(57)【要約】【課題】現像剤による汚染を防止した現像装置、画像形成装置及び現像方法を提供する。【解決手段】少なくとも一つの現像剤担持体の表面に現像剤坦持体にトナー及び磁性粉からなる現像剤を補給し、磁性粉を吸着する現像剤吸着手段の磁力が及ばない現像剤離脱領域部分の下流に設けられたキャリア回収部材により磁性粉を余剰現像剤と共に回収し、現像剤の補給量を検知して現像剤の補給量を調整する。【選択図】図１
2011008065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの現像剤担持体と、
前記現像剤坦持体の表面に前記現像剤坦持体に平行な開口部を有する現像剤補給管を介してトナー及び磁性粉からなる現像剤を補給する現像剤補給手段と、
前記現像剤担持体内に設置され前記磁性粉を吸着する現像剤吸着手段と、
前記現像剤吸着手段の磁力が及ばない現像剤離脱領域部分の下流に設けられたキャリア回収部材によって、前記磁性粉を余剰現像剤と共に回収する現像剤回収部と、
前記現像剤補給管の入口に設けられた遮蔽手段と、
前記現像剤補給管の出口に設けられた磁性部材と、
前記現像剤の補給量を検知して前記遮蔽手段及び前記磁性部材により前記現像剤の補給量を調整するための検知手段と、
を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤補給装置及び前記現像剤回収部が分離可能あるいは一体となっており、前記現像剤坦持体との距離を調整する機構を有することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記磁性部材は、前記現像剤補給管の出口に設けられたブレード状に形成され、前記現像剤をブラシ状の磁気ブラシに形成すると共に、前記磁気ブラシの高さを調整する手段であることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤回収部に回収された現像剤をトナー及び磁性粉に分離する現像剤分離手段と、
前記分離されたトナー及び磁性粉を混合攪拌する現像剤攪拌手段と、
を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項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。
【請求項６】
少なくとも一つの現像剤担持体の表面に前記現像剤坦持体にトナー及び磁性粉からなる現像剤を補給し、
前記磁性粉を吸着する現像剤吸着手段の磁力が及ばない現像剤離脱領域部分の下流に設けられたキャリア回収部材により前記磁性粉を余剰現像剤と共に回収し、
前記現像剤の補給量を検知して前記現像剤の補給量を調整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】
本発明は、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】
複写機等の画像形成装置には、トナーを補給する補給装置と、キャリアとトナーとを混合する攪拌装置と、現像剤（トナーと磁性粉からなるキャリアとを混合したもの。以下現像剤と称す。）を、磁石を内蔵した円筒状の現像スリーブ（現像剤担時体：以下現像スリーブ）に補給する現像剤補給装置とが備わっている。
現像剤補給装置により補給された現像剤は、現像スリーブを介して印刷する画像に沿って帯電した感光体に塗布（現像）され、さらにそれは紙に印刷される。
従来、上記のような複写機等の画像形成装置における現像剤の補給は、現像によって現像剤が消費されるのに応じて、必要な量が補給されている。
【０００３】
しかし、現状で補給に用いている現像剤補給装置は、装置のある箇所から補給され、現像剤攪拌装置（例えばスクリュー）によって搬送されているため、現像スリーブへの補給口付近で剤が密集し、閉塞された状態に陥りやすい。その上、現像剤の搬送により、現像剤の嵩にも差が生じ、装置内の気圧が偏り、現像剤補給装置ないし、画像形成装置を構成する部材の隙間から、現像剤を伴って気流が噴出す現象が生じることがあった。
【０００４】
上述した従来技術において、現像剤補給装置は、現像剤搬送部材の端部よりトナーの補給を行い、搬送力を与える方向と平行に攪拌して搬送し、トナー補給部とは逆側の部分で現像器へ現像剤を補給する場合が多いが、現像剤搬送部材によって現像器へ現像剤を受け渡す箇所に現像剤が常時充填された状態になりやすく、そのことにより現像剤補給装置及び現像器の受け渡し部が閉塞された状態になっていた。閉塞状態にあるとき、現像剤が搬送されると、補給口から流入した空気が現像剤と共に搬送され、内部気圧が上昇する。
このような内部気圧が上昇した状態で新規に現像剤を補給した場合、現像剤の搬送方向に対して現像剤の嵩及び現像器内の気圧が偏ることに繋がり、現像器、ひいては画像形成装置を構成する部材の継ぎ目など、密閉性の低い箇所より現像剤が噴出し、現像剤補給装置および画像形成装置周辺が著しく汚染されるおそれがあった。
【０００５】
この種の汚染対策としては、特許文献１に記載のように現像器内の部材を弾性の高い部材とする、現像器を構成する部材の一部分に気孔を形成し、その気孔にフィルターを張る、等の方法が挙げられる。
すなわち、特許文献１に記載の発明は、現像剤補給装置より現像器へ現像剤を補給する際、内部で現像剤が偏る事による流路の閉塞を防ぐことを目的としており、現像剤補給装置を構成する部材を弾性の高い部材とすることで流路に余裕を持たせ、さらには流路上部にフィルターのついた気孔を設けるなどして気圧の調整を行うような対策をとることをポイントとしている。
【０００６】
また、特許文献２に記載の発明は、現像器内の現像スリーブにおいて、現像スリーブ内部に配置された磁石により磁気ブラシが立ち上がる際、磁気ブラシとケーシングの隙間に流入した気流が、磁気ブラシでかきだされて噴出し気流を生み出し、現像剤の飛散を起こす現象を防ぐことを目的としており、ケーシングの形状を改変し、磁気ブラシが立ち上がる箇所に凹凸をつけることをポイントとしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前述のような対策では、現像器内の気圧調整には関与しておらず、変形した部材が、より気圧の偏りを悪化させるような影響をもたらすおそれがある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、現像剤による汚染を防止した現像装置、画像形成装置及び現像方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、少なくとも一つの現像剤担持体と、前記現像剤坦持体の表面に前記現像剤坦持体に平行な開口部を有する現像剤補給管を介してトナー及び磁性粉からなる現像剤を補給する現像剤補給手段と、前記現像剤担持体内に設置され前記磁性粉を吸着する現像剤吸着手段と、前記現像剤吸着手段の磁力が及ばない現像剤離脱領域部分の下流に設けられたキャリア回収部材によって、前記磁性粉を余剰現像剤と共に回収する現像剤回収部と、前記現像剤補給管の入口に設けられた遮蔽手段と、前記現像剤補給管の出口に設けられた磁性部材と、前記現像剤の補給量を検知して前記遮蔽手段及び前記磁性部材により前記現像剤の補給量を調整するための検知手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記現像剤補給装置及び前記現像剤回収部が分離可能あるいは一体となっており、前記現像剤坦持体との距離を調整する機構を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記磁性部材は、前記現像剤補給管の出口に設けられたブレード状に形成され、前記現像剤をブラシ状の磁気ブラシに形成すると共に、前記磁気ブラシの高さを調整する手段であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項記載の発明において、前記現像剤回収部に回収された現像剤をトナー及び磁性粉に分離する現像剤分離手段と、前記分離されたトナー及び磁性粉を混合攪拌する現像剤攪拌手段と、を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項記載の現像装置を用いた画像形成装置であることを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、少なくとも一つの現像剤担持体の表面に前記現像剤坦持体にトナー及び磁性粉からなる現像剤を補給し、前記磁性粉を吸着する現像剤吸着手段の磁力が及ばない現像剤離脱領域部分の下流に設けられたキャリア回収部材により前記磁性粉を余剰現像剤と共に回収し、前記現像剤の補給量を検知して前記現像剤の補給量を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、現像剤の補給量を検知して遮蔽手段及び磁性部材により現像剤の補給量を調整することにより、現像剤の嵩及び現像器内の気圧が偏ることがなくなるので、現像剤による汚染を防止した画像形成装置及び画像形成方法の提供を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る現像装置の概念図である。
【図２】図１に示した現像剤補給装置及び現像剤補給装置を昇降させる機構の画印図である。
【図３】図１に示した現像剤補給装置の補給管の出口近傍の部分拡大図である。
【図４】現像剤補給装置の他の実施の形態を示す概念図である。
【図５】図１に示した現像装置を用いた画像形成装置の一実施の形態を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜特  徴＞
本発明は、現像剤補給装置から現像スリーブ（現像剤担持体）より感光体へ搬送を行う際、現像剤補給装置内で現像剤の嵩が偏るような状態を防ぐことを目的としている。具体的には、現像剤補給装置から現像剤を現像器内へ搬送する際、現像器内の現像スリーブの軸に平行に搬送されるように補給する新規な補給手段もしくは補給装置を設置することにより、現像器内の圧力が大気圧よりも高くなったり、一部分に偏ったりする等の現象を抑え、現像剤補給装置および周辺画像形成装置の汚染を防ぐことを特徴とする。
【００１８】
＜実施形態１＞
本発明の実施の形態を説明する。
具体的には、画像形成装置内の現像剤担持体に対し、現像剤補給装置より現像剤を補給する際、以下の特徴を有する。
要するに、本発明は、現像剤補給装置と現像器が分離している。現像剤補給装置には現像器へ現像剤を補給する補給口があり、かつその補給口は現像スリーブの軸に平行な形で設置されている。また、その補給口には現像剤量を調整するための方法または機構（例えばシャッター）と、磁気ブラシの高さを調整するための磁性ブレードが設けられている。前述の現像剤量の調整方法または機構は、補給口に備え付けられた光センサによって現像剤量を検知させ、伝達回路を経由して前述のシャッター等の機構により、現像剤量を調整する。
【００１９】
本発明に係る画像形成装置について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る現像装置の概念図である。
［構  成］
図１において、現像装置１０４は、現像坦持体としての現像ローラ１、現像剤補給装置２、及び現像剤攪拌装置３を有する。
現像ローラ１は、矢印方向（反時計方向）に回転する回転軸１ｃ、回転軸１ｃとは独立して固定された現像剤吸着手段としての磁石ローラ１ｂ、及び磁石ローラ１ｂの外周に設けられ回転軸１ｃにより回転する円筒状の現像スリーブ１ａで構成されている。
磁石ローラ１ｂは、後述する収容管１２の近傍を除いて表面にＮ極とＳ極とを交互に有する。
【００２０】
現像剤補給装置２は、トナー及び磁性粉（以下、キャリアと表記する。）からなる現像剤を収容する現像剤タンク８、現像剤タンク８に接続された現像補給管（以下、補給管）６、補給管６の入口（図の左側）に設けられた遮蔽手段としてのシャッター９、及び現像補給管６の出口に設けられた磁性部材７で構成されている。
【００２１】
現像剤攪拌装置３は、攪拌タンク１０、図示しないモータで回転することにより現像剤を攪拌するアジテータ１１、攪拌タンク１０内に余剰現像剤を収容するための収容管１２、及び収容管１２に設けられ余剰現像剤を書き入れるためのキャリア回収部材としてのキャリア回収用磁性ブレード４で構成されている。
【００２２】
５は、現像剤の補給量を検知してシャッター及び磁性部材７により現像剤の補給量を調整するための検知手段としての光センサである。１３は攪拌タンク１０内の現像剤を現像剤タンク８に供給するための供給管である。
【００２３】
１０１は矢印方向（時計方向）に回転する感光体ドラムである。
ここで、「上流」とは、現像ローラ１が感光体ドラム１０１に対して反時計方向に回転して、現像剤が使用される前（未使用）の現像ローラ１の表面領域を指す。また、「下流」とは、現像剤が使用された表面領域を指す。
【００２４】
［動  作］
現像剤補給装置２から、現像スリーブ１に現像剤を補給する際の動作について述べる。
現像剤を補給する際、光センサ５により現像剤量を検知し、その信号が補給管６の例えば遮蔽装置９の駆動回路に伝達されて、磁性ブレード７と、遮蔽装置（例えばシャッター）９によって現像剤量および磁気ブラシの高さを調整する。ここで、磁気ブラシとは、磁性ブレード７の磁力によりブラシ状に形成された現像剤である。
【００２５】
さらに、現像時にトナーが消費されて残ったキャリアはキャリア回収用磁性ブレード４によってかき込まれて攪拌タンク１０内に回収され、現像剤攪拌装置３内にて新規トナーと混合し、現像剤補給装置２の現像剤タンク８に補給される。なお、補給管６の開口部（補給口）は、現像スリーブ１の回転軸１ｃに平行な形状（例えば、ほぼスリット状の長方形もしくは長円）で、かつ現像剤担持体１と補給口との距離が一定になるように設置されている。
【００２６】
具体的には、現像剤担持体の表面に総量２ｇの現像剤が塗布された状態にあるとき、現像剤攪拌装置３を備えた現像剤補給装置２もしくは現像剤補給装置２単体が、現像剤担持体１の回転軸１ｃに対して例えば１０ｍｍの距離をとる。この際、現像剤攪拌装置３の回収口は常に現像剤担持体１の表面に待機した状態になっている。また、現像剤補給装置２が移動する際、同装置の補給口はシャッターあるいはそれに類するものが閉じ、現像剤が排出されないようになる。また、現像剤担持体１が現像工程を終えた、あるいは現像剤担持体１の回転軸１ｃが１８０度回転した状態にあってなお現像工程が終了していなかった場合、現像剤補給装置２が現像剤担持体１の方向に向かって１０ｍｍ移動し、現像剤担持体１と現像剤補給装置２の補給口との距離が０．３ｍｍ以内になるように調整した後、現像剤を例えば２ｇ補給する。現像剤補給装置２が現像剤担持体１に現像剤を補給中、あるいは補給後に現像工程が終了した場合、現像剤補給装置２は現像剤担持体１に対して１０ｍｍの距離をとる。
【００２７】
以上の作用により、現像剤補給装置２から現像剤担持体１に対して現像剤の補給が行われる際に変圧が生じる事を防ぎ、ひいては画像形成装置内の隙間から現像剤が飛散する事を防ぐことができる。
【００２８】
＜実施形態２＞
図２は、図１に示した現像剤補給装置及び現像剤補給装置を昇降させる機構の画印図である。
まず、部材２０には現像剤補給装置２あるいは現像剤補給装置２と現像剤回収装置３とが一体となった装置を取り付け、部材２４には現像器を取り付ける。ピニオンギア２２は駆動装置を備えたギアになっており、光センサ５による信号を受け取る回路が備わっており、光センサ５で検知された現像剤量の信号を受け取ってピニオンギア２２が回転し、ラックギア２１、２４に施された加工部とピニオンギア２２に備えられた加工部とがかみ合い、その作用によりラックギア２１、２４に連結された部材２０、２４が上下方向に移動する。
この事により、現像器内の現像剤担持体１と、現像剤補給装置２内の現像剤補給口との距離を調節し、現像剤量が一定に達すると離脱、現像剤量が一定量消費されると近接するように制御される。
【００２９】
具体的には、部材２０にネジ止めされた現像剤補給装置２あるいは現像剤補給装置２と現像剤回収装置３が一体となった装置に対して、部材２４には現像剤担持体１を含む現像器の一部がネジ止めされている。
部材２４は、図には示されない複写機の内壁に固定されており、実質的に部材２０が移動して部材２４に接近する構造になっている。この状態で、ピニオンギア２２の駆動装置内に光センサ５の信号が伝わった場合、ピニオンギア２２の駆動装置が回転し、ピニオンギア２２に切られた歯車形状の凹凸と部材２０、２４とピニオンギア２２を繋ぐラックギア２１、２３とが噛み合い、ラックギア２１、２３ｂがピニオンギア２２の接線方向に移動する。その移動により、部材２０が１０ｍｍほど部材２４側に移動し、近接する。ピニオンギア２２の駆動回路には、部材２０に取り付けられた現像剤補給装置２からも信号が伝わるようになっており、現像剤補給装置２が離脱の信号を放った場合にピニオンギア２２が逆回転し、部材２０、２４間の距離が１０ｍｍ離れる。
以上の作用により、現像剤補給装置と同装置の補給口と、現像剤担持体との距離を調整し、制御する。この事により、画像形成装置の隙間から現像剤が飛散する現象が抑えられる。
【００３０】
＜実施の形態３＞
図３は、図１に示した現像剤補給装置の補給管の出口近傍の部分拡大図である。
図に示すように、現像剤担持体１に対し、補給管６に取り付けられた磁性ブレード７によって現像剤の補給量を調整し、磁気ブラシの高さを調整することができる。また、補給管６には現像剤量がある一定に達した場合にシャッターが閉じる、あるいは磁力によって強制的に現像剤を移動、滞留させ、現像剤が外に漏れ出さないように制御する遮蔽手段が備わっている。
【００３１】
具体的には、磁性ブレード７により、現像剤担持体１上で磁力によって生じる磁気ブラシの高さを図には示されない感光体ドラムと現像剤担持体１とのニップ部の距離に相当する０．３ｍｍ以下に制御する。
また、補給管６には一般的な光センサが備わっており、補給管６を通過した現像剤が例えば５ｇに達したところでシャッターあるいは磁場の制御による補給管６の遮蔽を行う。
【００３２】
以上の作用により、現像剤の補給量及び磁気ブラシの高さを調整し、良好な現像を行う。ひいては、現像剤量の過多による変圧を防ぎ、画像形成装置の隙間から現像剤が飛散する事を防ぐ。
【００３３】
＜実施形態４＞
図４は、現像剤補給装置の他の実施の形態を示す概念図である。
同図において、現像剤タンク３０より新規トナーを補給し、攪拌部３１にて回収したキャリアとトナーとを混合、攪拌し、搬送路３３によって現像剤を現像剤補給装置３４に補給する。その際、部材３２に備え付けた制御回路により、現像剤補給装置３４への現像剤補給量を調整する。
【００３４】
具体的には、現像剤タンク３０はフレキシブルな容器で構成されており、内部に新規トナーが密封されている。現像剤補給装置３４内あるいは外部に設置された光センサにより現像剤補給装置３４内部の現像剤量が減少したか否かを判断する。現像剤補給装置３４のセンサは現像剤補給装置３４の底面から例えば１０ｍｍとし、現像剤補給装置３４で現像剤量の不足が検知された場合、現像剤タンク３０と部材３１との接合部にて、現像剤タンク３０の補給口が開かれ、部材３１にトナーが例えば２．１ｇ補給される。部材３１内では回収されたキャリアが常に例えば２７．９ｇ挿入されており、トナー及びキャリアを混合するとＴＣ７％ｗｔの現像剤になる。現像剤は搬送路３３を通過し、部材３２の制御によって現像剤補給装置３４への補給量を徐々に（３ｇ/secに）行っていく作用と、補給中の現像剤詰まりを防ぐための振動が与えられている。現像剤補給装置３４内には現像剤搬送部材が設置されており、部材３２より補給された現像剤が現像剤補給装置内に行き渡る。
【００３５】
以上の作用により、現像剤補給装置３４には常にＴＣ７％ｗｔの現像剤が３０ｇ以上補給された状態に保たれ、現像剤不足を防ぐ効果がある。ひいては、現像器および現像剤補給装置内で現像剤量が偏り、変圧が生じて画像形成装置内の隙間から現像剤が飛散することを防ぐことができる。
【００３６】
＜実施形態５＞
図５は、図１に示した現像装置を用いた画像形成装置の一実施の形態を示す概念図である。
図５において、この画像形成装置が有する作像装置１００は、図示しないドラムモータにより所定の速度で矢印方向（図では時計方向）に回転駆動される感光体ドラム１０１と、その周囲に配置された帯電チャージャ（帯電部）１０２、光書き込みユニット（書き込み部）１０３、現像装置（現像器）１０４、転写チャージャ（転写部）１０５、除電ランプ（除電部）１０６等により構成されている。また、感光体ドラム１０１の周囲には濃度検知モードにおいて使用される濃度センサ１１４も設けられている。
【００３７】
また、給紙部１０７から感光体ドラム１０１と転写チャージャ１０５の対向部とを経て定着装置１０９にわたって用紙の搬送経路が設けられ、この搬送経路上の作像装置１００の手前にはレジストローラ１０８が設けられ、定着装置１０９の後段には排紙ローラ１１０が設けられている。また、この搬送経路上には給紙センサ１１１、レジストセンサ１１２、排紙センサ１１３が設けられており、用紙の進行状況が分かるようになっている。
【００３８】
感光体ドラム１０１は帯電チャージャ１０２により一様に帯電され、光書き込みユニット１０３によって図示しない画像処理部からの画像信号に基づいて静電潜像が書き込まれ、現像ユニット１０４によって静電潜像がトナー像として現像される。
【００３９】
給紙部１０７より送り出された用紙はレジストローラ１０８に到達した時点で一旦停止され、転写チャージャ１０５上でトナー像と重なるタイミングで搬送再開され、転写チャージャ１０５により感光体ドラム１０１上のトナー像が転写され、定着装置１０９によって加熱・加圧されることでトナーが溶融・定着され、排紙ローラ１１０を経て排紙される。
【００４０】
このような画像形成装置においても、現像剤補給装置２から現像剤担持体１に対して現像剤の補給が行われる際に変圧が生じる事を防ぎ、ひいては画像形成装置内の隙間から現像剤が飛散する事を防ぐことができる。
【００４１】
＜効  果＞
画像形成装置内の現像剤補給装置において、現像剤を現像スリーブへと補給する際に、現像剤補給装置内で現像剤の偏り及び密閉された容器内で現像剤によって搬送された空気圧の偏りを防止する効果がある。
【００４２】
現像剤補給装置から現像剤を現像スリーブの軸に平行に搬送し、補給することで、現像剤補給装置より現像器へ搬送する流路で現像剤の嵩が偏り、現像器内の圧力が偏ることを防ぐことが期待できる。そのことにより、現像器内で偏った圧力で現像器を構成する部材の隙間から現像剤を伴って気流が噴出すことを防ぐことが期待できる。
【００４３】
なお、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１    現像ローラ（現像剤坦持体）
１ａ    現像スリーブ
１ｂ    磁石ローラ
１ｃ    回転軸
２    現像剤補給装置（現像剤補給手段）
３    現像剤攪拌装置
４    キャリア回収用磁性ブレード（キャリア回収部材）
５    光センサ（検知手段）
６    現像剤補給管（補給管）
７    磁性部材
８    現像剤タンク
９    シャッター（遮蔽手段）
１０    現像剤回収タンク
１１    アジテータ
１２    収容管
１３    供給管
１０１    感光体ドラム
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４５】
【特許文献１】特開２００８−４６２３３号公報
【特許文献２】特開２００７−２９２８７０号公報
【図１】
2011008065.tif 000003
【図２】
2011008065.tif 000004
【図３】
2011008065.tif 000005
【図４】
2011008065.tif 000006
【図５】
2011008065.tif 000007