(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体へトナーを供給するための剤担持体と、この剤担持体の軸直角方向の片側に設けた現像剤の撹拌搬送部材を有し、
前記撹拌搬送部材は、現像剤を前記剤担持体に沿って該剤担持体の軸長手方向上、任意の向きに撹拌・搬送する前記剤担持体に近い側の第１撹拌搬送部材と、現像剤を前記任意の向きと反対の向きに撹拌・搬送する前記剤担持体から遠い側の第２撹拌搬送部材と、これら第１撹拌搬送部材と第２撹拌搬送部材との間に設けられた仕切り部材を有し、
前記第１撹拌搬送部材及び前記第２撹拌搬送部材により搬送される現像剤を前記仕切り部材の長手方向両側に設けた各連絡通路を介してケース内にてループ状に循環するように構成し、
前記第２撹拌搬送部材について前記各連絡通路とそれぞれ対向する各剤受渡し部間に剤の撹拌・搬送用の羽根を設け、任意の１方の剤受渡し部の外側には補給トナー搬送用の羽根を設けている現像装置において、
前記第２撹拌搬送部材について、前記任意の１方の剤受渡し部に対向する前記ケースの部位に剤回収用の穴を形成し、
現像剤濃度を測定する現像剤濃度検知手段を前記剤回収用の穴に密栓可能に設けたことを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置における現像装置及び現像装置の使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真式の画像記録装置において、ドラム状或いはベルト状の感光体のまわりに静電潜像を可視像化するための現像装置が設けられている。この現像装置には現像剤として、一成分系の現像剤を使用するタイプではトナーのみ、二成分系の現像剤を使用するタイプではトナーとキャリアとを混合したものが収容され、撹拌搬送部材で撹拌搬送される過程で摩擦帯電させられて剤担持体を介して感光体の潜像にトナーが付着させられ、現像が行なわれる。このように現像に際してはトナーが消費されていくので、この消費トナーを補充するべく、トナーボトルからトナーの補給が行なわれるようになっている。この補給トナーは循環している現像剤中に混合されて摩擦帯電させられて現像に供される。
【０００３】
ａ．このような剤の撹拌・搬送及びトナーの補給を円滑にかつコンパクトな構成により行う現像装置として、非公知な、次の技術が提案されている。それは、潜像担持体へトナーを供給するための剤担持体と、この剤担持体の軸直角方向の片側に設けた現像剤の撹拌搬送部材を有し、前記撹拌搬送部材は、現像剤を前記剤担持体に沿って該剤担持体の軸長手方向上、任意の向きに撹拌・搬送する前記剤担持体に近い側の第１撹拌搬送部材と、現像剤を前記任意の向きと反対の向きに撹拌・搬送する前記剤担持体から遠い側の第２撹拌搬送部材と、これら第１撹拌搬送部材と第２撹拌搬送部材との間に設けられた仕切り部材を有し、前記第１撹拌搬送部材及び前記第２撹拌搬送部材により搬送される現像剤を前記仕切り部材の長手方向両側に設けた各連絡通路を介してケース内にてループ状に循環するように構成し、前記第２撹拌搬送部材について前記各連絡通路とそれぞれ対向する各剤受渡し部間に剤の撹拌・搬送用の羽根を設け、任意の１方の剤受渡し部の外側には補給トナー搬送用の羽根を設けている現像装置である。
【０００４】
ｂ．二成分系の現像剤を使用する現像装置において、画像の形成状態に応じてトナーの補給状態を適正に制御するため、キャリアに対するトナーの割合、つまり現像剤濃度を検知するセンサを現像装置内の現像剤循環経路中に設置したものがある。このセンサは常時現像剤中にさらされているため、経時的に検知面に傷や汚れが付着し、その場合に現像装置全体を交換しなければならないことから、当該センサのみの交換を可能としている（特開平２−６２５７０号公報参照）。
【０００５】
ｃ．より正確にトナー濃度を検知するために、現像剤のレベルを検知するレベル検知手段を、撹拌羽根が取り付けられていない搬送中断部に設けた現像装置がある（特公平６−５８５７１号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記ａの技術では、劣化した現像剤を交換するには、当該現像装置を分解して行わねばならず煩雑であるので、簡単な作業により劣化した現像剤を交換する技術が望まれている。
【０００７】
そこで本発明は、現像装置内の現像剤を簡単な作業により回収することのできる現像装置及びこの現像装置の使用方法を提供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、前記目的を達成するため、以下の構成とした。
（１）潜像担持体へトナーを供給するための剤担持体と、この剤担持体の軸直角方向の片側に設けた現像剤の撹拌搬送部材を有し、前記撹拌搬送部材は、現像剤を前記剤担持体に沿って該剤担持体の軸長手方向上、任意の向きに撹拌・搬送する前記剤担持体に近い側の第１撹拌搬送部材と、現像剤を前記任意の向きと反対の向きに撹拌・搬送する前記剤担持体から遠い側の第２撹拌搬送部材と、これら第１撹拌搬送部材と第２撹拌搬送部材との間に設けられた仕切り部材を有し、前記第１撹拌搬送部材及び前記第２撹拌搬送部材により搬送される現像剤を前記仕切り部材の長手方向両側に設けた各連絡通路を介してケース内にてループ状に循環するように構成し、前記第２撹拌搬送部材について前記各連絡通路とそれぞれ対向する各剤受渡し部間に剤の撹拌・搬送用の羽根を設け、任意の１方の剤受渡し部の外側には補給トナー搬送用の羽根を設けている現像装置において、前記第２撹拌部材について、前記任意の１方の剤受渡し部に対向する前記ケースの部位に剤回収用の穴を形成し、現像剤濃度を測定する現像剤濃度検知手段を前記剤回収用の穴に密栓可能に設けた（請求項１）。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１、図２、図３において、第１撹拌搬送部材１、第２撹拌搬送部材２、剤担持体４、仕切り部材５などを有する現像装置は、ドラム状の例えば感光体からなる潜像担持体７及びその付帯部材と共にユニットを構成し、ケース８内に組み込まれている。現像装置内には、キャリアと呼ばれる小さな鉄球とトナーとからなる二成分現像剤が収納されている。
【００１２】
ケース８には、潜像担持体７の周囲に近接或いは接触して潜像担持体７上に一様な電荷を帯電させる帯電ローラ１０、潜像担持体７上を除電する除電光１１、潜像担持体７上に静電潜像を形成するための図示しない露光手段からのレーザ光１２、潜像担持体７上の静電潜像にトナーを付着させる剤担持体４、トナー像を転写紙に転写する転写ローラ１３、潜像担持体７上の残留トナーを除去するクリーニングブレード１４、クリーニングブレード１４で除去されたトナーを受けるトナー受け部１５、トナー受け部１５に設けられていてリサイクルトナーを搬送部１６へ送るスクリューコンベア１７などが配置されている。
【００１３】
剤担持体４は内部に５極の磁石を配置した固定軸を有し、この外周面を非磁性のパイプ材で覆われている。ドクターブレード９はこの剤担持体４に近接配置されていて、現像剤の層厚を規制する。ドクターブレード９は法線方向に調整可能に設けることもできる。
図３に示すように、ケース８の右端側上部には、トナー補給装置１８が装着されており、このトナー補給装置１８は受け台１９及びトナーをトナー導入部２０に導くためのカバー２１に支持されていて、その内部には複数の押出し部材２２を取り付けたボトル保持部材２３がトナーボトル２８の口部に対応して位置し、矢印▲２▼の向きに回転すべく軸支されている。トナーボトル２８は紙面を貫く向きに長さを有し、図示しない手段により回転されるようになっている。該トナーボトル２８の内壁面には螺旋状の突起部が設けられているので、該トナーボトルが回転されることによりトナー吐出口２８ｄからトナーが受け台１９内に▲１▼の経路で吐出落下される。この吐出されたトナーは該トナーボトル２８と同期して回転するボトル保持部材２３により矢印▲２▼で示す経路で掻き上げられ、▲３▼の経路でスリット穴１９ａを経てトナー導入部２０より▲４▼の経路で第２撹拌搬送部材２に形成された補給トナー搬送用の羽根部、つまりスクリュー部上に落下補給される。この状態を図５に示す。
【００１４】
この構成において、潜像担持体７は除電光１１により除電され、表面電位が０〜１５０Ｖの基準電位に平均化される。次に、帯電ローラ１０によって帯電され、表面電位が−８００Ｖ前後となる。次に、露光のレーザ光１２が照射された部分（画像部）は、表面電位が０〜−２００Ｖとなり、この画像部分の剤担持体４に−６００Ｖ前後のバイアスがかけられているため、剤担持体上のトナーがレーザ光の照射部に付着する。
【００１５】
トナー像が作られた潜像担持体７は回転移動し、図示しない給紙部より、用紙先端部と画像先端部が転写ローラ１３で一致するようなタイミングで転写紙が送られて転写ローラ１３部において潜像担持体７の表面のトナー像が転写紙へ転写される。この転写済み転写紙は図示しない定着部へ送られ、熱と圧力によりトナーが転写紙に融着され、コピーとして排出される。
【００１６】
一方、潜像担持体７の残留トナーはクリーニングブレード１４により掻き落され、こうして残留トナーが除去された潜像担持体７はトナーのない状態となり除電光１１により残留電荷が除去されて、再び次の作像工程へ移行する。
【００１７】
クリーニングブレード１４により潜像担持体７から掻き取れられた残留トナーはケース８の一部に設けられたトナー受け部１５に落下し、スクリューコンベア１７の回転により該スクリューコンベア１７の軸方向の端部側に設けたリサイクルトナーの搬送部１６に送られた上、該搬送部１６に設けられたリサイクルベルト２４により第２撹拌搬送部材２の補給トナー搬送用の羽根を構成する軸端側のスクリュー羽根２ａ中、下方部のリサイクルトナー補給部２５（図２参照）に送り込まれる。
【００１８】
リサイクルトナー補給部２５より第１撹拌搬送部材１のスクリュー羽根２ａ上に送りこまれたリサイクルトナーはスクリュー羽根２ａの回転により、第２撹拌搬送部材２の他端側に向かう矢印２６の向きに送られる。図２におけるトナー導入部２０は、図３で説明したカバー２１の一部に形成された新規トナー補給のための口部を構成し、リサイクルトナー補給部２５よりもトナー搬送方向下流に位置する。スクリュー羽根２ａを送られるリサイクルトナーは、トナーボトルよりトナー導入部２０を経て落下する新規トナーと合流してスクリュー羽根２ａによって更に矢印２６の向きに送られ、後述するように途中で第１撹拌搬送部材１の羽根１ｂから送り出される現像剤と合流し、更に矢印２６の向きに送られる。
【００１９】
図１、図２により現像剤の循環系について説明する。第１撹拌搬送部材１、第２撹拌搬送部材２は現像剤の撹拌搬送部材を構成し、剤担持体４の軸と直角な方向の片側に並設されている。第１撹拌搬送部材１は剤担持体４に近い側に位置し、第２撹拌搬送部材２は剤担持体４から遠い側に位置し、これら第１撹拌搬送部材１と第２撹拌搬送部材２との間には剤担持体４と平行に形成された仕切り部材５が位置している。
【００２０】
仕切り部材５の両端部のそれぞれとケース８から立ち上げた壁部との間は間隔があいていて、現像剤の連絡通路５ａ、５ｂを構成している。第２撹拌搬送部材２の軸上であって、連絡通路５ａ，５ｂとそれぞれ対向する部位を剤受渡し部と称し、符号２−１、２−２でそれぞれ示す。
【００２１】
第２撹拌搬送部材２の軸上であって、一方の側の剤受渡し部２−１と他方の側の剤受渡し部２−２との間の部位には、楕円板を略半分に切断した如き形状の楕円羽根２ｂが多数、軸に対して斜めに当間隔に設けられていて、第２撹拌搬送部材２の回転に応じて現像剤を撹拌すると同時に搬送する機能を有している。この第２撹拌搬送部材２の回転による搬送方向は矢印２６で示す向きである。同様に第１撹拌搬送部材１についても楕円羽根２ｂの配置領域に対応して同様の楕円羽根１ａが形成されている。この楕円羽根１ａの傾きは楕円羽根２ｂとは傾きが逆になっており、図２に示す向きの回転により矢印２６で示す向きと反対向きの矢印２９で示す向きに現像剤を送る。なお、これら楕円羽根１ａや楕円羽根２ｂに代えて螺旋状のスクリューを用いることもできる。
【００２２】
前記したスクリュー羽根２ａは、第２撹拌搬送部材２の任意の一方の剤受渡し部、この例では搬送部１６が設けられた側の剤受渡し部２−１の外側に設けられている。
【００２３】
現像時において、現像剤は第１撹拌搬送部材１の回転に応じて矢印２９で示す向きに送られる間に、剤担持体４の磁気的吸引力により剤担持体４に送られ、残りの現像剤は第１撹拌搬送部材１上であって連絡通路５ａに対向した部位に設けられた羽根１ｂにより連絡通路５ａを介して矢印３０で示す向きに送られて第２撹拌搬送部材２の剤受取部２−１に向けて送り出されて受け取られ、この受け取られた現像剤はスクリュー羽根２ａから送り出される補給トナー及びリサイクルトナーと合流して楕円羽根２ｂにより撹拌されながら矢印２６で示す向きに送られ、剤受渡し部２−２にて羽根２ｃにより第１撹拌搬送部材１に向けて送り出される。
【００２４】
このように基本的には、現像剤は第１撹拌搬送部材１と第２撹拌搬送部材２により、仕切板５の両側の連絡通を５ａ，ｂを介してループ状に循環しており、この循環している現像剤に対して、新規トナーとリサイクルトナーの新旧２種の補給トナーが剤受渡し部２−１の近傍にて合流し、楕円羽根２ｂにより撹拌されつつ搬送され、第１撹拌搬送部材１の楕円羽根１ａによりさらに撹拌されつつ搬送され、その搬送の過程で剤担持体４に供給されていく。
【００２５】
現像剤濃度、つまり、現像剤中のトナー濃度を検出してトナーボトルからの新規トナーの補給制御がなされる。このため現像剤の循環路には現像剤濃度を検出する現像剤濃度検知手段が設けられている。現像剤濃度検知手段の一例として、ここでは、透磁率センサ（以下、単にセンサという）を例示している。図１、図４、図６に示すように、センサ３３は支持部材３４に支持されて、第２撹拌搬送部材２の剤受渡し部２−１の近傍であって、カバー８に開けられたセンサ取り付け穴８ａに設けられ、センサ３３の表面が循環する現像剤にさらされるようになっている。
【００２６】
図１、図２、図４において、第２撹拌搬送部材２について、剤受渡し部２−１に対向するケース８の部位には、穴４０が形成されている。この穴４０は機能的には現像剤の回収用の穴であり、当該現像装置が現像に供されているときはもちろん、通常の状態、現像剤の回収作業以外の状態のもとでは、図示しないキャップにより密栓し塞いでおく。現像装置内の現像剤を回収するときには、前記キャップを外し、図４に符号５０で示すようなホースを穴４０に接続し、現像装置を画像形成装置と共に駆動し、或いは、現像装置駆動用の治具を用いて現像装置に駆動する。
【００２７】
この駆動により、現像装置内では既に説明したように現像剤が第１撹拌搬送部材１、第２撹拌搬送部材２により、ループ状に循環する。よって、ある一定時間、現像装置を駆動状態におくことにより、ループ状に循環している現像剤およびリサイクルベルト２４を経て送られたリサイクルトナーは全て回収される。
【００２８】
ここで、穴４０の設けられた部位は、剤受け渡し部２−１であり、この部位はスクリュー羽根２ａと楕円板２ｂとの間の羽根の設けられていない部位に対応しており、よって、現像剤が一番たまりやすい部位であることから、現像剤を最も短時間に効率よく回収できる部位である。但し、このたまりやすい部位は、搬送力が小さい部位であるので、搬送力を他の部位よりも落とすような手段、例えば、羽根の大きさやピッチ（リード）を小さくする等のことをした部位と対向するケースの部位に剤回収用の穴を設けることもできる。
【００２９】
穴４０の設けられた部位は、ケース８の一端側に位置することとなるので、画像形成装置の外側に位置を占め、キャップの取外し作業やホースの接続作業などの作業が容易に行われる。
【００３０】
現像装置のみを独立ユニットに構成して、他の機械本体に装着するタイプのものでも同様の理由により作業が容易であるし、この独立ユニットを機械本体に装着したままでの作業も可能である。
【００３１】
このように、現像装置内の現像剤は全て、効率的にホース５０を経由して該ホース５０の他端に連結された回収容器（図示されず）に回収するすることができる。この場合、新規トナーの流入を避けるためトナーボトル２８からのトナー供給経路は適宜の手段で遮断し、あるいはトナーボトル２８を外しておけばよい。
【００３２】
このように現像剤を回収するための穴４０を設けることにより、簡単に現像剤の回収が可能となるので、従来のように、経時によるキャリアやトナーの劣化による低帯電トナーが増え或いは高帯電のトナーが増えることから、地肌汚れやトナー落ち、濃度低下等の異常画像が発生し現像剤の寿命で現像剤を交換する必要を生じたときに、キャップを外してホースを接続するというきわめて簡単な作業により現像剤を回収して、新しい現像剤に入れかえることができる。新しい現像剤の投入は、図３に示すように、適正配分に調整された現像剤を収容する剤補充容器６０装着して、その出口を開くことにより行う。
【００３３】
現像剤の回収時以外の状態のもとでは、穴４０はキャップで密栓するのであるが、このキャップとして、センサ３３を用いることができる。この場合には図４に示したような穴８ａは不要である。現像剤の回収時にはセンサ３３を機能させる必要はないので、穴４０を塞ぐ手段としてセンサ３３を用いるのに何らの不都合はない。そればかりか、穴４０の位置は、スクリュー羽根２ａによる送りも、楕円羽根２ｂによる送りも直接作用しない部位であることから、現像剤の移動状態が激しい部分に比べて現像剤中への空気の混入が減少しているので、誤差要因としての空気を含まない透磁率の測定ができる。つまり、センサ３３の検知出力はノイズの少ない安定したものとなるし、現像剤と補給トナーとの最初の合流部にでもあるので、早期に検知結果を得て、適確な濃度制御を行うことができる。
【００３４】
以上に説明した例では、二成分現像剤の場合であるが、これに限らず１成分現像剤の場合にもこの発明は実施することができる。この場合は、以上の説明におけるトナー濃度センサは使用せずその代わり、トナーエンド検知センサが設けられる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、剤回収用の穴を設けたので、この穴を利用して簡単に現像剤の回収作業を行い、また、１つの穴で現像剤の回収と現像剤濃度検知手段の設置を兼ねることでき、しかもその位置は、リップルの発生が少なく検知性能を高め得る位置であるとともに、早期に現像剤濃度を検知できる位置でもあるので適確な濃度制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる現像装置を潜像担持体とともに示した外観斜視図である。
【図２】本発明にかかる現像装置を潜像担持体とともに示した水平方向断面図である。
【図３】本発明にかかる現像装置を潜像担持体とともに示した垂直方向断面図である。
【図４】本発明にかかる現像装置の部分斜視図である。
【図５】本発明にかかる現像装置の部分断面図である。
【図６】本発明にかかる現像装置の部分断面図である。
【符号の説明】
２      第２撹拌搬送部材
２−１  剤受渡し部
３３    センサ
４０    穴
【図１】
0003599935.tif 000002
【図２】
0003599935.tif 000003
【図３】
0003599935.tif 000004
【図４】
0003599935.tif 000005
【図５】
0003599935.tif 000006
【図６】
0003599935.tif 000007