(57)【要約】【課題】  静電潜像に現像剤を転移して可視化する現像装置において、現像剤を補給した後、速やかに画像形成を再開しても濃度むらのない良好な画像の形成を可能とする。【解決手段】  現像剤補給箱４７から現像剤が補給された時の現像剤収容室４３に残留している現像剤を検出する。そして、次に現像動作を開始する前に、検出された現像剤量に対応する長さの時間が経過するまで現像剤撹拌部材４４を駆動して現像剤の撹拌を行う。現像剤の残留量の検出は、現像剤検知センサ４５によって現像剤の堆積が検知できなくなったときから現像を行った画像の画素数をカウントし、このカウント値に対応する量を、現像剤検知センサ４５が非検知状態となったときの現像剤量から減じて推定する。撹拌時間は残量している現像剤量が多いときに長く、少ないときには短く設定する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電電位の差による潜像が形成される像担持体と対向して配置され、一成分現像剤を無端状の周面に付着して搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体が前記像担持体と対向する位置の方向に設けられ、前記一成分現像剤を収容する現像剤収容室と、
前記現像剤収容室内で前記一成分現像剤を撹拌する現像剤撹拌部材と、
前記現像剤収容室へ新たな一成分現像剤を補給する現像剤補給装置と、を有し、
前記現像剤補給装置から現像剤が補給された時の前記現像剤収容室に残留している現像剤量を検出し、
次に現像動作を開始する前に、検出された前記現像剤量に対応する長さの時間が経過するまで前記現像剤撹拌部材を駆動して現像剤の撹拌を行うように設定されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤収容室に残留している現像剤量の検出は、
前記現像剤収容室の壁面に取り付けられた現像剤検知センサによって現像剤の堆積を検知するするとともに、
前記現像剤検知センサが現像剤非検知状態となった時から現像を行った画像の画素数をカウントし、
該画素数のカウント値に対応する量を、予め検知されている現像剤非検知状態となったときの現像剤残留量から減じることによって行うことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
現像剤補給時に前記現像剤収容室に残留している現像剤量の検出値が多い場合には、現像動作開始前に前記現像剤撹拌部材を駆動して現像剤を撹拌する時間を長く、検出値が少ない場合には撹拌時間を短くすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記一成分現像剤の補給後、次に現像動作を開始するまでは、前記現像剤担持体の駆動を停止することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤撹拌部材は、前記現像剤担持体の周面の幅方向と平行な軸線回りに回転駆動されるものであり、
前記軸線と離れた位置で平行に支持され、前記現像剤担持体の幅方向のほぼ全域に及ぶプレートを有し、
該プレートは、前記現像剤収容室の底面及び内壁面に沿って移動するものであることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、電子写真方式、静電記録方式等の画像形成装置において用いられ、粉状の現像剤を静電潜像に付着させて可視化する現像装置に係り、特に一成分現像剤を使用する現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一成分現像剤を用いる現像装置として、例えば特許文献１に記載されるような構成を有するものが従来から広く知られている。この現像装置は、図１１に示すように、静電潜像が形成された像担持体１０２と対向する位置に現像剤担持体１０３を備えており、この現像剤担持体１０３は、軸線回りに回転可能な円筒状スリーブと、この円筒状スリーブの内部に、周方向に複数の磁極が設けられた磁石ロールとを備えている。磁石ロールは磁極の位置が不動となるように支持されており、上記円筒状スリーブの表面上に現像剤を吸着し、円筒状スリーブの回転駆動によって現像剤を像担持体１０２との対向部へ搬送するものとなっている。円筒状スリーブと像担持体１０２との間には現像用のバイアス電圧が印加されており、双方が近接して対向する領域に形成される電界内で、電荷を有する一成分現像剤が像担持体１０２上の静電潜像に転移する。
【０００３】
上記現像剤担持体１０３を収容するハウジング１０１は、現像剤担持体１０３が静電潜像担持体１０２と対向する前方側で開口しており、後方には現像剤を収容する現像剤収容室１０５を備えている。現像剤収容室１０５内には、回転して撹拌しながら現像剤の搬送と現像剤担持体１０３への供給とを行う現像剤撹拌部材１０６が設けられている。また、ハウジング内には現像剤担持体に圧接するように現像剤規制部材１０４が設けられ、現像剤担持体１０３の表面に吸着した現像剤を摺擦することにより、付着量を規制して薄層化するとともに現像剤を摩擦により帯電するようになっている。
【０００４】
現像剤収容室１０５内には、収容する現像剤Ｔが現像剤担持体１０３に供給され、現像によって消費されて残量が少なくなったときに、これを検知する現像剤検知センサが設けられる。そして、現像剤検知センサが、現像剤の残量が少ないことを検知したときには、その旨の警告が発せられ、操作者が現像剤の補給を行う。現像剤の補給は、トナーカートリッジから現像剤収容室に現像剤を補給する方法、現像剤担持体等を収容するハウジングごと交換するものとして現像剤収容室に十分な現像剤が収容された新たな装置を装着する方法等が普及している。
【０００５】
一般に大型の画像形成装置、つまりＡ０サイズやＡ１サイズ等の大型の記録シートに画像を形成する装置では、像担持体及び現像剤収容室も大型となるため、現像剤を補給するときにハウジングごと交換することは多くの費用が必要となり適切ではない。したがって、大型の装置では、現像剤の残量が少なくなったときに、現像剤を現像剤収容室に供給する方法が多く採用されている。
【０００６】
また、現像剤の残量が少なくなったことを検知する方法としては、特許文献２に、現像した画像について、デジタル処理された画像情報から現像剤を転移した画素数をカウントし、画素数のカウント値に対応する量を使用量として現像剤残留量を推定する装置が開示されている。
【特許文献１】特開平５−１０７９１０号公報
【特許文献２】特開平９−２７４３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、現像剤収容室に現像剤を補給する現像装置では、次のような問題点がある。
現像剤収容室内の現像剤は、現像剤撹拌部材１０６によって現像剤担持体１０３に供給され、現像剤規制部材１０４で薄層とされて現像領域へと搬送される。そして、現像に寄与しなかった現像剤は現像剤担持体１０３の回転にともなって再度現像剤収容室１０５に戻される。このように現像剤担持体１０３の表面に吸着されて現像領域への搬送が繰り返し行われると、現像剤Ｔは何度も現像剤規制部材１０４に摺擦され、多くの負荷を受ける。このため、帯電量を調整するため現像剤に添加されている外添剤（シリカ等）がトナーにめり込んでしまったり、あるいはトナーと分離してしまったりという現象が生じる。このような異常が生じた現像剤は、帯電機能が損なわれ、帯電電荷が小さくなっているので像担持体１０２との対向位置で静電潜像に転移しにくくなる。このため、現像剤収容室１０５には帯電不良が生じた現像剤が徐々に増加することになる。そして、現像剤収容室内の現像剤の残量が僅かとなったときには、帯電状態に異常が生じた現像剤が多く含まれていることになる。
【０００８】
このような状態で、新しい現像剤を補給した場合、負荷を受けた現像剤と新たに補給された現像剤との間で帯電量が不均質になり、現像した記録画像に濃淡むらが生じる。特に、画像の幅方向における両端部では、現像する像の量が少なく、現像剤が像担持体へ飛翔する機会が極端に少ないため、負荷を受けた現像剤が多く堆積する。このため、画像の幅方向における中央部より端部で画像濃度が低下したり、濃度のむらが生じ易くなる。
【０００９】
本願発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、現像剤を補給した後、速やかに画像形成を再開することができ、濃度むらのない良好な画像を形成することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、  静電電位の差による潜像が形成される像担持体と対向して配置され、一成分現像剤を無端状の周面に付着して搬送する現像剤担持体と、  前記現像剤担持体が前記像担持体と対向する位置の方向に設けられ、前記一成分現像剤を収容する現像剤収容室と、  前記現像剤収容室内で前記一成分現像剤を撹拌する現像剤撹拌部材と、  前記現像剤収容室へ新たな一成分現像剤を補給する現像剤補給装置と、を有し、  前記現像剤補給装置から現像剤が補給された時の前記現像剤収容室に残留している現像剤量を検出し、  次に現像動作を開始する前に、検出された前記現像剤量に対応する長さの時間が経過するまで前記現像剤撹拌部材を駆動して現像剤の撹拌を行うように設定されていることを特徴とする現像装置を提供する。
【００１１】
この現像装置では、現像剤収容室に新たな現像剤を補給した後、次に現像動作を開始するまでに、残留している負荷を受けた現像剤と補給した新たな現像剤とを十分に撹拌するため、現像動作を再開した後の最初から、濃淡むらのない現像が可能となる。そして、濃淡むらが解消される程度まで撹拌するのに必要な時間は、現像剤収容室に残留している現像剤によって異なるが、上記撹拌時間は、現像剤の残留量を検出し、検出された現像剤量に対応する長さに設定されるので、現像剤の残留量の多少に関わらず、濃淡ムラのない現像が可能となる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の現像装置において、前記現像剤収容室に残留している現像剤量の検出は、  前記現像剤収容室の壁面に取り付けられた現像剤検知センサによって現像剤の堆積を検知するとともに、  前記現像剤検知センサが現像剤非検知状態となった時から現像を行った画像の画素数をカウントし、  該画素数のカウント値に対応する量を、予め検知されている現像剤非検知状態となったときの現像剤残留量から減じることによって行うものとする。
【００１３】
この現像装置では、現像剤収容室の壁面に取り付けられた現像剤検知センサによって、現像剤残留量が少なくなったことを検出できる。そして、残留量が少なくなったことによって現像剤検知センサが現像剤を検知できなくなった時点からの消費量を画素数のカウント値から推測する。一般に現像した画素数から現像剤の消費量を推定すると多少の誤差が生じ、消費量の増加とともに誤差が累積されるが、現像剤検知センサによって所定の残量を検知してから推定される消費量は少量であるため、実際の消費量と推定の消費量との誤差は僅かである。従って、現像剤収容室内の現像剤残留量を正確に検出できる。その結果、現像剤残留量に対応する撹拌時間を正確に設定でき、充分に撹拌して濃淡むらを解消するとともに、必要以上に長く撹拌することなく、撹拌を行う時間を短く設定することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の現像装置において、現像剤補給時に前記現像剤収容室に残留している現像剤量の検出値が多い場合には、現像動作開始前に前記現像剤撹拌部材を駆動して現像剤を撹拌する時間を長く、検出値が少ない場合には撹拌時間を短くするものとする。
【００１５】
現像剤の補給時における現像剤の残留量が少なければ、短い時間で充分に撹拌されるが、補給時の現像剤残留量が多ければ、濃淡むらを解消するのに十分な撹拌には長い時間が必要となる。
この現像装置では、現像剤の残留量が少ない場合には、撹拌時間を短く設定し、速やかに現像動作の再開を可能にして操作者の待ち時間を短縮することができる。また、現像剤の残留量が多い場合には、十分な時間の撹拌を行うように設定し、濃淡むらを解消することができる。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載の現像装置において、前記一成分現像剤の補給後、次に現像動作を開始するまでは、前記現像剤担持体の駆動を停止するものとする。
【００１７】
この現像装置では、新たな現像剤の補給後、次の現像動作までは、現像剤担持体の駆動を停止して、現像剤規制部材による現像剤の負荷を低減することができる。
【００１８】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の現像装置において、前記現像剤撹拌部材は、前記現像剤担持体の周面の幅方向と平行な軸線回りに回転駆動されるものであり、  前記軸線と離れた位置で平行に支持され、前記現像剤担持体の幅方向のほぼ全域に及ぶプレートを有し、  該プレートは、前記現像剤収容室の底面及び内壁面に沿って移動するものとする。
【００１９】
この現像装置では、現像剤撹拌部材が有するプレートによって効率よく撹拌が行われるとともに、現像剤を現像剤担持体に効率よく供給することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明の現像装置では、現像剤を補給した後、次に現像動作を行うまでに現像剤収容室に補給された現像剤と残留している現像剤とを撹拌するものとし、その撹拌時間は、濃淡むらを解消するのに必要な時間に設定することができる。したがって、十分に現像剤を撹拌して、現像剤の補給後最初の画像から良好な現像を行うことができる。また、撹拌時間は、濃淡むらを解消するのに必要な範囲で短い時間に設定することができ、現像剤の補給後、速やかに現像動作を再開することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態である定着装置を備える画像形成装置の概略構成図である。
この画像形成装置は、一様帯電後に像光が照射されて表面に静電電位の差による潜像が形成される像担持体１を備えており、この周囲に、像担持体１の表面を一様に帯電させる帯電装置２と、像担持体１に像光を照射して表面に潜像を形成する露光装置３と、像担持体上の潜像に一成分現像剤（以下、トナーという）を選択的に転移させてトナー像を形成する現像装置４と、像担持体１と対向し、記録シートを挟んで像担持体との間に転写バイアス電界を生成する転写ロール５と、トナー像の転写後に像担持体１に残留するトナーを除去するクリーニング装置６とが設けられている。そして、像担持体１と転写ロール５との対向部の上流側から記録シートを供給する搬送路７が形成されており、下流側には記録シート上に転写された未定着トナー像を加熱溶融し記録シートに圧着する定着装置（図示しない）が設けられている。
【００２２】
この画像形成装置は、搬送中に詰まった記録シートを除去するため及び装置の保守点検等のために、記録シートの搬送路を開放する必要がある。このため、図２に示すように、搬送路より上部に設けられた部材は、支持枠８とともに上方に跳ね上げて、搬送路を開放するようになっている。
【００２３】
上記像担持体１は、金属製ドラムの表面に有機感光材料、アモルファスセレン系感光材料、アモルファスシリコン系感光材料等からなる感光体層を形成したものを用いることができる。この画像形成装置は、Ａ０やＡ１サイズといった大型サイズの記録シートに画像を形成することができるものとなっており、像担持体の周面は、これに対応した幅を有するものである。
【００２４】
上記帯電装置２は、ステンレススチール、アルミニウム等の導電性を有する金属のロールに高抵抗材料のコーティングを施したものであり、像担持体１に当接され、従動回転するようになっている。そして、所定の電圧が印加されることにより、該ロールと像担持体１との接触部近傍における微小間隙内で継続的な放電を生じ、像担持体１の表面をほぼ一様に帯電するものである。
【００２５】
上記ロール２は、図７に示すように、３つのロール２１ａ，２１ｂ，２１ｃを像担持体１の周面の幅方向に配列して全幅を帯電するようになっている。これは、大型の記録シートに画像を形成するために、像担持体の周面の幅が大きくなっており、これに対処するものである。つまり、幅が広い像担持体１に対して１本のロールを当接させると、剛性が小さいことによって撓みが生じ易く、円滑な従動回転が阻害されることがあり、これを解消するものとなっている。
【００２６】
上記のように３つに分割されたロール２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、図７に示すように、像担持体１の両側縁に近い位置に配置された２本のロール２１ａ，２１ｃが像担持体周面の周回方向における上流側に配置され、中央部のロール２１ｂが下流側に配置されている。そして、両側部のロール２１ａ，２１ｃは像担持体１の側縁に近い端部が中央部側の端部より僅かに下流側となるように軸線をずらして支持されている。
【００２７】
これらのロール２１ａ，２１ｂ，２１ｃの支持軸は、両端部で回転可能に支持され、軸線方向に移動しないように端面と当接するようにストッパー２２が設けられている。ロール２１が像担持体１の軸線と平行に設けられていると、像担持体１の駆動に従動して回転するときに、表面の精度等によって軸線方向のいずれかに位置が偏り、支持軸がストッパー２２と接触する。接触部分ではストッパー又は支持軸が摩耗し、摩耗粉が生じる。この摩耗粉が像担持体１の表面に落ちると像担持体１の表面から下流側にあるロール２１ｂの表面に接触し、この部分が帯電不良になることがある。また、摩耗粉によって感光体層に傷が付くこともある。このような問題点を解消するために、上記のように側縁近くに配置された２本のロール２１ａ，２１ｃについて、軸線を像担持体１の軸線に対して僅かに傾けて配置したものであり、上記のように配置することによって、ロール２１ａ，２１ｃの外側へ軸線方向の力を僅かに生じさせることができる。これにより像担持体１の周面の像形成域ではロールの支持軸とストッパー２２とが強く摺擦されないようにしたものである。
上記構造により、支持軸とストッパーとが当接して摩耗粉が生じても、像担持体上の画像に影響することがないようにしている。
【００２８】
また、ロールに像担持体１の側縁に向う軸線方向の力を生じさせるために、図８に示すように、中央側でロールを像担持体に押し付ける力を側縁に近い位置より大きくしてもよい。また、図９に示すように、ロールの径を中央側で僅かに大きくしてもよい。このような構成を採用することによっても側縁に近い位置に配置された２本のロール２１ａ，２１ｃの支持軸に、外側へ向かう軸線方向の力を生じさせることができる。
【００２９】
上記のように配置された３本のロール２１ａ，２１ｂ，２１ｃの端部では隣接するロールと僅かの部分がラップして像担持体の周面と接触するように配置されている。これによって、像担持体の周面は帯電用のロールが分割されていても隙間なく帯電される。しかし、上記のように２つのロールの接触領域がラップする部分では双方のロールとの間で放電が生じることになる。このために像担持体の表面に形成された感光体の表面エネルギーが増加し、摩擦係数が増加する。そして、クリーニング部材が摺擦されると減膜や損傷が起こりやすくなる。
【００３０】
このような不都合を解消するために、この画像形成装置では、像担持体を帯電するために配列されたロール２１ａ，２１ｂ，２１ｃの端部は、図１０に示すように、周面の側縁が軸線方向に変動するように形成されている。そして、隣接するロールと同期して回転したときに、隣り合う２つのロール２１ａ，２１ｂと像担持体１とが接触する範囲の縁は、ほぼ同じ幅がラップしながら、像担持体１の幅方向に揺れ動くようになっている。これにより、二つのロール２１ａ，２１ｂで帯電領域がラップする範囲が軸線方向の狭い範囲に限定されず、広い幅に分散される。これによって、感光体層の減膜又は損傷を抑制するようになっている。
【００３１】
上記露光装置３は、デジタルの画像信号に基づいて点滅する発光素子が、像担持体１の周面の幅方向に配列されたものであり、各発光素子の射出光を像担持体１の周面に照射する。射出光が照射された部分は像担持体１の表面の静電電位が減衰し、電位の差による潜像が形成される。
上記発光素子の点滅制御は、露光制御装置３１によって行われ、露光する画素数をカウントし、累積値を保存するものとなっている。
【００３２】
上記現像装置４はブラックのトナーを収容しており、像担持体１と近接・対向する位置で像担持体上の潜像にトナーを転移し、可視像を形成するものである。構成の詳細については後述する。
【００３３】
上記転写ロール５は、芯金に中抵抗の弾性材料を被覆したものであり、像担持体１との間に転写用バイアス電圧を印加することによって、像担持体１上のトナー像を記録シートに転写するものである。この転写ロール５は、図１に示すように、画像形成装置本体に固定支持された支持枠５１により、像担持体１に対して進退が可能に支持されており、バネ５２によって像担持体１側に押し付けられている。そして、像担持体１との間のニップ部に記録シートが送り込まれるようになっており、これらのニップ部を通過した記録シートは下流側に設けられた案内部材５３に沿って搬送される。
【００３４】
案内部材５３は、転写ロール５の支持軸５ａに装着された回動枠５４に支持されており、この転写ロール５の回転中心との相対的な位置が変動しないように支持されている。つまり、この回動枠５４は、転写ロール５の支持軸５ａに対して回動が可能となっており、転写ロール５が像担持体１に対して進退したときに、この回動枠５４は転写ロールの支持軸５ａの移動にともなって回動するが、これに支持された案内部材５３と転写ロール５の周面との間隔は変わらないものとなっている。なお、この回動枠５４は下端部が固定支持された支持枠５１に当接され、位置が拘束されるとともに、転写ロール５の下流側に設けられた搬送ガイドの板状部材５５によって上記支持枠５１に押し付けて支持されている。
【００３５】
上記のような構造により、像担持体１を支持する枠体８や転写ロール５の弾性変形量に多少のばらつきがあっても、転写ロール５の表面と案内部材５３との間隙を常に一定に維持し、記録シートがこの間隙に入り込んで紙詰まりとなるのを防止するものである。
この画像形成装置のように大型の記録シートを用いるものでは、記録シートがロール状に巻き上げられており、巻き癖が付いている。このため、案内部材５３の位置の僅かな変動よっても、紙詰まりの原因になりやすい。そして、図２に示すように、搬送路を開放するように回動する枠体８は、高い精度を維持することが難しく、像担持体１の位置に多少の誤差が生じる。また、転写ロール５の位置や転写ロールの弾性変形量等のばらつきがあり、案内部材５３が画像形成装置の本体に対して位置が不同に支持されていると、転写ロール５と案内部材５３の間隙が変動し、紙詰まりが生じ易くなる。このような問題点を上記構造によって解決している。
【００３６】
上記クリーニング装置６は、像担持体１の表面にブレードを圧接し、像担持体上に残留するトナーを掻き取るように除去するものである。また、ブレードに代えて、ロール状部材によってトナーを掻き取ったり、ブラシによってトナーを掃き出すものであってもよい。
【００３７】
上記定着装置は、加熱手段を有する定着ロールと加圧ロールとから構成され、定着ロールと加圧ロールとの間に未定着トナー像を担持した記録シートを挟み込んで加熱加圧し、トナー像を記録シートに融着させて定着画像とするものである。
【００３８】
次に、上記画像形成装置で用いられている現像装置であって、本発明の一実施形態である現像装置の構成及び機能について説明する。
図３は、上記現像装置４の横断面図であり、図４は、平断面図である。
この現像装置では、表面に現像剤を吸着して搬送する現像剤担持体４１を備えており、ハウジング４２が開口する部分に支持され、像担持体１と近接・対向するように支持されている。そして、ハウジング４２内の上記現像剤担持体４１と隣接する位置に現像剤収容室４３が設けられ、この現像剤収容室４３内には、現像剤を現像剤担持体４１に供給するとともに撹拌する現像剤撹拌部材４４と、現像剤の残量が少なくなったときにこれを検知する現像剤検知センサ４５が設けられている。また、上記現像剤担持体４１には、現像剤の付着量を規制する現像剤規制部材４６が圧接されている。上記現像剤収容室４３の上方には、現像剤補給箱４７の装着が可能となっており、現像剤を、図１中の矢印Ａで示すように、現像剤収容室４３に落とし込んで補給することができるものとなっている。
上記現像剤担持体４１と現像剤撹拌部材４４の駆動は、駆動制御装置４８によって制御されており、現像動作中の駆動が制御されるとともに、上記現像剤補給箱４７から現像剤が補給された後の駆動を制御するものとなっている。
【００３９】
上記現像剤担持体４１は、像担持体１と近接・対向するように配置され、回転駆動される円筒状スリーブ４１ａと、その内側において固定支持されたほぼ円柱形状の磁石ロール４１ｂとを備えるものである。円筒状のスリーブ４１ａは、アルミニウム等の金属からなる薄い部材であり、像担持体１との間に現像用のバイアス電圧が印加されるものとなっている。磁石ロール４１ｂはその円周に沿って複数のS極とN極とが交互に設けられ、磁石ロール４１ｂが固定支持されていることにより、磁極の位置は不動となっている。これらの磁極の配置は円筒状スリーブ４１ｂの表面に沿って現像剤を吸着する磁界を形成するものとなっており、円筒状スリーブ４１ａの周回駆動により周面上に吸着した現像剤を搬送することができるようになっている。
【００４０】
現像剤規制部材４６は一端がハウジング４２に固定された板バネの４６ａの他端付近に、現像剤担持体４１の表面に圧接される軟質弾性体４６ｂを有するものである。この軟質弾性体４６ｂによって、現像剤担持体表面に磁気的に吸着された現像剤を薄層化するとともに摩擦により現像剤に電荷を付与するようになっている。
【００４１】
現像剤収容室４３は現像剤担持体４１の軸方向に沿ってそのほぼ全長に設けられており、収容する現像剤を現像剤撹拌部材４４の回転によって撹拌するようになっている。
【００４２】
上記現像剤撹拌部材４４は現像剤担持体４１の軸方向と平行な回転軸４４ａを有し、この回転軸の回転中心と偏心する位置に取りつけられたプレート４４ｂが回転することによって現像剤を撹拌し、現像剤を現像剤担持体４１側に押し出して供給する。回転軸４４ａ及びプレート４４ｂは、非磁性のステンレススチールによって形成されている。
【００４３】
また、現像剤収容室４３内の壁部の下位には現像剤検知センサ４５が取りつけられている。この現像剤検知センサ４５は、現像剤の磁性を検知して現像剤の堆積の有無を検出するものであり、現像剤の残留量が少なくなって現像剤の堆積を検出できなくなったときに、その旨の信号が出力され、現像剤の供給が必要である旨の表示が表示パネル等（図示しない）に行われるようになっている。この現像剤検知センサ４５からの上記信号が出力されたときの現像剤収容室４３内に残留している現像剤量は実験等によって既知となっている。
【００４４】
上記現像剤補給箱４７は、上記現像剤検知センサ４５からの信号によって現像剤の残留が少なくなった旨の表示がされた後、現像剤収容室４３の上部に装着して新たな現像剤を現像剤収容室４３に供給するものである。現像剤補給箱４７が装着されると、所定の信号が出力され、この信号により現像剤補給箱４７のシャッター及び現像剤収容室４３の補給口が開き現像剤を補給するものとなっている。
【００４５】
このような現像装置において、繰り返し現像動作を行うことにより現像剤が消費されると、現像剤収容室４３内の堆積量が減少する。現像剤は流動性を有するため、現像剤収容室４３内でほぼ同じ深度となっており、所定の深度に達すると、現像剤収容室４３の壁部に取りつけられた現像剤検知センサ４５が現像剤の堆積を検知しなくなる。つまり、この時点から現像剤検知センサ４５は現像剤の非検知状態となる。これと同時に利用者に現像剤の補給時期である旨の通知を表示パネル表示する。また、上記現像剤検知センサ４５が非検知状態となった後に出力される画像の現像部分の画素数を、露光制御装置３１においてカウントし、その累積値が保存される。
【００４６】
現像剤補給箱４７が装着され、現像剤が補給されると、その時点でカウントされている累積値に基づいてトナーの使用量が推定される。つまり、現像剤検知センサ４５が現像剤の非検知状態となってから消費される現像剤量を、現像される画素数から推定するものである。したがって、現像剤検知センサ４５が非検知状態となったときの、予め知られている現像剤残留量から、さらにその後の消費量を減じることにより、現像剤補給時における現像剤の残留量が演算される。
【００４７】
上記のように現像する画素数から現像剤の消費量を推定すると、多少の誤差を生じるが、現像剤検知センサ４５が現像剤の非検知状態となってからの累積値に基づいて消費量を推定しており、累積値の値は比較的小さい。このため生じる誤差も小さく、現像剤の残留量は正確に推定することができる。
【００４８】
駆動制御装置４８には、現像剤収容室４３に残留している現像剤量と、現像剤を補給した後、次に現像動作を開始するまでに撹拌を行う時間との関係が、予め設定されており、演算された現像剤の残留量から撹拌を行う時間が設定される。そして、現像剤撹拌部材４４は、この設定された時間が経過するまで撹拌動作を行い、その後に現像動作を再開する。したがって、残留していた現像剤と補給された新しい現像剤とが十分に撹拌され、再開時から濃淡むらのない良好な現像が行われる。
【００４９】
上記撹拌時間を設定するテーブル、すなわち現像剤収容室４３に残留している現像剤量と、現像剤補給後次に現像動作を開始するまでに撹拌を行う時間との関係は、例えば次にように設定することができる。
【００５０】
現像剤収容室４３内に設けられた現像剤検知センサ４５が、現像剤の非検知状態となった時点の現像剤残留量をＡｇとする。この値は、現像剤検知センサの取付位置によって変動するものであり、実験により予め測定しておく。そして、この状態で新たな現像剤を補給したときに、現像された画像の濃淡むらを解消することができる撹拌時間を実験により調査する。この撹拌時間をＢ秒とする。なお、１回に補給する現像剤の量は定められており、現像剤収容室４３の上部に装着する現像剤補給箱４７（トナーカートリッジ）の容量で決まるものである。
【００５１】
一方、現像剤の残留量が少なくなると撹拌時間を短く設定しても、濃淡むらを解消できることが判っており、撹拌しなくても濃淡むらが生じない現像剤量を実験によって調べる。このときの現像剤残留量をＣｇとする。これらの関係より、図５に示すように、現像剤の残留量がＡｇからＣｇまでの範囲で設定する撹拌時間は、０秒からＢ秒までの間で設定することができる。これらの間は、図５に示すように直線で設定してもよいが、ＡｇからＣｇまでの間で、濃淡むらが解消される撹拌時間を実験によって測定し、図６に示すように曲線で補完し、より正確に設定することもできる。
【００５２】
上記のように設定される撹拌時間は、現像剤の補給が完全に終了した後に開始されるものとする。補給が完全に終了した事を通知する手段として、例えば現像剤補給箱４７との接合部にセンサを設置し、カートリッジがはずれたことを検知するものを採用することができる。
【００５３】
撹拌時は、現像剤担持体４１の駆動を停止し、現像剤規制部材４６による現像剤の負荷を低減するのがよい。現像剤担持体４１と現像剤規制部材４６とが同じ駆動源によって駆動されている場合には、現像剤担持体４１を駆動するギアにクラッチを設け、トナー補給後の撹拌時間に現像剤担持体４１の駆動を停止させることができる。
【００５４】
上記のように現像剤を補給後、現像剤収容室４３内で適切な時間の撹拌を行うことにより、現像動作を再開したときに、最初の画像から濃淡むらのない良好な現像が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る現像装置が用いられる画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す画像形成装置における記録シートの搬送路を開放した状態を示す概略構成図である。
【図３】本発明の一実施形態である現像装置の概略構成図である。
【図４】図３に示す現像装置の平断面図である。
【図５】現像剤補給時における現像剤残留量と、現像剤補給後に必要な撹拌時間との関係を示す図である。
【図６】現像剤補給時における現像剤残留量と、現像剤補給後に必要な撹拌時間との関係を示す図である。
【図７】図１に示す画像形成装置で用いられている帯電装置の構成を示す概略図である。
【図８】図１に示す画像形成装置で用いることができる帯電装置の他の例を示す概略図である。
【図９】図１に示す画像形成装置で用いることができる帯電装置の他の例を示す概略図である。
【図１０】図７から図９までのいずれかに示す帯電装置のロールの端部に採用することができる構成を示す概略図である。
【図１１】従来の現像装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００５６】
１：像担持体、    ２：帯電装置、    ３：露光装置、    ４：現像装置、    ５：転写ロール、    ５ａ：転写ロールの支持軸、    ６：クリーニング装置、    ７：搬送路、    ８：枠体
２１：帯電装置に用いるロール、    ２２：ストッパー、    ３１：露光制御装置、    
４１：現像剤担持体、    ４１ａ：円筒状スリーブ、    ４１ｂ：磁石ロール、    ４２：ハウジング、    ４３：現像剤収容室、    ４４：現像剤撹拌部材、    ４４ａ：回転軸、    ４４ｂ：プレート、    ４５：現像剤検知センサ、    ４６：現像剤規制部材、    ４６ａ：板バネ、    ４６ｂ：軟質弾性体、    ４７：現像剤補給箱、    ４８：駆動制御装置、
５１：支持枠、    ５２：バネ、    ５３：案内部材、    ５４：回動枠、    ５５：板状部材
【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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