(57)【要約】【課題】現像ローラに供給される現像剤量が不足すること又は過剰になることを防止し、画像不良の発生を防止し得る現像装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】現像剤を担持し担持された現像剤を像担持体に供給する現像ローラ４０３と、現像ローラ４０３に現像剤を案内するガイド部材Ｇ１〜Ｇ３と、ガイド部材Ｇ１〜Ｇ３を介して現像ローラ４０３に現像剤を供給する供給ローラ４０２と、供給ローラ４０２に現像剤を攪拌しながら供給する攪拌スクリュー４０１と、ガイド部材Ｇ１〜Ｇ３の形状を変化させることで、現像ローラ４０３、ガイド部材Ｇ１〜Ｇ３及び供給ローラ４０２により囲まれて形成される空間の容積を調整する調整部４０５と、を備えた現像装置４４とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持し担持された現像剤を像担持体に供給する現像ローラと、
該現像ローラに現像剤を案内するガイド部材と、
該ガイド部材を介して前記現像ローラに現像剤を供給する供給ローラと、
該供給ローラに現像剤を攪拌しながら供給する攪拌スクリューと、
前記ガイド部材の形状を変化させることで、前記現像ローラ、前記ガイド部材及び前記供給ローラにより囲まれて形成される空間の容積を調整する調整部と、
を備えた現像装置。
【請求項２】
前記現像ローラ、前記ガイド部材及び前記供給ローラにより囲まれて形成される空間内部の圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサにより検出され出力される検出信号を入力する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記入力される検出信号が予め定められた値より大きい場合、前記空間に収容される、又は前記空間に供給される現像剤が多いと判断し、前記調整部により前記空間を拡大するように制御する請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記入力される検出信号が予め定められた値より小さい場合、前記空間に収容される、又は前記空間に供給される現像剤が少ないと判断し、前記調整部により前記空間を縮小するように制御する請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
現像剤を担持し担持された現像剤を像担持体に供給する現像ローラと、
該現像ローラに現像剤を案内するガイド部材と、
該ガイド部材を介して前記現像ローラに現像剤を供給する供給ローラと、
該供給ローラに現像剤を攪拌しながら供給する攪拌スクリューと、
前記ガイド部材の形状を変化させることで、前記現像ローラ、前記ガイド部材及び前記供給ローラにより囲まれて形成される空間の容積を調整する調整部と、
を備えた画像形成装置。
【請求項５】
前記現像ローラ、前記ガイド部材及び前記供給ローラにより囲まれて形成される空間内部の圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサにより検出され出力される検出信号を入力する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記入力される検出信号が予め定められた値より大きい場合、前記空間に収容される、又は前記空間に供給される現像剤が多いと判断し、前記調整部により前記空間を拡大するように制御する請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記入力される検出信号が予め定められた値より小さい場合、前記空間に収容される、又は前記空間に供給される現像剤が少ないと判断し、前記調整部により前記空間を縮小するように制御する請求項５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現像装置は、画像形成装置における重要な構成部品の１つであり、像担持体（例えば、感光体ドラム）に現像剤を供給する役割を担う。ここで、高品質の画像を形成する上では、現像装置から像担持体に供給される現像剤の量について考慮すべきである。すなわち、現像装置においては、現像ローラに供給される現像剤の量について考慮すべきである。
【０００３】
現像ローラに供給される現像剤量が不足している場合、形成される画像にはスクリューピッチムラと呼ばれる画像不良が発生する（図５参照）。
【０００４】
スクリューピッチムラとは、現像装置の構成部品である攪拌スクリューにより、不均一な量の現像剤が現像剤搬送部（現像剤整流空間）に供給されて生じる濃度ムラをいう。
【０００５】
また、現像ローラに供給される現像剤量が過剰である場合、形成される画像にはパッキングムラと呼ばれる画像不良が発生する（図６参照）。
【０００６】
パッキングムラとは、現像装置内部の現像剤搬送部（現像剤整流空間）で現像剤が詰まり、現像剤が現像ローラに搬送されずに生じるムラをいう。
【０００７】
このように、現像装置において、現像ローラに供給される現像剤量が不足している又は過剰であることは好ましくなく、予め定められた適正量であることが望ましい。
【０００８】
特許文献１には、現像剤供給ローラと現像ローラとの間に現像剤整流空間を形成し、形成された現像剤整流空間において現像剤を多量に堆積させておくことにより、現像ローラに供給される現像剤量が不足することを防止する現像装置が開示されている。また、現像剤整流空間が一定量の現像剤で満たされている場合は、現像剤整流空間に現像剤が更に過剰に供給されることを防止する現像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−３０１０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１の技術では、画像形成装置の設置環境や現像剤の劣化状態によっては現像ローラに供給される現像剤量が不足する又は過剰になる場合がある。設置環境や劣化状態によっては、現像剤状態（かさ密度、流動性、帯電性等）が変動し、これにより現像剤整流空間における現像剤充填量が変動するためである。
【００１１】
例えば、設置環境が高温高湿の場合、現像剤の帯電性は低下する。これにより、現像剤整流空間におけるかさ密度は上昇し、かさ高さは下降する。こうした状況下、現像剤整流空間における現像剤充填量を多量に堆積させると、現像ローラに供給される現像剤量は過剰となり、形成される画像に画像不良が生じることになる。
【００１２】
本発明の課題は、現像ローラに供給される現像剤量が不足すること又は過剰になることを防止し、画像不良の発生を防止し得る現像装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、現像剤を担持し担持された現像剤を像担持体に供給する現像ローラと、
該現像ローラに現像剤を案内するガイド部材と、
該ガイド部材を介して前記現像ローラに現像剤を供給する供給ローラと、
該供給ローラに現像剤を攪拌しながら供給する攪拌スクリューと、
前記ガイド部材の形状を変化させることで、前記現像ローラ、前記ガイド部材及び前記供給ローラにより囲まれて形成される空間の容積を調整する調整部と、
を備えた現像装置が提供される。
【００１４】
また、本発明によれば、現像剤を担持し担持された現像剤を像担持体に供給する現像ローラと、
該現像ローラに現像剤を案内するガイド部材と、
該ガイド部材を介して前記現像ローラに現像剤を供給する供給ローラと、
該供給ローラに現像剤を攪拌しながら供給する攪拌スクリューと、
前記ガイド部材の形状を変化させることで、前記現像ローラ、前記ガイド部材及び前記供給ローラにより囲まれて形成される空間の容積を調整する調整部と、
を備えた画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、現像剤整流空間を調整し、現像剤整流空間に堆積される現像剤量を常に適正量に維持することができる。よって、現像ローラに供給される現像剤量が不足すること又は過剰になることを防止することができ、画質不良の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】画像形成装置の概略構成図である。
【図２】現像装置の概略構成図である。
【図３】調整部材の動作パターンの一例を示す図である。
【図４】現像剤整流空間の制御フロー図である。
【図５】スクリューピッチムラが発生した画像の一例を示す図である。
【図６】パッキングムラが発生した画像の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本実施形態における画像形成装置の構成及び動作について、図面を用いて詳細に説明する。なお、本実施形態ではモノクロの画像形成装置を例に挙げて説明しているが、本発明はこれに限らず、例えばカラーの画像形成装置によっても本発明を実現することは可能である。
【００１８】
図１に、画像形成装置１０の概略構成を示す。
画像形成装置１０は、自動原稿搬送部２０、スキャナ部３０、画像形成部４０、給紙部５０を備えて構成される。
【００１９】
自動原稿搬送部２０は、原稿載置トレイに載置された原稿Ｄを一枚ずつ所定の搬送路に搬送する。
【００２０】
スキャナ部３０は、搬送される原稿Ｄ又はプラテンガラス上に載置された原稿Ｄ（図示省略）に光源を照射し、原稿Ｄから反射される反射光を受光する。スキャナ部３０は、受光された光信号を電気信号に変換し、変換された電気信号を制御部１に出力する。
【００２１】
画像形成部４０は、スキャナ部３０により変換される電気信号又は外部端末から出力される画像データに基づいて、用紙Ｐにトナー像を形成する。
【００２２】
画像形成部４０は、感光体ドラム４１の周囲に沿って、帯電装置４２、露光装置４３、現像装置４４、転写装置４５、分離装置４６、分離爪４７、クリーニング装置４８等を備えて構成される。
【００２３】
帯電装置４２は、感光体ドラム４１の表面を均一に帯電する。
露光装置４３は、感光体ドラム４１の非画像領域を露光して電荷を除去し、画像領域に静電潜像を形成する。
【００２４】
現像装置４４は、感光体ドラム４１に現像剤を供給する。現像剤を供給することにより、現像装置４４は、感光体ドラム４１上の静電潜像にトナーを付着させる。これにより、感光体ドラム４１上にトナー像が形成される。本実施形態における現像装置４４の詳細な構成及び動作については後述する。
【００２５】
転写装置４５は、用紙Ｐの裏面からトナーとは逆極性の電荷を付加して、感光体ドラム４１上に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写する。
分離装置４６は、用紙Ｐの裏面から転写時とは逆極性の電荷を付加して、感光体ドラム４１に静電吸着している用紙Ｐを感光体ドラム４１から分離する。
【００２６】
分離爪４７は、分離装置４６による分離動作後もなお用紙Ｐが感光体ドラム４１から分離されない場合、感光体ドラム４１の表面に物理的に当接し、用紙Ｐを感光体ドラム４１から分離する。分離された用紙Ｐは、定着装置を経て機外に排出される。
【００２７】
クリーニング装置４８は、ブラシ又はブレード等により、感光体ドラム４１に残留する残留トナーを除去する。
【００２８】
給紙部５０は、複数のトレイを備えて構成される。複数のトレイは、それぞれ紙種やサイズが異なる用紙を収容することができる。給紙部５０は、用紙Ｐを所定の搬送路に搬送し、画像形成部４０に用紙Ｐを給紙する。
【００２９】
制御部１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えて構成される。ＣＰＵはＲＯＭに記憶されている各種プログラムをＲＡＭに展開し、展開された各種プログラムとの協働により画像形成装置１０の各部（２０〜５０）の動作を統括的に制御する。なお、本実施形態では特に、制御部１による現像装置４４の動作の制御について後述する。
【００３０】
図２に、現像装置４４の概略構成を示す。
現像装置４４は、攪拌スクリュー４０１、供給ローラ４０２、現像ローラ４０３、圧力センサ４０４、調整部材４０５等を備えて構成される。また、現像装置４４は、現像剤を搬送又は収容する現像剤整流空間Ｗを形成する。現像剤整流空間Ｗは、ガイド部材Ｇ１〜Ｇ３により形成される。
【００３１】
攪拌スクリュー４０１は、螺旋形状のスクリューであり、トナー補給部（図示省略）から供給される非磁性トナーを磁性キャリアと一定の比率で攪拌して２成分現像剤を生成する。
【００３２】
供給ローラ４０２は、内部に固定配置された複数の磁極を備え、表面には反時計回りに回転可能なスリーブを備えて構成される。供給ローラ４０２は、攪拌スクリュー４０１により攪拌された現像剤を担持し、担持された現像剤をガイド部材Ｇ２を介して現像ローラ４０３に供給する。
【００３３】
現像ローラ４０３は、内部に固定配置された複数の磁極を備え、表面には反時計回りに回転可能なスリーブを備えて構成される。現像ローラ４０３は、供給ローラ４０２によりガイド部材Ｇ２を介して供給された現像剤を担持し、担持された現像剤を感光体ドラム４１に供給する。
【００３４】
圧力センサ４０４は、現像剤整流空間Ｗに収容された現像剤と接する位置に設置され、現像剤整流空間Ｗ内の圧力を検出する。圧力センサ４０４は、検出された圧力の情報を制御部１（図１参照）に出力する。なお、本実施形態では、圧力センサ４０４をガイド部材Ｇ１表面に設置しているが、これに限らず、ガイド部材Ｇ２、Ｇ３、その他現像剤整流空間Ｗ内の圧力を検出可能な位置であれば何れの場所に設置してもよい。また、設置される圧力センサ４０４の数は１つでも２つ以上でもよい。
【００３５】
調整部材４０５は、現像剤整流空間Ｗの領域を調整可能な位置に配置され、現像剤整流空間Ｗの領域を拡大又は縮小して調整する。なお、本実施形態では、調整部材４０５をガイド部材Ｇ１〜Ｇ３に設置し、調整部材４０５の形状を四角形とし、調整部材４０５の数を３つとしているが、これに限られない。例えば、調整部材４０５を複数の場所に設置し、形状を三角形や半円、円筒、又は設置場所に合わせた形状としてもよいし、調整部材４０５の数を４つ以上又は２つ以下としてもよい。
【００３６】
図３に、調整部材４０５の動作パターンの一例を示す。
ガイド部材Ｇ１における調整部材４０５は、動作なし、又は上方／下方に動作する。上方に動作する場合、ガイド部材Ｇ１は引き上げられて現像剤整流空間Ｗが広がる。下方に動作する場合、ガイド部材Ｇ１は押し下げられて現像剤整流空間Ｗが狭くなる。
【００３７】
ガイド部材Ｇ２における調整部材４０５は、動作なし、又は下方／上方に動作する。下方に動作する場合、ガイド部材Ｇ２は引き下げられて現像剤整流空間Ｗが広がる。上方に動作する場合、ガイド部材Ｇ２は押し上げられて現像剤整流空間Ｗが狭くなる。
【００３８】
ガイド部材Ｇ３における調整部材４０５は、動作なし、又は左方／右方に動作する。左方に動作する場合、ガイド部材Ｇ３は左方に押されて現像剤整流空間Ｗへの現像剤供給が減少する。右方に動作する場合、ガイド部材Ｇ３は右方に引っ張られて現像剤整流空間Ｗへの現像剤供給が増加する。
【００３９】
このように、ガイド部材Ｇ１、Ｇ２に配置された調整部材４０５が動作することにより、現像剤整流空間Ｗは広くなったり狭くなったりする。また、ガイド部材Ｇ３に配置された調整部材４０５が動作することにより、現像剤整流空間Ｗへの現像剤供給が増加又は減少する。
【００４０】
現像剤整流空間Ｗ内部の圧力が低い場合、すなわち、現像剤整流空間Ｗに収容される現像剤量が少ない場合、調整部材４０５は現像剤整流空間Ｗが狭くなるように動作する。また、現像剤整流空間Ｗ内部の圧力が高い場合、すなわち、現像剤整流空間Ｗに収容される現像剤量が多い場合、調整部材４０５は現像剤整流空間Ｗが広くなるように動作する。
調整部材４０５が上記のように動作することで、現像剤整流空間Ｗ内部の圧力は常時一定となり、現像剤整流空間Ｗ内部における現像剤量は常時適正量となる。
【００４１】
図４を参照して、現像剤整流空間の制御フローについて説明する。
制御部１は、画像形成済みの用紙枚数が１万枚に達したか否か判断する（ステップＳ１）。なお、１万枚でなくとも、予め定められた枚数（例えば、５千枚や１０万枚など）であってもよい。また、制御部１は、給紙部５０の用紙搬送路上に予め設置されたカウンタ（図示省略）によりカウントされた用紙枚数の情報を入力して判断する。
【００４２】
画像形成済みの用紙枚数が１万枚に達していない場合（ステップＳ１；Ｎ）、制御部１は、１万枚に達するまで現像剤整流空間Ｗの調整をせずに待機する。
画像形成済みの用紙枚数が１万枚に達した場合（ステップＳ１；Ｙ）、制御部１は、圧力センサ４０４により検出された検出信号を入力する（ステップＳ２）。
【００４３】
制御部１は、（検出信号値）＞（基準値＋α）であるか否か判断する（ステップＳ３）。
基準値は、新品現像剤が現像装置４４に補充された初期状態における圧力とする。また、αは、基準値の１０％の値とする。すなわち、ステップＳ３において、制御部１は、圧力センサ４０４により検出された圧力が、基準値の１０％増の値よりも大きいか否か判断する。
【００４４】
（検出信号）＞（基準値＋α）である場合（ステップＳ３；Ｙ）、圧力が高いことになるため、制御部１は、調整部材４０５を動作して現像剤整流空間Ｗを広くする、又は現像剤整流空間Ｗへの現像剤供給を減少させる（ステップＳ４）。
例えば、制御部１は、ガイド部材Ｇ１に設置された調整部材４０５を上方に動作し、ガイド部材Ｇ２に設置された調整部材４０５を下方に動作することで現像剤整流空間Ｗを広くし、ガイド部材Ｇ３に設置された調整部材４０５左方に動作して現像剤整流空間への現像剤供給を減少させる。
【００４５】
制御部１は、（検出信号）＜（基準値＋β）であるか否か判断する（ステップＳ５）。
βは、基準値の５％の値とする。すなわち、ステップＳ５において、制御部１は、圧力センサ４０４により検出された圧力が、基準値の５％増よりも小さいか否か判断する。
【００４６】
（検出信号）＜（基準値＋β）でない場合（ステップＳ５；Ｎ）、現像剤整流空間Ｗ内部の圧力が依然として高いため、制御部１は、ステップＳ４に移行し、調整部材４０５を動作して現像剤整流空間Ｗを更に広くする、又は現像剤整流空間Ｗへの現像剤供給を更に減少させる。
【００４７】
（検出信号）＜（基準値＋β）である場合（ステップＳ５；Ｙ）、制御部１は、（基準値−β）＜（検出信号）であるか否か判断する（ステップＳ６）。すなわち、ステップＳ６において、制御部１は、圧力センサ４０４により検出された圧力が、基準値の５％減よりも大きいか否か判断する。
【００４８】
（基準値−β）＜（検出信号）でない場合（ステップＳ６；Ｎ）、現像剤整流空間Ｗ内部の圧力が低くなりすぎたため、制御部１は、ステップＳ８に移行する。
【００４９】
（基準値−β）＜（検出信号）である場合（ステップＳ６；Ｙ）、現像剤整流空間Ｗ内部の圧力は適正範囲になっているため、制御部１は、現像剤整流空間Ｗの制御を終了する。なお、現像剤整流空間Ｗの制御を終了する際、制御部１は画像形成済み用紙枚数のカウンタをリセットする。
【００５０】
ステップＳ３に戻り、（検出信号）＞（基準値＋α）でない場合（ステップＳ３；Ｎ）、制御部１は、（検出信号）＜（基準値−α）であるか否か判断する（ステップＳ７）。
【００５１】
（検出信号）＜（基準値−α）でない場合（ステップＳ７；Ｎ）、制御部１は、現像剤整流空間Ｗにおける圧力は適正範囲であるものと判断し、現像剤整流空間Ｗの制御を終了する。
【００５２】
（検出信号）＜（基準値−α）である場合（ステップＳ７；Ｙ）、現像剤整流空間Ｗ内部の圧力が低いため、制御部１は、調整部材４０５を動作して現像剤整流空間Ｗを狭くする、又は現像剤整流空間Ｗへの現像剤供給を増加させる（ステップＳ８）。
【００５３】
制御部１は、（基準値−β）＜（検出信号）であるか否か判断する（ステップＳ９）。すなわち、ステップＳ９において、制御部１は、圧力センサ４０４により検出された圧力が基準値の５％減よりも大きいか否か判断する。
【００５４】
（基準値−β）＜（検出信号）でない場合（ステップＳ９；Ｎ）、現像剤整流空間Ｗ内部の圧力が依然として低いため、制御部１は、ステップＳ８に移行し、調整部材４０５を動作して現像剤整流空間Ｗを更に狭くする、又は現像剤整流空間Ｗへの現像剤供給を更に増加させる。
【００５５】
（基準値−β）＜（検出信号）である場合（ステップＳ９；Ｙ）、制御部１は、（検出信号）＜（基準値＋β）であるか否か判断する（ステップＳ１０）。すなわち、ステップＳ１０において、制御部１は、圧力センサ４０４により検出された圧力が基準値の５％増よりも小さいか否か判断する。
【００５６】
（検出信号）＜（基準値＋β）でない場合（ステップＳ１０；Ｎ）、現像剤整流空間Ｗ内部の圧力が高くなりすぎたため、制御部１は、ステップＳ４に移行する。
【００５７】
（検出信号）＜（基準値＋β）である場合（ステップＳ１０；Ｙ）、現像剤整流空間Ｗ内部の圧力は適正範囲になっているため、制御部１は現像剤整流空間Ｗの制御を終了する。なお、現像剤整流空間Ｗの制御を終了する際、制御部１は画像形成済み用紙枚数のカウンタをリセットする。
【００５８】
以上のように、本実施形態によれば、調整部材４０５により現像剤整流空間Ｗを拡大又は縮小して調整することができる。よって、画像形成装置１０の設置環境や現像剤の劣化状態によって変動し得る現像剤整流空間Ｗ内部の現像剤の量を常に適正量とすることができる。常に適正量とすることで、スクリューピッチムラやパッキングムラ等の画質不良の発生を防止することができる。
【００５９】
また、現像剤整流空間Ｗ内部の圧力を検出する圧力センサ４０４と、圧力センサ４０４により検出された検出信号を入力する制御部１と、を備え、制御部１は入力された検出信号に基づいて、調整部材４０５の動作を制御することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０        画像形成装置
２０        自動原稿搬送部
３０        スキャナ部
４０        画像形成部
４４        現像装置
４０１      攪拌スクリュー
４０２      供給ローラ
４０３      現像ローラ
４０４      圧力センサ
４０５      調整部材
５０        給紙部
１          制御部
Ｇ１〜Ｇ３  ガイド部材
Ｗ          現像剤整流空間
【図１】
2011107302.tif 000003
【図２】
2011107302.tif 000004
【図３】
2011107302.tif 000005
【図４】
2011107302.tif 000006
【図５】
2011107302.tif 000007
【図６】
2011107302.tif 000008