(57)【要約】      （修正有）【課題】トナーカートリッジ交換時帯電能力の劣化したトナーが残り、新トナー補給時帯電が不安定になる。【解決手段】トナーを保持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体にトナーを供給するトナー供給部材と、前記現像剤担持体上のトナー量を規制する規制部材と、前記現像剤担持体、前記現像剤供給部材及び前記規制部材が配置される現像室と、前記現像室へトナーを運ぶトナー攪拌・搬送部材が配置されるトナー攪拌・搬送室とを備えた一成分現像器と、前記トナー攪拌・搬送室へトナーを供給する交換可能なトナーカートリッジ３０とを備え、前記現像器には振動検出手段４０が備えられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを保持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体にトナーを供給するトナー供給部材と、前記現像剤担持体上のトナー量を規制する規制部材と、前記現像剤担持体、前記現像剤供給部材及び前記規制部材が配置される現像室と、前記現像室へトナーを運ぶトナー攪拌・搬送部材が配置されるトナー攪拌・搬送室とを備えた一成分現像器と、
前記トナー攪拌・搬送室へトナーを供給する交換可能なトナーカートリッジとを備え、
前記現像器には振動検出手段が備えられていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記振動検出手段は、現像器を振った大きさの程度を検出する請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記振動検出手段により振ったことが検出された現像器が装着されたとき、前記現像器は空まわし駆動されて現像室に残トナーが集められる請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記残トナーが所定量を超えているとき、現像室内の残トナーが無くなるまで前記現像器が駆動される請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記振動検出手段により検出された振った強さに応じて、前記現像器の空まわし時間が異なる請求項３に記載の現像装置。
【請求項６】
前記振動検出手段により振ったことが検出されなかった現像器が装着されたとき、前記現像器はトナーカートリッジからトナーが補給され、現像剤担持体を停止して空まわし駆動される請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項７】
空まわし駆動後、前記現像剤担持体が駆動されて前記潜像担持体上にトナーが吐き出される請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
静電潜像が形成される潜像担持体と、
前記静電潜像を現像剤で現像して前記潜像担持体上にトナー像を形成する現像装置と、
前記潜像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写装置と、
転写材上のトナー像を定着する定着装置とを少なくとも備え、
前記現像装置として、前記請求項１乃至７のいずれか１項に記載の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーカートリッジ交換時に残トナー処理を行うようにした現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置において一成分現像剤（以下、トナーと言う）を用いる現像装置は、装置と一体或いは別個に構築されてトナーを収容する交換可能なトナーカートリッジにより外部からトナーを充填し、トナー攪拌・搬送部材により現像室内の供給ローラ位置へ運び、現像ローラ上に供給して規制ブレードにより薄層化し、像担持体上に形成された静電潜像をトナー現像している。このようなトナー現像の繰り返しによりトナーが消費されると、トナーカートリッジを交換して現像装置へのトナー補給を行う。
【０００３】
このような現像装置において、現像室内には未使用のトナーが残るとともに、攪拌・搬送室には壁部等にこびり着いたデッドトナーが存在し、これら残トナーは、長時間攪拌されることで帯電能力が劣化し、補給された帯電能力の高い新しいトナーと混合すると、攪拌混合されたトナー全体の帯電量が不十分となり、規制通過モレ、非画像部への付着（かぶり）や飛散が発生する。この対策として、現像装置の駆動時間が所定の時間に達する毎に、像担持体の非画像領域に強制的に書き込みを行って現像室内の帯電能力が劣化したトナーを強制消費するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１８１２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、トナーを強制消費する前記従来のものでも帯電能力が劣化したトナーは残ってしまい、新しいトナーの補給により現像室内には帯電能力が異なるトナーが混在することになり、トナー全体の帯電量が不十分となって規制通過モレ、かぶり、飛散等が発生するのは避けられない。
【０００６】
本発明はトナーカートリッジの交換時に、残トナー処理を施すことで帯電能力が異なるトナーの混在を極力回避し、規制通過モレ、かぶり、飛散等の発生を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の現像装置は、トナーを保持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体にトナーを供給するトナー供給部材と、前記現像剤担持体上のトナー量を規制する規制部材と、前記現像剤担持体、前記現像剤供給部材及び前記規制部材が配置される現像室と、前記現像室へトナーを運ぶトナー攪拌・搬送部材が配置されるトナー攪拌・搬送室とを備えた一成分現像器と、前記トナー攪拌・搬送室へトナーを供給する交換可能なトナーカートリッジとを備え、前記現像器には振動検出手段が備えられているので、検出結果に応じてトナー残処理を行って規制通過モレ、かぶり、飛散等の発生を防止することが可能となる。
また、前記振動検出手段は現像器を振った大きさの程度を検出するので、振った大きさの程度に応じて残トナー処理を行い、規制通過モレ、かぶり、飛散等の発生を防止することが可能となる。
また、前記振動検出手段により振ったことが検出された現像器が装着されたとき、前記現像器は空まわし駆動されて現像室に残トナーが集められるので、残トナー処理を行うことが可能となる。
また、前記残トナーが所定量を超えているとき、現像室内の残トナーが無くなるまで前記現像器が駆動されるので、残トナーを有効に活用することが可能となる。
また、前記振動検出手段により検出された振った強さに応じて、前記現像器の空まわし時間が異なるので、残トナー処理を効果的に行うことが可能となる。
また、前記振動検出手段により振ったことが検出されなかった現像器が装着されたとき、前記現像器はトナーカートリッジからトナーが補給され、現像剤担持体を停止して空まわし駆動されるので、劣化した残トナーと新品トナーとを混合させることが可能となる。
また、空まわし駆動後、前記現像剤担持体が駆動されて前記潜像担持体上にトナーが吐き出されるので、劣化した残トナーと新品トナーとの混合トナーを確実に排出することが可能となる。
さらに、本発明の画像形成装置は、静電潜像が形成される潜像担持体と、前記静電潜像を現像剤で現像して前記潜像担持体上にトナー像を形成する現像装置と、前記潜像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写装置と、転写材上のトナー像を定着する定着装置とを少なくとも備え、前記現像装置を搭載したので、残トナーを有効に使用するとともに、規制通過モレ、かぶり、飛散等の発生を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の画像形成装置の構成を説明するブロック図である。
【図２】本実施形態のプロセスユニットの全体内部構成を示す図である。
【図３】本実施形態のプロセスユニットの第１実施例を示す図である。
【図４】本実施形態のプロセスユニットの第２実施例を示す図である。
【図５】現像器の横断面図である。
【図６】トナーカートリッジ交換時の残トナー処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本実施形態の画像形成装置の構成を説明するブロック図である。本実施形態では一成分現像剤を使用する現像装置、画像形成装置を対象としており、以下では一成分現像剤を単にトナーとして表記する。画像形成装置１は、帯電ワイヤを有するコロトロンやスコロトロン、帯電ローラ等からなる帯電装置３、像露光するための露光装置４、帯電装置３で一様帯電し、露光装置４による像露光により静電潜像が形成される潜像担持体（感光体）５、潜像担持体５の静電潜像をトナー現像する現像装置６、現像されたトナー像を転写材上に転写する転写装置７、転写材上に転写されたトナー像を定着する定着装置８、これら各装置を制御する制御装置２を少なくとも備えている。本実施形態では現像装置６に一体或いは別個に交換可能に設けられているトナーカートリッジ交換時に、トナーを残さずに使いきる目的でユーザが現像器を振ったり、揺さぶった場合に、振った大きさの程度（強さや回数）を検出する振動検出器が備えられており（詳細は後述）、振るために外した現像器が画像形成装置に装着された時に振動検出器の検出結果を制御装置２で読み取り、残トナーやデッドトナーが動くように振ったか否か判断し、判断結果に応じて現像器の残トナー処理を実行する。
【００１０】
図２は現像器と感光体とが一体となった本実施形態のプロセスユニットの内部構造を示す上部から見た斜視図で、ユニットのカバーやトナーカートリッジを外した状態を示している。現像ローラ１２は供給ローラ１４からのトナー供給、規制ブレード１６による現像ローラ上のトナー量（厚み）規制を受け、その過程でトナーの帯電が行われ、帯電ローラ２２により帯電して露光装置（図示せず）により静電潜像が形成された感光体２０に対向する位置で現像バイアス電圧により感光体上の静電潜像をトナー現像する。
【００１１】
図３は本実施形態のプロセスユニットの現像器に振動検出器を配置した第１実施例を説明する図で、図３（ａ）はプロセスユニット全体の上面図、図３（ｂ）は上方から見た斜視図である。現像器１０には交換可能にトナーカートリッジ３０が取り付けられ、現像器１０は対向する感光体２０に形成された静電潜像をトナー現像する。本実施形態では現像器１０の端部上面に振動検出器４０が取り付けられている。取り付け位置としては現像器端部は振動の影響が大きく好ましいが、振動を検出できる位置であれば必ずしも端部である必要はない。振動検出器４０は振動部４２と送受光素子からなる透過型センサ４４からなっていて、検出結果を記憶しておくメモリを有している（図示せず）。トナーカートリッジ交換時などにユーザが現像器を振ると、振動部４２が振動してその先端部の突出部が透過型センサ４４の光路を遮り、光路を遮る回数と時間間隔とにより振った回数とその強度を検出してメモリに記憶しておく。この現像器が画像形成装置に装着された時に振動検出器の検出結果を制御装置２で読み取り、残トナーやデッドトナーが動くように振ったか否か判断し、判断結果に応じて現像器の残トナー処理（詳細は後述）を実行する。
【００１２】
図４は本実施形態のプロセスユニットの現像器に振動検出器を配置した第２実施例を説明する図で、図４（ａ）はプロセスユニットの正面図、図４（ｂ）は上方から見た斜視図である。現像器１０には交換可能にトナーカートリッジ３０が取り付けられ、現像器１０は対向する感光体２０に形成された静電潜像をトナー現像する。本実施形態では現像器１０の端部側面に振動検出器５０が取り付けられている。振動検出器５０は振動部５２と、振動部の先端が係合する振動カウント用歯車５４からなっていて、検出結果を記憶しておくメモリを有している（図示せず）。トナーカートリッジ交換時などにユーザが現像器を振ると、振動部４２が振動可能方向に振動してその先端部が振動カウント用歯車５４の歯を一方向へ押して１ステップづつ歯車を回転させていき、歯車の回転位相（回転角）をメモリに記憶しておく。この現像器が画像形成装置に装着された時に歯車の回転位相を制御装置２で読み取って振動回数を検出し、残トナーやデッドトナーが動くように振ったか否か判断し、判断結果に応じて現像器の残トナー処理（詳細は後述）を実行する。
【００１３】
なお、振動検出器は上記の例に限定されるものではなく、バネと重りを使用するもの、スイッチのＯＮ／ＯＦＦを検出するもの、ジャイロセンサ、加速度センサ等を適宜使用するようにしてもよい。
【００１４】
図５は現像器の横断面図である。
図では現像器１０にトナーカートリッジ３０が取り付けられている状態を示している。現像室１１にはトナー供給ローラ１４、現像ローラ１２、規制ブレード１６が配置され、トナー攪拌・搬送室１８にはトナー攪拌・搬送部材１７が配置されている。トナーカートリッジ３０からトナーが補給されるとトナー攪拌・搬送部材１７で攪拌されるとともに搬送されて現像室１１内に運ばれる。現像室１１内ではトナー供給ローラ１４と現像ローラ１２との接触部でトナーが摩擦帯電されるとともに、規制ブレード１６でのトナー量（厚み）規制でも摩擦帯電される。通常、印字時には現像ローラ１２とトナー供給ローラとは反対方向に回転して両者の接触部は同方向に移動し、トナーカートリッジ交換時に残トナー処理を行うような場合には、両者は反対方向に回転して両者の接触部は反対方向に移動させるが、同方向に回転させるようにしてもよい。
【００１５】
図６はトナーカートリッジ（ＴＣ）交換時の残トナー処理フローを示す図である。画像形成装置のコントロールパネルの表示部に、「ＴＣを交換して下さい」のようなＴＣ交換表示があり（ステップＳ１）、ユーザがＴＣの交換を行い（ステップＳ２）、このとき現像器が画像形成装置から取り外された後、装着が行われると（ステップＳ３）、ユーザにより現像器が振られたか否か上記振動検出手段の検出結果から判断する（ステップＳ４）。検出結果から現像器が振られたと判断されると（ステップＳＳ４，Ｙ）、トナー補給せずに現像バイアスをＯＦＦにして現像器を空まわし（トナー攪拌・搬送部材、トナー供給ローラ、現像ローラを駆動）して、残トナーを現像室に集める（ステップＳ５）。次いで、現像室内の残トナーが一定量を超えているか否かを判断する（ステップＳ６）。この処理は、現像器に送受光器からなるトナーレベルを検出するセンサ（図示せず）を配置し、このセンサの検出結果を制御装置で読み取ることで行われる。現像室内の残トナーが一定量を超えている場合には（ステップＳ６，Ｙ）、現像バイアスを印加し、印字デューティをカウント（印字ドットをカウント）しながら残トナーが無くなる程度まで印字した後、ＴＣから新しいトナーを補給する（ステップＳ８）。また、ステップＳ６で現像室内の残トナーが一定量を超えていない場合（ステップＳ６，Ｎ）には、ＴＣから新しいトナーを補給する。
【００１６】
現像器が振られなかった場合（ステップＳ４，Ｎ）には、ＴＣから新トナーを補給する（ステップＳ９）。この場合、現像器には残トナーが存在しているので、現像ローラを止め、供給ローラ、トナー攪拌・搬送部材を駆動して空まわしを行う（ステップＳ１０）。現像ローラを止めるのは、現像ローラからのトナーの排出を防ぎ、補給された新トナーと劣化した残トナーとの混合が十分行われるようにするためである。十分混合した後、現像バイアスをＯＮにして現像ローラも駆動して残トナーを新トナーで押し出すように感光体上に吐出し（ステップＳ１１）、再度ＴＣから新トナーを補給する（ステップＳ１２）。残トナーを吐出した後印字を開始する（ステップＳ１３）。
【００１７】
なお、上記の処理において、振動検出器で現像器を振った強さも検出できるので、振った強さにより残トナー処理の制御を変更するようにしてもよい。例えば、振った強さに応じてステップＳ５における空まわし時間を異ならせ、振った強さが弱い場合にはデッドトナーが残っている可能性があるので空まわし時間を長くし、更に振った強さが弱い場合には、振らないに等しいのでステップＳ９のように新トナーを補給してステップＳ１０、Ｓ１１のように新トナーで残トナーを流し出すようにしてもよい。
【符号の説明】
【００１８】
１０…現像器、１１…現像室、１２…現像ローラ、１４…供給ローラ、１６…規制ブレード、１７…トナー攪拌・搬送部材、１８…トナー攪拌・搬送室、２０…感光体、２２…帯電ローラ、３０…トナーカートリッジ、４０…振動検出器、４２…振動部、４４…透過型センサ、５０…振動検出器、５２…振動部、５４…振動カウント用歯車。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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