(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像を現像するために感光体ドラムに対向した位置に配設された現像ローラと、前記現像ローラと平行である現像剤を攪拌、搬送するスクリューミキサが収納されている現像槽と、該現像槽を介して感光体ドラムと反対側の現像槽奥側に、前記現像槽長手方向に平行に配されたトナーコンテナとを有する電子写真装置における現像装置において、
前記トナーコンテナと前記現像槽とを連絡する搬送開口路を前記スクリューミキサ軸方向中央位置よりトナーコンテナ側に向かって開口形成し、該搬送開口路内にトナー搬送スクリューを収納するとともに、該トナー搬送スクリューの出口端に、前記搬送開口路の現像槽側に底部より立ち上がって搬送されるトナーを堰き止め、上部から溢出させて前記スクリューミキサの上部にトナーを送る仕切り壁が設けられていることを特徴とする電子写真装置における現像装置。
【請求項２】
前記搬送開口路入り口側をトナ―コンテナ長手方向に延在する開口部を設け、該開口部がトナーコンテナ補給部下側の対面する位置に設けたことを特徴とする請求項１記載の電子写真装置における現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などに用いられる電子写真装置における現像装置に関し、特に、現像剤を攪拌するミキシングローラや現像ローラを有する現像槽を感光体ドラムと対峙して配し、トナーコンテナなどのトナー収納手段からトナーを供給するようにした現像装置を有する電子写真装置において、スペースを有効利用できるようにした電子写真装置における現像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などに用いられる電子写真装置においても、パーソナル化の要求に伴って小型化、低価格化が要請されている。しかしながら、例えば感光体ドラムの周囲に現像剤を攪拌するミキシングローラや現像ローラを有する複数の色に対応した現像槽を配し、各現像槽にトナーコンテナからトナーを供給するようにしたカラー電子写真装置においては、前記電子写真装置の小型化の要請に応じて感光体ドラムを小型化しても、各色の現像槽にトナーを供給するトナーコンテナが大型なためスペースを有効利用できず、電子写真装置そのものが小型化できないという問題が生じる。
【０００３】
すなわち、複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などに用いられる電子写真装置における現像装置は、画像形成によって消費されたトナーを補給するためトナーコンテナが用いられているが、このトナーコンテナから補給されたトナーと、現像槽内の現像剤、及び記録媒体へ転写されずに感光体ドラム上に残ったトナーを混合して攪拌し、さらに適正に帯電させることが必要である。そのため、例えば特開平８−５０４０５号公報、特開平１０−６９１５５号公報、特開平１０−１９８１４８号公報などには、補給されたトナーと現像槽内の現像剤、そして記録媒体や中間転写体へ転写されずに感光体ドラム上に残ったトナーを混合するため、種々の現像剤搬送装置や撹拌装置を備えた現像装置が提案されている。
【０００４】
そしてこのトナーコンテナからのトナーの補給は、現像槽内の現像剤や感光体ドラム上に残ったトナーと補給したトナーが良く混ざり合うよう、一般的に現像槽内に配されたミキサーの直上にトナーコンテナの供給口が来るように構成することが好ましい。すなわち、トナーがミキサーから離れた位置に供給されるとトナーの溜まりを作り、何時までも攪拌されずに残って劣化や固化したり、トナー濃度の薄い現像剤による現像が行われて画像不良が発生したりする。そのため従来の現像装置は、図７に示したように、現像剤を攪拌するミキサー７０や現像ローラ７１を有する現像槽７２の上にトナーコンテナ７３を配し、かつ、トナーの供給口７４がミキサー７０の直上近辺に来るようにするのが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのトナーコンテナの容積は比較的大きく、前記したように電子写真装置の小型化の要請に応じて小型化した感光体ドラムの周囲に各色の現像槽を配したカラー電子写真装置においては、現像槽におけるミキサーの直上にトナーを供給するためのトナーコンテナを配置しようとすると、現像槽の上方に大きなスペースを必要とし、電子写真装置そのものが大型化してしまうという問題を生じる。しかしながら前記した特開平８−５０４０５号公報、特開平１０−６９１５５号公報、特開平１０−１９８１４８号公報などに示された装置には、こういったことに対処することについては何ら示唆されていない。
【０００６】
そのため本発明においては、電子写真装置内のスペースを有効利用し、かつ、供給されたトナーを現像槽内の現像剤、及び記録媒体や中間転写体へ転写されずに感光体ドラム上に残ったトナーと確実に混合攪拌できるようにした、簡単、安価な構成の電子写真装置における現像装置を提供することが課題である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そのため本発明においては、請求項１に記載したように、
潜像を現像するために感光体ドラムに対向した位置に配設された現像ローラと、前記現像ローラと平行である現像剤を攪拌、搬送するスクリューミキサが収納されている現像槽と、該現像槽を介して感光体ドラムと反対側の現像槽奥側に、前記現像槽長手方向に平行に配されたトナーコンテナとを有する電子写真装置における現像装置において、
前記トナーコンテナと前記現像槽とを連絡する搬送開口路を前記スクリューミキサ軸方向中央位置よりトナーコンテナ側に向かって開口形成し、該搬送開口路内にトナー搬送スクリューを収納するとともに、該トナー搬送スクリューの出口端に、前記搬送開口路の現像槽側に底部より立ち上がって搬送されるトナーを堰き止め、上部から溢出させて前記スクリューミキサの上部にトナーを送る仕切り壁が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
このようにトナーコンテナから現像槽に、現像槽のスクリューミキサ中央部に直交する方向に、トナーを供給するトナー搬送スクリューを有するトナー搬送開口路を設けることにより、トナーコンテナを現像槽直上部に位置させる必要がなく、トナー搬送開口路分だけ現像槽から離れた位置にトナーコンテナを設置できる。また、現像槽側に底部より立ち上がって搬送されるトナーを堰き止め、上部から溢出させてスクリューミキサの上部にトナーを送る仕切り壁を設けたことで、従来のスクリューミキサ上部にトナーコンテナを設けた場合と同様、供給されたトナーと現像槽内の現像剤、及び記録媒体や中間転写体へ転写されずに感光体ドラム上に残ったトナーとを確実に混合攪拌できる効果が得られ、かつ、前記したようにトナーコンテナを現像槽の上側に位置させる必要がないから、簡単、安価な構成で電子写真装置内のスペースを有効利用した電子写真装置における現像装置を提供することができる。
【０００９】
そして請求項２記載した発明は、前記搬送開口路入り口側をトナ―コンテナ長手方向に延在する開口部を設け、該開口部がトナーコンテナ補給部下側の対面する位置に設けるのがよい。
【００１０】
このように、仕切り壁をトナー搬送スクリュー軸の現像槽側軸受とすることで、仕切り壁として特別な部材を設ける必要がなく、簡単、安価な構成で電子写真装置内のスペースを有効利用した電子写真装置における現像装置を提供することができる。
【００１１】
【００１２】
このようにトナーコンテナをトナー搬送スクリューの上側に設けることにより、トナーコンテナからトナー搬送スクリューへの特別な搬送手段を設ける必要がなく、簡単、安価な構成で電子写真装置内のスペースを有効利用した電子写真装置における現像装置を提供することができる。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２０】
図１は、本発明に係る現像装置を配した電子写真装置の一実施例における感光体ドラム周辺の現像槽とトナーコンテナの配置状況を示した概略断面図、図２は本発明に係る電子写真装置における現像装置の一実施例の詳細断面図、図３は本発明に係る電子写真装置における現像装置を構成する現像槽とトナー搬送開口路の一実施例の斜視図、図４は本発明に係る電子写真装置における現像装置を構成する現像槽側からトナー搬送開口路を見た斜視図、図５は本発明に係る電子写真装置における現像装置を構成する現像槽とトナー搬送開口路の他の実施例における斜視図、図６は本発明に係る電子写真装置における現像装置における他の実施例を構成する現像槽側からトナー搬送開口路を見た斜視図である。以下の説明ではカラー電子写真装置を一例として説明するが、本発明はカラー電子写真装置だけでなく、モノクロの電子写真装置にも応用できることは自明である。
【００２１】
図中１はアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉと略称する）や有機感光体ドラム（ＯＰＣ）などで構成した感光体ドラム、２は感光体ドラム１の帯電器、３〜６は、例えばイエロー（Ｙ）３、マゼンタ（Ｍ）４、シアン（Ｃ）５、ブラック（K）６の各色に対応した現像槽、７〜９はトナーコンテナとしてのトナーコンテナ、１０はトナーコンテナ９から現像槽５にトナーを搬送するためのトナー搬送開口路、１１は感光体ドラム１上に形成されたトナー像を転写するための中間転写体である。
【００２２】
図２乃至６は、図１において５で示したシアン（Ｃ）の現像槽とトナーコンテナ９、及びトナーコンテナ９から現像槽５にトナーを搬送するためのトナー搬送開口路１０の詳細（図２）と、現像槽５とトナー搬送開口路１０の斜視図（図３）、現像槽５側から見たトナー搬送開口路１０の斜視図（図４）であり、図５、図６は同じく図１において５で示したシアン（Ｃ）の現像槽とトナーコンテナ９、及びトナーコンテナ９から現像槽５にトナーを搬送するためのトナー搬送開口路１０における他の実施例の詳細（図５）と、現像槽５側から見たトナー搬送開口路１０の斜視図（図６）である。図中２０は現像剤を担持して感光体ドラム１上に形成された潜像を現像する現像ローラ、２１は現像槽５内の現像剤を攪拌してトナーを帯電させるためのスクリューミキサで、この図においては一例として、中空筒体とその中空筒体内部に設けた回転体の両者に螺旋状突起を配し、互いに逆方向に回転させて現像剤を攪拌するようにしたスクリューミキサを示した。２２は現像槽５内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出センサ、２３はトナー搬送開口路１０に配されたトナー搬送スクリュー、２４はトナーコンテナ９のトナー供給口、２５はトナー、２６はトナー搬送開口路１０を構成するスクリュー２３の現像槽５側の軸受、２７はトナー搬送開口路１０の現像槽５側の底部より立ち上がってスクリューミキサ２１の軸受を兼ね、搬送されるトナーを堰き止めて上部から溢出させてトナーをスクリューミキサ２１の上部に供給する仕切り壁、２８はトナー補給ローラである。
前記搬送開口路１０の入り口側をトナ―コンテナ長手方向に延在する開口部２３ａを設け、該開口部２３ａがトナーコンテナ９の補給ローラ下側の対面する位置に設けている。
【００２３】
本発明においては、この図１乃至図４に示したように、少なくとも一つ以上のトナーコンテナ、例えば９とそれに対応して平行に配された例えば現像槽５をトナー搬送開口路１０で結び、このトナー搬送開口路１０の現像槽５へのトナーの供給口を現像槽５における現像ローラと対向する側となるスクリューミキサ２１の側面としたものである。そして、このトナー搬送開口路１０にはスクリュー２３を配置し、トナーコンテナ９のトナー供給口２４から落下したトナーをこのスクリュー２３で現像槽５のスクリューミキサ２１に供給するものである。
【００２４】
すなわち前記したように、感光体ドラム１を小型とした場合、図１から明らかなように各色の現像槽３〜６の配置は可能であるが、全てのトナーコンテナ７〜９をこの現像槽３〜６の直上、もしくは現像槽に配されたスクリューミキサ２１に上からトナーを供給できるようにした場合、例えばトナーコンテナ９、またはトナーコンテナ８を図上さらに左か上方に配する必要があり、このようにすると当然のことながら電子写真装置そのものを大型にする必要がある。しかもこのようにした場合、それらのトナーコンテナと現像槽はトナー搬送手段で結ぶ必要があり、部品が増えると共にそれらの制御手段も用意する必要があって、高価になると共に電子写真装置自体が大型になる。
【００２５】
しかし前記したように、少なくとも一つ以上のトナーコンテナ、例えば９と例えば現像槽５との間にトナー搬送開口路１０をスクリューミキサ２１と直交するように配設し、このトナー搬送開口路１０の現像槽５へのトナーの供給口を現像槽５におけるスクリューミキサ２１の側面、すなわち現像槽５の前記現像ローラ２０と対向する側とすることにより、トナーコンテナ９は現像槽５の直上に設置する必要がなく、図１から明らかなように現像槽４の邪魔にならず、かつ、空間的なスペースのある図上左方に現像槽５とは離間した状態で配置することができる。従って、複雑なトナー搬送開口路や制御手段を用いることなく、かつ、スペースを有効利用してトナーコンテナ９を配置することができ、電子写真装置そのものを小型に構成できる。
【００２６】
以上が本発明の電子写真装置における現像装置であるが、この図２のようにトナー搬送開口路１０の現像槽５へのトナーの供給口を現像槽５における現像ローラと対向する側となるスクリューミキサ２１の側面とし、図４にも示したように、このトナー搬送開口路１０のスクリュー２３の軸受２６を上側に設けた場合、トナー搬送開口路１０のスクリュー２３で搬送されたトナー２５は、図２のようにスクリューミキサ２１の下側に入り、現像槽５内部の現像剤や中間転写体１１へ転写されずに感光体ドラム１上に残ったトナーとの攪拌がうまくいかない場合がある。そのため、こういった事態に対処したのが図５に示した本発明の電子写真装置における現像装置の第２の実施例である。
【００２７】
この図５に示した第２の実施例においては、トナー搬送開口路１０の現像槽５へのトナーの供給口とスクリューミキサ２１の間に、トナー搬送開口路１０の底部より立ち上がってスクリュー２３の軸受であると共に、搬送されたトナーを堰き止め、上部から溢出させる溢流手段としての仕切り壁２７を設けたものである。すなわちこの図５から明らかなように、この溢流手段としての仕切り壁２７はスクリューミキサ２１の上部近傍まで立ち上がってスクリュー２３の軸を受けている。そしてトナー搬送開口路１０のスクリュー２３で搬送されたトナーは、この溢流手段としての仕切り壁２７で一旦堰き止められ、或る程度のトナーが溜まると図６に矢印２５で示したように、スクリューミキサ２１と直交するように設けられたスクリュー２３の軸の両側のスリットから、トナーがこの仕切り壁２７を乗り越え、スクリューミキサ２１の上面側からトナーが供給されることになる。そのためこのトナーは、現像槽５内部の現像剤や中間転写体１１へ転写されずに感光体ドラム１上に残ったトナーと確実に攪拌され、充分攪拌されずにトナー濃度の薄い現像剤による現像が行われて画像不良が発生したりすることがない。
【００２８】
以上が本発明に係る電子写真装置における現像装置であるが、以上説明してきたトナー搬送開口路１０は、トナーコンテナ９の下側に設け、かつ、対応する現像槽５のスクリューミキサ２１と直交する方向に設けることが好ましい。すなわち、トナー搬送開口路１０をトナーコンテナ９の下側に設けることにより、トナー搬送開口路１０へのトナー供給は単にトナーを落下させるだけで済み、また、スクリューミキサ２１と直交する方向に設けることにより、最短距離でトナーコンテナ９とスクリューミキサ２１を結ぶことができ、効率的なトナー搬送をおこなうことができる。またトナー搬送開口路１０のスクリュー２３は、前記現像槽５に設けたトナー濃度検出装置２２がトナー供給を指示したとき動作する要にしても良く、さらに、現像槽５に設けたスクリューミキサ２１と連動して動作するようにしても良い。トナー搬送開口路１０のスクリュー２３を、トナー濃度検出装置２２がトナー供給を指示したとき動作するようにすれば、余計な電力を使わなくてすみ、一方スクリューミキサ２１と連動して動作するようにすると、トナー搬送開口路１０のスクリュー２３を動作させるための特別な駆動手段や制御回路が不要になり、それだけ安価な電子写真装置とすることができる。
【００２９】
以下、図１に基づいて本発明の現像装置を有する電子写真装置の動作を簡単に説明する。今、印刷する画像データが送られてくると、まず帯電器２で感光体ドラム１が帯電され、そして図示していない光走査ユニットによって各色に対応した画像が感光体ドラム１上に露光されて、光が当たった部分（露光部）に潜像が形成される。その後、現像装置のうち露光した色の画像に対応した色の現像装置による現像がなされ、トナー像が形成される。このトナー像は、感光体ドラム１と中間転写体１１の間に印加された一次転写バイアスにより、感光体ドラム１と中間転写体１１が接するニップ部で中間転写体１１側に一次転写され、同様にして他の色のトナー像が全て中間転写体１１に一次転写される。そして、全ての色のトナー像が中間転写体１１に一次転写されたら、図示していない給紙カセットから記録媒体を搬送して中間転写体１１上のトナー像を二次転写し、この記録媒体を定着装置（不図示）で加熱・加圧してトナー像を記録媒体に定着し、排紙する。
【００３０】
この間、各現像槽３〜６に設けられたトナー濃度検出センサ２２は現像剤の濃度を検出し、画像形成動作によってトナーが消費されることによって現像剤中のトナー濃度が減少すると、図示していない電子写真装置の制御回路に信号を送り、トナー濃度が減少した現像槽３〜６に対応したトナーコンテナからトナーを供給するよう指示し、対応したトナーコンテナから必要量のトナーが現像槽に供給される。そしてこの供給に際しては、前記した例えば現像槽５に対応したトナーコンテナ９に指示が出された場合は、トナー供給口２４に面したトナーコンテナ９内のトナー補給ローラ２８が回転してトナーがトナー搬送開口路１０に落下し、トナー搬送開口路１０に落下したトナーは、スクリュー２３で現像槽５のスクリューミキサ２１へ運ばれ、このスクリューミキサ２１で現像槽５内の現像剤や中間転写体１１へ転写されずに感光体ドラム１上に残ったトナーと確実に攪拌される。
【００３１】
【発明の効果】
以上記載の如く請求項１に記載した本発明によれば、トナーコンテナから現像槽に、現像槽のスクリューミキサ中央部に直交する方向に、トナーを供給するトナー搬送用スクリュー型搬送手段を有するトナー搬送開口路を設けることにより、トナーコンテナを現像槽上部に位置させる必要がなく、トナー搬送開口路分だけ現像槽から離れた位置にトナーコンテナを設置できる。また、現像槽側に底部より立ち上がって搬送されるトナーを堰き止め、上部から溢出させてスクリューミキサの上部にトナーを送る仕切り壁を設けたことで、従来のスクリューミキサ上部にトナーコンテナを設けた場合と同様、供給されたトナーと現像槽内の現像剤、及び記録媒体や中間転写体へ転写されずに感光体ドラム上に残ったトナーとを確実に混合攪拌できる効果が得られ、しかも上記したように現像槽から離れた位置にトナーコンテナを設置できるから、簡単、安価な構成で電子写真装置内のスペースを有効利用した電子写真装置における現像装置を提供することができる。
【００３２】
また請求項２に記載した本発明によれば、仕切り壁をトナー搬送スクリュー軸の現像槽側軸受とすることで、仕切り壁として特別な部材を設ける必要がなく、搬送されたトナーを現像槽内のトナーの上側から供給することにより、供給されたトナーと現像槽内の現像剤、及び記録媒体や中間転写体へ転写されずに感光体ドラム上に残ったトナーとを確実に混合攪拌でき、従来のスクリューミキサ上部にトナーコンテナを設けた場合と同様な効果が得られ、かつ、前記したようにトナーコンテナを現像槽の上側に位置させる必要がなく、また現像槽から離れた位置にトナーコンテナを設置できるから、現像不良などを起こすことがなく、簡単、安価な構成で電子写真装置内のスペースを有効利用した電子写真装置における現像装置を提供することができる。
【００３３】
そして請求項２に記載した本発明によれば、トナーコンテナをトナー搬送スクリューの上側に設けることにより、トナーコンテナからトナー搬送スクリューへの特別な搬送手段を設ける必要がなく、簡単、安価な構成で電子写真装置内のスペースを有効利用した電子写真装置における現像装置を提供することができる。
【００３４】
そして本発明によれば、トナー搬送スクリューをスクリューミキサと直交する方向に設けることにより、最短距離でトナーコンテナとスクリューミキサを結ぶことができ、効率的なトナー搬送をおこなうことができる。
【００３５】
そして本発明によれば、トナー搬送スクリューをトナー濃度検出装置がトナー供給を指示したとき動作するようにすることにより、余計な電力を使わない電子写真装置とすることができる。
【００３６】
そして本発明によれば、トナー搬送スクリューをスクリューミキサと連動して動作させることにより、トナー搬送スクリューを動作させるための特別な駆動手段や制御回路が不要になり、それだけ安価な電子写真装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る現像装置を配した電子写真装置の一実施例における感光体ドラム周辺の現像槽とトナーコンテナの配置状況を示した概略断面図である。
【図２】  本発明に係る電子写真装置における現像装置の一実施例の詳細断面図である。
【図３】  本発明に係る電子写真装置における現像装置を構成する現像槽とトナー搬送開口路の一実施例の斜視図である。
【図４】  本発明に係る電子写真装置における現像装置を構成する現像槽側からトナー搬送開口路を見た斜視図である。
【図５】  本発明に係る電子写真装置における現像装置を構成する現像槽とトナー搬送開口路の他の実施例における斜視図である。
【図６】  本発明に係る電子写真装置における現像装置における他の実施例を構成する現像槽側からトナー搬送開口路を見た斜視図である。
【図７】  従来の電子写真装置における現像装置におけるトナーコンテナと現像槽の配置を説明するための図である。
【符号の説明】
１  感光体ドラム
５  シアン（Ｃ）現像槽
９  トナーコンテナ
１０  トナー搬送開口路
２０  現像ローラ
２１  スクリューミキサ
２２  トナー濃度検出センサ
２３  スクリュー
２４  トナー供給口
２５  トナーの流れ
２６  軸受
２７  溢流手段
２８  トナー補給ローラ
【図１】
0004025980.tif 000002
【図２】
0004025980.tif 000003
【図３】
0004025980.tif 000004
【図４】
0004025980.tif 000005
【図５】
0004025980.tif 000006
【図６】
0004025980.tif 000007
【図７】
0004025980.tif 000008