そのトナー像が記録紙上
に転写される。トナー像が転写された感光体ドラム10の
表面に残留するトナーが、クリーニング装置のクリーニ
ングブレードにより掻き落とされる。

【０００９】現像器20内には、所定のトナー濃度になる
ように、予め、トナーおよびキャリアが所定量だけ初期
設定されて収容されている。該現像器20は、感光体ドラ
ム10に対向するようにハウジング21内に配置された現像
ローラ22と、該現像ローラ22に対して感光体ドラム10か
ら遠方側に配置された攪拌ローラ23と、該攪拌ローラ23
に対してさらに感光体ドラム10の遠方側に配置された供
給ローラ24と、を有している。現像ローラ22、攪拌ロー
ラ23、および供給ローラ24は、それぞれ感光体ドラム10
の軸方向に平行になっている。ハウジング21の中央部の
攪拌ローラ23の上方域には、該攪拌ローラ23を覆うよう
に仕切り板26が配設されている。

【００１０】ハウジング21内に収容された現像剤は、供
給ローラ24および攪拌ローラ23により攪拌されつつ、仕
切り板26の下方を通過して、現像ローラ22へと搬送さ
れ、一部が該現像ローラ22により、感光体ドラム10へと
搬送される。現像ローラ22により搬送される現像剤のト
ナーは、感光体ドラム10上に形成された静電潜像に付着
して、該静電潜像をトナー現像する。現像ローラ22の周
面を搬送されない現像剤は、仕切り板26上を通って、供
給ローラ24の上方へ搬送される。

【００１１】該現像器20におけるハウジング21の上面に
は、トナー濃度センサー25が配置されている。該トナー
濃度センサー25は、仕切り板26上を搬送される現像剤の
トナー濃度を検出するようになっており、トナー濃度が
低くなるほど高電位を出力する。

【００１２】現像器20における供給ローラ24の上方に
は、トナー搬送器としてスパイラルコンベア30が配設さ
れている。該スパイラルコンベア30は、図２に示すよう
に、感光体ドラム10の軸方向に平行になった供給ローラ
24と基端部を除いて平行に延びる円筒状のケーシング31
と、該ケーシング31内に回転可能に配置されたスパイラ
ル32と、該スパイラル32を回転させるべく、該スパイラ
ル32の基端部に連結されたトナー供給モーター33と、を
有している。スパイラルコンベア30の基端部上には、ト
ナーカートリッジ40が装着されている。該トナーカート
リッジ40は、スパイラルコンベア30の基端部に着脱可能
になっている。ケーシング31における供給ローラ24に対
向する部分には、基端部側から先端部側にかけて大きさ
が順次大きくなったトナー補給口31a（図１参照）が設
けられている。

【００１３】トナーカートリッジ40内のトナーは、トナ
ー供給モーター33が回転駆動されてケーシング31内のス
パイラル32が回転されることにより、順次、ケーシング
31内を搬送され、該ケーシング31に設けられた開口部31
aから順次現像器20内へと供給される。

【００１４】現像器20におけるハウジング21に取り付け
られたトナー濃度センサー25の出力は、図１に示すよう
に、トナー制御器50に入力されており、該トナー濃度セ
ンサー25の出力に基づいてトナー供給モーター33が制御
される。該トナー制御器50は、トナー濃度センサー25に
より検出されるトナー濃度が適正範囲の下限値に達した
場合にトナー供給モーター33を駆動し、トナー濃度セン
サー25により検出されるトナー濃度が適正範囲の上限値
に達した場合には、トナー供給モーター25の駆動を停止
する。

【００１５】トナー制御器50の出力は、トナーエンプテ
ィ表示器60にも与えられており、トナー濃度センサー25
の出力に応じて該トナーエンプティ表示器60が制御され
る。トナー制御器50は、トナー供給モーター33が駆動さ
れたにもかかわらず、現像器20内のトナー濃度が適正範
囲の下限値よりもさらに低い所定の値に達した場合に動
作される。これにより、トナーカートリッジ40内にトナ
ーが残留していないことが報知される。

【００１６】また、トナー制御器50は、現像動作が一度
も実施されずに初期設定された現像剤が消費されていな
い初期状態、あるいは、メンテナンスが終了した状態等
の連続現像可能な状態になると、現像器20およびスパイ
ラルコンベア30のトナー供給モーター33が駆動される。
この場合、感光体ドラム10も露光されない状態で回転駆
動される。これらの駆動は、トナー濃度センサー25の出
力が適正範囲に達するまで継続される。

【００１７】このような構成の本発明の現像装置の動作
を説明する。現像器20内の初期設定された現像剤におけ
るトナーが消費されていない初期状態では、現像器20内
のトナーが消費されるように該現像器20および感光体ド
ラム10が駆動されるとともに、トナー濃度センサー25の
出力に基づいてスパイラルコンベア30が制御される。感
光体ドラム10は、画像形成のための露光はされていな
い。感光体ドラム10および現像器20の駆動により、現像
器20内の現像剤は感光体ドラム10の表面に順次付着して
消費される。

【００１８】現像器20内のトナーが順次消費されると、
現像器20内のトナー濃度が低下し、トナー濃度センサー
25の出力が現像剤中のトナー濃度が適正範囲の下限値に
達する。このような状態になると、トナー制御器50は、
スパイラルコンベア30におけるトナーモーター33を駆動
する。これにより、トナーカートリッジ40内のトナー
は、スパイラルコンベア30により順次搬送されるが、ス
パイラルコンベア30のケーシング31内には、当初は、ト
ナーが存在しないために、トナーカートリッジ40内のト
ナーが現像器20内に達するまでも、現像器20内のトナー
が順次消費される。しかし、この場合には、トナーエン
プティ表示ランプ60の制御が実施されないために、現像
器20内のトナー濃度が著しく低下した状態になっても、
トナーエンプティ表示器60は動作されない。そして、ス
パイラルコンベア30により現像器20内にトナーが搬送さ
れると、該現像器20内のトナー濃度が上昇し、トナー濃
度センサー25により検出されるトナー濃度が適正範囲の
上限値に達すると、トナー供給モーター33の駆動が停止
される。

【００１９】この場合に、スパイラルコンベア30のケー
シング31内にトナーが残存した状態であれば、トナー供
給モーター33の駆動により、トナーが現像器20に直ちに
供給されるため、トナー供給モーター33の駆動は短時間
で停止される。

【００２０】このような制御時において、感光体ドラム
10表面をクリーニングするクリーニングブレードが、感
光体ドラム10の表面に常時摺接した状態になっている電
子写真複写機では、現像器20の駆動により感光体ドラム
10表面に付着したトナーは該クリーニングブレードによ
り除去されて回収される。また、クリーニングブレード
が、画像形成時にのみ感光体ドラム10に摺接する電子写
真複写機の場合には、このような制御時において、感光
体ドラム10に付着したトナーを回収するために、クリー
ニングブレードが感光体ドラム10に摺接される。そし
て、電子写真複写機が初期状態である場合には、該クリ
ーニングブレードによりトナーが掻き落とされる際にト
ナーが付着される。これにより、以後、クリーニングブ
レード先端が感光体ドラム10に摺接することによりって
巻き上がるおそれがない。

【００２１】このような制御が実施されることにより、
現像器20内には適正なトナー濃度の現像剤が収容された
状態になっており、しかも、スパイラルコンベア30内に
もトナーが充填された状態になる。従って、このような
状態で、１回の現像に要するトナー消費量が画像形成面
積の20％程度である現像が連続的に実施されて、トナー
が多量に消費されることにより現像器20内のトナー濃度
が急激に低下しても、スパイラルコンベア30のトナー供
給モーター33が回転駆動されると、スパイラルコンベア
30におけるケーシング31内のトナーが直ちに現像器20内
に供給されることになり、該現像器20内のトナー濃度が
直ちに上昇される。従って、トナーエンプティ表示器60
が誤って動作されるおそれがない。

【００２２】前述の現像器20の駆動によるトナーの消費
およびスパイラルコンベア30による現像器20へのトナー
の供給制御は、例えば、メンテナンスが終了した時点で
も実施される。

【００２３】なお、上記実施例では、キャリアとトナー
とにより構成される２成分系現像剤を使用した現像装置
について説明したが、本発明は、トナーのみにより構成
される１成分系の現像剤を使用する現像装置にも適用で
きる。

【００２４】

【発明の効果】本発明の現像装置は、このように、トナ
ーセンサーの出力に基づいてトナー搬送器およびトナー
エンプティ表示器が制御されており、さらに、現像動作
が一度も実施されていない初期状態等の連続現像が可能
な状態では、現像器内のトナーが消費されてトナー搬送
器によりトナーが供給される制御が実施されるために、
トナー搬送器内にはトナーが残留した状態になる。この
ため、その後に連続現像が実施されても、現像器内には
トナーが直ちに供給されるために、トナー搬送器による
トナー搬送のタイムラグが発生しなくなり、トナーエン
プティ表示器の誤制御が確実に防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の一例を示す断面図である。

【図２】その要部の斜視図である。

【符号の説明】

10 感光体ドラム 20 現像器 22 現像ローラ 25 トナー濃度センサー 30 スパイラルコンベア 31 ケーシング 32 スパイラル 33 トナー供給モーター 40 トナーカートリッジ 50 トナー制御器 51 トナーエンプティ表示器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 - 15/095 G03G 15/00 303 G03G 21/00 510

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体ドラム表面に形成された静電潜像
   を、内部に収容されたトナーにより現像する現像器と、 該現像器内へ補充されるトナーが収容されたトナーカー
   トリッジと、 該トナーカートリッジ内のトナーを、感光体ドラムの軸
   方向に沿って搬送しつつ該現像器内へ供給するトナー搬
   送器と、 該現像器内における現像剤中のトナー濃度を検出するト
   ナー濃度センサーと、 該トナー濃度センサーの出力に基づいて該トナー搬送器
   を制御する手段と、 前記トナーカートリッジ内のトナーが存在しないことを
   報知するトナーエンプティ表示器と、 前記トナー濃度センサーの出力に基づいて該トナーエン
   プティ表示器を制御する手段と、前記現像器内に現像剤がセットされた初期状態におい
   て、現像動作が開始されるまでの間に 、前記現像器を内
   部のトナーが消費されるように、該現像器を駆動すると
   ともに、前記トナー搬送器を前記トナー濃度センサーの
   出力に基づいて制御する手段と、 を具備する現像装置。