(57)【要約】【課題】傾いて設置された場合でも現像装置内の現像剤量の変動を少なくできる画像形成装置を提供する。【解決手段】本発明の画像形成装置は、感光体１２と、感光体１２上にトナーで画像を現像する現像装置１４と、現像装置１４にキャリア、または、トナーとキャリアからなる現像剤を補給する補給部１８と、現像装置１４から排出された現像剤を収容する廃現像剤収容部３２とを備え、現像装置１４は、現像剤を収納する現像槽１６と、外周部に現像剤を保持して感光体１２上の画像の現像に供する現像ローラ２０と、現像剤を攪拌・循環しつつ現像ローラ２０に供給する攪拌スクリュ２４，２６と、現像槽１６の外壁に形成された現像剤排出用の開口部２８と、開口部２８の外側で現像剤を一時的に保持する受け部３０とを有することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、前記像担持体上にトナーで画像を現像する現像装置と、前記現像装置にキャリア、または、トナーとキャリアからなる現像剤を補給する補給部と、前記現像装置から排出された現像剤を収容する廃現像剤収容部とを備え、
前記現像装置は、現像剤を収納する現像槽と、外周部に現像剤を保持して前記像担持体上の画像の現像に供する現像剤担持体と、現像剤を攪拌・循環しつつ前記現像剤担持体に供給する攪拌部材と、前記現像槽の外壁に形成された現像剤排出用の開口部と、前記開口部の外側で現像剤を一時的に保持する受け部とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記受け部は、前記開口部の下端または下端よりも下部で前記現像槽の外壁から突出していることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記開口部は、前記攪拌部材に対向して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記開口部および前記受け部は、前記現像槽の前記像担持体側の外壁に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記受け部の角度は、水平方向に対して０度以上１０度以下であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機などの電子写真方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特許第２９２７６５６号公報
【０００３】
従来、現像装置によって像担持体上の静電潜像をトナーで現像して画像を形成する電子写真方式の画像形成装置においては、トナーおよびキャリアからなる２成分現像剤を収容した現像装置に、画像形成によって消耗されるトナーを補給するだけでなく、現像装置内におけるトナーの帯電性能の劣化を防止するためにキャリアを単独もしくはトナーと混合した状態で補給している。そして、この補給によって現像装置内の現像剤量が著しく増加することなく安定した状態に保たれるように、現像装置の外壁に形成した開口部から溢れ出た現像剤を回収する方法が例えば前記特許文献１において開示されている。
【０００４】
また、現像装置から溢れ出た現像剤を現像剤搬送機構に導いて、この現像剤搬送機構によって搬送されてきた現像剤を排出するようにしたものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来においては複写機やプリンタなどの画像形成装置は固定式でほぼ水平状態で設置されることほとんどであったが、近年においてはデスクトップ型のものが増えてきており、必ずしも水平状態に設置されているとは限らない。画像形成装置が傾いて設置されると、現像装置内の現像剤の液面も傾斜することになる。
【０００６】
この場合、前記特許文献１に開示される方法では現像装置内の現像剤の液面の高さで現像剤の排出量が決まってくることから、現像剤の液面の傾斜によって排出量に大幅な変化が生じることになる。その結果、現像装置内の現像剤量が不安定になり、現像剤量が増加すればこれを攪拌・循環させるために回転する攪拌搬送部材のトルクアップにつながり、一方、現像剤量が減少すれば画像濃度の低下による画像欠損を招くことになる。
【０００７】
また、現像装置から溢れ出た現像剤を現像剤搬送機構によって排出する画像形成装置では、現像剤搬送機構を配置するためのスペース確保が必要になり、装置が大型化することになる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、前記問題を解決するために、第１の発明の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体上にトナーで画像を現像する現像装置と、前記現像装置にキャリア、または、トナーとキャリアからなる現像剤を補給する補給部と、前記現像装置から排出された現像剤を収容する廃現像剤収容部とを備え、
前記現像装置は、現像剤を収納する現像槽と、外周部に現像剤を保持して前記像担持体上の画像の現像に供する現像剤担持体と、現像剤を攪拌・循環しつつ前記現像剤担持体に供給する攪拌部材と、前記現像槽の外壁に形成された現像剤排出用の開口部と、前記開口部の外側で現像剤を一時的に保持する受け部とを有することを特徴とするものである。
【０００９】
また、第２の発明の画像形成装置は、前記第１の発明において、前記受け部が、前記開口部の下端または下端よりも下部で前記現像槽の外壁から突出していることを特徴とするものである。
【００１０】
また、第３の発明の画像形成装置は、前記第１の発明において、前記開口部が、前記攪拌部材に対向して配置されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、第４の発明の画像形成装置は、前記第１の発明において、前記開口部および前記受け部が、前記現像槽の前記像担持体側の外壁に設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
さらに、第５の発明の画像形成装置では、前記第１の発明において、前記受け部の角度が、水平方向に対して０度以上１０度以下であることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の効果】
前記第１の発明の画像形成装置では、現像槽の外壁に設けられた開口部から溢れ出した現像剤が受け部で一時的に保持されるようにしたので、画像形成装置がある程度傾いて設置された場合でも、受け部に保持された現像剤が現像槽内の現像剤の液面の調節を担うことになり、開口部から排出される現像剤量が安定する。これにより、現像槽内の現像剤量の変動（ばらつき）を少なくできる。
【００１４】
前記第２の発明の画像形成装置では、前記受け部が前記開口部の下端または下端よりも下部で前記現像槽の外壁から突出していることで、前記開口部から溢れ出た現像剤を前記受け部で一時的に保持できるようになっている。これにより、画像形成装置がある程度傾いて設置された場合でも、受け部に保持された現像剤が現像槽内の現像剤の液面の調節を担うことになり、開口部から排出される現像剤量が安定する。その結果、現像槽内の現像剤量の変動（ばらつき）を少なくできる。
【００１５】
前記第３の発明の画像形成装置では、前記開口部が前記攪拌部材に対向して配置されていることによって、現像槽内の現像剤循環領域で現像剤が排出されることになるので、現像剤を排出するための特別なスペースを設けなくてもよい。これにより、現像装置を小型化でき、ひいては画像形成装置を小型化できる。
【００１６】
前記第４の発明の画像形成装置では、前記開口部および前記受け部が前記現像槽の前記像担持体側の外壁に設けられていることによって、現像装置と像担持体との間の空間を有効に利用することができ、これにより画像形成装置を小型化できる。
【００１７】
前記第５の発明の画像形成装置では、前記受け部の角度が水平方向に対して０度以上１０度以下であることによって、前記開口部から溢れ出した現像剤が受け部からすぐに滑り落ちることがなく、一時的に保持されるようになる。これにより、画像形成装置がある程度傾いて設置された場合でも、受け部に保持された現像剤が現像槽内の現像剤の液面の調節を担うことになり、開口部から排出される現像剤量が安定する。その結果、現像槽内の現像剤量の変動（ばらつき）を少なくできる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
図１（ａ）は本発明の一実施形態である画像形成装置１０の概略構成を示す。
画像形成装置１０は、回転駆動可能に設けられたドラム状の感光体（像担持体）１２と、この感光体１２の表面に形成された静電潜像をトナーで現像して顕像化する現像装置１４とを備えている。
【００１９】
現像装置１４は、トナーとキャリアの２成分からなる現像剤を収容する現像槽１６を有している。現像槽１６の上部には、キャリアのみ、または、キャリアを含む現像剤を補給するための補給管（補給部）１８が連結されている。
【００２０】
また、現像装置１４は、外周部に現像剤を保持して感光体１２上の画像の現像に供する現像ローラ（現像剤担持体）２０と、現像槽１６内において仕切板２２を挟んで平行に配置された攪拌スクリュ（攪拌部材）２４，２６とを有している。各攪拌スクリュ２４，２６は、それぞれ回転駆動されることにより、現像槽１６内の現像剤を攪拌しながら図２中の矢印Ａ，Ｂ方向に循環させるとともに、攪拌スクリュ２６によって現像剤が現像ローラ２０に供給されるようになっている。
【００２１】
さらに、現像装置１４の現像槽１６の外壁には、補給管１８を介して現像槽１６内にキャリアまたは２成分現像剤が補給されたときに余分となった現像剤を現像槽１８から排出するための開口部２８が攪拌スクリュ２６に対向する位置に形成されている。そして、開口部２８の外側には、開口部から溢れ出た現像剤を一時的に保持するための受け部３０が現像槽１６の外壁から突出して設けられている。これら開口部２８および受け部３０は、現像槽１６の感光体１２側の外壁に設けられている。
【００２２】
画像形成装置は廃現像剤収容部３２を有している。この廃現像剤収容部３２には、現像装置１４から開口部２８および受け部３０を介して排出された現像剤が連結管３４内を落下して収容されるようになっている。
【００２３】
なお、図１（ｂ）に示すように、連結管３４を設けることなく、現像装置１４の受け部３０から落下した現像剤が直接に廃現像剤収容部３２で受け取られるようにしてもよい。
【００２４】
ここで、図３において従来の現像装置の構成を示す。従来の現像装置では、現像槽１６の下側を構成する下部ケース１６ａの外壁に矩形状に切り欠かれた開口部２８だけが設けられており、本実施形態における現像装置１４のような受け部３０は設けられていなかった。そのため、開口部２８から排出された現像剤は、直ちに落下して廃現像剤収容部に収容されていた。しかし、画像形成装置が傾いて設置されたときには現像槽１６内の現像剤の液面も傾斜することになり、その場合、現像剤の液面の高さで現像剤の排出量が決まってくることから現像剤の液面の傾斜によって排出量に大幅な変化が生じることになり、その結果、現像装置内の現像剤量が不安定になるという問題があった。
【００２５】
そこで、本実施形態の画像形成装置１０の現像装置１４では、図４に示すように、開口部２８の下端から外側に突出する受け部３０を現像槽１６の下部ケース１６ａの外壁に設けたものである。このように受け部３０を設けたことで、開口部２８から溢れ出た現像剤は受け部３０によって一時的に保持されることになる。これにより、画像形成装置１０がある程度傾いて設置された場合でも、受け部３０に保持された現像剤が現像槽１６内の現像剤の液面の調節を担うことになり、開口部２８から排出される現像剤量が安定し、その結果、現像槽内の現像剤量の変動（ばらつき）を少なくすることができる。
【００２６】
また、現像装置１４では、開口部２８が攪拌スクリュ２６に対向して配置されていることによって、現像槽１６内の現像剤循環領域で現像剤が排出されることになるので、現像剤を排出するための特別なスペースを設けなくてもよい。これにより、現像装置１４を小型化でき、ひいては画像形成装置１０を小型化できる。
【００２７】
さらに、現像装置１４では、開口部２８および受け部３０が現像槽１６の感光体１２側の外壁に設けられていることによって、現像装置１４と感光体１２との間の空間を有効に利用することができ、これにより画像形成装置１０を小型化できる。
【００２８】
続いて、本実施形態の画像形成装置１０について、田口メソッド法を用いてＬ１６実験を行った。画像形成装置１０を傾けて、現像装置１４内の現像剤が多くなる条件のときの現像剤量をＮ１、現像装置１４内の現像剤が少なくなる条件のときの現像剤量をＮ２とし、図５の表に示すパラメータ（制御因子）を用いて実施した結果の要因効果図を図６に示す。
【００２９】
図６に示すように、現像装置１４内の現像剤量が安定するパラメータとして、制御因子Ａの受け部３０の角度、制御因子Ｂの仕切板２２の長さ、制御因子Ｅの開口部２８の高さ、および、制御因子Ｆの受け部３０の長さが得られた。図７に示すように、受け部３０の長さとは、現像装置１４の現像槽１６の外壁から突出している長さであり、受け部３０の角度とは画像形成装置１０を水平状態で設置したときの水平線に対する受け部３０の角度である。ここで、受け部３０の角度は、０度以上１０度以下であることが好ましい。受け部３０の角度が０度より小さいと（すなわち、マイナスの角度であって受け部３０が下方を向いた状態）、開口部２８から溢れ出た現像剤がすぐに受け部３０から滑り落ちてしまい、現像剤を一時的に保持するという機能を果たし得なくなるからであり、一方、受け部３０の角度が１０度より大きくなると開口部２８からの現像剤の排出を妨げる効果が生じることになるからである。
【００３０】
図８は、受け部３０以外のパラメータで最も現像剤量が安定するパラメータとして制御因子Ｅの開口部２８の高さを選択し、受け部３０のあり・なしで実験を行った結果を示す。ここでは、受け部３０として図４に示す形態のものを用い、受け部３０の角度は０度で実施した。図８に示すように、受け部３０なしで最適（すなわち開口部高さが標準＋２ｍｍ）の場合にはＮ１とＮ２の差が１１ｇであるのに対して、長さ６ｍｍの受け部３０を設けることによってＮ１とＮ２の差が８ｇまで減少した。現行条件（すなわち受け部なしで開口部高さ標準）の場合にはＮ１とＮ２の差が２３ｇあったので、受け部なし最適でも効果はあるが、受け部３０を設けることによってさらに効果的な結果が得られた。このようにＮ１とＮ２の差がより小さくなることは、現像装置１４内の現像剤量の変動が少なくなることを示すものであるから、本実施形態の受け部３０を設けた現像装置１４を有する画像形成装置１０の効果を確認できた。
【００３１】
また、別の実験として、受け部３０には図９に示すように底部が開口部２８の下端よりも下部で現像槽１６の外壁から突出するとともに両側に側壁３１を有する形態のものを用い、受け部３０の角度は０度として実施した。その結果、Ｎ１とＮ２の差は８ｇであった。上述したように現行条件ではＮ１とＮ２の差が２３ｇであったので、受け部３０の底部が開口部２８の下端よりも下部から突出している場合であっても同様に効果的な結果が得られた。
【００３２】
さらに別の実験として、受け部３０には図１０に示すように底部が開口部２８の下端から突出するとともに両側に側壁３１を有する形態のものを用い、受け部３０の角度は３度として実施した。その結果、Ｎ１とＮ２の差は６ｇまで減少した。上述したように現行条件ではＮ１とＮ２の差が２３ｇであったので、受け部３０に角度をつけて設けることによって、より効果的な結果が得られた。
【００３３】
なお、前記現像装置１４の開口部２８の形状は、矩形状であるとして説明したが、その形状は矩形に限られず、三角形や円形などの他の形状であってもよい。
【００３４】
また、前記現像装置１４の受け部３０は、四方が壁部で囲まれた管状をなしていてもよい。
【００３５】
さらに、本発明の画像形成装置は、デジタル機、アナログ機、フルカラー機、モノクロ機などの各種装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の概略構成図。
【図２】現像装置の内部を上方から見た状態を示す図。
【図３】従来の現像装置の端部を示す部分拡大図。
【図４】受け部を設けた現像装置の端部を示す部分拡大図。
【図５】田口メソッド法を用いてＬ１６実験を行ったときの各種パラメータとその水準を示す表。
【図６】田口メソッド法を用いて行ったＬ１６実験の要因効果図。
【図７】受け部角度と受け部長さを説明するための図。
【図８】受け部以外のパラメータで最も現像剤量が安定するパラメータを選んで、受け部ありなしについて行った実験結果を示す表。
【図９】受け部の別の形態を示す図。
【図１０】受け部のさらに別の形態を示す図。
【符号の説明】
１０…画像形成装置、１２…感光体（像担持体）、１４…現像装置、１６…現像槽、１８…補給管（補給部）、２０…現像ローラ（現像剤担持体）、２２…仕切板、２４，２６…攪拌スクリュ（攪拌部材）、２８…開口部、３０…受け部、３２…廃現像剤収容部、３４…連結管。
【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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