(57)【要約】【課題】現像剤中の劣化したキャリアを特別の制御を要することなく適切に排出することができ、常に良好な画像特性が得られる現像装置を提供する【解決手段】トナーおよびキャリアからなる現像剤が補給される上部空間５３と、この上部空間５３内の現像剤が導かれる下部空間５４とを備え、この上部空間５３および下部空間５４の相互間で現像剤を循環させながら、上部空間５３内の現像剤を現像ローラ５７によって感光体ドラム２０に供給する。下部空間５４の背面において、現像剤の循環経路の上方位置に、現像剤排出口５８を設ける。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーおよびキャリアからなる現像剤が補給される上部空間と、
前記上部空間内の現像剤が導かれる下部空間と、
前記上部空間および前記下部空間の相互間で前記現像剤を循環させる循環手段と、
前記上部空間内の現像剤を感光体に供給する現像ローラと、
前記下部空間における前記現像剤の循環経路より上方位置に設けられた現像剤排出口と、
前記現像剤排出口から流出する現像剤を受容する受容部と、
を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、
前記循環手段は、前記上部空間に設けられた螺旋状の回転送り部材、および前記下部空間に設けられた螺旋状の回転送り部材であることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１に記載の現像装置において、
前記現像剤排出口に開度可変に設けられた蓋体、をさらに備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１に記載の現像装置において、
前記現像剤排出口から流出する現像剤を一旦収容する収容空間と、
前記収容空間内の現像剤を前記受容部側へ送る搬送手段と、
をさらに備えていることを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、原稿に記載された画像を読取って用紙にプリントする画像形成装置に使用される現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コピー機などの画像形成装置は、原稿台にセットされた原稿の画像を光学的に読取り、その読取画像に対応する静電潜像をレーザビームの走査により感光体ドラムの表面に形成し、その静電潜像を現像装置の現像剤により現像して顕像化、その顕像を用紙にプリント（転写）する。
【０００３】
上記現像装置の現像剤として、トナーおよびキャリアからなる乾式の二成分現像剤が使用される。この二成分現像剤のうち、トナーは現像装置に補給されつつ消費されていく一方で、キャリアは現像装置側に回収される形で残っていく。残ったキャリアは、表面の樹脂コート材料が剥がれたり、表面にトナー成分が付着したままになるなど、現像剤としての帯電性能が低下する。このため、画像特性の劣化を招いてしまう。
【０００４】
このような不具合に対処するため、新しいキャリアをトナーと一緒に現像装置に補給する方式が一般的となっているが、その場合、現像装置内のキャリアの量が必要以上に増えてしまう。必要以上に増えたキャリアについては、現像装置から排出する必要がある。
【０００５】
そこで、トナーカートリッジに少量のキャリアを混入しておき、そのトナーカートリッジからトナーおよびキャリアを現像装置に補給しながら、キャリアの増加分を排出口から現像装置外に排出するものがある（例えば、特許文献１）。
【０００６】
現像装置内の現像剤の一部（劣化したキャリアを含む）を定期的に排出する制御を実行するものもある（例えば、特許文献２）。
【０００７】
現像装置の容器の底部に排出口を有し、その排出口から現像剤の一部（劣化したキャリアを含む）を排出する制御を実行するものもある（例えば、特許文献３）。
【０００８】
現像装置の容器の底部に排出口を備え、その排出口と対応する位置に現像剤の溜まり部を装着し、その溜まり部に溜まった現像剤（劣化したキャリアを含む）を外部に排出するものもある（例えば、特許文献４）。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭６２−１２７８７４号公報
【００１０】
【特許文献２】
特開平６−３０１２８９号公報
【００１１】
【特許文献３】
特開平１１−６５２５１号公報
【００１２】
【特許文献４】
特開平７−３０１９８４号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、現像剤の一部を排出するものでは、排出される現像剤の量が安定せず、劣化したキャリアが残って結局は画像特性に悪影響を与えることがある。
【００１４】
現像剤の排出を制御するものでは、制御用の回路が必要になるなど、コストの上昇を招いてしまう。
【００１５】
この発明は、上記の事情を考慮したもので、現像剤中の劣化したキャリアを特別の制御を要することなく適切に排出することができ、常に良好な画像特性が得られる現像装置を提供することが目的である。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の現像装置は、トナーおよびキャリアからなる現像剤が補給される上部空間と、この上部空間内の現像剤が導かれる下部空間と、上記上部空間および上記下部空間の相互間で上記現像剤を循環させる循環手段と、上記上部空間内の現像剤を感光体に供給する現像ローラと、上記下部空間における上記現像剤の循環経路より上方位置に設けられた現像剤排出口と、上記現像剤排出口から流出する現像剤を受容する受容部と、を備えている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
［１］以下、この発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。
まず、この発明に係る画像形成装置の全体的な構成を図１に示している。１は画像形成装置の本体で、上面部に原稿載置用の透明の原稿台（ガラス板）２が設けられている。この原稿台２の一側部に、インジケータ３が設けられている。このインジケータ３と原稿台２との段差部が、原稿セット用の基準位置となっている。
【００１８】
原稿台２の下面側にキャリッジ４が設けられ、そのキャリッジ４に露光ランプ５が設けられている。このキャリッジ４および露光ランプ５により、露光手段が構成されている。キャリッジ４は、原稿台２の下面に沿って移動（往復動）することができる。キャリッジ４が原稿台２に沿って往動しながら、露光ランプ５が点灯することにより、原稿台２に載置される原稿Ｄが露光される。
【００１９】
この露光により、原稿Ｄからの反射光像が得られ、それが反射ミラー６，７，８および変倍用レンズブロック９によってＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）１０に投影される。ＣＣＤ１０は、受光領域に多数の光電変換素子を有し、これら受光領域をライン走査し且つそのライン走査を繰返すことで、原稿Ｄの画像に対応する画像信号を出力する。
【００２０】
ＣＣＤ１０から出力される画像信号は増幅され且つデジタル信号に変換され、そのデジタル信号が適宜に画像処理されてレーザユニット２７に供給される。レーザユニット２７は、入力信号に応じたレーザビームＢを発する。
【００２１】
原稿台２のインジケータ３と隣接する位置に、原稿読取用の窓１２が設けられている。窓１２は、インジケータ３の長手方向長さに対応する寸法形状を有している。
【００２２】
原稿台２、インジケータ３、および窓１２の上に、原稿台カバーを兼ねた自動原稿送り装置（ＡＤＦ）４０が開閉自在に設けられている。自動原稿送り装置４０は、原稿載置用のトレイ４１を有し、そのトレイ４１にセットされる複数枚の原稿Ｄを１枚ずつ窓１２に送り込んでその窓１２上を通過させ、通過した原稿Ｄをトレイ４２に排出する。この自動原稿送り装置４０が動作するとき、露光ランプ５が窓１２と対応する位置で発光し、その光が窓１２に照射される。窓１２に照射される光は、窓１２上を通過する原稿Ｄをその窓１２を通して露光する。
【００２３】
この露光により、原稿Ｄからの反射光像が得られ、それが反射ミラー６，７，８および変倍用レンズブロック９によってＣＣＤ１０に投影される。
【００２４】
一方、本体１内の略中央部に、感光体ドラム２０が回転自在に設けられている。この感光体ドラム２０の周囲に、帯電器２１、現像装置２２、転写器２３、剥離器２４、クリーナ２５、除電器２６が順次に配設されている。そして、上記レーザユニット２７から発せられるレーザビームＢが、帯電器２１と現像装置２２との間の空間を通して感光体ドラム２０の表面に照射される。
【００２５】
現像装置２２は、図２に示すように、二成分現像剤であるトナーおよびキャリアが収容されたカートリッジ５１を備えている。図２は現像装置２２の内部を側方から見た図、この図２のＡ−Ａ線に沿う断面を矢印方向に見たのが図３である。上記カートリッジ５１が装着されることにより、現像装置２２の容器５２にトナーおよびキャリアが補給される。容器５２は、仕切板５２ａによって上部空間５３と下部空間５４とに分かれており、その上部空間５３にカートリッジ５１からトナーおよびキャリアが補給される。上部空間５３と下部空間５４は両側部でそれぞれ連通している。この上部空間および下部空間の相互間で現像剤（トナーおよびキャリア）を循環させる循環手段として、上部空間５３内に螺旋状の回転部材５５が設けられ、下部空間５４内に螺旋状の回転部材５６が設けられている。これら回転部材５５，５６が回転することにより、図３に矢印で示すように、現像剤が循環する。
【００２６】
上部空間５３内の現像剤（トナーおよびキャリア）は、現像ローラ５７によって上記感光体ドラム２０の表面へ供給される。供給された現像剤のうち、トナーは感光体ドラム２０の表面に付着し、付着しなかった残りのトナーおよびキャリアが下部空間５４に回収される。下部空間５４の現像剤は、上部空間に対してキャリアの割合が多くなる。
【００２７】
このような構成の現像装置２２において、下部空間５４の背面側上部に矩形状の現像剤排出口５８が形成されている。この現像剤排出口５８の位置は、下部空間５４内の現像剤の主な循環経路よりも上方位置に設定されている。したがって、下部空間５４内にキャリアが溜まって上記現像剤排出口５８に達すると、その達した分のキャリアが現像剤排出口５８を通って容器５２外に流出する。流出したキャリアは、受容部５９に溜まり込む。
【００２８】
したがって、現像剤中の劣化したキャリアを特別の制御を要することなく適切に排出することができ、常に良好な画像特性が得られる。
【００２９】
現像剤排出口５８から流出する現像剤の量とプリント枚数との関係を図４に示している。すなわち、本実施形態により、現像剤排出口５８から流出する現像剤の量が従来の排出量に比べてはるかに安定するようになる。
【００３０】
容器２２内の現像剤の劣化量とプリント枚数との関係を図５に示している。すなわち、一旦使用された現像剤が現像剤排出口５８から流出することにより、容器２２内の現像剤の劣化量が従来に比べてはるかに減少するようになる。
【００３１】
また、容器２２内の現像剤の劣化量とプリント枚数との関係を、現像剤排出口５８から流出する現像剤の量（％）をパラメータとして図６に示している。すなわち、現像剤排出口５８から流出する現像剤の量が２％ないし３％の場合に、現像剤の劣化が少なくなるという結果が得られる。
【００３２】
また、容器２２内の現像剤の劣化量とプリント枚数との関係を、カートリッジ５１に収容されるトナーの濃度（重量割合；％）をパラメータとして図７に示している。トナーの濃度が９７（％）では現像剤の劣化量が高くなるものの、画像形成には影響を及ぼさないレベルとなる。
【００３３】
［２］この発明の第２の実施形態について説明する。
【００３４】
図８に示すように、現像剤排出口５８に左右方向の手動による開閉が自在な蓋体６１が設けられている。この蓋体６１を左右方向に動かすことにより、現像剤排出口５８からの現像剤の流出量を調節することができる。
【００３５】
他の構成および作用は、第１の実施形態と同じである。
【００３６】
［３］この発明の第３の実施形態について説明する。
【００３７】
図８に示すように、現像剤排出口５８に上下方向への手動による開閉が自在な蓋体６２が設けられている。この蓋体６２を上下方向に動かすことにより、現像剤排出口５８からの現像剤の流出量を調節することができる。
【００３８】
他の構成および作用は、第１の実施形態と同じである。
【００３９】
［４］この発明の第４の実施形態について説明する。
【００４０】
図１０および図１１に示すように、容器２２の背面において、現像剤排出口５８と対応する位置に収容空間７０が設けられている。この収容空間７０は、現像剤排出口５８から流出する現像剤を一旦収容し、その収容した現像剤を内部の搬送手段たとえば螺旋状の回転部材７１によって受容部５９に送る。
【００４１】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、現像剤中の劣化したキャリアを特別の制御を要することなく適切に排出することができ、常に良好な画像特性が得られる現像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る画像形成装置の内部の構成を断面して示す図。
【図２】第１の実施形態の構成を断面して示す図。
【図３】図２のＡ−Ａ線に総断面を矢印方向に見た図。
【図４】第１の実施形態における現像剤流出量とプリント数との関係を示す図。
【図５】第１の実施形態における現像剤劣化量とプリント数との関係を示す図。
【図６】第１の実施形態における現像剤劣化量とプリント数との関係を流出する現像剤の量をパラメータとして示す図。
【図７】第１の実施形態における現像剤鉄火量とプリント数との関係をカートリッジに収容されるトナーの濃度をパラメータとして示す図。
【図８】第２の一実施形態の要部の構成を示す図。
【図９】第３の一実施形態の要部の構成を示す図。
【図１０】第４の実施形態の構成を断面して示す図。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ線に総断面を矢印方向に見た図。
【符号の説明】
１…本体、２…原稿台、５…露光ランプ、１０…ＣＣＤ、２０…感光体ドラム、２２…現像装置、５２…容器、５２ａ…仕切板、５３…上部空間、５４…下部空間、５５…螺旋状の回転部材、５６…螺旋状の回転部材、５７…現像ローラ、５８…現像剤排出口、５９…受領部、６１，６２…蓋体、７０…収容空間、７１…螺旋状の回転部材
【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】
2005017497.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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