(57)【要約】【課題】  二成分現像剤のキャリアの劣化による現像特性の低下を防止するとともに、現像剤の嵩の安定化を図る。【解決手段】  ケース３３から排出される余剰の現像剤を溜めるバッファ部４２を設ける。ケース３３とバッファ部４２を導通する第１及び第２の開口４３、４４を形成して、ケース３３内の現像剤３４の嵩に応じて、余剰の現像剤をバッファ部４２に排出し或いは、ケース３３内の現像剤３４の嵩が減少した場合は、バッファ部４２内の現像剤４６をケース３３内に取り込む。バッファ部４２に、第１及び第２の開口４３、４４よりも上方に位置する排出口４７を形成して、バッファ部４２に溜まった現像剤の一部を排出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー及びキャリアを有する現像剤を収納する現像容器と、
前記現像容器内の前記現像剤を像担持体に供給する現像部材と、
前記現像容器に現像剤を補給する現像剤補給部と、
前記現像剤を撹拌して前記現像容器内を搬送する撹拌搬送部材と、
前記現像容器に隣接され、前記現像容器中の前記現像剤の変動を緩和するよう、前記現像容器中の一部の現像剤を受け取り、前記受け取った現像剤を前記現像容器中に戻すもしくは廃棄するバッファ部とを具備することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記バッファ部は、前記現像容器の長手方向の側面に隣接されることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記開口部を、前記現像容器の長手方向に複数個所配置することを特徴とする請求項1又は請求項２記載の現像装置。
【請求項４】
前記開口部を、前記現像容器の長手方向の両側部に配置することを特徴とする請求項３記載の現像装置。
【請求項５】
像担持体と、
前記像担持体に静電潜像を形成する潜像形成部と、
トナー及びキャリアを有する現像剤を収納する現像容器、前記現像容器内の前記現像剤を前記像担持体に供給する現像部材、前記現像容器に現像剤を補給する現像剤補給部、前記現像剤を撹拌して前記現像容器内を搬送する撹拌搬送部材、前記現像容器に隣接され前記現像容器から排出される前記現像剤を収納するバッファ部、前記現像容器及び前記バッファ部間を導通する開口部及び、前記バッファ部に形成されて、低部が前記開口部の低部よりも上方位置にあり、前記バッファ部に収納される前記現像剤の一部を排出する排出口を有する現像部と、
前記像担持体上のトナー像を記録媒体に転写する転写部とを具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記バッファ部は、前記現像容器の長手方向の側面に隣接されることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記開口部を、前記現像容器の長手方向に複数個所配置することを特徴とする請求項５又は請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記開口部を、前記現像容器の長手方向の両側部に配置することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記潜像形成部は前記像担持体を帯電する接触帯電部材を有し、前記転写部は接触転写ローラを有することを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
現像容器内で循環搬送されるトナー及びキャリアを有する現像剤を、像担持体に供給する工程と、
前記現像容器に現像剤を補給する工程と、
前記現像容器内の前記現像剤をバッファ部に流出し、或いは前記バッファ部内の前記現像剤を前記現像容器に流入する工程と、
前記現像剤を、前記現像容器から前記バッファ部に流出し或いは、前記バッファ部から前記現像容器に流入する間に、前記バッファ部内の前記現像剤の一部を排出する工程とを具備することを特徴とする現像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に係り、特にトナー及びキャリアを有する二成分現像剤を用いて現像を行う現像装置、画像形成装置及び現像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いる現像装置として、二成分現像剤を用いて現像を行う装置がある。二成分現像剤を用いる現像装置では、キャリアの性能の低下を原因とするトナーの帯電性能の劣化を抑制するため、従来トリクル機構を備える装置がある。（例えば特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２２１８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら従来技術は、現像装置に収納される現像剤の嵩が、現像装置の長手方向に均等でない場合に、現像剤の補給及び排出を適正に行えず、現像剤を無駄に排出し、或いは現像剤の停滞を生じて画質の低下を招く恐れがある。更に現像剤を排出し過ぎて画質の低下を招く恐れがある。
【０００５】
この発明は上記課題を解決するものであり、現像装置の長手方向において現像剤の嵩を均等化すると共に、現像装置内の現像剤の嵩を安定化して、画質向上を得ることが出来る現像装置、画像形成装置及び現像方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、この発明は、トナー及びキャリアを有する現像剤を収納する現像容器と、前記現像容器内の前記現像剤を像担持体に供給する現像部材と、前記現像容器に現像剤を補給する現像剤補給部と、前記現像剤を撹拌して前記現像容器内を搬送する撹拌搬送部材と、前記現像容器に隣接され、前記現像容器中の前記現像剤の変動を緩和するよう、前記現像容器中の一部の現像剤を受け取り、前記受け取った現像剤を前記現像容器中に戻すもしくは廃棄するバッファ部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、現像装置内の現像剤を流出し又現像装置内に現像剤を流入して、現像装置内の現像剤の嵩の安定性を保ち、トナー画像の画質向上を図る。更に現像装置の長手方向において現像剤の嵩を均等化して、トナー画像の画質向上を図る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施例の画像形成装置を示す全体構成図である。
【図２】この発明の実施例のケース及びバッファ部を側面から見た概略構成図である。
【図３】この発明の実施例の開口及び排出口の配置を示す概略説明図である。
【図４】この発明の実施例のケース内の現像剤の流れを示す概略説明図である。
【図５】この発明の実施例のケースからバッファ部への現像剤の排出を示す概略説明図である。
【図６】この発明の実施例のバッファ部からケースへの現像剤の取り込みを示す概略説明図である。
【図７】この発明の実施例のケースとバッファ部間での現像剤の移動を示す概略説明図である。
【図８】この発明の実施例のバッファ部の現像剤の排出を示す概略説明図である。
【図９】この発明の実施例のケースの現像剤がほぼ水平である場合を示す概略説明図である。
【図１０】この発明の実施例のケース内で、現像剤が、第２の開口側が高くなるように傾いている場合を示す概略説明図である。
【図１１】この発明の実施例のケース内で、現像剤が、第１の開口側が高くなるように傾いている場合を示す概略説明図である。
【図１２】この発明の変形例のバッファ部を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００１０】
この発明は、現像装置内の現像剤の嵩を調整するバッファ部を設ける。
【実施例】
【００１１】
図１乃至図１１を参照してこの発明の実施例を説明する。図１はこの発明の実施例の画像形成装置である複写機１０を示す概略構成図である。複写機１０は、プリンタ部１１、スキャナ部１２、給紙部１３を有する。
【００１２】
プリンタ部１１は、像担持体であり矢印ｍ方向に回転する感光体ドラム１４の周囲に感光体ドラム１４を一様に接触帯電する帯電ローラ１６、帯電された感光体ドラム１４にスキャナ部１２からの画像データ等に基づきレーザ光１７ａを照射して潜像を形成するレーザ露光装置１７を有する。帯電ローラ１６及びレーザ露光装置１７は潜像形成部を形成する。更に感光体ドラム１４の周囲には、現像剤補給部である現像剤カートリッジ１９を有し、感光体ドラム１４上の静電潜像にトナーを供給する現像装置１８、感光体ドラム１４上に形成されたトナー像を記録媒体であるシートＰに接触転写する転写部である転写ローラ２０及び、クリーナ２１を有する。
【００１３】
排紙部２２を隔てて、プリンタ部１１の上方に配置されるスキャナ部１２は、原稿ガラス２３上に載置される原稿あるいは、自動原稿送り装置（ＡＤＦ）２４により搬送される原稿を読み取るスキャナ装置２６が設けられる。スキャナ装置２６は、原稿画像を光学的に読取る光学機構２６ａ、光学機構２６ａからの光信号を電気信号に変換する光電変換素子（ＣＣＤ：charge coupled device ）２６ｂを有する。
【００１４】
プリンタ部１１の下方の給紙部１３は、第１及び第２の給紙カセット１３ａ、１３ｂを備える。給紙部１３から感光体ドラム１４に達する間には、搬送ローラ２８及び、感光体ドラム１４上のトナー像に同期して、感光体ドラム１４及び転写ローラ２０間にシートＰを搬送するレジストローラ３０が設けられる。感光体ドラム１４から排紙部２２に達する間には、転写ローラ２０によりトナー像を転写されたシートＰを挟持搬送して、シートＰにトナー像を加熱加圧定着する定着ローラ３１及び、定着後にシートＰを排紙部２２に排出する排紙ローラ３２が設けられる。
【００１５】
次に現像装置１８について詳述する。現像装置１８は、トナー及びキャリアからなる二成分の現像剤を用いて現像を行う、従来から周知の磁気ブラシ方式の現像装置である。図２に示すように現像装置１８は、現像容器であり二成分の現像剤３４を収納するケース３３、現像部材であるマグネットローラ３６、撹拌搬送部材である第１ミキサ３７及び第２ミキサ３８、トナー濃度検知部であるトナー濃度センサ４０を有する。
【００１６】
ケース３３は、現像剤３４の補給口３３ａを有する。現像剤カートリッジ１９は、トナー４１ａを収納するトナーカートリッジ１９ａと、キャリア４１ｂを収納するキャリアカートリッジ１９ｂを有する。トナーカートリッジ１９ａは、現像により消費された分のトナー４１ａを補給口３３ａに補給する。トナー４１ａの補給量は、トナー濃度センサ４０の検知結果に従う。トナー濃度センサ４０は例えば透磁率センサを使用して、ケース３３内の現像剤３４のトナー濃度の低下を検知する。現像により消費された分のトナー４１ａを補給することにより、ケース３３内の現像剤３４のトナー濃度を一定に維持する。
【００１７】
キャリアカートリッジ１９ｂは、キャリア４１ｂを補給口３３ａに補給する。キャリアカートリッジ１９ｂは、現像操作を行う間に所定量の新しいキャリアを補給することにより、劣化した古いキャリアを新しいキャリアに少しずつ入れ換える。これによりケース３３内の現像剤３４のトナー帯電性能を均一に保持する。新しいキャリアの補給は、キャリアのみを補給しても良いし、トナー及びキャリアを有する二成分の現像剤を補給することにより新しいキャリアを補給しても良い。
【００１８】
ケース３３は、長手方向の外側のケース側面３３ｂに隣接する、バッファ部４２を有する。ケース３３とバッファ部４２は、例えば一体的に形成される。ケース側面３３ｂは図３に示すように、両側に開口部である第１の開口４３と第２の開口４４を有する。第１の開口４３の低部である底辺４３ａ及び、第２の開口４４の低部である底辺４４ａは、使用開始時初期状態で且つケース３３を水平に配置して現像を行った時の現像剤３４の嵩より５ｍｍ高い、αの位置にある。
【００１９】
新しいキャリア４１ｂの補給によりケース３３内の現像剤３４の嵩が増えることによる余剰の現像剤は、第１及び第２の開口４３、４４からバッファ部４２に排出される。またケース３３内の現像剤３４の嵩が減少すると、バッファ部４２に溜まった現像剤４６が、第１及び第２の開口４３、４４からケース３３内に逆流して、ケース３３内にバッファ部４２の現像剤が取り込まれる。このように、ケース３３内の現像剤３４の嵩の増減に応じて、第１及び第２の開口４３、４４を介して、ケース３３とバッファ部４２との間で現像剤が授受されることから、ケース３３内の現像剤３４の嵩は一定に維持するように調整される。同時にケース３３内では、現像剤３４中の劣化した古いキャリアが少しずつ新しいキャリアと入れ換わり、トナーの帯電性能の劣化を抑制する。第１及び第２の開口４３、４４は、例えば、ケース側面３３ｂの端部から約０ｍｍの位置に、１０×２０ｍｍの横長の矩形に形成される。又ケース３３の長手方向の全長を３８０ｍｍとしたときに、第１及び第２の開口４３、４４は、例えばケース３３の両端から約４０ｍｍの位置に配置される。
【００２０】
バッファ部４２の側面４２ａの長手方向のほぼ中央には、排出口４７が形成される。排出口４７の低部である底辺４７ａは、第１及び第２の開口４３、４４の底辺４３ａ、４４ａの高さαより５ｍｍ上方のβの位置となるように形成される。バッファ部４２に溜まった現像剤４６は、排出口４７から排出されて廃トナーボックス等に回収される。
【００２１】
マグネットローラ３６は、感光体ドラム１４にトナーを供給して静電潜像を顕像化する。ケース３３は仕切板３３ｃによって、感光体ドラム１４の軸方向に沿って第１撹拌路４８と第２撹拌路５０とに仕切られる。図４に示すように、第１撹拌路４８では第１ミキサ３７により、現像剤補給口３３ａから補給された新たなトナー及び新たなキャリアと、ケース３３内の現像剤３４を撹拌して矢印ｎ方向に搬送する。第１ミキサ３７により撹拌搬送された現像剤は、第１導通部５１を通って第２撹拌路５０に搬送される。第２撹拌路５０では第２ミキサ３８により、現像剤を矢印ｑ方向に撹拌搬送して、マグネットローラ３６に供給する。マグネットローラ３６を通過した現像剤３４は、第２導通部５２を通って第１撹拌路４８に進む。現像剤３４は、第１ミキサ３７及び第２ミキサ３８によりケース３３内を循環搬送する。
【００２２】
ケース３３内の現像剤３４は、第１撹拌路４８を矢印ｎ方向に進む間に、現像剤補給口３３ａから新たなキャリアが補給されて、現像剤３４の嵩がαの位置よりも高くなると、図５に示すように、第１及び第２の開口４３、４４から余剰の現像剤をバッファ部４２に排出する。図６に示すように、現像剤３４の嵩がαの位置よりも低くなると、第１及び第２の開口４３、４４からバッファ部４２に溜まっている現像剤４６を第１の搬送路４８内に取り込む。ケース３３内の現像剤３４の嵩と、バッファ部４２に溜まっている現像剤４６の嵩がほぼ同じであると、現像剤３４、４６は、図７に示すように、第１及び第２の開口４３、４４を通って、ケース３３からバッファ部４６に排出されたり、バッファ部４６からケース３３内に取り込まれたりする。
【００２３】
第１の搬送路４８の第１及び第２の開口４３、４４の前面では、第１ミキサ３７の回転時の羽根の角度によって、ケース３３内の現像剤３４の嵩は、例えば図５に示すようにαの位置より高くなり、或いは図６に示すようにαの位置より低くなる。但し、ケース３３内の現像剤３４の嵩に応じて、第１及び第２の開口４３、４４を通じて、ケース３３内の余剰分をバッファ部４２に排出し、或いは減少分をバッファ部４２からケース３３内に取り込む。これによりケース３３内の劣化した古いキャリアを新しいキャリアに少しずつ入れ換えると共に、ケース３３内の現像剤３４の嵩が変動するのを抑えて、現像剤３４の嵩を、より一定となるように維持する。
【００２４】
第１及び第２の開口４３、４４から排出された余剰の現像剤がバッファ部４２に溜まり、溜まった現像剤４６の高さがβの位置を超えると、βの位置を超えた現像剤は、排出口４７を通って、バッファ部４２から排出される。バッファ部４２から排出された現像剤は、回収される。
【００２５】
又図９に示すように、第１撹拌路４８を矢印ｎ方向に進む間に、現像剤３４の嵩が長手方向の全長に渡ってほぼ均等である場合には、α位置より高くなった現像剤３４は、ケース側面３３ｂの両側に位置する第１及び第２の開口４３、４４からほぼ均等にバッファ部４２に排出される。ケース３３内の長手方向における現像剤３４の流動性が変化したり、或いは複写機１０が傾いていたりした場合には、ケース３３の長手方向で、現像剤３４の嵩は傾きを生じる。
【００２６】
例えば、ケース側面３３ｂが第１の開口４３しか有していない場合に、ケース３３内で現像剤３４が、図１０の点線γに示すように傾斜すると、余剰の現像剤が生じているにも拘わらず、現像剤３４は、ケース３３から全く排出されない。このためケース３３内の現像剤３４の傾きが改善されずに画質不良を生じ、或いは第１或は第２ミキサ３７、３８の一部あるいは全体に余分な負荷が掛かって、更に現像剤の流動性が損なわれる恐れがある。しかしながらこの実施例では、ケース側面３３ｂの両側に第１及び第２の開口４３、４４を配置していることから、現像剤３４が点線γに示すように傾斜した場合でも第２の開口４４から余剰の現像剤をバッファ部４２に排出できる。従って、ケース３３内の現像剤３４の傾斜を、図１０の実線δに示すように改善できる。
【００２７】
同様に、ケース側面３３ｂが第２の開口４４しか有していない場合に、ケース３３内で現像剤３４が、図１１の点線εに示すように傾斜すると、余剰の現像剤が生じているにも拘わらず、現像剤３４は、全く排出されない。しかしながらこの実施例では、ケース側面３３ｂの両側に第１及び第２の開口４３、４４を配置していることから、現像剤３４が点線εに示すように傾斜した場合でも第１の開口４３から余剰の現像剤をバッファ部４２に排出できる。従って、ケース３３内の現像剤３４の傾斜を、図１１の実線θに示すように改善できる。
【００２８】
尚第２の開口４４と対向する位置において、第１ミキサ３７に、現像剤３４を盛り上げるための排出ミキサを設けても良い。排出ミキサは、例えば第１ミキサ３７と同軸であり、第１ミキサ３７に比べて羽根の径を小さくし、更に羽根のピッチを狭くして現像剤３４の流速を減速して現像剤３４を盛り上げるものである。排出ミキサにより第２の開口４４と対向する位置で現像剤を盛り上げれば、余剰の現像剤をよりスムースに第２の開口４４から排出出来、ケース３３内の現像剤３４の嵩を、よりスムースに一定に維持可能となる。
【００２９】
この実施例によれば、ケース３３内の劣化したキャリアを新たなキャリアと少しずつ交換するために生じる余剰の現像剤をバッファ部４２に溜めて、溜まった現像剤４６の一部を排出口４７から排出する。ケース３３内の現像剤３４の嵩の増減に応じて、第１及び第２の開口４３、４４を用いて、ケース３３からバッファ部４２に現像剤を排出し、或いはバッファ部４２からケース３３内に現像剤を取り込む。この結果劣化したキャリアを新たなキャリアと少しずつ交換出来、キャリアの性能の低下を原因とするトナーの帯電性能の劣化を抑制して、現像性能を維持し、高画質を維持することが出来る。又ケース３３内の現像剤３４の嵩が変動するのを抑えることが出来、現像剤３４の嵩の安定化を図れ、良好な現像特性による画質の向上を得られる。
【００３０】
又この実施例によれば、ケース側面３３ｂの長手方向の両側にそれぞれ第１の開口４３と第２の開口４４を配置する。ケース３３内で現像剤３４の嵩が傾斜した場合であっても、余剰の現像剤を第１或いは第２の開口４３、４４のいずれかから排出する。この結果、現像剤の傾斜にかかわらず、キャリアを少しずつ交換出来、トナーの帯電性能の劣化を抑制して、現像性能を維持し、高画質を維持することが出来る。又ケース３３内の現像剤３４の傾斜を改善することが出来、現像剤の流動性を改善し、画質の向上を図ることが出来る。
【００３１】
尚この発明は上記実施の形態に限られるものではなく、この発明の範囲内で種々変更可能であり、例えば現像容器とバッファ部を導通する開口部のサイズ或いは配置位置等限定されない。又開口部の数も限定されず、例えば現像容器内での現像剤の嵩の均一化を得られれば、開口部を現像容器の長手方向の中央領域に１つ設けるものであっても良いし、或いは、２つ以上の複数個の開口部を設けても良い。又、開口部とバッファ部の排出口の位置関係も限定されず、バッファ部内に溜まった現像剤を排出口から排出する間に、現像容器とバッファ部間で現像剤を良好に授受可能であれば良い。更にバッファ部の構造も任意であり、バッファ部の底面を上げ、或いは図１２に示す変形例のように、バッファ部６０の側壁６０ａを傾斜させて、側壁６０ａに排出口６１を形成することにより、スペースの節約を図る等しても良い。
【符号の説明】
【００３２】
１０…複写機
１１…プリンタ部
１４…感光体ドラム
１８…現像装置
１９…現像剤カートリッジ
３３…ケース
３３ａ…補給口
３３ｂ…ケース側面
３３ｃ…仕切板
３４…現像剤
３６…マグネットローラ
３７…第１ミキサ
３８…第２ミキサ
４０…トナー濃度センサ
４２…バッファ部
４３…第１の開口
４４…第２の開口
４３ａ、４４ａ…底辺
４７…排出口
４７ａ…底辺
４８…第１撹拌路
５０…第２撹拌路
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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