(57)【要約】【課題】トナーコンテナが交換されたときなど、トナーコンテナから現像装置へ大量のトナーが補給されたときに、低帯電のトナーが現像スリーブに供給されないようにしてカブリを防止する。【解決手段】スクリュー１２とスクリュー１３の間に設けられた隔壁１４の、少なくとも両端部に形成された開口部１４１ａ，１４１ｂに、現像剤の移動を許す開位置と阻止する閉位置とに移動自在に仕切板３１ａ，３１ｂを設ける。トナーコンテナ２が交換されたときは、仕切板３１ａ，３１ｂを閉位置として、トナーコンテナ２から補給されたトナーが現像スリーブ１１に搬送されないようにする。そして、補給されたトナーをスクリュー１３によって撹拌混合して、トナー帯電量を所定値以上とする。【選択図】図２
2008065208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と対向する現像部に、現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、軸部が水平方向に平行に並べて配置され、現像剤を軸方向に且つ逆方向に搬送する第１搬送手段と第２搬送手段と、第１搬送手段と第２搬送手段との間に形成され、両搬送手段の少なくとも両端部において、一方の搬送手段から他方の搬送手段への現像剤の移動を可能とする開口部を備えた隔壁と、前記開口部において現像剤の移動を許す開位置と阻止する閉位置とに移動自在に設けられた仕切板とを備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記仕切板が現像剤の移動を阻止する閉位置のときに、所定印字量に達するまで画像形成を可能とした現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は現像装置に関し、より詳細には、現像剤を軸方向に且つ逆方向に搬送する第１搬送手段と第２搬送手段とによって現像剤が循環搬送される現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現像装置へのトナー補給方式としては２つに大きく分けることができる。一つの方式は、感光体や現像手段、クリーニング手段を一体化したいわゆるプロセスユニットを画像形成装置に着脱可能に取り付け、トナーが無くなったときにはプロセスユニットごと交換する方式である。もう一つの方式は、トナーが無くなったときには補充トナーを貯溜したトナーコンテナを交換する方式である。
【０００３】
前者の方式では、トナーが無くなった時点で、感光体や現像手段などの部材がまだ使用可能であっても、プロセスユニットごと交換してしまうので、資源の有効活用や費用の点で問題視されることがあった。一方、後者の方式ではこのような問題はないので、二成分系現像方式のみならず一成分系現像方式においても広く採用されつつある。
【０００４】
図５及び図６に、トナーコンテナ交換方式を採用した現像装置の一例を示す。図５は現像装置の概略垂直断面図、図６は現像装置の概略平面図である。この現像装置１は、複数の磁極を内蔵した回転自在の現像スリーブ１１と、現像部へ搬送される現像スリーブ１１上のトナー量を規制する規制ブレード１６と、水平方向に平行に配置され、互いに逆向きに磁性トナーを撹拌搬送する２本のスクリュー（搬送手段）１２，１３と、２本のスクリュー１２，１３の間に形成され、両端部に開口部１４１ａ，１４１ｂ（図６に図示）が形成された隔壁１４と、装置内のトナー量を検知するトナーセンサ１５とを備える。
【０００５】
２本のスクリュー１２，１３は、螺旋状の羽根が同じ傾斜角で軸部に形成されたものであって、不図示の駆動機構によって逆方向に回転し、これによって磁性トナーは、隔壁１４によって隔離された状態で互いに逆方向に搬送される（図６の矢印）。そして、スクリュー１２，１３の両端部において、隔壁１４の両端部に形成された開口部１４１ａ，１４１ｂを通って、一方のスクリューから他方のスクリューに磁性トナーが移動する。これにより磁性トナーは装置内を常に循環し撹拌されることになる。
【０００６】
一方現像スリーブ１１は、表面に数μｍの凹凸を付けた金属製の円筒スリーブの内部に順に、現像磁極Ｎ1、搬送磁極Ｓ1、汲み上げ磁極Ｎ2、ブレード磁極Ｓ2の４つの磁極を配置した固定磁石を有してなる。現像スリーブ１１が矢印方向に回転すると、汲み上げ磁極Ｎ2の磁力によって、スクリューから現像スリーブ１１へ磁性トナーが汲み上げられる。現像スリーブ１１の表面に担持された磁性トナーは、規制ブレード１６により層規制された後、現像部へ搬送される。そして現像部では、現像スリーブ１１に図示しないバイアス電圧が印加され、生じた現像電界により、帯電トナーが感光体ドラム（潜像担持体）４０上の静電潜像に移動して現像がなされる。その後現像スリーブ１１上の磁性トナーは、搬送磁極Ｓ1によって装置内部に搬送され、現像スリーブ１１から剥離して、スクリュー１２，１３によって装置内を再び循環搬送され、現像に供していない磁性トナーと混合撹拌される。そして汲み上げ極Ｎ2によって、新たに磁性トナーがスクリューから現像スリーブへ供給される。
【０００７】
このような構成の現像装置１に対してトナーコンテナ２が着脱可能に取り付けられる。トナーコンテナ２は、トナーを貯溜するハウジング２０と、ハウジング２０の下面に形成された供給口２１と、供給口２１の直上に回転自在に取り付けられた補給ローラ２２と、ハウジング２０内のトナーを供給口２１の方向へ移動させるための搬送翼２３とを備える。トナーセンサ１５によって現像装置１内のトナー量が少なくなったことが検知されると、補給ローラ２２および搬送翼２３が回転して、供給口２１から現像装置１内へトナーが補給される。トナーコンテナ２から補給されたトナーは、スクリュー１２，１３によって撹拌混合されて現像スリーブ１１へ供給される。
【０００８】
トナーコンテナ２から補給されるトナーは未帯電あるいは低帯電のものが多いため、スクリュー１２，１３によって十分に撹拌・混合して帯電量を高くする必要がある。ところが、トナーコンテナ２を交換した時は、前のトナーコンテナから現像装置内へトナーが十分に補給されていないため、トナーコンテナ２から現像装置１へ多量のトナーが補給されることになる。
【０００９】
このとき、補給トナーがスクリュー１２，１３によって十分に撹拌・混合されず、未帯電あるいは低帯電のまま現像スリーブ１１へ供給され、現像部へ搬送されることがある。未帯電あるいは低帯電のトナーが現像部へ搬送されると、反転現像方式の場合には、本来はトナーが付着しない背景部分にトナーが付着する、いわゆるカブリが生じる。
【００１０】
特許文献１では、トナーコンテナから現像装置へ固まった状態で補給されたトナーを確実に粉砕することを目的として、撹拌ローラとパドルとの間に隔壁を設けるとともに、その隔壁の下側に開口部を設けて、そこから現像剤を移動させる技術が提案されている。
【特許文献１】特開平８−１６６７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記の提案技術によれば、撹拌ローラによって、補給されたトナーの固まりを粉砕すると同時に、補給トナーの撹拌・混合もある程度は行われると考えられるが、撹拌ローラとパドルへの移動が、隔壁の下部とはいえ常時可能であるため、低帯電のトナーがパドルへ移動し現像ローラに供給されるおそれは十分にある。低帯電トナーが現像ローラに供給されると、前述のようにカブリが生ずる。
【００１２】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、トナーコンテナが交換され、トナーコンテナから現像装置へ大量のトナーが補給されたときなどに、低帯電のトナーが現像スリーブに供給されないようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成する本発明の現像装置は、像担持体と対向する現像部に、現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、軸部が水平方向に平行に並べて配置され、現像剤を軸方向に且つ逆方向に搬送する第１搬送手段と第２搬送手段と、第１搬送手段と第２搬送手段との間に形成され、両搬送手段の少なくとも両端部において、一方の搬送手段から他方の搬送手段への現像剤の移動を可能とする開口部を備えた隔壁と、前記開口部において現像剤の移動を許す開位置と阻止する閉位置とに移動自在に設けられた仕切板とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
ここで利用者の利便性を向上させる観点から、前記仕切板が、現像剤の移動を阻止する閉位置のときでも、所定印字量に達するまで画像形成を可能としてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の現像装置では、一方の搬送手段から他方の搬送手段へ現像剤が移動できるようにした、隔壁の開口部に、開位置と閉位置とに移動自在に仕切板を設けたので、例えばトナーコンテナから未帯電あるいは低帯電のトナーが補給された場合に、仕切板を閉位置として、撹拌手段によって補給トナーを所定時間撹拌して帯電量を上昇させることができる。そしてその後、仕切板を開位置としてトナーの循環搬送を行えばカブリなどの不具合の発生を防止できる。
【００１６】
前記仕切板が、現像剤の移動を阻止する閉位置のときでも、所定印字量に達するまで画像形成を可能とすると、待ち時間を無くすあるいは減少させることができ、利用者の利便性の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る現像装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれら実施形態に何ら限定されるものではない。
【００１８】
図１に、本発明に係る現像装置を搭載したプリンタ（画像形成装置）の一例を示す概説図を示す。図１のプリンタの画像形成機構についてまず説明すると、感光体ドラム４０は帯電装置４１によってその表面が正又は負に一様に帯電される。そして画像データがレーザスキャナ（露光装置）４２によって感光体ドラム４０の表面に書き込まれ、感光体ドラム４０の表面に静電潜像が形成される。具体的には反転現像方式の場合には画像に相当する部分の帯電が除去され、正規現像方式の場合は背景に相当する部分の帯電が除去されて、それぞれ静電潜像が形成される。次に現像装置１によって感光体ドラム４０上の静電潜像をトナーで可視像化する。このときトナーの帯電極性は、反転現像方式の場合には感光体ドラム４０の帯電極性と同極性であり、正規現像の場合は感光体ドラム４０の帯電極性と逆極性である。
【００１９】
一方、給紙カセット８０に収納されている用紙Ｐは、給紙ローラ８１によって搬送路へ送られる。そしてレジストローラ対８２によって、感光体ドラム４０上のトナー画像が転写部に到達するのにタイミングを合わせて、用紙Ｐは転写部へ送り出される。転写部では、感光体ドラム４０と転写ローラ４３との間で用紙Ｐが挟持されている状態で、トナー帯電極性と逆極性の電荷が転写ローラ４３に印加されることにより、感光体ドラム４０上のトナー像が用紙Ｐ上に移動する。一方、用紙Ｐ上に移動せず感光体ドラム４０上に残留したトナーはクリーニング装置４４によって除去回収される。そして、トナー像を載置した用紙Ｐは定着ローラ対８３へ搬送される。ここでトナー像は定着ローラ対８３によって加熱・加圧されて用紙Ｐに定着する。そして用紙Ｐは排出ローラ対８４に送られ、排紙トレイ８５へ排出される。
【００２０】
図２に、図１の現像装置の概略平面図を示す。なお、図６と同じ部材及び部分については同じ符号を付し、その説明を省略することとする。スクリュー１２とスクリュー１３との間に隔壁１４が形成され、隔壁１４の両端部に開口部１４１ａ，１４１ｂが形成されている。そして開口部１４１ａ，１４１ｂには、仕切板３１ａ，３１ｂが昇降自在に取り付けられている。
【００２１】
図３に、仕切板３１ａ，３１ｂの昇降機構の一例を示す。図３の現像装置では、仕切板３１ａと仕切板３１ｂの上端が現像装置１の筺体から上方に突出し、現像装置１の直上に水平に配置された支持部材３２に接続している。支持部材３２の一方の側端から下方にラック部３３が垂設している。そしてモータＭの回転軸に取り付けられたギアＧがラック部３３に歯合している。モータＭを回動させることによってラック部３３が上下に移動し、支持部材３２と共に仕切板３１ａ，３１ｂが昇降して閉位置と開位置とに移動する。
【００２２】
図２から理解されるように、仕切板３１ａ，３１ｂを閉位置とすると、スクリュー１２とスクリュー１３との現像剤の移動が阻止される一方、仕切板３１ａ，３１ｂを開位置とするとスクリュー間の現像剤の移動が行われる。トナーコンテナ２の供給口２１から現像装置１にトナーが補給されたときは、仕切板３１ａ，３１ｂを閉位置とし、スクリュー間の現像剤の移動を阻止し、補充されたトナーをスクリュー１３によって撹拌・混合する。これによって補充トナーは所定の帯電量まで帯電させられる。一方、スクリュー１２によって撹拌混合されている現像剤は、既に所定の帯電量に帯電させられているので、この現像剤を用いて画像形成することは可能である。そこで、仕切板３１ａ，３１ｂが閉位置とされている間であっても、スクリュー１２で撹拌混合されているトナーによって画像形成を行えるようにするのが望ましい。ただし、画像形成に使用できるトナー量が限られているので、形成する画像の印字量を積算して、積算量が所定値を超えたときは画像形成を不可とする制御が推奨される。
【００２３】
図４に、本発明に係る現像装置の制御例を示すフローチャートを示す。まず、画像形成装置の本体カバーが開状態から閉状態にされたことが検知されると（ステップＳ１０１）、仕切板が閉位置とされ（ステップＳ１０２）、スクリューが回転を開始する（ステップＳ１０３）。そしてトナーコンテナの補給ローラ及び搬送翼も回転を開始する（ステップＳ１０４，Ｓ１０５）。次に、所定の補給時間が経過したかどうか（ステップＳ１０６）、及び現像装置内のトナー量が所定量となったかどうかが判断される（ステップＳ１０７）。現像装置内のトナー量が所定量となることなく、所定の補給時間Ｔ1が経過した場合は、トナーコンテナが交換されていないと判断し、画像形成装置の表示部にトナーコンテナの交換を表示する（ステップＳ１１６）。そして、仕切板を開位置とし（ステップＳ１１７）、スクリューの回転、補給ローラの回転、搬送翼の回転をそれぞれ停止させ（ステップＳ１１８，Ｓ１１９，Ｓ１２０）、再び本体カバーが開状態から閉状態とされたかどうかを検知する（ステップＳ１０１）。
【００２４】
一方、トナーコンテナが交換され、現像装置内のトナー量が所定量となった場合は（ステップＳ１０７）、トナーコンテナの補給ローラ及び搬送翼の回転を停止させる（ステップＳ１０８，Ｓ１０９）。スクリューは継続して回転させる。そして、画像データの送信がなされたかどうか、すなわち画像形成の要求がなされたかどうかが判断される（ステップＳ１１０）。画像データの送信がなければ、スクリューによる撹拌時間が所定時間Ｔ2を超えたかどうかが判断される（ステップＳ１１３）。そして撹拌時間が所定時間Ｔ2を超えると、補給されたトナーの帯電量は十分に高くなったとして仕切板を開位置として（ステップＳ１１５）、スクリューからスクリューへのトナー移動が可能とされる。他方、撹拌時間が所定時間Ｔ2を超えるまでの間に、画像データの送信があった場合は（ステップＳ１１０）、画像データの積算した印字量が所定値以下かどうかが判断され（ステップＳ１１１）、積算した印字量が所定値以下のときは画像形成が行われる（Ｓ１１２）。逆に、積算した印字量が所定値を超える場合は（ステップＳ１１１）、画像形成は行われない（ステップＳ１１４）。
【実施例】
【００２５】
（実施例）
図１及び図２に示した現像装置と画像形成装置を用いて次の実験を行った。トナーコンテナを交換して、トナーコンテナから現像装置へ２０ｇのトナーを補給し、仕切板を閉位置とした状態でスクリューによって２分間混合・撹拌した。そして画像形成を行い、トナーの補給前と補給後のカブリ濃度（ＦＤ）を測定した。カブリ濃度は、用紙の非画像形成領域をマクベス社製の反射濃度計「ＲＤ９１８」で測定したものである。なお、使用した現像剤は一成分磁性トナーで、規制ブレードと現像ローラとの間隙は０．２〜０．４ｍｍの範囲とした。結果を表１に示す。
【００２６】
（比較例）
仕切板を常時開位置とした以外は実施例と同様の実験を行った。結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
2008065208.tif 000003
【００２８】
表１から明らかなように、トナーコンテナからのトナー補給後、仕切板を閉位置としてスクリューによってトナーを撹拌混合した実施例の現像装置では、ＦＤは０．００５とコンテナ交換前後で変化はなかった。これに対し、仕切板を開位置としてトナーの撹拌混合を行った比較例の現像装置では、トナーコンテナ交換後のＦＤは０．０２５と、トナーコンテナの交換前の約６倍に上昇した。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の現像装置を搭載した画像形成装置の一例を示す概説図である。
【図２】本発明の現像装置の一例を示す概説図である。
【図３】仕切板の開閉機構を説明するための図である。
【図４】本発明の現像装置の制御例を示すフローチャートである。
【図５】従来の現像装置を示す垂直断面図である。
【図６】従来の現像装置を示す水平断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    現像装置
２    トナーコンテナ
１１    現像スリーブ（現像剤担持体）
１２    スクリュー（第１搬送手段）
１３    スクリュー（第２搬送手段）
１４    隔壁
３１ａ，３１ｂ    仕切板
１４１ａ，１４１ｂ    開口部
【図１】
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【図２】
2008065208.tif 000005
【図３】
2008065208.tif 000006
【図４】
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【図５】
2008065208.tif 000008
【図６】
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