JP3120562B2

JP3120562B2 - 現像装置

Info

Publication number: JP3120562B2
Application number: JP04138677A
Authority: JP
Inventors: 優濱道; 尚良木下; 直利河合; 良仁青木
Original assignee: ミノルタ株式会社
Priority date: 1992-05-29
Filing date: 1992-05-29
Publication date: 2000-12-25
Anticipated expiration: 2015-12-25
Also published as: US5523832A; JPH05333692A

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】従来、画像形成装置として粉体トナーを
使用したものが知られており、その代表として電子写真
方式の画像形成装置が挙げられる。電子写真方式の画像
形成装置は、一様に帯電させた静電潜像担持体に画像露
光して静電潜像を形成し、この潜像を現像装置によって
現像してトナ−像とし、トナ−像を転写材へ転写して定
着させる。

【０００３】この現像装置にキャリアとトナ−を含む２
成分現像剤を使用する場合、撹拌部材によってキャリア
とトナ−を混合撹拌することが必要である。一般に、こ
の種の現像装置では、撹拌部材は、まず、現像部材の作
動前に装置内の既存現像剤を一定時間撹拌し所定値以上
に帯電させる。（以下、これを現像前撹拌とする。）そ
して、現像部材が作動を開始すると、撹拌部材は、既存
現像剤若しくはトナ−ホッパから補給されるトナ−と既
存現像剤を混合撹拌しながら現像部材へ供給する。現像
部材へ供給された現像剤は、静電潜像担持体上の静電潜
像の現像に供される。

【０００４】前述した現像前撹拌に必要な最少限の時間
（以下、撹拌時間とする。）は、本来、現像剤の状態に
よって異なるものである。具体的には、撹拌開始時の既
存現像剤のトナ−濃度、現像剤の放置時間、現像剤の使
用頻度などがあげられる。これらが撹拌時間に及ぼす影
響について図１、図２及び図３に示す。これらの図から
も明らかなように、例えば、トナ−濃度が高い、長時間
放置されている、長期使用されている（劣化している）
現像剤は、所定値Ｑ₁以上のトナ−帯電量を得るために
長めの攪拌時間を必要とする。もしＱ₁以上の帯電量を
得ないまま現像部材を作動させると、トナ−帯電不足に
よる下地カブリやトナー飛散と言った問題を生じる。こ
のため、従来の撹拌時間は、現像剤が上述したような場
合であっても十分帯電されるような長めの一定時間に設
定されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の現
像装置では、長く撹拌時間を要しない場合には過撹拌と
なり現像剤の劣化を早める。又、過撹拌によりトナ−の
帯電量が上昇し過ぎ、静電潜像担持体に付着するトナ−
量が減少するため画像濃度の低下が起こる。

【０００６】そこで、撹拌時間を最少に抑えて所定のト
ナ−帯電量を得るため、トナ−濃度検出センサの出力に
基づいてトナ−の電荷量を検出しつつ現像剤の撹拌を行
い、トナーの電荷量が所定レベルに達すると現像部材を
作動させる現像装置が、特公昭６３−４８３４１号公報
にて提案されている。しかしこの装置の場合、現像剤全
体の電荷量は、撹拌初期には不安定であるためトナ−濃
度検出部付近の現像剤の電荷量によっては正確に検出さ
れないことがある。従って、現像剤全体の電荷量が安定
する前に撹拌が停止したり、必要以上に撹拌してしまう
ことがある。

【０００７】そこで、本発明は、現像剤の状態に応じた
現像前撹拌を行い、必要最少限の時間でトナ−を所定レ
ベルに帯電させ、それによって従来に比べて現像剤の過
撹拌による早期劣化を抑制するとともに、過撹拌による
画像濃度の低下を防止することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的に従い
成されたもので、請求項１に記載の現像装置は、現像部
材と撹拌部材とトナー補給部材を備え、現像部材の作動
開始前に撹拌部材によって現像剤を撹拌して帯電させる
現像装置において、現像動作終了時のトナー濃度を記憶
する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されたトナー濃度
と所定の閾値とを比較した結果に基づき現像部材の作動
開始前の撹拌部材の作動時間を制御する制御手段とを備
える。また、請求項２に記載の現像装置は、現像部材と
撹拌部材とトナー補給部材を備え、現像部材の作動開始
前に撹拌部材によって現像剤を撹拌して帯電させる現像
装置において、現像動作終了時のトナー濃度を記憶する
記憶手段と、現像動作終了時からの現像剤の放置時間を
計時する計時手段と、現像剤の劣化度を求めるために現
像剤の使用開始からの全現像回数を計数する計数手段
と、前記記憶手段に記憶されたトナー濃度と所定の閾値
とを比較した結果と前記計数手段から得られる値と前記
計時手段から得られる値とに基づき現像部材の作動開始
前の撹拌部材の作動時間を制御する制御手段とを備え
る。

【０００９】

【作用】請求項１に記載の現像装置によると、記憶手段
は現像動作終了時のトナー濃度を記憶し、制御手段は記
憶手段に記憶されたトナー濃度と所定の閾値とを比較し
た結果に基づき現像部材の作動開始前の撹拌部材の作動
時間を制御する。また、請求項２に記載の現像装置によ
ると、記憶手段は現像動作終了時のトナー濃度を記憶
し、計時手段は現像動作終了時からの現像剤の放置時間
を計時し、計数手段は現像剤の劣化度を求めるために現
像剤の使用開始からの全現像回数を計数し、制御手段は
記憶手段に記憶されたトナー濃度と所定の閾値とを比較
した結果と前記計数手段から得られる値と前記計時手段
から得られる値とに基づき現像部材の作動開始前の撹拌
部材の作動時間を制御する。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１６】（Ａ）現像器の構成及び動作図４は、電子写真法によるフルカラー複写機に使用され
る現像ユニット（図示せず）中の一現像器の断面図であ
る。現像ユニットは、それぞれにキャリア及び各色（イ
エロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナ−を含む
２成分現像剤を収納した複数の現像器を備えており、選
択された１つの現像器が感光体と対向するよう上下移動
するものである。この現像器１は、主に、現像部１０、
現像剤撹拌部２０（以下、撹拌部とする。）、トナ−補
給部３０により構成されている。現像部１０には、複写
機の感光体ドラムＰＣに臨む現像スリーブ１１が配設さ
れており、現像スリーブ１１内には固定磁石体１２が内
蔵されている。現像スリーブ１１は、図示しない現像モ
ータ及び現像クラッチによって図中矢印方向に回転駆動
される。更に、現像スリーブ１１の上部外周面に対向す
る位置には穂高規制板１３が配設されている。

【００１７】撹拌部２０の第１撹拌部２０ａには、現像
スリーブ１１に隣接する第１撹拌ローラ２１が、その背
後の第２撹拌部２０ｂには第２撹拌ローラ２２がそれぞ
れ配置され、第２撹拌ローラ２２の上部中央にはトナ−
濃度検出のためのＡＴＤＣセンサ５０が臨設されてい
る。第１撹拌ローラ２１、第２撹拌ローラ２２はいづれ
も図示しない撹拌モータの駆動力によって図中矢印方向
に回転駆動される。

【００１８】トナ−補給部３０は、第２撹拌ローラ２２
の後部に隣接して配置され、ＡＴＤＣセンサ５０の奥側
に設けられた補給口３１を介して撹拌部２０に導通して
いるとともに、図示しないトナ−ホッパに連結されてお
り、トナーホッパより対応する色のトナーが供給される
ようになっている。又、補給スクリュウ３２は補給部３
０内に配置されており図示しないトナ−補給モータの駆
動力によって図中矢印方向に回転駆動される。

【００１９】現像時、撹拌部２０の第１撹拌ローラ２１
と第２撹拌ローラ２２は、後述するように、現像部１０
の作動開始前に、ｔ時間作動して現像剤の撹拌を行う。
現像部１０が作動すると、現像剤は、第１撹拌ローラ２
１の回転により現像スリーブ１１上に供給され、スリー
ブ１１内の固定磁石体１２の磁力によりスリーブ１１上
に保持されつつ感光体ドラムＰＣに臨む現像領域へ搬送
される。尚、その搬送途中で現像剤搬送量は穂高規制板
１３により規制される。

【００２０】現像領域へ搬送された現像剤は、感光体ド
ラムＰＣ上の静電潜像の可視化に供され、余った現像剤
は現像スリーブ１１の回転に伴って再び第１撹拌部２０
ａへ流れ込む。又、穂高規制板１３により搬送を阻止さ
れた現像剤は第１撹拌部２０ａへ戻される。

【００２１】第１撹拌ローラ２１はこのように流入して
きた現像剤を再び撹拌する。又、第２撹拌ローラ２２は
第２撹拌部２０ｂの現像剤を第１撹拌部２０ａへ供給す
るとともに、トナ−補給部３０における補給スクリュウ
３２の回転により第２撹拌部２０ｂへ新しいトナーが供
給されるときには、新トナ−と現像剤を混合撹拌した
後、第１撹拌部２０ａへ供給する。

【００２２】また、補給スクリュウ３２は、現像部１０
の作動開始から現像動作終了までの間、ＡＴＤＣセンサ
５０からの出力に基づき現像器１内のトナ−濃度を一定
範囲内（６〜１０％）に維持するように駆動される。
尚、ＡＴＤＣセンサによるトナ−濃度の具体的な検出方
法は公知の技術であるのでここでは省略する。

【００２３】（Ｂ）現像前撹拌時間の制御次に、以下の現像剤の状態に基づく撹拌時間の制御につ
いて説明する。また、以下に説明する制御は現像ユニッ
トの各現像器毎に行われるものであるが、本実施例にお
いては現像器１について説明を行う。尚、参照する図の
フロ−チャ−トに基づく現像器１の具体的な動作は前述
したとおりであるので省略する。

【００２４】（Ｂ−１）トナ−濃度に基づく制御（実施
例）まず、トナ−濃度に基づく撹拌時間の制御について図
５、図６及び図７を参照しながら説明する。この場合、
現像動作終了時のＡＴＤＣセンサ５０の出力値、即ちト
ナ−濃度（Ｔc）を記憶するメモリＭを設ける。（図
５）図６（ａ）に示すように、前述した動作に加えて、
メモリＭが現像動作終了時のトナ−濃度（Ｔc）を記憶
する（Ｓ７）。そして、図６（ｂ）に示すように、次の
現像で撹拌が行われるときにメモリに記憶された値が読
み出される（Ｓ１０）。そしてＣＰＵ内では、まず、Ｔ
c＜６であるか判断する（Ｓ１１）。ＹＥＳであれば撹
拌時間をｔ₁₁に設定する（Ｓ１２）。ＮＯであれば次に
１０＜Ｔcであるか判断する（Ｓ１３）。ＹＥＳであれ
ば撹拌時間をｔ₁₃に設定する（Ｓ１４）。ＮＯであれば
トナ−濃度は６≦Ｔc≦１０であると判断し撹拌時間を
ｔ₁₂に設定する（Ｓ１５）。このように設定されると、
図７に示すようにトナ−濃度に応じてｔ₁₁、ｔ₁₂もしく
はｔ₁₃時間撹拌モータを作動させ、その後現像クラッチ
をＯＮさせることで現像部１０は作動する。全現像動作
が終了すると新たにその時点のＡＴＤＣセンサ５０の出
力値がメモリＭに入力される。

【００２５】（Ｂ−２）現像剤の放置時間に基づく制御
（参考例）次に、前の現像動作終了時からの現像剤の放置時間に基
づく撹拌時間の制御について図８、図９及び図１０を参
照して説明する。この場合、全現像動作終了時から次の
現像を開始するまでの経過時間を計るタイマＴＭを設け
る。（図８）タイマＴＭは、図９（ａ）のＳ２７で、全
現像動作終了時から計時を開始する。そして、図９
（ｂ）に示すように、次の現像で撹拌が行われるときに
それまでの経過時間（Ｔ）がタイマＴＭからＣＰＵへ入
力される（Ｓ３０）。ＣＰＵ内では、まず、Ｔ＜１（ho
ur)であるか判断する（Ｓ３１）。ＹＥＳであれば撹拌
時間をｔ₂₁に設定する（Ｓ３２）。ＮＯであれば、次に
５０＜Ｔ（hour）であるか判断する（Ｓ３３）。ＹＥＳ
であれば撹拌時間をｔ₂₃に設定する（Ｓ３４）。ＮＯで
あれば、経過時間は１≦Ｔ≦５０であると判断し撹拌時
間をｔ₂₂に設定する（Ｓ３５）。図１０に示すように、
撹拌モータを設定された時間だけ作動させた後現像クラ
ッチをＯＮさせることで現像部１０は作動する。全現像
動作が終了すると、タイマＴＭは新たに計時を開始す
る。

【００２６】（Ｂ−３）現像剤の使用頻度に基づく制御
（参考例）次に、現像剤の使用頻度即ち劣化度に基づく撹拌時間の
制御について図１１、図１２及び図１３を参照して説明
する。この場合、同一現像剤における使用開始からの全
現像回数（コピー枚数Ｓ）を数えるカウンタＣを設け
る。（図１１）カウンタは、図１２（ａ）のＳ４７で１
回の現像動作が終了するごとに１を加算していく。そし
て、図１２（ｂ）に示すように、撹拌が行われるときに
全コピー枚数ＳがカウンタＣから読み出されＣＰＵへ入
力される（Ｓ５０）。ＣＰＵ内では、まずＳ＜５０００
（ｓ）であるか判断する（Ｓ５１）。ＹＥＳであれば撹
拌時間をｔ₃₁に設定する（Ｓ５２）。ＮＯであれば、次
に１００００＜Ｓであるか判断する（Ｓ５３）。ＹＥＳ
であれば撹拌時間をｔ₃₃に設定する（Ｓ５４）。ＮＯで
あれば全コピー枚数は５０００≦Ｓ≦１００００である
と判断し撹拌時間をｔ₃₂に設定する（Ｓ５５）。図１３
に示すように、撹拌モータを設定された時間だけ作動さ
せた後、現像クラッチをＯＮさせることで現像部１０は
作動する。一回の現像動作が終了すると、カウンタはさ
らに１を加算する。

【００２７】（Ｂ−４）トナ−濃度、現像剤の放置時
間、使用頻度に基づく制御（実施例）最後に、上述したメモリＭ、タイマＴＭ及びカウンタＣ
を全て設けた場合の撹拌時間の制御について図１４を用
いて説明する。尚、メモリＭ、タイマＴＭ、カウンタＣ
の各々の機能の説明は同様であるので省略する。

【００２８】撹拌が行われるとき、まず、トナ−濃度
（Ｔc）をメモリＭから読み出し、ＣＰＵへ入力する
（Ｓ６０）。ＣＰＵ内では、Ｔc＜６であるか判断する
（Ｓ６１）。ＹＥＳであれば、続いてタイマＴＭ及びカ
ウンタＣから現像剤の放置時間及び同一現像剤による全
コピー枚数を読み出す（Ｓ６２）。これらの値に基づい
て、表１より最適撹拌時間を決定する。例えば、トナ−
濃度が６％未満、放置時間も１時間未満、さらにコピー
枚数も５０００枚未満であるときの撹拌時間はｔ111に
設定される（Ｓ６３）。本実施例では、具体的に表１Ａ
のような撹拌時間に設定した。従ってこの場合、０秒、
即ち、現像前撹拌を行わずに現像部の動作を開始する
（Ｓ６４）。

【００２９】Ｔc＜６であるかの判断においてＮＯであ
れば、つぎに１０＜Ｔcであるかの判断を行う（Ｓ６
５）。ＹＥＳであればステップＳ６６へ進み、ＮＯであ
ればステップＳ６９へ進む。ステップＳ６６へ進むと表
２に基づき、ステップＳ６９へ進むと表３に基づき撹拌
時間を決定する。詳細はステップＳ６２ヘ進んだときと
同様であるので省略するが、表２Ａ及び表３Ａはそれぞ
れ具体的な撹拌時間を示す表である。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】

【表３】

【００３３】

【表１Ａ】

【００３４】

【表２Ａ】

【００３５】

【表３Ａ】

【００３６】以上が、本発明に係わる現像剤の現像前撹
拌時間の制御例である。従って、図１５に示すように、
従来では現像ユニットの複数の現像装置に同じ撹拌時間
が設定されていたのに対し、各現像装置ごとに異なる最
適な撹拌時間が設定される。

【００３７】尚、上述した以外に必要最少限の撹拌時間
を変化させるファクターとして現像剤の状態及び周囲の
環境条件（例えば湿度）を検出する手段を設けて、それ
らの値に応じて撹拌手段の作動時間を制御するようにし
てもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
に記載の現像装置によれば、記憶手段は現像動作終了時
のトナー濃度を記憶し、制御手段は記憶手段に記憶され
たトナー濃度と所定の閾値とを比較した結果に基づき現
像部材の作動開始前の撹拌部材の作動時間を制御する。
従って、以前の現像動作終了時のトナー濃度に基づく好
適な時間だけ現像剤の撹拌を行うことができ、従来の現
像装置と比べて現像剤の過撹拌による早期劣化を抑制す
ることができるとともに、過撹拌による画像濃度の低下
を防止することができる。さらには、撹拌不足によるト
ナー飛散や下地カブリを減少できる。また、上記請求項
１においては、安価な構成で上記効果を達成できるの
で、実用上非常に有効である。また、請求項２に記載の
現像装置によれば、記憶手段は現像動作終了時のトナー
濃度を記憶し、計時手段は現像動作終了時からの現像剤
の放置時間を計時し、計数手段は現像剤の劣化度を求め
るために現像剤の使用開始からの全現像回数を計数し、
制御手段は記憶手段に記憶されたトナー濃度と所定の閾
値とを比較した結果と前記計数手段から得られる値と前
記計時手段から得られる値とに基づき現像部材の作動開
始前の撹拌部材の作動時間を制御する。従って、以前の
現像動作終了時のトナー濃度と、現像動作終了時からの
現像剤の放置時間と、現像剤の劣化状況とに基づく好適
な時間だけ現像剤の撹拌を行うことができ、従来の現像
装置と比べて現像剤の過撹拌による早期劣化を抑制する
ことができるとともに、過撹拌による画像濃度の低下を
防止することができる。さらには、撹拌不足によるトナ
ー飛散や下地カブリを減少できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】トナ−濃度の異なる現像剤を所定値以上帯電さ
せるのに要する撹拌時間の違いを示す図である。

【図２】放置時間の異なる現像剤を所定値以上帯電させ
るのに要する撹拌時間の違いを示す図である。

【図３】全現像回数の異なる現像剤を所定値以上帯電さ
せるのに要する撹拌時間の違いを示す図である。

【図４】本発明に係る現像装置の断面図である。

【図５】トナ−濃度の違いによる現像剤の撹拌時間の制
御を説明するブロック図である。

【図６】（ａ）は現像器の作動を制御する全体フローチ
ャートで、（ｂ）はトナー濃度の違いによる撹拌時間の
制御フローチャートである。

【図７】従来及び本発明に係る現像器の撹拌部及び現像
部の作動タイミングチャートである。

【図８】現像剤の放置時間の違いによる撹拌時間の制御
を説明するブロック図である。

【図９】（ａ）は現像器の作動を制御する全体フローチ
ャートで、（ｂ）は現像剤の放置時間の違いによる撹拌
時間の制御フローチャートである。

【図１０】従来及び本発明に係る現像器の撹拌部及び現
像部の作動タイミングチャートである。

【図１１】同一現像剤における全現像回数の違いによる
撹拌時間の制御を説明するブロック図である。

【図１２】（ａ）は現像器の作動を制御する全体フロー
チャートで、（ｂ）は同一現像剤における全現像回数の
違いによる撹拌時間の制御フローチャートである。

【図１３】従来及び本発明に係る現像器の撹拌部及び現
像部の作動タイミングチャートである。

【図１４】トナ−濃度、現像剤の放置時間及び同一現像
剤における全現像回数の違いによる撹拌時間の制御を説
明するフローチャートである。

【図１５】従来の現像ユニット内の各現像器と本発明に
係わる現像ユニット内の各現像器の作動タイミングを比
較するタイミングチャートである。

【符号の説明】

１現像器１１現像スリーブ（現像部材）２１第１撹拌ローラ（撹拌部材）２２第２撹拌ローラ（撹拌部材）３２補給スクリュウ（補給部材）５０ＡＴＤＣセンサＭメモリＴＭタイマＣカウンタ

フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−107662（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−109069（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−119564（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−14181（ＪＰ，Ａ) 特開平１−187580（ＪＰ，Ａ) 特開平１−314265（ＪＰ，Ａ) 特開平２−187781（ＪＰ，Ａ) 特開平４−190270（ＪＰ，Ａ) 特開平４−190272（ＪＰ，Ａ) 特開平５−27599（ＪＰ，Ａ) 特開平２−203369（ＪＰ，Ａ) 実開昭57−197049（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−164766（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−180864（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−180866（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 - 15/095 G03G 15/00 303

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】現像部材と撹拌部材とトナー補給部材を
備え、現像部材の作動開始前に撹拌部材によって現像剤
を撹拌して帯電させる現像装置において、現像動作終了
時のトナー濃度を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に
記憶されたトナー濃度と所定の閾値とを比較した結果に
基づき現像部材の作動開始前の撹拌部材の作動時間を制
御する制御手段とを備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】現像部材と撹拌部材とトナー補給部材を
備え、現像部材の作動開始前に撹拌部材によって現像剤
を撹拌して帯電させる現像装置において、現像動作終了
時のトナー濃度を記憶する記憶手段と、現像動作終了時
からの現像剤の放置時間を計時する計時手段と、現像剤
の劣化度を求めるために現像剤の使用開始からの全現像
回数を計数する計数手段と、前記記憶手段に記憶された
トナー濃度と所定の閾値とを比較した結果と前記計数手
段から得られる値と前記計時手段から得られる値とに基
づき現像部材の作動開始前の撹拌部材の作動時間を制御
する制御手段とを備えたことを特徴とする現像装置。