(57)【要約】【課題】現像部内における現像剤の量を安定させつつ、現像部へ現像剤を補給する。【解決手段】各現像器４０に、静電潜像担持体２の静電潜像を現像する現像部４２と、現像部４２の長手方向一端に連なる補給部４４と、補給部４４と現像部４２との間で現像剤を搬送する搬送部材４６，４８とを設け、補給部４４に、現像剤を貯留するための貯留空間Ｐと、現像剤を現像部４２に供給するための供給空間Ｑと、貯留空間Ｐと供給空間Ｑとの間に介在する予備空間Ｒとを設け、現像器４０が現像位置Ａに配置されたときに、貯留空間Ｐ内の所定量の現像剤が、予備空間Ｒ及び供給空間Ｑに供給され、供給空間Ｑ内の現像剤及び予備空間Ｒ内の適量の現像剤が現像部４２に供給され、現像部４２と供給空間Ｑとの間を循環する現像剤の粉圧により、予備空間Ｒ内における余分な現像剤が貯留空間Ｐへ押し戻されることで、現像部４２内の現像剤量を所定量以下に調節可能とする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の現像器が回転中心の周りに配置された現像装置において、
上記各現像器は、静電潜像担持体に担持されている静電潜像に現像剤を付着させて現像する現像部と、上記現像部の長手方向一端に連なると共に上記現像部へ現像剤を補給する補給部と、上記補給部内の現像剤を上記現像部へ搬送する第１の搬送部材と、上記現像部内の現像剤を上記補給部へ搬送する第２の搬送部材とを備え、
上記補給部は、現像剤を貯留するための貯留空間と、現像剤を上記現像部に供給するための供給空間と、上記貯留空間と上記供給空間との間に介在する予備空間とを有し、
上記貯留空間に貯留された現像剤のうちの所定量の現像剤が、上記現像器が上記回転中心周りの回転動作により上記静電潜像担持体に対向する現像位置に配置されたときに、上記予備空間及び上記供給空間に供給された状態となり、
上記現像位置に配置された上記現像器において、
上記供給空間内の現像剤及び上記予備空間内の適量の現像剤が、上記第１の搬送部材の駆動によって上記現像部に供給されると共に、
上記第１及び第２の搬送部材の駆動によって上記現像部と上記供給空間との間を循環する現像剤の粉圧により、上記予備空間内における上記適量の現像剤を除いた残りの現像剤が上記貯留空間へ押し戻されることで、上記現像部内の現像剤量が所定量以下に調節可能となっていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
上記貯留空間と上記予備空間とは直接連通するように構成され、
上記予備空間と上記供給空間とは、間仕切りによって仕切られ、且つ、上記間仕切りに設けられた連通口を介して連通するように構成され、
上記現像位置に配置された上記現像器において、
上記予備空間が、上記連通口を挟んで上記供給空間の上側に配置されると共に、
上記予備空間の底部が、上記貯留空間の底部よりも所定高さ以上高い位置に配置されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれかに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置において静電潜像担持体に現像剤を供給するための現像装置、及びこの現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、複写機やプリンタ等の画像形成装置は、感光体等の静電潜像担持体に担持されている静電潜像に現像剤を付着させて現像するための現像装置を備えている。そして、フルカラーの画像形成装置に用いられる現像装置として、水平回転軸の周囲に複数の現像器を配置し、回転軸の回転に基づいて選択された一つの現像器を静電潜像担持体に対向させる所謂ロータリ式現像装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載されている現像装置は、回転軸の周りに４つの現像器を配置したロータリ式現像装置であり、これら４つの現像器に異なる色の現像剤を収容している。各現像器は、静電潜像担持体に担持された静電潜像に現像剤を付着させて現像する現像部と、この現像部に現像剤を補給するトナーカートリッジとを備え、現像部における上記回転軸の軸方向一端に、トナーカートリッジが着脱自在となっている。トナーカートリッジから現像部への現像剤の補給は、現像器が静電潜像担持体に対向する現像位置に配置されたときに、重力落下によりトナーカートリッジ内の現像剤が現像部へ移動することにより行われる。このように、特許文献１に記載された現像装置では、現像剤を現像部に補給するための構成が、現像器の回転と現像剤の重力を利用した簡単なものであり、現像部に現像剤を補給するための特別な装置を必要としないため、現像装置の小型化を図ることができる。
【０００４】
【特許文献１】特許第３１６７２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の特許文献１に記載された現像装置は、現像部内の現像剤の量を安定させる構造を有していないため、現像部に過剰量の現像剤が入ってトルクアップを起こす恐れがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、現像部内における現像剤の量を安定させつつ、現像部へ現像剤を補給することができる現像装置及びこれを備えた画像形成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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る現像装置及び画像形成装置は、
複数の現像器が回転中心の周りに配置された現像装置において、
上記各現像器は、静電潜像担持体に担持されている静電潜像に現像剤を付着させて現像する現像部と、上記現像部の長手方向一端に連なると共に上記現像部へ現像剤を補給する補給部と、上記補給部内の現像剤を上記現像部へ搬送する第１の搬送部材と、上記現像部内の現像剤を上記補給部へ搬送する第２の搬送部材とを備え、
上記補給部は、現像剤を貯留するための貯留空間と、現像剤を上記現像部に供給するための供給空間と、上記貯留空間と上記供給空間との間に介在する予備空間とを有し、
上記貯留空間に貯留された現像剤のうちの所定量の現像剤が、上記現像器が上記回転中心周りの回転動作により上記静電潜像担持体に対向する現像位置に配置されたときに、上記予備空間及び上記供給空間に供給された状態となり、
上記現像位置に配置された上記現像器において、
上記供給空間内の現像剤及び上記予備空間内の適量の現像剤が、上記第１の搬送部材の駆動によって上記現像部に供給されると共に、
上記第１及び第２の搬送部材の駆動によって上記現像部と上記供給空間との間を循環する現像剤の粉圧により、上記予備空間内における上記適量の現像剤を除いた残りの現像剤が上記貯留空間へ押し戻されることで、上記現像部内の現像剤量が所定量以下に調節可能となっていることを特徴とする。
【０００８】
また、上記貯留空間と上記予備空間とは直接連通するように構成され、
上記予備空間と上記供給空間とは、間仕切りによって仕切られ、且つ、上記間仕切りに設けられた連通口を介して連通するように構成され、
上記現像位置に配置された上記現像器において、
上記予備空間が、上記連通口を挟んで上記供給空間の上側に配置されると共に、
上記予備空間の底部が、上記貯留空間の底部よりも所定高さ以上高い位置に配置されるように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、現像位置に配置された現像器において、その現像器の補給部における供給空間内の現像剤及び予備空間内の適量の現像剤が現像部に供給されると共に、現像部と供給空間との間を循環する現像剤の粉圧により、予備空間内における上記適量の現像剤を除いた残りの現像剤が、補給部の貯留空間へ押し戻されることで、現像部内の現像剤量が所定量以下に調節可能となっているため、必要量以上の現像剤が現像部に供給されることを防いで、現像部内における現像剤量を安定させることができ、トルクアップの発生を防止することができる。
【００１０】
また、現像部内の現像剤量を安定させるための構成は、現像部と供給空間との間を循環する現像剤の粉圧により、余分な現像剤を貯留空間へ押し戻すだけの単純なものであるため、装置の小型化及びコストの低減化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。
【００１２】
先ず、図１〜図７に基づいて、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、画像形成装置１の概略構成を示している。画像形成装置１は、電子写真方式のフルカラー画像形成装置である。画像形成装置１は、静電潜像担持体としての感光体２を有する。感光体２の周囲には、感光体２の外周面を所定電位に帯電する帯電装置４と、帯電された感光体２に画像を露光して静電潜像を形成する露光装置６と、静電潜像に現像剤を付着させて現像する現像装置８と、現像された現像剤の像を感光体２から受け取って保持する転写装置１０とが配置されている。転写装置１０は、例えば、複数のローラ１６，１８に支持された環状の転写ベルト１４と、転写ベルト１４の内側に配置され、感光体２上の現像剤を転写ベルト１４に電気的に吸引して転写ベルト１４に保持させる一次転写部材１２とを有する。転写ベルト１４は、該転写ベルト１４の外側に配置された二次転写部材２０に対向しており、その対向領域の図上右側にシート供給部２２、左側に定着装置２４とシート排出部２６が配置されている。
【００１３】
ただし、画像形成装置１の概略構成は、上述した構成に限られるものではない。例えば、図１において、感光体２、帯電装置４、一次転写部材１２、二次転写部材２０及び定着装置２４として、それぞれローラ形状のものを図示しているが、必ずしもローラ形状に限定されるものではない。
【００１４】
現像装置８は、感光体２の中心軸と平行な中心軸３０を中心に回転自在に支持されたフレーム３２と、フルカラーの画像を作成するためのイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの現像剤を別々に収容する４つの現像器４０とを備えている。これら４つの現像器４０は、中心軸３０を中心として４等分されたそれぞれの領域に設けられている。フレーム３２は、画像形成装置１の本体に設けた駆動源２８に連結されており、この駆動源２８の駆動に基づいて図中反時計回りに回転し、任意の現像器４０が感光体２に対向する現像位置Ａに配置されるようになっている。なお、現像器４０の個数は必ずしも４つに限られないものとする。また、現像剤の色は、必ずしもイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに限られないものとする。
【００１５】
次に、画像形成装置１による画像形成の動作の一例を簡単に説明する。なお、画像形成動作の途中の段階までは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのそれぞれについて同様の動作が行われるため、途中の段階までは、代表としてイエローの画像形成の動作について説明する。
【００１６】
図中反時計周りに回転する感光体２の外周面は、帯電装置４に対向する帯電領域で所望の電位に帯電される。続いて、露光領域において露光装置６により露光され、感光体２の表面に画像データに基づいたイエロー画像用の静電潜像が形成される。このとき、現像位置Ａには、イエローの現像剤を収容した現像器４０が配置されている。
【００１７】
感光体２の静電潜像が、現像位置Ａに配置された現像器４０に対向する現像領域に達すると、現像器４０の現像ローラ５０に印加された電圧と感光体２の静電潜像との間で形成される電界により、帯電したイエローの現像剤が現像ローラ５０から感光体２へ移動して、静電潜像が現像剤によって現像される。
【００１８】
こうして形成された感光体２のイエローの現像剤像は、一次転写部材１２に対向する一次転写領域に達すると、図中時計回りに回転する転写ベルト１４の外周面に転写される。転写ベルト１４に転写されずに感光体２に残った現像剤は、図示しないクリーニング装置によって回収される。転写ベルト１４に転写されたイエローの現像剤像は、二次転写部材２０に対向する二次転写領域に達すると、シート供給部２２より転写ベルト１４と二次転写部材２０との間に搬送された用紙に転写される。
【００１９】
マゼンタ、シアン、ブラックの現像剤像も、イエローの現像剤像と同様に形成されると共に転写ベルト１４に転写され、転写ベルト１４と二次転写部材２０との間に搬送された用紙に、４色の現像剤像が重ねて転写されることで、フルカラーの画像が形成される。このようにしてフルカラー画像が付着した用紙はさらに搬送され、定着装置２４によって熱と圧力が加えられることによって、フルカラー画像が用紙に定着した後、排紙トレイ２６に排出される。
【００２０】
続いて、現像装置８の現像器４０の構成について説明する。なお、上述のように、現像装置８は４つの現像器４０を備えているが、図２〜図７では、説明の都合上１つの現像器４０のみを図示し、その他の３つの現像器４０の図示を省略している。
【００２１】
図２及び図３に示すように、現像器４０は、感光体２に担持されている静電潜像に現像剤を付着させて現像する現像部４２と、現像部４２の長手方向一端に連なると共に現像部４２へ現像剤を補給する補給部４４と、補給部４４内の現像剤を現像部４２へ搬送する第１の搬送部材４６と、現像部４２内の現像剤を補給部４４へ搬送する第２の搬送部材４８とを備えている。
【００２２】
第１及び第２の搬送部材４６，４８は、現像器４０の長手方向に沿って、現像部４２と補給部４４とに跨って設けられている。第１及び第２の搬送部材４６，４８は、現像器４０の長手方向に平行な回転軸を中心として回転することで、現像剤を搬送するようになっている。第１及び第２の搬送部材４６，４８としては、例えば螺旋状の羽根を備えたものが用いられる。
【００２３】
図２に示すように、現像部４２は、現像剤を排出するための開口５３を備えている。また、現像部４２には、現像部４２内の現像剤を担持する現像ローラ５０と、現像ローラ５０に現像剤を供給する供給ローラ５２とが設けられている。現像ローラ５０及び供給ローラ５２は、互いに接触した状態で設けられ、現像器４０の長手方向に平行な図示しない回転軸を中心として回転可能となっている。供給ローラ５２から供給される現像剤は、現像ローラ５０の外周面に付着して現像ローラ５０に担持され、現像ローラ５０の回転により開口５３を通って現像部４２の外側へ排出されて、感光体２に対向する現像領域において、感光体２が担持する静電潜像に応じて、現像剤が現像ローラ５０から感光体２へ移動して、感光体２に現像剤像が形成される。
【００２４】
補給部４４は、その現像器４０回転方向後端部において、現像部４２の現像器４０回転方向前端部に連なっている。すなわち、現像器４０回転方向において、補給部４４が現像部４２よりも前側に配置されている。補給部４４は、現像部４２と一体に設けられているが、現像部４２に対して着脱可能に設けるようにしても良い。
【００２５】
補給部４４は、現像剤を貯留するための貯留空間Ｐと、現像剤を現像部４２に供給するための供給空間Ｑと、貯留空間Ｐと供給空間Ｑとの間に介在する予備空間Ｒとを有している。貯留空間Ｐは、供給空間Ｑ及び予備空間Ｒと比較して顕著に大きな容積を有しており、この貯留空間Ｐの現像器４０回転方向後側に、供給空間Ｑ及び予備空間Ｒが設けられている。供給空間Ｑは、現像部４２の内部空間に連通し、第１の搬送部材４６の長手方向一端部を収容している。予備空間Ｒは、貯留空間Ｐと供給空間Ｑとに連通している。
【００２６】
補給部４４には、貯留空間Ｐと予備空間Ｒとを仕切る部材が設けられておらず、貯留空間Ｐと予備空間Ｒとは直接連通している。供給空間Ｑと予備空間Ｒとは、図３に示すように、間仕切り５４によって仕切られ、且つ、間仕切り５４に設けられた連通口５６を介して連通している。貯留空間Ｐと供給空間Ｑとの間には、図２に示すように、間仕切り５８が設けられている。
【００２７】
図２に示すように現像器４０が現像位置Ａに配置された状態において、予備空間Ｒは、連通口５６を挟んで供給空間Ｑの上側に配置されるようになっている。また、この状態において、予備空間Ｒは、貯留空間Ｐの上端部に連なった状態となっており、予備空間Ｒの底部が、貯留空間Ｐの底部よりも所定高さ以上高い位置に配置されるようになっている。
【００２８】
続いて、補給部４４から現像部４２へ現像剤が供給される動作について説明する。図４に示すように、現像器４０が現像位置Ａから反時計回りに９０°回転した位置Ｂに配置された状態では、補給部４４内の現像剤は、全て貯留空間Ｐに貯留された状態となっている。図５に示すように、現像器４０が現像位置Ａから反時計回りに１８０°回転した位置Ｃに配置されると、現像器４０が位置Ｂに配置された状態で貯留空間Ｐに貯留されていた現像剤の一部が、予備空間Ｒと供給空間Ｑの一部とに供給された状態となる。図６に示すように、現像器４０が現像位置Ａから反時計回りに２７０°回転した位置Ｄに配置されると、現像器４０が位置Ｃに配置された状態で貯留空間Ｐに貯留されていた現像剤の一部が、さらに予備空間Ｒ及び供給空間Ｑに供給されて、予備空間Ｒ及び供給空間Ｑは現像剤で満たされた状態となる。
【００２９】
現像器４０がさらに反時計回りに９０°回転して現像位置Ａに達すると、図７(ａ)に示すように、供給空間Ｑに現像剤が満たされると共に、予備空間Ｒに所定量の現像剤が供給されるようになっている。予備空間Ｒに供給される現像剤の量は、予備空間Ｒの容積の大きさによって規定される。このようにして、貯留空間Ｐに貯留された現像剤のうちの所定量の現像剤が、現像器４０が中心軸３０周りの回転動作により現像位置Ａに配置されたときに、予備空間Ｒ及び供給空間Ｑに供給された状態となる。
【００３０】
現像器４０が現像位置Ａに配置された状態では、第１及び第２の搬送部材４６，４８が駆動するようになっている。そして、第１の搬送部材４６の駆動によって、供給空間Ｑ内の現像剤及び予備空間Ｒ内の適量の現像剤が現像部４２に供給されると共に、第２の搬送部材４８の駆動によって、現像部４２内の現像剤の一部が供給空間Ｑに戻される。すなわち、第１及び第２の搬送部材４６，４８の駆動によって、現像部４２と供給空間Ｑとの間を現像剤が循環するようになっている。これにより、現像部４２内において現像剤が詰まることを防止することができる。
【００３１】
また、上記のように循環する現像剤の粉圧により、予備空間Ｒ内における上記適量の現像剤を除いた残りの現像剤が、貯留空間Ｐへ押し戻されるようになっている。これにより、現像部４２内の現像剤量が所定量以下に調節可能となっている。従って、必要以上の現像剤が現像部４２に供給されるのを防いで、現像部４２内の現像剤量を安定させることができ、トルクアップの発生を防止できるようになっている。図７(ｂ)は、現像部４２内の現像剤量が安定した状態を示している。
【００３２】
図８〜図１０は、本発明の第２の実施形態を示している。第２の実施形態では、現像器４０が中心軸３０を中心として時計回りに回転するようになっている。図８に示すように、現像部４２と補給部６４とが、それぞれの現像器４０回転方向後端部において互いに連なっている。そして、現像部４２の現像器４０回転方向の位置と、補給部６４の現像器４０回転方向の位置とがほぼ等しくなっている。
【００３３】
続いて、第２の実施形態において、補給部６４から現像部４２へ現像剤が供給される動作について説明する。図９に示すように、現像器４０が現像位置Ａから時計回りに９０°回転した位置Ｂに配置された状態では、補給部６４内の現像剤は、全て貯留空間Ｐに貯留されている。現像器４０が現像位置Ａから時計回りに１８０°回転した位置Ｃに配置されると、現像器４０が位置Ｂに配置された状態で貯留空間Ｐに貯留されていた現像剤の一部が、予備空間Ｒと供給空間Ｑに供給された状態となる。さらに現像器４０が現像位置Ａから時計回りに２７０°回転した位置Ｄに配置されても、予備空間Ｒ及び供給空間Ｑに現像剤が供給された状態が維持される。
【００３４】
現像器４０がさらに時計回りに９０°回転して現像位置Ａに達すると、図１０(ａ)に示すように、供給空間Ｑに現像剤が満たされると共に、予備空間Ｒに所定量の現像剤が供給されるようになっている。予備空間Ｒに供給される現像剤の量は、予備空間Ｒの容積の大きさによって規定される。このようにして、貯留空間Ｐに貯留された現像剤のうちの所定量の現像剤が、現像器４０が中心軸３０周りの回転動作により現像位置Ａに配置されたときに、予備空間Ｒ及び供給空間Ｑに供給される。
【００３５】
現像器４０が現像位置Ａに配置された状態では、第１の実施形態と同様、第１及び第２の搬送部材４６，４８の駆動によって、現像部４２と供給空間Ｑとの間を現像剤が循環するようになっている。そして、そのように循環する現像剤の粉圧により、予備空間Ｒ内における余分な現像剤が貯留空間Ｐへ押し戻されることで、現像部４２内の現像剤量が所定量以下に調節可能となっているため、現像部４２内の現像剤量を安定させることができる。図１０(ｂ)は、現像部４２内の現像剤量が安定した状態を示している。
【００３６】
なお、第２の実施形態において、その他の構成及び効果は第１の実施形態と同様であり、図８〜図１０において、第１の実施形態と同様の機能を有する部材については同符号を付してある。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る現像装置の現像器が現像位置に配置された状態を示す断面図である。
【図３】図２に示す現像器の長手方向全体を示す概略断面図である。
【図４】図２に示す現像器を現像位置から反時計回りに９０°回転させた状態を示す断面図である。
【図５】図２に示す現像器を現像位置から反時計回りに９０°回転させた状態を示す断面図である。
【図６】図２に示す現像器を現像位置から反時計回りに９０°回転させた状態を示す断面図である。
【図７】図２に示す現像器において現像剤が補給部から現像部へ補給される様子を示す断面図である。
【図８】第２の実施形態に係る現像装置を示す断面図である。
【図９】図８に示す現像装置における現像器の補給部を示す断面図である。
【図１０】図８に示す現像器において現像剤が補給部から現像部へ補給される様子を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  画像形成装置、
２  静電潜像担持体、
８  現像装置、
３０  現像装置の回転軸（回転中心）、
４０  現像器、
４２  現像部、
４４，６４  補給部、
４６  第１の搬送部材、
４８  第２の搬送部材、
５４  間仕切り、
５６  連通口、
Ａ  現像位置、
Ｐ  貯留空間、
Ｑ  供給空間、
Ｒ  予備空間。
【図１】
2007183462.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007183462.tif 000007
【図６】
2007183462.tif 000008
【図７】
2007183462.tif 000009
【図８】
2007183462.tif 000010
【図９】
2007183462.tif 000011
【図１０】
2007183462.tif 000012