JPH08286491A - 現像装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】現像器の、現像スリーブとこれに近接配置した
検知部材間の静電容量の変化似よってトナー残量を検知
する装置において、小サイズの通紙を連続したときに生
ずるトナーの偏りに起因する画質劣化を防止する。 【構成】検知部材を現像スリーブ長手方向に見て複数個
に分割配置するとともに、該長手方向いずれの方向にも
トナーを移動させ得る手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の目的】

【産業上の利用分野】この発明は静電複写機、同プリン
タ等の画像形成装置、とくにその現像装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来技術と解決すべき課題】像担持体表面感光層を一
様に帯電させた後、この帯電面に静電潜像を、ついで該
潜像にトナーを付与してトナー像を形成し、その後この
トナー像を紙などの転写材に転写し、さらにこの被転写
トナー像を転写材に定着固定するような画像形成装置は
従来から周知である。

【０００３】「図８」は、このような画像形成装置の典
型的な一例を模式的に示す概略側面図である。これにつ
いて略述すると、紙面に垂直方向に延在する軸線をそな
えた回転円筒状の像担持体１０の表面感光層が、一次帯
電手段１１によって一様に帯電され、この帯電面に露光
装置１１から画像信号が投射されて静電潜像が形成され
る。

【０００４】像担持体１０の回転走行によって該潜像
が、現像器１３が対向配設された現像部位に至ると、現
像器のホッパ７内のトナー６が、現像材層厚規制部材４
によって所定厚に規制されたトナー層を有する現像スリ
ーブ３を介して像担持体上の前記潜像に付与されてトナ
ー像が形成される。

【０００５】このトナー像が、像担持体１０と転写手段
１６とが対向配置された転写部位に達すると、このとき
迄にカセット等に収納された転写材１４が給紙ローラ１
５によって排出、搬送されて前記転写部位に供給され
る。これとともに前記転写手段に転写バイアスが印加さ
れて像担持体上のトナー像は転写材に転移する。

【０００６】ついで、このトナー像を担持した転写材は
定着装置１７に至ってトナー像は転写材に定着固定され
て機外に排出される。また、転写の際に転写材に転移し
なかった一部のトナーはクリーニング装置２０に設けた
クリーニングブレードによって除去されて像担持体は次
の画像形成工程に入り得る状態になる。

【０００７】このような画像形成装置にあっては、現像
器に画像形成に必要なトナー量がホッパ内に存在するこ
とを確認しておくことが必要で、このため現像器内トナ
ーの残量検知手段が設けられているのが普通である。

【０００８】「図６」は容量検知式の残量検知を行う現
像器の側断面図を示すもので、ホッパ７内のトナー６
が、現像材規制部材４によって規制された層厚のトナー
を有する現像スリーブ３から不図示の像担持体にトナー
が供給されるものとする。前記ホッパ７内には攪拌棒５
が回転自在に配設してあり、この作動によってホッパ内
のトナーが逐次現像スリーブの方向に搬送されるように
なっている。

【０００９】現像スリーブ３の近傍にはこれに平行に棒
状の導電性検知部材２が配設してある。現像スリーブ３
と前記検知部材２との間の静電容量は、この部分に存在
するトナー量によって変化するから、この静電容量の変
化を検知することによってトナー残量を検知することが
できる。

【００１０】このようなトナー残量検知手段は、構成が
簡単で小型でスペースをとらず、コスト的にも有利であ
るので、とくに像担持体と、これに近接配置した一次帯
電手段、現像器、クリーナなどのうちの幾つかを一体の
カートリッジに構成して、画像形成装置本体に着脱自在
に装着するようにしたカートリッジ方式の画像形成装置
に多用されている。

【００１１】併しながら、現像器内のトナーは、必ずし
も現像スリーブ長手方向にみて一様に消費されるわけで
はなく、例えば、小型の転写材を多用して、現像スリー
ブの長手方向の一方に片寄った部位のみを使用し続ける
と、「図７」に示すように、使用側に近い部分のトナー
のみが消費されてその部分のトナーが不足するような事
態が生ずることがある。

【００１２】前述の攪拌棒はこのような事態にも対処し
て、トナーを長手方向に均一に分布させ得ることを期待
したものではあるが、Ａ２、Ａ３サイズのような大型転
写材を使用可能な装置の場合、攪拌棒の攪拌機能が追随
できず上記のような事態の発生を免れない。

【００１３】「図７」に示すようなトナーの偏在が生ず
ると、現像スリーブ３と検知部材２との間の静電容量に
さしたる変化が生ぜず警告を発するほどでないに拘わら
ず、コピー形成部位にはトナー不足が存在することにな
って、画像の白抜け、濃度ムラ等の画像欠陥を発生する
という問題があった。

【００１４】このような事態が発生すると、装置の操作
者が現像器を取り出し、これに振動を与えてトナーの長
手方向分布を均一化する必要があったが、このような手
段は手間がかかるばかりでなく、漏出したトナーによっ
て手指、近傍を汚染するような不都合を生ずるおそれが
あった。

【００１５】本発明はこのような現状に鑑みてなされた
ものであって、現像器内に前述のようなトナーの偏在が
発生しても、確実にこれを検知するとともに、トナーの
分布の偏りを修正して常時安定的に良好な画像を得られ
るような画像形成装置を提供することを目的とするもの
である。

【００１６】

【発明の構成】

【課題を解決する技術手段、その作用】上記の目的を達
成するため、本発明は、現像器内の現像スリーブに平行
に導電性検知部材を平行配置し、該現像スリーブに交流
バイアスを印加したとき、前記検知部材に誘起される電
圧の変化によって現像器内の残留トナー量を検知する現
像器において、前記検知部材を長手方向に複数個配設す
るとともに、該検知部材に近接してトナーを前記長手方
向いずれの方向にも移動し得るトナー移動手段と、現像
器内におけるトナーの偏在を検知したときに前記トナー
移動手段を、トナーの存在しない側に移動させる駆動手
段を具備する画像形成装置の現像装置（１）、または、
上記（１）のものにおいて、トナー移動手段をその長手
方向に複数個配設して、各移動手段が夫々独立に現像器
内トナーを前記長手方向いずれの方向にも移動し得る画
像形成装置の現像装置（２）、または、像担持体と、少
なくとも現像器を一体として画像形成装置本体に着脱自
在のプロセスカートリッジに形成し、該現像器が前記
（１）または前記（２）のいずれかの現像器である画像
形成装置のプロセスカートリッジ（３）である。

【００１７】このように構成することによって、現像器
内のトナーの偏在を有効に防止して常時安定して良質の
画像を形成できる。

【００１８】

【実施例の説明】「図１」は本発明にかかる現像器の側
断面図、「図２」は同上平面図である。「図１」におい
て、前記「図６」乃至「図８」に示す現像器と対応する
部位には同一の符号を付して示してあり、それらについ
ての説明は省略する。

【００１９】「図２」明らかなように、現像スリーブ３
近傍には、これに平行に、図示の場合２本の検知部材２
が配設してある。各検知部材は夫々不図示の検知回路に
個別に接続されているものとし、トナーによる静電容量
の変化、従って当該部分に存在するトナー量を個別に検
知するものとする。使用可能の最大サイズ転写材よりも
ずっと巾狭の転写材を多用してトナーに前述のような偏
りが発生しても、その状態を検知できる。

【００２０】「図１」に示すように、現像スリーブ３、
検知部材２の近傍適所には、現像スリーブの軸線方向に
搬送用スクリュー１が、不図示のモータによって正逆転
可能に配設してある。従って、前記検知部材の一方から
トナー不足の信号が出力されたしときには、これに合わ
せて所定方向に前記スクリュー１を回転させてトナー不
足部位にトナーを搬送としてこれを解消できる。

【００２１】「図３」は上記のような現像器の作動を示
すフローチャートで、同図はプリント動作後に残量検知
を行う場合の１例を示している。

【００２２】電源が投入されると画像形成装置はスタン
バイ状態になる。プリント開始信号によってプリントが
行われ、これが終了するとトナー残量検知が開始され
る。残量検知は現像スリーブ３に交流電圧を印加し、導
電性検知部材２に誘起される電圧が予め設定された値以
下かどうかを比較して行われる。

【００２３】検知部材２は前述のように２個配置してあ
るものとし、双方の検知部材がトナー有りと判断した場
合にはスタンバイ状態にかえる。

【００２４】双方の検知部材がともにトナー無しと判断
した場合には、トナー無し警告を発する。このとき図示
の場合はスタンバイ状態に復帰しているが、トナー補給
が行われる迄装置を停止するようにすることも勿論可能
である。

【００２５】いずれか一方の検知部材がトナー無しを検
知した場合には、その方向にトナーを搬送するように搬
送用スクリュー１を作動させて、さらに残量検知を行
う。その結果、双方にトナー有りの結果がでたときには
スタンバイ状態にかえる。前記残量検知の結果トナー無
しが解消されないときには、上記のトナー搬送をくりか
えせばよい。

【００２６】このように、この装置を利用することによ
って、現像器内のトナーが偏って消費されても消費され
た方向にトナーが搬送されて常時現像部位長手方向にわ
たって均一にトナーを分布させ得るので、画像の白抜け
などの画像劣化を未然に防止できるとともに、トナーの
使用効率が向上し、操作者が直接現像器に振動等の処理
を与える必要もないので、トナーによる汚染も好適に回
避できる。

【００２７】なお、現像器内でトナーを搬送する手段
は、前述のような搬送スクリューに限定されるものでは
なく、キャタピラ状搬送部材、振動搬送部材等適宜のも
のを利用できることは云う迄もない。

【００２８】「図４」は本発明の他の実施例を示すもの
で、現像器の現像スリーブ、検知部材の関係構成を示す
平面図である。また、前記実施例装置と同様の部位には
同一の符号を付して示してあり、それらについての説明
は必要ない限り省略する。

【００２９】この装置においては、検知部材２は長手方
向に３個に分割配置してあり、夫々個別にトナーの有無
を検知を行うものとする。また、搬送用スクリューも同
一軸線上にある２個のスクリュー１ａ、１Ｂに分割配置
してあって夫々個別に正逆回転できるようになっている
ものとする。

【００３０】前記実施例装置の場合と同様に、この装置
が、トナーが現像器内で一方に偏った場合には、前記実
施例装置と同様の仕方でトナーの偏りを解消できること
は容易に理解できるところであろう。この場合、同図
（ａ）、（ｂ）に示すように、搬送用スクリュー１ａ、
１ｂを同方向に回転させることによって所期の目的を達
成できる。

【００３１】以上説明したような、トナーが画像領域の
一方側に偏るのは、トナーが消費される側に小サイズの
転写材を片側基準で載置する場合に生起し易い状況であ
るが、複写機等で原稿を画像領域の中央部位に配置して
中央基準で画像形成を行うことがあることは良く知られ
ているとおりである。

【００３２】このように中央基準で、封筒のような極く
巾狭用紙に画像形成を連続的に行う場合には、「図４」
ｃに示すように現像器の中央部分のトナーのみが消費さ
れてこの部分に白抜けなどの画像欠陥が生ずることがあ
る。

【００３３】このような場合にも、図示の装置では、検
知部材２が３分割されているので的確に当該部位のトナ
ー不足を検知できる。また、搬送用スクリューも、前述
のように、符号１ａ、１ｂで示すように２分割されてお
り、且つ個別に正逆回転できるので、各スクリューを反
対方向に回転させてｃ図に矢印で示すように両側に存在
するトナーを中央部に移動させることによってトナー分
布の均一化をはかり、前述のような画像欠陥の発生を阻
止できる。

【００３４】「図５」は本発明を、像担持体と、その周
辺に配置された少なくとも１個の画像形成用部材を一体
としてカートリッジに構成し、これを画像形成装置本体
に着脱自在に装着するプロセスカートリッジに適用した
実施例である。

【００３５】図示のカートリッジは、像担持体１０、一
次帯電手段１１、現像器１３、クリーニング装置１８が
一体に形成してある。該現像器１３には現像スリーブ
３、複数個に分割形成された検知部材２、偏位したトナ
ーを均一化するためのスクリュー１が配設してあって、
前述の各実施例装置と同様に作用する。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像形成装置の現像器内に、現像スリーブに近接して導
電性検知部材を配設し、トナー量の変化によって該検知
部材に誘起される電圧の変化によってトナー残量を検知
する現像器において、前記検知部材をその長手方向に複
数個に分割するとともに、この長手方向いずれの方向に
もトナーを移動し得る搬送部材を設けることによって、
画像領域内の偏った部位での画像形成を続けることによ
って生ずる現像器内のトナーの偏在を有効に解消でき、
画像の白抜け、濃度ムラなどの画像欠陥の発生を阻止で
きる。

【００３７】また、トナーを移動可能とする搬送部材を
複数個設けて個別に作動できるようにすることによって
画像領域のいずれの部位においてトナーの偏在が発生し
ても、この偏在を解消して画像領域内におけるトナーの
均一分布を確保できる。

【００３８】さらにまた、像担持体と、少なくとも現像
器とを一体のカートリッジに構成したプロセスカートリ
ッジの該現像器を上記いずれかの構成とすることによっ
て、構成部品の交換を容易ならしめ、メンテナンス性の
向上をはかり得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例を示す現像器の側断面図

【図２】 同上平面図

【図３】 同上の作動を示すフローチャート

【図４】（ａ） 他の実施例の作動の態様を示す平面図

【図４】（ｂ） 同上の作動の他の態様を示す平面図

【図４】（ｃ） 同上の作動のさらに他の態様を示す平
面図

【図５】 本発明のさらに他の実施例を示す側断面図

【図６】 公知の現像器の側断面図

【図７】 同上平面図

【図８】 公知の画像形成装置の構成を示す概略側面図

【符号の説明】

１ 搬送用スクリュー ２ 導電性検知部材 ３ 現像スリーブ ５ 攪拌棒 ６ トナー

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年４月４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例を示す現像器の側断面図

【図２】 同上平面図

【図３】 同上の作動を示すフローチャート

【図４】 他の実施例の作動態様を示す平面図

【図５】 本発明のさらに他の実施例を示す側断面図

【図６】 公知の現像器の側断面図

【図７】 同上平面図

【図８】 公知の画像形成装置の構成を示す概略側面図

【符号の説明】 １ 搬送用スクリュー ２ 導電性検知部材 ３ 現像スリーブ ５ 攪拌棒 ６ トナー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山 内 和 美 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 松 本 英 樹 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現像器内の現像スリーブに平行に導電性検
   知部材を平行配置し、該現像スリーブに交流バイアスを
   印加したとき、前記検知部材に誘起される電圧の変化に
   よって現像器内の残留トナー量を検知する現像器におい
   て、 前記検知部材を長手方向に複数個配設するとともに、 該検知部材に近接してトナーを前記長手方向いずれの方
   向にも移動し得るトナー移動手段と、 現像器内におけるトナーの偏在を検知したときに前記ト
   ナー移動手段を、トナーの存在しない側に移動させる駆
   動手段を具備する画像形成装置の現像装置。
2. 【請求項２】トナー移動手段をその長手方向に複数個配
   設して、各移動手段が夫々独立に現像器内トナーを前記
   長手方向いずれの方向にも移動し得る「請求項１」記載
   の画像形成装置の現像装置。
3. 【請求項３】像担持体と、少なくとも現像器を一体とし
   て画像形成装置本体に着脱自在のプロセスカートリッジ
   に形成し、該現像器が「請求項１」または「請求項２」
   のいずれかの現像器である画像形成装置のプロセスカー
   トリッジ。