(57)【要約】【課題】  現像室内のトナー密度を適正に保つ現像装置を提供する。【解決手段】  調節部材９６は、トナー室７２と現像室７４とを連通する開口部９０の底面に設けられている。この調節部材９６が上げられると、開口部９０の底面位置が高くなる。このとき、トナー室７２内のトナーが、第２の攪拌搬送部材８４により、トナー室７２から現像室７４に、開口部９０の底面に沿って搬送されることが規制される。よって、調節部材９６が、現像室７４へのトナー流入を規制するほど、現像ロール９２周辺のトナー密度は小さくなる。【選択図】          図３
2005266186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー室と、
現像室と、
この現像室に配置された現像ロールと、
前記トナー室と前記現像室とを連通する開口部と、
前記トナー室に配置され、前記トナー室のトナーを前記開口部を構成する底面側から前記現像室に搬送する攪拌搬送部材と、
前記開口部の底面位置を調節する調節部材と、
を有する現像装置
【請求項２】
前記調節部材は、回転軸を有し、この回転軸を中心にして回転するよう構成されてなる
請求項１記載の現像装置
【請求項３】
前記開口部には、断面円弧である調節部材収納部が形成され、
前記調節部材は、前記調節部材収納部に対応した円弧面が形成されてなる
請求項１又は２記載の現像装置
【請求項４】
請求項１乃至３いずれか記載の現像装置を有する
画像形成装置
【請求項５】
環境状態を検知する環境検知手段と、
この環境検知手段により検知された環境状態に応じて前記調節部材の位置を制御する制御手段と
を有する
請求項４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、トナー流入量制御機構が設けられた現像装置及びこの現像装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の現像装置の一つとして、トナーを収容するトナー室と、現像ロールが設けられた現像室とを有し、トナー室と現像室との間に仕切部材を設けることにより、現像室周辺のトナーの流れを制御するものがある。
例えば、特許文献１においては、トナー収容部上部から底面に向けて仕切部材が配置され、トナー収容部のトナー量と環境とに応じて、この仕切部材のトナー収容部底面側の先端位置が変更されることが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１９４９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例によると、現像室からトナー室へ循環されるトナーを、トナー収容部の上部から下方へ延びる仕切部材によって規制するように構成されている。このため、トナー室から現像室へはトナー収容部の底面に沿ってトナーが供給されるのに拘わらず、現像室からトナー室へ循環されるトナーを規制することになり、現像ロール周辺のトナー密度が過大となるおそれがある。このため、現像ロール周辺のトナー密度が適正値を越えて増大することになり、画像障害が引き起こされるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上述した背景からなされたものであり、現像ロール周辺のトナー密度を適正に保ち、画像障害を防止することができる現像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の特徴とするところは、トナー室と、現像室と、この現像室に配置された現像ロールと、前記トナー室と前記現像室とを連通する開口部と、前記トナー室に配置され、前記トナー室のトナーを前記開口部を構成する底面側から前記現像室に搬送する攪拌搬送部材と、前記開口部の底面位置を調節する調節部材と、を有する現像装置である。本発明によれば、トナー室から現像室へ流入するトナー量を調節することにより、現像ロール周辺のトナー密度を適正に保つことができる。
【０００７】
好ましくは、前記調節部材は、回転軸を有し、この回転軸を中心にして回転するよう構成されてなる。また、好ましくは、前記開口部には、断面円弧である調節部材収納部が形成され、前記調節部材は、前記調節部材収納部に対応した円弧面が形成されてなる。回転動作とすることで、簡単な構造でモータにより調節部材を動かすことができる。
【０００８】
さらに、本発明は、上述した特徴を持つ現像装置を有する画像形成装置を含むものである。
【０００９】
好ましくは、環境状態を検知する環境検知手段と、この環境検知手段により検知された環境状態に応じて前記調節部材の位置を制御する制御手段とを有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、現像ロール周辺のトナー密度を適正に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に本発明の実施形態について説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２内に像形成手段１４が搭載され、この画像形成装置本体１２の上部に後述する排出部１６が設けられていると共に、この画像形成装置本体１２の下部に例えば２段の給紙ユニット１８ａ，１８ｂが配置されている。さらに、画像形成装置本体１２の下方には、オプションとして着脱装着される２段の給紙ユニット１８ｃ，１８ｄが配置されている。
【００１２】
それぞれの給紙ユニット１８ａ〜１８ｄは、給紙ユニット本体２０と、記録媒体が収納される給紙カセット２２とを有する。給紙カセット２２は、給紙ユニット本体２０に対して摺動自在に装着され、正面方向（図１の右方向）に引き出される。また、給紙カセット２２の奥端近傍上部にはピックアップロール２４が配置され、このピックアップロール２４の後方にリタードロール２６及びフィードロール２８が配置されている。さらにオプションの給紙ユニット１８ｃ，１８ｄには、それぞれ対をなす送りロール３０が設けられている。
【００１３】
搬送路３２は、最下端の給紙ユニット１８ｄのピックアップロール２４から排出口３４までの記録媒体通路である。この搬送路３２は、画像形成装置本体１２の裏面（図１の左側面）近傍にあって、最下端の給紙ユニット１８ｄの送りロール３０から後述する定着装置３６まで略鉛直に形成されている部分を有する。この搬送路３２の定着装置３６の上流側に後述する転写装置４２と像担持体４４とが配置され、転写装置４２と像担持体４４の上流側にレジストロール３８が配置されている。さらに、搬送路３２の排出口３４の近傍には排出ロール４０が配置されている。
【００１４】
したがって、記録媒体は、給紙ユニット１８ａ〜１８ｄの給紙カセット２２からピックアップロール２４により送り出され、リタードロール２６とフィードロール２８とにより捌かれて搬送路３２に導かれ、レジストロール３８により一次停止され、タイミングをとって後述する転写装置４２と像担持体４４との間を通って現像剤像を転写され、この転写された現像剤像を定着装置３６により定着され、排出ロール４０により排出口３４から排出部１６へ排出される。
【００１５】
記録媒体センサ１３６は、搬送路３２の所定の位置に設けられ、この所定の位置に搬送中の記録媒体がある場合にオンを示す記録媒体検出信号を生成し、この位置に搬送中の記録媒体がない場合にオフの信号をオフを示す記録媒体検出信号を生成する。記録媒体センサ１３６は、記録媒体検出信号を、印字枚数検知部１１８（図５を参照して後述）に対して出力する。
【００１６】
両面印刷の場合には、記録媒体は反転路に戻される。即ち、搬送路３２の排出ロール４０の手前は２股に別れ、その分かれた部分に切換爪４６が設けられていると共に、分かれた部分からレジストロール３８まで戻る反転路４８が形成されている。この反転路４８には搬送ロール５０ａ〜５０ｃが設けられており、両面印刷の場合には、切換爪４６が反転路４８を開く側に切り換えられ、排出ロール４０に記録媒体の後端手前がかかる時点で排出ロール４０が反転し、記録媒体が反転路４８に導かれ、レジストロール３８、転写装置４２と像担持体４４及び定着装置３６を通って排出口３４から排出部１６へ排出されるものである。
【００１７】
排出部１６は、画像形成装置本体に対して回動自在の傾斜部５２を有する。この傾斜部５２は下端を中心に回動自在であるよう画像形成装置本体１２に支持されている。図１で２点鎖線で示すように、傾斜部５２を上方に回転して開いたときには、開放部５４が形成され、この開放部５４を介して後述するトナーカートリッジ６４（図２）が脱着できるようにしてある。
【００１８】
像形成手段１４は、電子写真方式のもので、感光体からなる像担持体４４と、この像担持体４４を一様帯電する例えば帯電ロールからなる帯電装置５６と、この帯電装置５６により帯電された像担持体４４に光により潜像を書き込む光書込み装置５８と、この光書込み装置５８により形成された像担持体４４の潜像をトナーにより可視化する後述の現像装置６６と、この現像装置６６によるトナー像を記録媒体に転写する例えば転写ロールからなる転写装置４２と、像担持体４４に残存するトナーをクリーニングする例えばブレードからなるクリーニング装置６２と、転写装置４２により転写された記録媒体上のトナー像を記録媒体に定着させる例えば加圧ロールと加熱ロールとからなる定着装置３６とから構成されている。
【００１９】
像担持体４４の回転軸（図示せず）の近傍には、回転センサ１３８が設けられている。回転センサ１３８は、像担持体４４の回転を検知し、回転検出信号を、連続した波形として、ドラム回転数検知部１２０（図５）に対して出力する。
【００２０】
光書込み装置５８は、例えば走査型のレーザ露光装置からなり、前述した給紙ユニット１８ａ〜１８ｄと平行で画像形成装置本体１２の正面近傍に配置され、現像装置６６内を横切って像担持体４４を露光する。なお、この実施形態においては、光書込み装置５８として走査型のレーザ露光装置を用いたが、他の実施形態としてＬＥＤや面発光レーザ等を用いることができる。
【００２１】
この光書込み装置５８内に、光量出力検知手段１３４が、設けられている。光量出力検知手段１３４は、画像信号に基づいて光書込み装置５８より出力される光量値を検出し、検出された光量値を、露光量検知部１１６（図５）に対して、出力する。
【００２２】
さらに、画像形成装置１０は、温度センサ１３０及び湿度センサ１３２を有する。温度センサ１３０は、温度により、この温度センサ１３０の抵抗値が変化する。湿度センサ１３２は、湿度により、この湿度センサ１３２の抵抗値が変化する。環境検知部１１４（図５）は、この温度センサ１３０又は湿度センサ１３２の抵抗値より、画像形成装置１０周辺の温度又は湿度を検知する。
【００２３】
さらに、画像形成装置１０は、トナー残量センサ１４２を有する。トナー残量センサ１４２は、トナーカートリッジ６４の下部に設置され、図２乃至図４において示されているトナー室７２のトナー量を磁気センサにて検知する。
【００２４】
図２乃至図４において、トナーカートリッジ６４の詳細が示されている。
図２はトナーカートリッジ６４全体の断面図、図３及び図４は図２のＡ部の拡大断面図である。
【００２５】
トナーカートリッジ６４は、像担持体４４と、帯電装置５６と、現像装置６６と、クリーニング装置６２と、廃トナーボックス６８とを有する。このトナーカートリッジ６４は、排出部１６の傾斜部５２の直近下方に配置されており、前述したように、傾斜部５２（図１）を開いたときに形成される開放部５４を介して脱着される。
【００２６】
現像装置６６は、トナーＴを収容しているトナータンク７０と、トナー室７２と、現像室７４とを有する。トナータンク７０には、トナーを攪拌搬送するための第１の攪拌搬送部材７６が設けられている。この第１の攪拌搬送部材７６は、例えば図示しない駆動源からの駆動力が伝達され、トナータンク７０内で回転するようになっている。
【００２７】
トナータンク７０の左右端には、トナー供給路７８が下方へ突出するように形成されている。このトナー供給路７８は、トナー室７２に連通しており、第１の攪拌搬送部材７６によりトナータンク７０の左右に搬送されたトナーがこのトナー供給路７８を介してトナー室７２に供給されるようになっている。さらに、走査光路８２がトナー供給路７８の側方、即ちトナー供給路７８間に形成され、この走査光路８２を介して前述した光書込み装置５８（図１）からの光が通過するようになっている。
【００２８】
規制部材８０は、例えばプラスチック又は金属から形成され、トナー室７２のトナー供給路近傍に配置されている。この規制部材８０は、ロール状に形成されている。また、この規制部材８０の外周面には、例えば２つの溝が形成されている。規制部材８０は、連続的に回転してもよいし、間歇的に回転してもよい。このように規制部材８０が回転するので、規制部材８０の溝がトナー室７２に開口した場合にのみ、トナータンク７０のトナーがトナー室７２に供給される。それ以外の場合には、規制部材８０により閉鎖されているのでトナー供給が規制されるものである。
【００２９】
図３に示されるように、第２の攪拌搬送部材８４は、トナー室７２内に配置され、トナー室７２に供給されたトナーＴを後述する開口部９０の底面に沿って現像室７４へ搬送する。
【００３０】
現像室７４は、開口部９０を介してトナー室７２と連通している。この現像室７４には、現像ロール９２が配置されている。この現像ロール９２は、周知のように、マグネットロールにスリーブを巻装したものである。この現像ロール９２には例えば樹脂から構成されたトナー規制ブレード９４が接触しており、このトナー規制ブレード９４によって、現像ロール９２の表面に付着したトナーの層厚が規制される。そして、現像ロール９２は像担持体４４に対峙し、この現像ロール９２により搬送されたトナーが像担持体４４に供給される。
【００３１】
調節部材９６は、トナー室７２と現像室７４とを連通する開口部９０の底面に設けられており、この開口部９０の底面位置を調節する。調節部材９６は、回転軸９８を有し、この回転軸９８を中心にして、図中の矢印のように回転する。
回転軸９８は、モータ１１０に連結されており、このモータ１１０は、制御部１１２により制御される。
開口部９０の底面には、調節部材９６を収納する調節部材収納部１００が形成されている。図３に示されるように、この調節部材収納部１００の断面は円弧であり、調節部材９６には、調節部材収納部１００に対応した円弧面が形成されている。
したがって、トナー室７２から現像室７４へトナーは調節部材９６の円弧面に沿って供給されるので、調節部材９６の回転位置にかかわりなく、トナー室７２から現像室７４へトナーをスムーズに供給することができる。
【００３２】
図３は、調節部材９６が最上部にある状態を示し、図４は、調節部材９６が最下部にあり、調節部材収納部１００に収納された状態を示している。
調節部材９６が上げられると、開口部７８の底面位置が上がり、開口部７８の底面に沿って現像室７４に搬送されるトナー量は、底面位置の高さに応じて規制される。このとき、現像室７４に流入するトナーは減少するため、現像ロール９２周辺のトナー密度は小さくなる。つまり、調節部材９６がトナーの流入を規制するほど、現像ロール９２周辺のトナー密度は小さくなる。
【００３３】
一方、調節部材９６が下げられると、開口部７８の底面位置が下がり、開口部７８の底面に沿って現像室７４に搬送されるトナー量は増加する。このとき、現像ロール９２周辺のトナー密度は大きくなる。つまり、調節部材９６がトナー流入の規制を緩和するほど、現像ロール９２周辺のトナー密度は大きくなる。
このとき、現像室７４からトナー室７２へは、開口部９０の上部を介して適正量のトナーが戻される。
【００３４】
図５において、本発明の環境検知手段と制御手段との関係が示されている。
制御部１１２は、トナー室７２から開口部９０の底面に沿って現像室７４に搬送されるトナー量を調節するため、環境検知部１１４、露光量検知部１１６、印字枚数検知部１１８、ドラム回転数検知部１２０、ドット数検知部１２２及びトナー残量検知部１２４により検知された情報を基にして、モータ１１０を制御し、調節部材９６の位置を制御する。
【００３５】
環境検知部１１４は、温度センサ１３０及び湿度センサ１３２それぞれの抵抗値の変化による電気的変化を検知し、電気的変化として検知した温度及び湿度を、制御部１１２に対して出力する。
露光量検知部１１６は、光量出力検知手段１３４により検出された光量値より露光量を検知し、制御部１１２に対して出力する。
印字枚数検知部１１８は、記録媒体センサ１３６からの記録媒体検出信号を検知し、所定期間において搬送された記録媒体数を算出し、制御部１１２に対して出力する。
ドラム回転数検知部１２０は、回転センサ１３８による電気的変化を検知し、所定期間に累積した回転数として制御部１１２に対して出力する。
画像蓄積メモリ１４０は、読み書き可能な記憶装置であり、原稿画像データを一次記憶する。ドット数検知部１２２は、画像蓄積メモリ１４０から原稿画像データを入力し、この原稿画像データに含まれるドット数を算出する。そして、ドット数検知部１２２は、算出したドット数を、制御部１１２に対して出力する。
トナー残量検知部１２４は、トナー残量センサ１４２による電気的変化を検知し、トナー室７２内のトナー量が所定値であること示すトナーエンプティ信号を、制御部１１２に対して出力する。
【００３６】
ここで、環境検知部１１４、温度センサ１３０、湿度センサ１３２、露光量検知部１１６、光量出力検知手段１３４、印字枚数検知部１１８、記録媒体センサ１３６、ドラム回転数検知部１２０、回転センサ１３８、画像蓄積メモリ１４０、ドット数検知部１２２、トナー残量検知部１２４及びトナー残量センサ１４２が、本発明の環境検知手段に対応する。
また、モータ１１０と制御部１１２とが本発明の制御手段に対応する。
【００３７】
また、シール部材１０２（図３、図４）は、調節部材収納部１００と調節部材９６との間に配置され、トナーがトナー室７２から調節部材収納部１００へ入り込むのを防止するようになっている。このシール部材１１２は、例えば発泡ウレタン、フェルト、ゴム等、一般にシール材と使用される化製品であり、調節部材収納部１００の断面形状と略同一の形状を持っている。
【００３８】
次に、上記実施形態の作用について説明する。
原稿画像データが、画像蓄積メモリ１４０から読み出され、ドット数検知部１２２により、この原稿画像に含まれるドット数が算出される。このドット数は、ドット数検知部１２２により、制御部１１２に対して出力される。そして、原稿画像データは、画像信号として、像形成手段１４に送られる。
【００３９】
像担持体４４が帯電装置５６により一様に帯電され、この帯電された像担持体４４には、画像信号に基づいて光書込み装置５８から発した光が照射され、潜像書込み位置において潜像が形成される。光書込み装置５８からの光は、現像装置６６の走査光路８２を介して現像装置６６内を通過する。
画像信号に基づいて光書き込み装置５８に対して出力される光量値を、光量出力検知手段１３４により検出し、光書込み装置５８の露光量は、この光量を基にして、露光量検知部１１６により算出される。
さらに、像担持体４４の潜像は現像装置６６のトナーにより可視化される。
また、像担持体の回転は、回転センサ１３８により検出され、回転検出信号が、回転センサ１３８からドラム回転数検知部１２０に対して出力される。
【００４０】
トナータンク７０に収容されたトナーＴは、第１の攪拌搬送部材７６により搬送され、トナー供給路７８を介して下方のトナー室７２へ向けて落下する。このトナー供給路７８の下方には規制部材８０が配置されているので、規制部材８０の溝がトナー供給路７８に開口した場合には、トナーはこの溝に入り込む。そして、トナーは規制部材８０の回転によりトナー室７２に供給される。
【００４１】
トナー室７２に供給されたトナーＴは、第２の攪拌搬送部材８４により攪拌され、開口部９０の底面に沿って現像室７４に搬送される。このとき、現像ロール９２周辺のトナー密度が適正になるよう、この現像室７４へ搬送されるトナー量は、調節部材９６の位置によって調節される。
例えば、制御部１１２が、温度センサ１３０と環境検知部１１４とにより検知された温度が低いと判断したとする。このとき、制御部１１２は、現像室７４に搬送されるトナー量を減らして、現像ロール９２周辺のトナー密度を適正に保つために、調節部材９６を上げるようモータ１１０を制御する。調節部材９６は、モータ１１０によって上げられ、開口部９０の底面位置は高くなる。開口部９０の底面位置が高くなると、トナー室７２内のトナーが、第２の攪拌搬送部材８４により、トナー室７２から現像室７４に、開口部９０の底面に沿って搬送されることが規制される。
【００４２】
逆に、制御部１１２が、検知された温度が高いと判断した場合、調節部材９６を下げるようモータ１１０を制御する。このとき、開口部９０の底面位置は低くなり、トナーは、第２の攪拌搬送部材８４により、トナー室７２から現像室７４に、開口部９０の底面に沿って搬送されやすくなる。
このようにして、現像ロール９２周辺のトナー密度は、調節されることができる。
【００４３】
また、例えば、トナーエンプティ信号が、トナー残量検知部１２４から制御部１１２に対して出力されると、制御部１１２は、トナー室７２内のトナー量が所定値まで減少したと判断する。このとき、制御部１１２は、トナーが、第２の攪拌搬送部材８４によって、トナー室７２から現像室７４に、開口部９０の底面に沿って搬送されやすくするために、調節部材９６を下げるようにモータ１１０を制御する。よって、現像室７４内のトナー量が過少になることが防がれ、現像ロール９２周辺のトナー密度は、適正に保たれる。
【００４４】
また、例えば、制御部１１２が、露光量検知部１１６により検知された露光量が大きいと判断する。このとき、制御部１１２は、現像室７４内のトナー不足を防ぐために、調節部材９６を下げるようにモータ１１０を制御する。この場合においても、現像室７４内のトナー量が過少になることが防がれ、現像ロール９２周辺のトナー密度は、適正に保たれる。
【００４５】
さらに、調節部材９６は、他の部材例えば第２の攪拌搬送部材８４と連動して制御されてもよい。例えば、調節部材９６が上げられると、トナー室７２内のトナーは、第２の攪拌搬送部材８４により、現像室７４に開口部９０の底面に沿って搬送されにくくなる。このとき、第２の攪拌搬送部材８４が連動して制御されると、トナー室７２内のトナーは、調節部材９６を越えて搬送され、現像室７４に流入するようになる。
なお、調節部材９６は、環境検知手段により検知された環境状態に応じて、制御手段により上下に動かされるが、調節部材９６が上に動くか下に動くかの判断基準は、上述した場合に限られるものではない。
【００４６】
そして、現像室７４に供給されたトナーが現像ロール９２に供給され、この現像ロール９２ではトナー規制ブレード９４によって層厚が規制された上で、トナーは像担持体４４へ供給される。
給紙ユニット１８ａ〜１８ｄの一つが選択され、給紙カセット２２の一つに収納された記録媒体はピックアップロール２４により送り出され、リタードロール２６及びフィードロール２８により捌かれて搬送路３２に導かれる。
【００４７】
記録媒体が、搬送路３２に設けられた記録媒体センサ１３６を通過すると、記録媒体が搬送されたことを意味するオンの記録媒体検出信号が、印字枚数検知部１１８に対して送られる。搬送された記録媒体の数は、印字枚数検知部１１８により算出され、制御部１１２に対して送られる。制御部１１２は、この記録媒体数を基にして、上述したように調節部材９６の位置を制御できる。
【００４８】
そして、記録媒体は、レジストロール３８により一次停止され、タイミングをとって転写装置４２と像担持体４４との間に導かれる。
記録媒体が転写装置４２と像担持体４４との間に導かれると、像担持体４４上のトナーが転写装置４２により記録媒体に転写される。このトナーが転写された記録媒体は、定着装置３６を通って排出口３４から排出部１６へ排出される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す側面図である。
【図２】本発明の現像装置を有するトナーカートリッジを示す側面断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る現像装置において、調節部材が最上部にある状態を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る現像装置において、調節部材が最下部にあり、調節部材収納部に収納されている状態を示す図である。
【図５】本発明の環境検知手段と制御手段との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０ 画像形成装置
４４ 像担持体
５８ 光書込み装置
６４ トナーカートリッジ
６６ 現像装置
７２ トナー室
７４ 現像室
７６ 第１の攪拌搬送部材
８０ 規制部材
８４ 第２の攪拌搬送部材
９０ 開口部
９２ 現像ロール
９６ 調節部材
９８ 回転軸
１００ 調節部材収納部
１０２ シール部材
１１０ モータ
１１２ 制御部
１１４ 環境検知部
１１６ 露光量検知部
１１８ 印字枚数検知部
１２０ ドラム回転数検知部
１２２ ドット数検知部
１２４ トナー残量検知部
１３０ 温度センサ
１３２ 湿度センサ
１３４ 光量出力検知手段
１３６ 記録媒体センサ
１３８ 回転センサ
１４０ 画像蓄積メモリ
１４２ トナー残量センサ
【図１】
2005266186.tif 000003
【図２】
2005266186.tif 000004
【図３】
2005266186.tif 000005
【図４】
2005266186.tif 000006
【図５】
2005266186.tif 000007