(57)【要約】【課題】現像装置内の現像剤残量について誤検知が生じるのをより確実に抑えることにある。【解決手段】現像装置２７は、第２撹拌スパイラル４９と、ハウジング４１と、トナー残量センサ４８と、清掃バネ４６とを備えている。第２撹拌スパイラル４９は、回転軸７１と、回転軸７１の外周部に設けられたスパイラル７３とを有する。ハウジング４１は、内部にトナーが収容され、第２撹拌スパイラルの回転軸７１を支持する側部４１ｂと、第２撹拌スパイラル４９の径方向下部に沿って形成された円弧状底部４１ｃとを有する。トナー残量センサ４８は、ハウジング４１の側部４１ｂの内壁に表面が露出して配置され、ハウジング４１内のトナー残量を検知する。清掃バネ４６は、第２撹拌スパイラル４９の回転軸７１のトナー残量センサ４８側の端部に、第２撹拌スパイラル４９の回転に伴って側部４１ｂの内壁を清掃するよう取り付けられ、外周端が円弧状底部４１ｃの径より大きな径の軌跡Ｃ１を辿るよう回転し、弾性を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、前記回転軸の外周部に設けられた羽根部材とを有する撹拌部材と、
内部に現像剤が収容され、前記撹拌部材の回転軸を支持する側部と、前記撹拌部材の径方向下部に沿って形成された円弧状底部とを有するハウジングと、
前記ハウジングの側部の内壁に表面が露出して配置され、前記ハウジング内の前記現像剤量を検知する検知部と、
前記撹拌部材の回転軸の前記検知部側の端部に、前記撹拌部材の回転に伴って前記側部の内壁を清掃するよう取り付けられ、外周端が前記円弧状底部の径より大きな径の軌跡を辿るよう回転し、弾性を有する清掃部材と、
を備えた現像装置。
【請求項２】
前記清掃部材は、前記撹拌部材の回転軸から外周側に延び、バネ性を有する金属製の線材である、請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記清掃部材は、前記撹拌部材の回転軸に取り付けられるコイルスプリング部を有している、請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記検知部は、圧電センサである、請求項１から３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
像担持体と、
前記像担持体に現像剤を供給する、請求項１から４のいずれかに記載の現像装置と、
前記像担持体に形成された画像を記録媒体に転写するための転写装置と、
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、現像装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用する複写機、プリンタ等の画像形成装置は、一般に、感光体ドラム（像担持体）と、感光体ドラムにトナーを供給して現像を行う現像装置とを備えている。現像装置は、通常、現像剤が収容されるハウジングと、ハウジング内の現像剤を撹拌するための撹拌部材と、ハウジング内の現像剤の量を検知する残量センサとを備えている。残量センサとしては、通常、ハウジング側部の内壁に配置された圧電センサが採用される。
【０００３】
このような現像装置では、残量センサに現像剤が付着したり残量センサ付近でトナーブロッキングが生じたりして誤検知が生じないよう、残量センサが配置されたハウジング側部を清掃する清掃部材をさらに備えた装置が既に提案されている（例えば、特許文献１乃至６参照）。清掃部材は、通常、撹拌部材の回転軸に取り付けられ、撹拌部材と一体に回転することで、撹拌と同時に残量センサ付近の清掃を行えるようにしている。
【特許文献１】特開平８−１１０６９４号公報
【特許文献２】特開平７−３０６５８０号公報
【特許文献３】特開２００３−１６７４２０号公報
【特許文献４】実登２５８４４６７号公報
【特許文献５】特開平１０−１９８２５５号公報
【特許文献６】特開平１０−１９８２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の現像装置では、清掃部材として、径方向断面が渦巻き状の線材が用いられているが、撹拌部材が停止した場合に、残量センサ前方での渦巻き状線材の停止位置によっては、誤検知が生じるおそれがある。
【０００５】
また、特許文献２乃至６には、種々の構成の現像装置が記載されているが、構成が複雑であったり、清掃部材を撹拌部材に取り付けるためにビスその他の固定用部品を要したりして、部品点数が多く、コストアップにも繋がる。
【０００６】
本発明の目的は、現像装置内の現像剤残量について誤検知が生じるのをより確実に抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の現像装置は、撹拌部材と、ハウジングと、検知部と、清掃部材とを備えている。撹拌部材は、回転軸と、回転軸の外周部に設けられた羽根部材とを有する。ハウジングは、内部に現像剤が収容され、撹拌部材の回転軸を支持する側部と、撹拌部材の径方向下部に沿って形成された円弧状底部とを有する。検知部は、ハウジングの側部の内壁に表面が露出して配置され、ハウジング内の現像剤量を検知する。清掃部材は、撹拌部材の回転軸の検知部側の端部に、撹拌部材の回転に伴って側部の内壁を清掃するよう取り付けられ、外周端が円弧状底部の径より大きな径の軌跡を辿るよう回転し、弾性を有する。
【０００８】
この現像装置では、撹拌部材の回転により、ハウジング内の現像剤が撹拌されるとともに、清掃部材もこれと一体に回転することで、側部の内壁が清掃され、検知部の表面も併せて清掃される。
【０００９】
このような清掃動作において、清掃部材は、円弧状底部の径より大きな径の軌跡を辿って回転することから、回転動作の途中で円弧状底部に差し掛かると、弾性変形し、円弧状底部による反作用により撓んだ状態で回転する。そして、清掃部材は、円弧状底部から抜けると同時に、撓みが元に戻ろうとする弾性力を受けて勢いよく回動するため、トナーの流動性が低下しブロッキングが生じている場合でも、これを解すことができ、検知部による誤検知を回避することができる。
【００１０】
また、清掃部材は、円弧状底部以外の周方向領域では、上記のように勢いよく回転するため、検知部の前方で停止するのが抑えられ、これによる誤検知も回避できる。
【００１１】
さらに、清掃部材は、円弧状底部の径を大きく確保しなくても、弾性力を利用して検知部周辺のトナーをより確実に除去できるので、現像装置の小型化に資することとなる。
【００１２】
請求項２に記載の現像装置は、請求項１の装置において、清掃部材は、撹拌部材の回転軸から外周側に延び、バネ性を有する金属製の線材である。
【００１３】
この現像装置では、清掃部材は、簡素な構成であるため、コスト低減を図ることができる。
【００１４】
請求項３に記載の現像装置は、請求項２の装置において、清掃部材は、撹拌部材の回転軸に取り付けられるコイルスプリング部を有している。
【００１５】
この現像装置では、清掃部材は、コイルスプリング部を有していることで、円弧状底部を通る際の弾性変形量が大きくなり、これにより、円弧状領域を出たときの強い反発力が得られ、ブロッキングを起こしたトナーをより確実に崩せるとともに、検知面前方での停止を回避することができる。
【００１６】
請求項４に記載の現像装置は、請求項１から３のいずれかの装置において、検知部は、圧電センサである。
【００１７】
この現像装置では、検知部として圧電センサが用いられていることから、ハウジングの側部に配置される必要があり、それ故に、側部の内壁周辺においてトナーがブロッキングを生じるのを避ける必要がある。この現像装置では、上記のような構成の清掃部材を備えたことで、圧電センサが採用された場合でも、誤検知を防ぎ、現像剤量を良好に検知することができる。
【００１８】
請求項５に記載の画像形成装置は、像担持体と、現像装置と、転写装置とを備えている。現像装置は、像担持体に現像剤を供給する、請求項１から４のいずれかに記載の装置である。転写装置は、像担持体に形成された画像を記録媒体に転写するための装置である。
【００１９】
この画像形成装置では、請求項１から４のいずれかの現像装置を備えたことから、現像剤量の誤検知が抑えられ、適切な現像動作、ひいては画像形成動作が確保される。また、清掃部材の弾性を生かして、現像装置の円弧状底部の径を小さく保てることから、現像装置乃至画像形成装置全体の小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の現像装置によれば、清掃部材は、円弧状底部の径より大きな径の軌跡を辿って回転することから、回転動作の途中で円弧状底部に差し掛かると、弾性変形し、円弧状底部による反作用により撓んだ状態で回転する。そして、清掃部材は、円弧状底部から抜けると同時に、撓みが元に戻ろうとする弾性力を受けて勢いよく回動するため、トナーの流動性が低下しブロッキングが生じている場合でも、これを解すことができ、検知部による誤検知を回避することができる。
【００２１】
また、清掃部材は、円弧状底部以外の周方向領域では、上記のように勢いよく回転するため、検知部の前方で停止するのが抑えられ、これによる誤検知も回避できる。
【００２２】
さらに、清掃部材は、円弧状底部の径を大きく確保しなくても、弾性力を利用して検知部周辺のトナーをより確実に除去できるので、現像装置の小型化に資することとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
＜複合機の構成＞
図１に、本発明の一実施形態が採用された画像形成装置としての複合機１を示す。
【００２４】
複合機１は、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びスキャナとしての機能を併有する画像形成装置であり、操作パネル（図示せず）と、画像読取部５と、制御部（図示せず）と、給紙部９と、画像形成部１１と、定着部１３と、排紙部１５とを備えている。
【００２５】
操作パネルは、原稿のコピーや読み取りを指示するためのスタートキーや、種々の印刷条件を設定するための設定キー等を有している。また、操作パネルは、種々の操作画面が表示されるタッチパネル式の液晶ディスプレイを有している。
【００２６】
画像読取部５は、複合機本体１ａ上面の原稿台２上の原稿の画像情報を読みとるためのものであり、図示しない光学系、ＣＣＤ等を有している。
【００２７】
制御部は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等を含むマイクロコンピュータで構成され、画像読取部５、画像形成部１１等の入出力部の制御や、画像情報に対する画像処理等を行う。ＲＯＭには、これらの動作のための各種プログラムデータが格納され、ＣＰＵによりＲＡＭに読み出され、実行される。
【００２８】
給紙部９は、複合機本体１ａの底部に配置された複数の給紙カセット１０と、複合機本体１ａの側部に設けられた手差しトレイ１２とを有し、これらにセットされた用紙（記録媒体）を１枚ずつ画像形成部１１に向けて搬送するための給紙ローラ８及びこれを駆動する駆動用モータ（図示せず）を有している。
【００２９】
画像形成部１１は、給紙部９から搬送される用紙に対し、電子写真プロセスによりトナー像を形成するものであり、所定の回転方向（矢印Ｘ方向）に回転駆動される感光体ドラム２１（像担持体）と、感光体ドラム２１の周囲に回転方向上流側から順に配置された、主帯電装置２３、露光器２５、現像装置２７、転写装置２９、クリーニング装置３１、及び除電装置３３を備えている。
【００３０】
感光体ドラム２１は、表面に感光層を備えた回転体であり、画像形成命令を受けて所定の回転速度で回転する。
【００３１】
主帯電装置２３は、高電圧が印可される帯電ワイヤを有し、この帯電ワイヤによるコロナ放電によって感光体ドラム２１の表面に所定電位を付与することにより、感光体ドラム２１を一様に帯電する。
【００３２】
露光器２５は、レーザー光源、ポリゴンミラー等を有し、画像情報に基づいて、帯電した感光体ドラム２１に対しレーザー光を照射することで、感光体ドラム２１の表面電位が選択的に減衰され、静電潜像が形成される。
【００３３】
現像装置２７は、感光体ドラム２１に対しトナーを供給して、感光体ドラム２１表面の静電潜像を顕像化するための装置である。詳細については後述する。
【００３４】
転写装置２９は、感光体ドラム２１表面に形成されたトナー像を、転写バイアスにより用紙側に転写するための装置である。
【００３５】
クリーニング装置３１は、ハウジング３２と、感光体ドラム２１表面に当接するクリーニングブレード３０と、ハウジング３２内に掻き落とされたトナーを軸方向一側（図１において紙面奥側）に搬送するための撹拌スパイラル（図示せず）とを有し、感光体ドラム２１表面に残存するトナーを掻き取り、回収する。
【００３６】
除電装置３３は、感光体ドラム２１表面の残存電位を除去するためのものである。
【００３７】
定着部１３は、画像形成部１１の用紙搬送方向下流側に配置され、ヒータを内蔵する加熱ローラ１６及び加圧ローラ１８を有し、トナー像が転写された用紙は、両ローラ１６，１８にニップされることでトナー像が溶融定着される。
【００３８】
排紙部１５は、定着部１３を通った用紙を複合機本体１ａの側部の排紙トレイ１４に排紙するためのものであり、ローラ及びこれを駆動する駆動モータ等を有している。
【００３９】
また、複合機１は、他の入出力部として、自動原稿送り装置１７、トナー補給装置（図示せず）等をさらに備えている。自動原稿送り装置１７は、複合機本体１ａ上面に対し開閉自在に装着され、複数枚の原稿を１枚ずつ連続的に原稿台２に給紙することができる。トナー補給装置は、現像装置２７の上方に配置されたトナーカートリッジ（図示せず）から、トナーを補給するためのものであり、現像装置２７の残量検知センサ（図示せず）によりトナー残量が少なくなったことが検知されると補給動作を行う。
【００４０】
＜現像装置＞
次に、図２乃至図４に基づいて、現像装置２７について詳細に説明する。
【００４１】
図２は、現像装置２７を後端側の上方から見た斜視図であり、説明の便宜のため、後端部（感光体ドラムと逆側の端部であり、図２において左下側、図３において左方の端部）の上面部は省略されている。図３は、図２のIII−III線矢視断面図である。図４は、撹拌部材及び清掃部材の要部を示す平面図である。
【００４２】
現像装置２７は、一成分系現像剤としてのトナーを用いて現像を行うものであり、ハウジング４１と、現像ローラ４３と、層厚規制ブレード４５と、第１撹拌スパイラル４７と、第２撹拌スパイラル４９（撹拌部材）と、清掃バネ４６（清掃部材）と、トナー残量センサ４８（検知部）とを備えている。
【００４３】
ハウジング４１は、樹脂製及び金属製の筐体であり、内側にはトナーが収容される空間が形成されている。ハウジング４１の前端部（感光体ドラム側の端部であり、図２において右上側、図３において右方の端部）は開口されるとともに、後端部の上面部は図示しないトナーカートリッジと連通されている。また、ハウジング４１は、第１及び第２撹拌スパイラル４７，４９の間に、鉛直方向に延びかつ軸方向両端部を除く領域にわたり延びて形成された仕切壁４１ａを有している。また、ハウジング４１は、軸方向（図３において紙面奥行き方向）両端部の側部４１ｂにおいて、第２撹拌スパイラル４９の回転軸７１を回転自在に支持する。さらに、ハウジング４１は、第２撹拌スパイラル４９の径方向下部に沿って円弧状に形成された円弧状底部４１ｃとを有する。
【００４４】
現像ローラ４３は、ハウジング４１の前端部の開口部分に回転自在に装着され、感光体ドラム２１に隣接して配置されている。現像ローラ４３は、感光体ドラム２１に対しハウジング４１内のトナーを供給するものであり、回転駆動する現像スリーブ４３ａと、現像スリーブ４３ａの内周側に固定して配置されかつ所定の周方向位置に形成された複数の磁極を有するマグネットローラ４３ｂとを有している。
【００４５】
層厚規制ブレード４５は、現像スリーブ４３ａに供給されたトナー層の厚みを規制するための部材であり、その先端部と現像スリーブ４３ａとの間に所定の間隙を保持して配置されている。
【００４６】
第２撹拌スパイラル４９は、ハウジング４１内のトナーを撹拌しながら軸方向一方側（図３において紙面手前側にから奥側に向かう方向）に搬送するものであって、第１撹拌スパイラル４７と共にハウジング４１内のトナーを循環搬送する。第２撹拌スパイラル４９は、仕切壁４１ａを介して第１撹拌スパイラル４７と平行に配置され、ハウジング４１内に回転自在に配置されている。第２撹拌スパイラル４９は、回転軸７１と、回転    軸７１の外周部に形成された螺旋状のスパイラル７３（羽根部材）とを有している。
【００４７】
第１撹拌スパイラル４７は、ハウジング４１内のトナーを撹拌しながら軸方向他方側（図３において紙面奥側から手前側に向かう方向）に搬送するものであって、ハウジング４１内に回転自在に配置されている。第１撹拌スパイラル４７は、軸６１と、軸６１の外周面に螺旋状に形成されたスパイラル６３とを有している。
【００４８】
清掃バネ４６は、バネ性を有する金属製（例えばＳＵＳ３０４）の線材で構成され、第２撹拌スパイラル４９の回転軸７１に取り付けられるコイルスプリング部４６ａと、コイルスプリング部４６ａから回転軸７１の接線方向に延びる伸張部４６ｂと、伸張部４６ｂの外周端からさらに延びて形成される先端部４６ｃとを有する。清掃バネ４６は、コイルスプリング部４６ａに、第２撹拌スパイラル４９の回転軸７１のトナー残量センサ４８側の端部が挿通されて取り付けられている。先端部４６ｃは、ブロッキングしたトナーであっても有効に解すことができるよう、軸方向にも僅かに延びる形状を有している。
【００４９】
清掃バネ４６は、第２撹拌スパイラル４９と一体に矢印方向に回転して、伸張部４６ｂが、ハウジング４１の側部４１ｂの内壁に摺動できるようになっている。なお、図３において、Ｃ１は、清掃バネ４６が第２撹拌スパイラル４９の回転軸７１を回転中心として回転した場合の、清掃バネ４６の外周端の軌跡を示し、円弧状底部４１ｃより径の大きい円弧である。また、Ｃ２は、参考例としての他の清掃バネが回転軸７１を回転中心として回転した場合の、その清掃バネの外周端の軌跡を示し、円弧状底部４１ｃと同径の円弧である。
【００５０】
トナー残量センサ４８は、ハウジング４１内のトナー残量を検知するためのものであり、ここでは、圧電センサが用いられている。トナー残量センサ４８は、ハウジング４１の側部４１ｂの内壁に表面が露出して配置される。
【００５１】
＜複合機の動作＞
次に、複合機１の動作について説明する。
【００５２】
複合機１に電源が投入されると、制御部において各種パラメータが初期化され、定着部１３のヒータが加熱されるなどして、初期動作が行われる。初期動作が終了すると、操作パネルに所定の印刷待機画面が表示される。
【００５３】
この状態で、例えば、原稿台２に原稿が載置され、スタートキーが押されると、原稿の画像情報が読み取られるとともに、給紙カセット１０から用紙が給紙される。このとき、画像形成部１１では、感光体ドラム２１が回転駆動され、帯電後、読み取られた画像情報に基づいて露光されて静電潜像が形成され、次いで、現像装置２７からトナーが供給されてトナー像が形成される。そして、所定のタイミングで、用紙が画像形成部１１に搬送され、感光体ドラム２１からトナー像が転写される。トナー像が転写された用紙は、さらに下流側に搬送され、定着部１３を通ることでトナー像が溶融定着され、排紙部１５により排紙トレイ１４上に排紙される。
【００５４】
この一連の画像形成動作の間、現像装置２７内では、２本の撹拌スパイラル４７，４９がトナーを撹拌しながら互いに逆向きに搬送することで、トナーはハウジング４１内を循環して搬送されるとともに、トナーの一部が第１撹拌スパイラル４７から現像ローラ４３側に供給される。
【００５５】
また、現像装置２７内では、第２撹拌スパイラル４９と一体に清掃バネ４６が回転することで、側部４１ｂの近傍に存在するトナーが除去され、併せてトナー残量センサ４８の表面も清掃される。
【００５６】
このような清掃動作において、清掃バネ４６は、円弧状底部４１ｃの径より大きな径の軌跡を辿って回転することから、回転動作の途中で円弧状底部４１ｃに差し掛かると、弾性変形し、円弧状底部４１ｃの反作用により撓んだ状態で回転する。このため、円弧状底部４１ｃから抜け出ると同時に、撓みが元に戻ろうとする弾性力を受けて勢いよく回動するため、トナーの流動性が低下しブロッキングが生じている場合でも、これを解すことができ、トナー残量センサ４８による誤検知を回避することができる。
【００５７】
また、清掃バネ４６は、円弧状底部４１ｃ以外の周方向領域では、勢いよく回転するため、トナー残量センサ４８の前方で停止するのが抑えられ、これによる誤検知も回避できる。
【００５８】
さらに、清掃バネ４６は、円弧状底部４１ｃの径を大きく確保しなくても、弾性力を利用してトナー残量センサ４８周辺のトナーをより確実に除去できるので、現像装置２７及び複合機１の小型化に資することとなる。
【００５９】
＜他の実施形態＞
（ａ）清掃部材の形状、材質及び径方向長さ等は、上記したものに限定されない。
【００６０】
（ｂ）現像装置に収容される現像剤としては、一成分現像剤に限定されるものでなく、二成分現像剤であってもよく、また、磁性、非磁性を問わない。
【００６１】
（ｃ）現像装置は、循環撹拌方式のものに限定されるものでなく、１本の撹拌部材のみを備えたものであっても良い。
【００６２】
（ｄ）画像形成装置は、複合機に限定されるものでなく、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態が採用された複合機を示す縦断面図。
【図２】前記複合機の現像装置を一部破断して後端側上方から見た斜視図。
【図３】図２のIII−III線矢視断面図。
【図４】前記現像装置の撹拌部材及び清掃部材の要部を示す平面図。
【符号の説明】
【００６４】
１  複合機（画像形成装置）
２７  現像装置
２９  転写装置
２１  感光体ドラム（像担持体）
４１  ハウジング
４６  清掃バネ（清掃部材）
４８  トナー残量センサ（検知部）
４９  第２撹拌スパイラル（第２撹拌搬送部材）
７１  回転軸
７３  スパイラル（羽根部材）
【図１】
2007271689.tif 000003
【図２】
2007271689.tif 000004
【図３】
2007271689.tif 000005
【図４】
2007271689.tif 000006