(57)【要約】【課題】撹拌部材が一本で軸方向に搬送機能を有さない２成分現像装置で、廉価で、確実にトナー濃度ムラの発生を抑制する。【解決手段】ハウジングと、ハウジング所定位置に配置される現像スリーブ、現像スリーブに平行に位置しハウジング内の現像剤を攪拌し現像スリーブへ供給する一本の攪拌部材、及び攪拌部材に平行に位置し攪拌部材の領域にトナーを補給するトナー搬送管を備える現像装置に、トナー搬送管が、周方向に回転可能で任意の回転角度位置に停止可能であり、搬送管の周表面には、複数のトナー排出孔が形成され、これら複数のトナー排出孔が、搬送管の軸方向に分割された複数領域から夫々攪拌部材の領域にトナーを補給可能とし、排出孔による搬送管軸方向の開口状態を変更できるよう周方向で異なる開口パターンを形成し、搬送管を所定位置で停止することで、搬送管の軸方向の所望位置にてトナーを補給する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２成分現像剤を用いて潜像担持体上の静電潜像を可視化するための現像装置にして、ハウジングと、このハウジングの所定位置に配置されるべき現像スリーブ、現像スリーブに平行に位置しハウジング内の現像剤を攪拌して現像スリーブへ供給する一本の攪拌部材、並びに攪拌部材に平行に位置し攪拌部材の領域にトナーを補給するトナー搬送管を備えて構成された、現像装置において、
上記トナー搬送管は、周方向に回転可能で任意の回転角度位置に停止可能であり、上記トナー搬送管の周表面には、複数のトナー排出孔が形成されていて、これら複数のトナー排出孔は、トナー搬送管の軸方向に分割された複数領域から夫々攪拌部材の領域にトナーを補給可能とするものであり、排出孔によるトナー搬送管軸方向の開口状態を変更できるように周方向で異なる開口パターンを形成していて、トナー搬送管を所定位置で停止することで、トナー搬送管の軸方向の所望位置にてトナーを補給することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
現像スリーブと攪拌部材の間に現像剤流れのための仕切り板を設け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に記載の現像装置を備えた画像形成装置。
【請求項４】
現像装置と異なる位置に配されたトナー容器と空気利用のトナー移送機構を備え、トナー容器からトナーがトナー搬送管へ空気移送され、そのトナー排出孔から攪拌部材の領域へトナー補給されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
形成されるべき画像情報データにより算出されるトナー消費量に基づき、トナー補給量とトナー排出孔によるトナー搬送管のトナー補給位置とが決定されることを特徴とする請求項３又は４に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、複写機、プリンタ、ファクシミリ又はそれらの機能を併せ持った複合機等の電子写真式画像形成装置に装着される現像装置に関するものであり、特にキャリアとトナーを主成分とする２成分現像剤を用い、軸方向（長手方向）に搬送機能を有さない現像剤攪拌部を備えた現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７に一般的な２成分現像器の概略的な断面構成を示す。
現像器には現像剤を貯留、攪拌する撹拌部があり、スクリュ１３ａ、１３ｂが配置されている。
【０００３】
現像器に取り付けられ像担持体たる感光体ドラムに対向する現像スリーブ１２の内部にはマグネット９が固定されており、現像器内の現像剤はスクリュ１３ａ、１３ｂを用いて紙面に直交する方向に攪拌搬送され（例えばスクリュ１３ａによって現像剤は紙面より奥側へ搬送され、不図示の奥側の受け渡し部で現像剤はスクリュ１３ｂによって紙面手前側へ搬送される）、マグネット９の作用で現像スリーブ１２に担持される。現像スリーブ１２の回転で現像剤はブレード１５によって現像スリーブ上に均一に層形成される。図示しない感光体ドラムとの対向部にてトナーが静電潜像に現像された後、再び現像剤は現像器に回収される。
【０００４】
現像剤のトナー濃度（全現像剤の量に対するトナー量の比）は図示しないトナー濃度センサーにより検出され、測定されたトナー濃度に応じて現像器内に不図示の別箇所からトナーが補給される。
【０００５】
現像剤に補給されたトナーは攪拌部のスクリュ１３ａ、１３ｂによって搬送されながら現像剤中に均一に攪拌される。２本のスクリュ１３ａ、１３ｂによって現像剤は循環しており、またトナーを撹拌する役割を有する。このような構成によって現像剤のトナー濃度を均一にかつ一定に制御し、高品位な画像を長期間維持させることができる。
【０００６】
しかしながら上記従来例では二本のスクリュを用いるため、現像装置が大型になりコストもアップするという欠点があった。
２成分現像に１成分現像のように一本のみの攪拌手段を用いると、長手方向の攪拌不足により長手方向にムラのある画像になる。これは一成分現像では発生しないトナー濃度が不均一になるという２成分現像特有の性質によるものである。
【０００７】
一本の攪拌部材で通常使用されるのが楕円板を斜めにかつそれぞれが平行になるように配置した攪拌棒である。このような攪拌棒は現像剤を攪拌する能力は大きいが、長手方向に搬送する能力はほとんどなく、長手方向の攪拌能力に劣る。
【０００８】
このため２成分現像ではスクリュを二本用いることが多く、特にカラー複写機のように高画質を要求される装置では二本スクリュが必要となり、現像装置は大型化してしまうという問題点があった。このような問題点を解決するために特許文献１の提案がある。これによれば、撹拌部上部に、複数のスポンジ供給ローラを設け、各ローラにはギヤボックスが設置され独立に複数の供給ローラを駆動できるようになっている。このような構成では、装置が大がかり（大型化）になると共に、コスト高である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、撹拌部材が一本で軸方向に搬送機能を有さない２成分現像装置において、低コストで、確実にトナー濃度ムラの発生を抑制することができるトナー補給機構を備えた現像装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は、２成分現像剤を用いて潜像担持体上の静電潜像を可視化するための現像装置にして、ハウジングと、このハウジングの所定位置に配置されるべき現像スリーブ、現像スリーブに平行に位置しハウジング内の現像剤を攪拌して現像スリーブへ供給する一本の攪拌部材、並びに攪拌部材に平行に位置し攪拌部材の領域にトナーを補給するトナー搬送管を備えて構成された、現像装置において、上記トナー搬送管が、周方向に回転可能で任意の回転角度位置に停止可能であり、上記トナー搬送管の周表面には、複数のトナー排出孔が形成されていて、これら複数のトナー排出孔が、トナー搬送管の軸方向に分割された複数領域から夫々攪拌部材の領域にトナーを補給可能とするものであり、排出孔によるトナー搬送管軸方向の開口状態を変更できるように周方向で異なる開口パターンを形成していて、トナー搬送管を所定位置で停止することで、トナー搬送管の軸方向の所望位置にてトナーを補給することによって、解決される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、撹拌部材が一本で軸方向に搬送機能を有さない２成分現像装置において、攪拌部材に平行で、したがって現像スリーブに平行に位置したトナー搬送管が、周方向に回転可能で任意の回転角度位置に停止可能であり、トナー搬送管の周表面には、複数のトナー排出孔が形成されていて、これら複数のトナー排出孔が、トナー搬送管の軸方向に分割された複数領域から夫々攪拌部材の領域にトナーを補給可能とするものであり、排出孔によるトナー搬送管軸方向の開口状態を変更できるように周方向で異なる開口パターンを形成していて、トナー搬送管を所定位置で停止することで、トナー搬送管の軸方向の所望位置にてトナーを補給することができるので、現像スリーブの軸方向の所望位置にトナー補給して、軸方向のトナー濃度偏差を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】カラー複写機の全体的な構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る現像装置の概略断面構成図である。
【図３】トナー搬送管の開口部パターンを示すための搬送管展開図である。
【図４】トナー搬送管の長手方向断面図である。
【図５】トナー移送機構の概略斜視図である。
【図６】別の実施形態に係る現像装置の概略断面構成図である。
【図７】従来技術に係る軸方向に搬送機能を有した２成分現像用現像装置の概略断面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
まず、図１にて画像形成装置としてのカラー複写機全体の構成を、通常のカラー画像形成時の動作において説明する。
原稿Ｄは、原稿搬送部５１の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部（スキャナ）５５のコンタクトガラス５３上に載置される。そして、原稿読込部５５で、コンタクトガラス５３上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）がそれぞれ、ポリゴンミラー３に入射して反射した後に、レンズ４、５を透過して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過して、対応するプロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの像担持体たる感光体ドラム２１上に向けて発せられる。
【００１４】
一方、４つの感光体ドラム２１は、それぞれ、図１の時計方向に回転していて、その表面が、帯電部２２との対向位置で、一様に帯電される（帯電工程）。こうして、感光体ドラム２１上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム２１表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
【００１５】
照射位置に達した感光体ドラム表面に対して、各色成分のレーザ光が、高速回転するポリゴンミラー３により、感光体ドラム２１の回転軸方向（主走査方向）に走査され、各色成分に対応した静電潜像がそれぞれの感光体ドラム２１上に形成される（露光工程）。
【００１６】
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム２１表面は、それぞれ、現像部（現像装置）２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫとの対向位置に達する。そして、各現像部２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫから感光体ドラム２１上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム２１上の潜像が現像される（現像工程）。
【００１７】
そして、現像工程後の感光体ドラム２１表面は、それぞれ、中間転写ベルト２７との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト２７の内周面に当接するように転写バイアスローラ２４が設置されている。そして、転写バイアスローラ２４の位置で、中間転写ベルト２７上に、感光体ドラム２１上に形成された各色の画像が、順次重ねて転写される（第１転写工程）。
【００１８】
第１転写工程後の感光体ドラム２１表面は、それぞれ、クリーニング部２５との対向位置に達する。そして、クリーニング部２５で、感光体ドラム２１上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程）。その後、感光体ドラム２１表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム２１における一連の作像プロセスが終了する。
【００１９】
他方、感光体ドラム２１上の各色の画像が重ねて転写された中間転写ベルト２７表面は、図中の矢印方向に走行して、第２転写バイアスローラ２８の位置に達する。そして、第２転写バイアスローラ２８の位置で、給紙部６１から搬送ガイド６３、レジストローラ６４などを経由して搬送された記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト２７上のフルカラーの画像が２次転写される（第２転写工程）。その後、中間転写ベルト２７表面は、中間転写ベルトクリーニング部２９の位置に達する。そして、中間転写ベルト２７上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部２９に回収されて、中間転写ベルト２７上の一連の転写プロセスが完了する。
【００２０】
その後、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、搬送ベルト３０により、定着部６６に導かれる。定着部６６では、加熱ローラ６７と加圧ローラ６８とのニップにて、カラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、排紙ローラ６９によって、装置本体外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００２１】
本発明の一つの実施形態に係る現像装置の構成を、図２において説明する。現像装置（現像部）２３において、そのハウジング内の感光体ドラムに対向する位置に現像スリーブ１２が設けられ、矢印方向に回転している。この現像スリーブ１２にはマグネット１０が所定位置に内包されている。また攪拌羽根のついた撹拌部材１３が図２での現像スリーブ１２の斜め下方に配置され、現像スリーブ１２と同方向に回転している。攪拌部材１３が配された攪拌部の上方には、回転可能で任意回転位置で停止可能なトナー搬送管１４が設置され、攪拌部に向く範囲が開放されるようになっている。トナー搬送管１４には複数の開口部（トナー排出孔）が設けられており、この開口部を介してトナーが現像装置の攪拌部へ補給される。トナー搬送管表面を展開した状態を図３に示す。搬送管１４の開口部は、軸方向（長手方向）に３分割されている（中央、前、奥）。また周方向には４５度ずつに分割され、各角度位置で開口部のパターンが異なるようになっている。すなわち、中央、手前、奥の位置に独立または組み合わせで全ての補給パターンを網羅しており、その任意パターンを選択できるようになっている。例えば３箇所全部で補給したい場合は、４５°のパターン、中央のみに補給したい場合は２７０°のパターンが、攪拌部との連通部１６に位置するようにトナー搬送管１４が回転制御される。本発明に係る現像装置では、撹拌部材１３が軸方向に搬送機能を有さないパドル状の部材一本で構成されているため、従来の２本スクリュのように軸方向に現像剤を搬送して循環しない。このような軸方向の搬送機能のない現像装置において、補給位置を軸方向に分割して、低コストでトナー補給制御を行う。本例では、軸方向に３分割しているが、分割数は任意で、２分割であっても十分効果があることが検証されている。
【００２２】
トナー搬送管１４と連通部１６の間にはＰＥＴ等の樹脂製のシール１８が配され、トナー搬送管１４に接触或いは、微少な空隙で接している。後述するようにトナーはエアーによって現像装置へ搬送されるので、その際、トナーが搬送管１４の下向き開口部以外の開口から、現像装置の隙間を通して現像装置に流れ込むのをシールする役割を有している。
【００２３】
このような特徴的な補給方法で攪拌部へ補給されたトナーを含む現像剤は、現像スリーブ１２に内包されたマグネット１０の磁気作用により、攪拌部から現像スリーブ１２へ吸着され、規制ブレード１５によって現像スリーブ上に薄層形成される。その後、現像剤は、現像スリーブ１２と対向する感光体ドラム２１に接し、ドラム上の静電潜像にトナーが現像される。現像された後の現像剤は再び現像装置に回収され撹伴部に戻る。
【００２４】
ここで、トナー濃度の検出について説明する。現像剤中のトナー濃度は、従来、現像装置に設置された透磁率センサーなどによって検知され、その検知結果に基づいて消費された分のトナーが補給されるのが一般的である。しかしながら、本例ではこのようなセンサーを備えず、原稿読込部（スキャナ）５５などで認識された画像情報に基づいてトナー消費量を推定し、トナー補給量を決定する。さらに軸方向に分割されたトナー消費量情報を得ることにより、軸方向各位置で必要な補給トナー量まで詳細に算出する。例えば奥側に偏った画像が出力し続けると、奥側領域の現像剤のトナー濃度は低下するが、中央や前側の領域のトナー濃度は低下しない。このよう場合、奥側のみにトナーを補給する必要がある。このときトナー搬送管１４の開口部のパターンは、図３の２２５°のパターンが対応しており、このパターンが連通部１６に向く位置になるよう搬送管の回転を制御して、奥側領域にのみトナーを補給して、現像スリーブや攪拌部材の軸方向での濃度ムラが生じないように確実にトナー濃度を調整する。このように、軸方向３箇所のうちの任意位置にトナーを補給することができる。図４にトナー搬送管１４の断面を示す。この図では、３つの開口部が現れるパターン、すなわち図３の４５°のパターンにおいて攪拌部に連通した状態が示されている。トナー搬送管１４は、後述するトナー移送機構のトナー移送チューブ３３と軸受けを介して接続されギヤ１７によって回転する。ギヤは不図示のモータによって駆動伝達される。モータとしては回転角度が制御可能なステッピングモータなどを用いる。
【００２５】
次に、図５において、トナー移送機構の構成・動作について詳述する。トナー移送機構は、現像装置２３（のトナー搬送管１４）に連結され、柔軟性と耐トナー性とに優れた材料からなるトナー移送チューブ３３、このトナー移送チューブ３３の一端に取り付けられたエアーポンプ３２、トナー収容部３４、トナー収容部３４に連結され、スクリュを内包するトナー送出部３５、スクリュ駆動用モータ３６などで構成されている。このトナー移送機構において、トナー収容部３４内のトナーがトナー送出部３５へ自重落下すると、モータ３６によって駆動されるトナー送出部３５内のスクリュによってトナーをトナー移送チューブ３３との合流部に送る。エアーポンプ３２によってトナー移送チューブ３３内に圧力を発生させているので、これによってトナーを現像装置２３へ移送する。フレキシブルな移送チューブ３３を用いるとともにトナーをエアー搬送することで、トナー搬送経路のレイアウトの自由度が増して、トナー収容部３４を現像装置２３と離れた場所に設置可能とするとともに画像形成装置を小型化できる。
【００２６】
トナーのエアー搬送の際に、画像読取部で読み取られた原稿の画像情報により算出された必要トナー量分がこのスクリュの駆動時間として決定され、トナー排出される。トナーはエアーに分散されて搬送され、現像装置内のトナー搬送管１４に入り、開口部１６から現像撹拌部の現像剤に補給される。このようにトナーがエアーに分散されていることにより、現像剤と撹拌され易くなっている。このエアー搬送方式によるトナー補給によって、補給トナーを貯蔵現像剤へより短い時間で均一化できる。本例のように、現像スリーブから回収された現像剤が、撹拌部からすぐ現像スリーブに汲み上がる方式では、すばやくトナーを現像剤と攪拌してトナーに帯電を付与しなければならないが、トナーのエアー搬送は、このような方式に適している。
【００２７】
最後に改良実施形態に係る現像装置の構成について説明する。既述のように、現像スリーブ上の現像剤は、現像された後に撹拌部に戻るが、撹拌部の現像剤の嵩が多いと、そのまま現像スリーブから離れずに再び汲み上がってしまう虞がある。特にトナー濃度が高い場合、または長期の運転により現像剤が劣化し、流動性が低下すると嵩が増え易い。そこで、図６に示すように現像スリーブ１２と攪拌部材１３の間に仕切り板１９を設ける。この仕切り板１９によって、強制的に現像剤を撹拌部側へ流れるようにすることができる。
【００２８】
このような構成でトナー補給制御を行うことにより、攪拌部材を一本のみ用いる現像装置において、安定して均一な高品位画像を得ると共に、低コストで小型の現像装置を実現できる。
【符号の説明】
【００２９】
１０  マグネット
１２  現像スリーブ
１３  攪拌部材
１４  トナー搬送管
１５  規制ブレード
１６  連通部
１８  シール
２３  現像装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】特開平０８−１２３１７４号公報
【図１】
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【図２】
2013020117.tif 000004
【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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