(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の搬送器を格納する第一の搬送器格納スペースと、当該第一の搬送器格納スペースの一方に隣接する現像ローラ格納スペースと、当該第一の搬送器格納スペースの他方に隣接する第二の搬送器格納スペースとを備えたハウジングと、
上記現像ローラ格納スペースに格納される現像ローラと、
上記第二の搬送器格納スペースに回転可能に格納されると共に、回転軸の回転により上記第二の搬送器格納スペースから上記第一の搬送器格納スペース方向にトナーを付勢する第二の搬送器と、
上記第一の搬送器格納スペースに回転可能に格納されると共に、回転軸の回転により上記第一の搬送器格納スペースから上記現像ローラ格納スペース方向にトナーを付勢する第一の搬送器とを備えた現像装置であって、
上記第一の搬送器格納スペースの側面に設けられた、当該第一の搬送器格納スペースにおけるトナーの減少を検知する検知手段と、
上記検知手段による第一の搬送器格納スペース内のトナーの減少の検知結果に基づいて、上記第二の搬送器格納スペースに対してトナーを補給するための補給口と、
上記第一の搬送器格納スペースと上記第二の搬送器格納スペースとの間を分離する中央壁とを備え、
上記第二の搬送器は、現像装置動作時において回転軸の上方から第一の搬送器格納スペースにトナーを付勢する方向に回転し、
上記第一の搬送器は、現像装置動作時において回転軸の下方から現像ローラ方向にトナーを付勢する方向に回転し、
上記中央壁の高さに満たない底部のトナーは、第一の搬送器格納スペースと第二の搬送器格納スペースとを往来できないようになっている現像装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、複合機、プリンターなどの画像形成装置の現像に用いられる現像装置、及び当該現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の感光体ドラムに形成された潜像を可視像にする際に使用される現像装置４００は、図４に示すように、感光体ドラム４０１に近接する位置に設けられている。現像装置４００は、トナーを保持するハウジング４０２と、ハウジング４０２に支持された現像ローラ４０３と第一の搬送器４０４と、第二の搬送器４０５を備えている。なお、図５に示すように、ハウジング４０２内で第一の搬送器４０４を格納するスペースを第一の搬送器格納スペース４２４とし、第二の搬送器４０５を格納するスペースを第二の搬送器格納スペース４２５と称する。また、現像ローラ４０３を格納するスペースを現像ローラ格納スペースと称する。
【０００３】
搬送器４０４、４０５の回転軸４０７には、ハウジング４０２内のトナーを攪拌及び循環（搬送）するために、羽根４０６が設けられている。なお、羽根４０６は、回転軸４０７との間にトナーを通過させる空間４０８が設けられており、回転軸４０７周部のトナーは羽根４０６に接触しないようになっている。上記空間４０８の大きさにより、搬送器４０４、４０５の、現像ローラ４０３方向へのトナーの付勢の大きさ、即ちトナーの搬送量を調節可能となっている。
【０００４】
第一の搬送器４０４は、回転軸４０７の下方から現像ローラ４０３方向（図５の白抜き破線矢印で示される時計回り）に回転し、即ちトナーを付勢する。下方から現像ローラ４０３方向にトナーを付勢することで、現像スリーブ４０９の回転Ｘに順ずるため、緩やかに効率よくトナーを現像ローラ４０３に付着させることができる。
【０００５】
第二の搬送器４０５も、下方から現像ローラ４０２方向（第一の搬送器格納スペース４２４方向、図５における時計回り）に付勢する。これにより、第二の搬送器格納スペース４２５内のトナーが減少した場合であっても、当該第二の搬送器格納スペース４２５内のトナーを第一の搬送器格納スペース４２４に効率よく搬送させることが可能となる。
【０００６】
現像ローラ４０３は、図５に示すように、内部がマグネットローラ４０８で構成され、マグネットローラ４０８の外周が現像スリーブ４０９で構成されている。また、マグネットローラ４０８は５極構造となっている。マグネットローラ４０８は固定されており、現像スリーブ４０９は回転可能となっている。現像スリーブ４０９が回転することで、搬送器４０４、４０５にて攪拌及び循環されるハウジング４０２内のトナーが現像ローラ４０３によってハウジング４０２の外部へと搬送される。
【０００７】
現像ローラ４０３上方には、現像ローラ４０３にて搬送されるトナー量を規制する帯電器（磁性ブレード）４１０が備えられている。現像ローラ４０３にて外部に搬送されるトナーは、この帯電器４１０によって一定の電荷を与えられかつ一定量に規制されて感光体ドラム４０１に供給される。
【０００８】
感光体ドラム４０１は、表面が一様に帯電され、その後レーザによって潜像が形成される。これにより潜像が形成された位置の電荷状態は、現像ローラ４０３から供給される帯電したトナーが付着する状態となっている。そのため、現像ローラ４０３から供給されたトナーは潜像が形成された位置にのみ付着する。
【０００９】
現像ローラ４０３による現像により第一の搬送器格納スペース４２４内のトナーが減少すると、第二の搬送器格納スペース４２５内のトナーが搬送器４０５の回転により第一の搬送器格納スペース４２４に搬送される。
【００１０】
なお、第二の搬送器格納スペース４２５内のトナーが減少すると、その旨が上記第二の搬送器格納スペース４２５側に設けられたセンサー４１２により検知され、補給口４１１からトナーが補給される。補給されたトナーは、まず第二の搬送器格納スペース４２５にて既存のトナーと攪拌され、さらに第一の搬送器格納スペース４２４内に搬送されて、ここでも既存のトナーと攪拌される。これにより、トナー全体としての帯電が均一化されると共に、第一の搬送器格納スペース４２４内のトナーが補給される。
【特許文献１】特開平４−１０６５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、センサーが第二の搬送器格納スペース４２５に設けられているため、例えば印字率の高い（トナー消費量の多い）データを大量に印刷出力した場合、第一の搬送器格納スペース４２４へのトナーの供給速度（第二の搬送器格納スペース４２５におけるトナーの減少速度）よりも、第一の搬送器格納スペース４２４におけるトナーの消費速度が速くなる場合が発生する。このような場合には現像ローラ４０３へのトナーの供給が間に合わず、結果として画像のかすれ等の印刷障害が発生する場合がある。
【００１２】
これに対して、センサー４１２を現像ローラ４０３へのトナーの供給に直接関係する第一の搬送器格納スペース４２４側に設けることで、当該第一の搬送器格納スペース４２４内におけるトナーの減少を確実に防止することが望まれる。しかしながら、仮に図６に示すように、第一の搬送器格納スペース４２４側にセンサー５１２を設けると、第一の搬送器格納スペース４２４内のトナーが減少してから第二の搬送器格納スペース４２５にトナーの補給が行われることになる。しかし、第二の搬送器格納スペース４２５は常時第一の搬送器格納スペース４２４側にトナーを供給しているため、第一の搬送器格納スペース４２４内のトナーの減少をセンサーが検知した時点では、図６に示すように第二の搬送器格納スペース４２５内のトナーはほぼ空の状態になっている。
【００１３】
このような状態でトナーを補給した場合、まず、第二の搬送器格納スペース４２５に、ある程度トナーが蓄積されるまで第一の搬送器格納スペース４２４にトナーが補給されない。つまり、第二の搬送器格納スペース４２５から第一の搬送器格納スペース４２４に補給トナーが搬送されるまでに時間が必要となり、その間にも現像ローラ４０３によりトナーが消費されると、感光体ドラム４０１にトナーを供給することができず、画像のかすれ等の印刷障害が発生する。また、第二の搬送器格納スペース４２５にトナーが供給されても既存のトナーはほとんど存在しないため、２つの格納スペースを設けて既存のトナーと補給トナーとを攪拌することで帯電を均一化するという目的を達成できない。攪拌不足は過帯電のトナー同士の固化を招き、即ち印刷障害の原因となる。
【００１４】
このような２つの二律背反する問題の存在から、結果的に第二の搬送器格納スペース４２５にセンサーを設けるに至っている。
【００１５】
そこで本発明は、トナー消費量の多いデータの大量印刷時においてもトナー不足状態になることなく、しかも既存トナーと補給トナーとの十分な攪拌が可能な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】
【００１６】
本発明の現像装置は、第一の搬送器を格納する第一の搬送器格納スペースと、当該第一の搬送器格納スペースの一方に隣接する現像ローラ格納スペースと、当該第一の搬送器格納スペースの他方に隣接する第二の搬送器格納スペースとを備えたハウジングと、上記現像ローラ格納スペースに格納される現像ローラと、上記第二の搬送器格納スペースに回転可能に格納されると共に、回転軸の回転により上記第二の搬送器格納スペースから上記第一の搬送器格納スペース方向にトナーを付勢する第二の搬送器と、上記第一の搬送器格納スペースに回転可能に格納されると共に、回転軸の回転により上記第一の搬送器格納スペースから上記現像ローラ格納スペース方向にトナーを付勢する第一の搬送器とを備えた現像装置であって、上記第一の搬送器格納スペースの側面に設けられた、当該第一の搬送器格納スペースにおけるトナーの減少を検知する検知手段と、上記検知手段による第一の搬送器格納スペース内のトナーの減少の検知結果に基づいて、上記第二の搬送器格納スペースに対してトナーを補給するための補給口と、上記第一の搬送器格納スペースと上記第二の搬送器格納スペースとの間を分離する中央壁とを備え、上記第二の搬送器は、現像装置動作時において回転軸の上方から第一の搬送器格納スペースにトナーを付勢する方向に回転し、上記第一の搬送器は、現像装置動作時において回転軸の下方から現像ローラ方向にトナーを付勢する方向に回転し、上記中央壁の高さに満たない底部のトナーは、第一の搬送器格納スペースと第二の搬送器格納スペースとを往来できないようになっている。
【００１７】
また、上記現像装置を備えた画像形成装置も提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、センサーを現像ローラに隣接する第一の搬送器格納スペースに設け、且つ現像ローラから遠方に設けられた第二の搬送器が、回転軸の上方より第一の搬送器格納スペース方向にトナーを付勢することで、第二の搬送器格納スペースにおける攪拌と、第一の搬送器格納スペースに対するトナーの迅速な補給とを両立することができる。これにより、攪拌不足や第一の搬送器格納スペースにおけるトナーの枯渇、即ち画像のかすれ等の印刷障害を確実に防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本実施の形態における現像装置１００が内蔵された画像形成装置１０の内部構成図である。なお、画像形成装置１０は、例えば複写機、複合機、プリンターなどが該当し、ここでは複写機として説明を行う。
【００２０】
図１に示すように、画像形成装置１０は、本体９０と、本体の上側に設けられた原稿を読み取るスキャナ部９１を備えている。
【００２１】
本体９０の内部には、感光体ドラム１０１が備えられる。感光体ドラム１０１の周囲には、帯電器１２０、レーザ１２、現像装置１００、転写器１３、除電器１４が備えられている。
【００２２】
上記現像装置１００は、図２及び図３に示すように、ハウジング１０２とハウジング１０２内部の第一の搬送器格納スペース３２４（図３）に設けられた第一の搬送器１０４と、第二の搬送器格納スペース３２５に設けられた第二の搬送器１０５と、ハウジング１０２の内部と外部に表面が存在する現像ローラ１０３を備え、さらに、図３に示すように、帯電器１２０を備えている。
【００２３】
搬送器１０４、１０５の回転軸１０７には、図４Ｂにて示したのと同様、ハウジング１０２内のトナーを攪拌及び循環（搬送）するために、羽根１０６が設けられている。なお、羽根１０６は、回転軸１０７との間にトナーを通過させる空間が設けられており、回転軸１０７周部のトナーは羽根１０６に接触しないようになっている。上記空間の大きさにより、搬送器１０４、１０５の、現像ローラ１０３方向へのトナーの付勢の大きさ、即ちトナーの搬送量を調節可能となっている。
【００２４】
ハウジング１０２には、現像装置１００の印刷動作時、またはトナーの補給動作時に上方に位置する場所に、トナー補給口１０８が設けられている。また上記第一の搬送器格納スペース３２４の側面に、第一の搬送器格納スペース３２４におけるトナーの減少を検知するセンサー１０９が設けられている。上記センサー１０９は、第一の搬送器格納スペース３２４の磁気や圧力を検知することにより、トナー補給口１０８からのトナーの補給を制御する。
【００２５】
第一の搬送器１０４及び第二の搬送器１０５は現像ローラ１０３の一方側に配置されており、第一の搬送器１０４を中心としてその両側に現像ローラ１０３と第二の搬送器１０５とが配置されている。第一の搬送器格納スペース３２４と第二の搬送器格納スペース３２５との間は、中央壁１１０により分離されており、当該中央壁１１０の高さに満たない底部のトナーは各スペースを往来できないようになっている。
【００２６】
現像ローラ１０３は、図３に示すように、従来と同様に、内部はマグネットローラ１０８で構成され、マグネットローラ１０８の外周は矢印Ｘ方向に回転可能な現像スリーブ１０９で構成されている。マグネットローラ１０８は図２に示すように、５極構造となっている。マグネットローラ１０８は固定されており、現像スリーブ１０９は回転可能となっている。
【００２７】
帯電器１２０は、ハウジング１０２の内側であって現像ローラ１０３の上側に取り付けられており、現像ローラ１０３の上面を伝ってハウジング１０２の外部に搬送されるトナーに電荷を与える。
【００２８】
本体９０は、複写に用いる用紙を格納する給紙カセット２１、２２を下部に備える。給紙カセット２１、２２の上方には、給紙カセットに格納された用紙を１枚ずつ給紙カセットから取り出して搬送路２０へと送り出す給紙ローラ２３、２４が設けられている。
【００２９】
搬送路２０の中途には、送り出された用紙を下流へと搬送する搬送ローラ２５が設けられている。この搬送ローラ２５によって用紙は、感光体ドラム１０１と転写器１３の間へと搬送され、この間を通過する際に感光体ドラム１０１に形成されたトナー画像が転写される。感光体ドラム１０１と転写器１３を通過した用紙は、搬送ベルト２６などによって定着ローラ２７と加圧ローラ２８の間へと搬送される。定着ローラ２７と加圧ローラ２８の間に搬送された用紙は、定着ローラ２７と加圧ローラ２８によって転写されたトナー画像の定着が行なわれる。トナー画像の定着が行なわれた用紙は、その後図示しない排紙ローラによって排紙トレイ２９に排紙される。
【００３０】
スキャナ部９１は、原稿台３１とＡＤＦ（auto  document  feeder）３２と、ＡＤＦにて搬送される原稿を載置する載置台３３と、原稿を読み取る光学系３４と、光学系３４にて読み取られた原稿の画像データを生成するＣＣＤからなる撮像手段３５を備える。
【００３１】
画像形成装置１０を用いて複写を行なう場合は、ユーザは、図示しないスタートキーを押下する。スタートキーが押下されると、画像形成装置１０は、原稿台３１又は載置台３３に原稿が載置されているか否かを判断する。原稿台３１に原稿が載置されていれば、画像形成装置１０は、上記光学系３４を用いて原稿台３１に載置された原稿の読み取りを行なう。一方、載置台３３にのみ原稿が載置されているときは、画像形成装置１０は、ＡＤＦ３２を用いて載置台３３の原稿を搬送しながら光学系３４にて読み取る。
【００３２】
光学系３４で読み取られた原稿は、撮像手段３５によって画像データが生成される。
【００３３】
また、画像形成装置１０は、スタートキーが押下されると、感光体ドラム１０１を矢印Ｙ方向に回転させるとともに、帯電器１２０を用いて感光体ドラム１０１の表面を一様に帯電させる。画像形成装置１０は、撮像手段３５にて画像データが生成されると、画像データに応じた潜像をレーザ１２で感光体ドラム１０１を照射することで感光体ドラム１０１の表面に画像データに応じた潜像を形成する。
【００３４】
更に、画像形成装置１０は、現像装置１００の現像スリーブ１０９を回転させることで、潜像が形成された感光体ドラム１０１にトナーを付着させて、潜像を可視化してトナー視像を生成する。
【００３５】
上記のような原稿の読み取り、及び、トナー画像の形成と同時に、画像形成装置１０は、スタートキーが押下されると、給紙カセット２１、２２の何れかに格納された用紙を給紙ローラ２３、２４で搬送路２０に送り出す。更に画像形成装置１０は、感光体ドラム１０１に形成されたトナー画像が、転写器１３と対向する位置に到達する時に、搬送ローラ２５を用いて感光体ドラム１０１と転写器１３との間に送り込まれる。感光体ドラム１０１と転写器１３の間を通過する際に用紙は、トナー画像が転写される。その後用紙は、上述のように、定着ローラ２７と加圧ローラ２８によってトナー画像の定着が行なわれて排紙トレイ２９に排紙される。
【００３６】
以上が、画像形成装置１０の構成及び印刷時の処理である。
【００３７】
ところで、本発明の上記現像装置１００に備えられた第一の搬送器１０４及び第二の搬送器１０５は、定期的又は常時、画像形成装置１０に備えられたモータによって回転させられている。第一の搬送器格納スペース３２４内の第一の搬送器１０４は、現像装置動作時において回転軸１０７の下方から現像ローラ１０３方向にトナーを付勢する方向（図３の白抜き破線矢印３０１で示される時計回り）に回転することでトナーの攪拌・搬送を行っている。第一の搬送器１０４が下方から現像ローラ４０３方向にトナーを付勢するのは、現像スリーブ４０９の回転Ｘに順ずる方向に付勢することで、緩やかにトナーを現像ローラ４０３に付着させるためである。これに対して、第二の搬送器１０５は、回転軸１０７の上方から現像ローラ１０２方向（第一の搬送器格納スペース３２４方向）にトナーを付勢する方向に回転する（図３の白抜き破線矢印３０２で示される反時計回り）。これにより、第二の搬送器格納スペース３２５のトナー減少時には、攪拌力は維持されるが第一の搬送器格納スペース３２４へのトナーの搬送力が弱まるため、第二の搬送器格納スペース３２５内のトナー上面が、第二の搬送器１０５の回転軸１０７より低くなることはない。また、羽根１０６は空間（図４Ｂの空間４０８と同一）を備えることで、トナー減少時のトナーの搬送力はさらに弱くなる。
【００３８】
このような構成で、トナー消費量の多い大量印刷が行われた場合、まず、第一の搬送器格納スペース３２４に格納され、攪拌されているトナーが急速に減少する。ただし、センサー１０９は、第一の搬送器格納スペース３２４に備えられているため、当該センサー１０９が直ちに減少を検知し、図示しないトナータンクより補給口１０８を介してトナーを補給する。
【００３９】
補給されたトナーは、第二の搬送器格納スペース３２５内で既存のトナーと攪拌されながら、反時計回りに回転する第二の搬送器１０５により、回転軸１０７の上方から第一の搬送器格納スペース３２４方向に搬送される。
【００４０】
なお、第二の搬送器格納スペース３２５内のトナー上面が回転軸１０７より低くなることはないため、羽根１０６は補給されたトナーを攪拌しながら直ちに第一の搬送器格納スペース３２４に搬送することができる。
【００４１】
つまり、トナー消費量の多い大量印刷が行われた場合であっても、既存トナーと十分に攪拌し且つトナー不足状態を防止し、即ち画像のかすれ等の印刷障害を確実に防ぐことが可能となる。
【００４２】
以上のように、センサーを現像ローラに隣接する第一の搬送器格納スペースに設け、且つ現像ローラから遠方に設けられた第二の搬送器が、回転軸の上方より第一の搬送器格納スペース方向にトナーを付勢することで、第二の搬送器格納スペースにおける攪拌と、第一の搬送器格納スペースへのトナーの迅速な補給とを両立することができる。これにより、攪拌不足や第一の搬送器格納スペースにおけるトナーの枯渇、即ち画像のかすれ等の印刷障害を確実に防止することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係る現像装置等は、トナー消費量の多いデータの大量印刷時においてもトナー不足状態になることなく、しかも既存トナーと補給トナーとの十分な攪拌が可能であるため、画像のかすれ等の印刷障害を確実に防止する現像装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施の形態における現像装置が内蔵された画像形成装置の概略図。
【図２】現像装置の平面図。
【図３】現像装置の断面図。
【図４】従来の現像装置の平面図。
【図５】従来の現像装置の第一の断面図。
【図６】従来の現像装置の第二の断面図。
【符号の説明】
【００４５】
１００  現像装置
１０２  ハウジング
１０３  現像ローラ
１０４  第一の搬送器
１０５  第二の搬送器
１０６  羽根
１１０  中央壁
１２０  帯電器
３２４  第一の搬送器格納スペース
３２５  第二の搬送器格納スペース
【図１】
0004509953.tif 000002
【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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