(57)【要約】【課題】長期間に渡り、トナー飛散発生の防止や画像不良発生の防止、トルク上昇による機械停止を防止することができる現像装置を提供する。【解決手段】現像ローラ５に現像剤を供給するための供給搬送路９と、現像ローラ上から回収された現像剤を搬送する回収搬送路７と、現像に用いられずに供給搬送路９の下流側まで搬送された余剰現像剤と、回収搬送路７の下流側まで搬送された回収現像剤と、の供給を受けこれらを攪拌しながら供給搬送路９に供給する攪拌搬送路１０と、を有し、前記搬送路７、９、１０は、第１及び第２仕切り壁１３３、１３４により仕切られ、攪拌搬送路１０と回収搬送路７とは抵触する高さに設けられ、供給搬送路９は、回収搬送路７及び攪拌搬送路１０より高い位置に設けられている現像装置４において、現像に用いられずに供給搬送路９の下流側まで搬送された余剰現像剤を攪拌搬送路１０へ落下させるための開口部に、開閉蓋を設けた。【選択図】図２
2009186746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性キャリアとトナーとからなる二成分現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、
該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給搬送部材を備えた現像剤供給搬送路と、
該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された該現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該現像剤供給搬送部材と同方向に搬送する現像剤回収搬送部材を備えた現像剤回収搬送路と、
現像に用いられずに該現像剤供給搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、該現像剤担持体から回収され該現像剤回収搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された回収現像剤との供給を受け、該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該余剰現像剤と該回収現像剤とを攪拌しながら該現像剤供給搬送部材とは逆方向に搬送する現像剤攪拌搬送部材を備え、該現像剤を該現像剤供給搬送路に供給する現像剤攪拌搬送路とを有し、
該現像剤回収搬送路、該現像剤供給搬送路及び該現像剤攪拌搬送路からなる３つの現像剤搬送路はそれぞれ仕切り部材により仕切られ、
該現像剤攪拌搬送路と該現像剤回収搬送路とは略同じ高さに設けられ、該現像剤供給搬送路は他の２つの該現像剤搬送路の上方に位置するように設けられ、該現像剤搬送路にトナーの補給がなされる現像装置において、
現像に用いられずに該現像剤供給搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤を現像剤攪拌搬送路へ落下させる為の開口部に可変手段を設けた
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像装置において、
該現像剤供給搬送部材から該現像剤担持体へ供給された該現像剤担持体上の現像剤の量を検出する現像剤量検知部材の情報から、該可変手段が可動する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１記載の現像装置において、
現像装置の内圧を検知する内圧検知部材で検出された情報から、該可変手段が可動する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１記載の現像装置において、
該現像剤供給搬送部材から該現像剤担持体へ供給された該現像剤担持体上の現像剤の量を検出する現像剤量検知部材の情報と、現像装置の内圧を検知する内圧検知手段で検出された情報から、該可変手段が可動する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
少なくとも、感光体と現像装置を有し、装置本体に着脱可能な作像カートリッジにおいて、前記現像装置は請求項１〜４の何れか記載の現像装置である
ことを特徴とする作像カートリッジ。
【請求項６】
請求項１〜４の何れか記載の現像装置、または請求項５記載の作像カートリッジを具備し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、複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンタ等の現像装置並びにこれを備える作像カートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を用いる現像装置として、図１３に示す構造ものが知られている。図１３に示す現像装置４には、現像ローラ５に現像剤を供給し回収する供給回収搬送路９７と、現像剤を攪拌する攪拌搬送路１０とが仕切り壁４０３で分けて設けられており、この２本の搬送路で相互に逆方向に現像剤を搬送することにより現像剤を循環させている。
図１３に示す現像装置４では、現像ローラ５に現像剤を供給する搬送路と、現像領域を通過した現像剤を回収する搬送路とが共通である。よって、現像ローラに供給する搬送路の下流側ほど現像ローラに供給する現像剤のトナー濃度が低下するという問題があった。
現像ローラに供給するトナー濃度が低下すると、現像時の画像濃度も低下する。このような問題は、特許文献１に記載された現像装置のように、現像ローラに現像剤を供給する搬送路と、現像領域を通過した現像剤を回収する搬送路とを別個に設けることで解消することができる。
【０００３】
以下、特許文献１に記載された現像装置の構成について図１４を用いて説明する。
図１４に示す現像装置４では、現像ローラ５に現像剤を供給する供給搬送路９と、現像領域を通過した現像剤を回収する回収搬送路７と、が分けられている。さらに、供給搬送路９の下流側まで供給スクリュ８によって搬送された余剰現像剤と、回収搬送路７の下流側まで回収スクリュ６によって搬送された回収現像剤と、を攪拌しながら供給搬送路９とは逆方向に現像剤を搬送する攪拌搬送路１０が設けられている。
このような現像装置４では、現像済みの現像剤は回収搬送路７に送られるため、供給搬送路９に混入することがない。そのため、供給搬送路９内の現像剤のトナー濃度が変化することなく、現像ローラ５に供給される現像剤のトナー濃度も一定となる。
さらに、回収現像剤をすぐに供給搬送路９に供給するのではなく、攪拌搬送路１０で攪拌した後で供給搬送路９に現像剤を供給するため、十分に攪拌された状態の現像剤を供給搬送路９に供給することができる。これにより、図１３で説明した現像装置４の問題点であった、現像時の画像濃度の不均一や画像濃度の低下を防止することができる。
【０００４】
しかし、特許文献１記載の現像装置４では、現像剤を均一にするために、現像装置４の動作速度に応じて回収スクリュ６及び攪拌スクリュ１１等の攪拌部材の速度調整を行うことが必要となってくる。このような速度調整を行うのは極めて困難である。
この速度調整の問題を解消することができる特許文献２に記載された現像装置の構成について説明する。図１５に示す現像装置４は、現像剤を担持する現像ローラ５と、現像剤を収容する現像剤収容部と、該現像剤収容部内に現像剤担持体と軸方向を平行にして設けられた攪拌スクリュ１１及び供給回収スクリュ８６と、このスクリュ間にその軸方向の両端部を除いて設けられた仕切り板４０６とを有し、その仕切り板４０６の少なくとも一部が可動な構成になっていることを特徴とする。 
この現像装置４では、仕切り板４０６の両端付近に開口部が形成され、仕切り板４０６の両端部が上記スクリュ１１，８６の軸方向に移動可能であり、その両端部の移動によって開口部の開口幅が調整されるようにされている。さらに、仕切り板４０６はバネによって付勢されており、そのバネによる付勢力と現像剤収容部内における現像剤の嵩変動又は圧力変動とによって仕切り板４０６が回動するようにされている。
しかし、特許文献２では現像剤の嵩変動又は圧力変動によって仕切り板４０６が回動するようにされているが、バネによる付勢力はバネの変位量で決まるので、現像装置を長期間使用したときのトナー濃度変動や、現像剤の嵩密度変動、及び流動性変動に対応することが困難であり、現像剤の均一化が困難になる。
その結果、現像剤が片寄り、攪拌スクリュ１１の回転トルクが上昇し、駆動モータの停止を招くおそれがある。また現像剤が片寄ることで現像装置４の内圧上昇を招き、トナーが飛散しやすくなる。
また、現像剤が片寄ることで供給搬送路上の現像剤の量の変化を引き起こし、これにより現像ローラ上の現像剤の量が不均一になり、画像不良を招くといった欠点がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１６７２６０号公報（図１）
【特許文献２】特開２００２−２８７４９６号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、長期間に渡り、トナー飛散の発生、画像不良の発生、及びトルク上昇による機械の停止を防止することができる現像装置並びにこれを備える作像カートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の現像装置は、磁性キャリアとトナーとからなる二成分現像剤を表面上に担持して回転し、潜像担持体と対向する箇所で該潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体の軸線方向に沿って現像剤を搬送し、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給搬送部材を備えた現像剤供給搬送路と、該潜像担持体と対向する箇所を通過後の該現像剤担持体上から回収された該現像剤を該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該現像剤供給搬送部材と同方向に搬送する現像剤回収搬送部材を備えた現像剤回収搬送路と、現像に用いられずに該現像剤供給搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、該現像剤担持体から回収され該現像剤回収搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された回収現像剤との供給を受け、該現像剤担持体の軸線方向に沿って、且つ、該余剰現像剤と該回収現像剤とを攪拌しながら該現像剤供給搬送部材とは逆方向に搬送する現像剤攪拌搬送部材を備え、該現像剤を該現像剤供給搬送路に供給する現像剤攪拌搬送路とを有し、該現像剤回収搬送路、該現像剤供給搬送路及び該現像剤攪拌搬送路からなる３つの現像剤搬送路はそれぞれ仕切り部材により仕切られ、該現像剤攪拌搬送路と該現像剤回収搬送路とは略同じ高さに設けられ、該現像剤供給搬送路は他の２つの該現像剤搬送路の上方に位置するように設けられ、該現像剤搬送路にトナーの補給がなされる現像装置において、現像に用いられずに該現像剤供給搬送路の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤を現像剤攪拌搬送路へ落下させる為の開口部に可変手段を設けたこと特徴とする。
【０００８】
また、本発明の現像装置は、さらに、該現像剤供給搬送部材から該現像剤担持体へ供給された該現像剤担持体上の現像剤の量を検出する現像剤量検知部材の情報から、該可変手段が可動することを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、さらに、現像装置の内圧を検知する内圧検知部材で検出された情報から、該可変手段が可動することを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、さらに、該現像剤供給搬送部材から該現像剤担持体へ供給された該現像剤担持体上の現像剤の量を検出する現像剤量検知部材の情報と、現像装置の内圧を検知する内圧検知手段で検出された情報から、該可変手段が可動することを特徴とする。
【０００９】
本発明の作像カートリッジは、少なくとも、感光体と現像装置を有し、装置本体に着脱可能な作像カートリッジにおいて、前記現像装置は請求項１〜４の何れか記載の現像装置であることを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、請求項１〜４の何れか記載の現像装置、または請求項５記載の作像カートリッジを具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記解決する手段としての現像装置並びにこれを備える作像カートリッジ及び画像形成装置では、長期間に渡り、トナー飛散の発生、画像不良の発生、及びトルク上昇による機械の停止を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１２】
以下、本発明の現像装置を備える画像形成装置の一実施形態として、複数の感光体が並行配設されたタンデム型のカラーレーザ複写機（以下、単に「複写機」という）について説明する。
図１は、本発明の現像装置を備える画像形成装置の一実施形態を示している。この複写機はプリンタ部１００、これを載せる給紙装置２００、プリンタ部１００の上に固定されたスキャナ３００などを備えている。また、このスキャナ３００の上に固定された原稿自動搬送装置４００なども備えている。
上記プリンタ部１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋからなる画像形成ユニット２０を備えている。各符号の数字の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラック用の部材であることを示している。プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの他には、光書込ユニット２１、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、レジストローラ対４９、ベルト定着方式の定着装置２５などが配設されている。
光書込ユニット２１は、図示しない光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体の表面にレーザ光を照射する。
プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、潜像担持体であるドラム状の感光体１、帯電器、現像装置４、ドラムクリーニング装置、及び除電器などを有している。
【００１３】
以下、イエロー用のプロセスカートリッジ１８について説明する。
帯電手段たる帯電器によって、感光体１Ｙは一様帯電される。帯電処理が施された感光体１Ｙの表面には、光書込ユニット２１によって変調及び偏向されたレーザ光が照射される。すると、照射部（露光部）の電位が減衰する。この減衰により、感光体１Ｙ表面にＹ用の静電潜像が形成される。形成されたＹ用の静電潜像は現像手段たる現像装置４Ｙによって現像されてＹトナー像となる。
Ｙ用の感光体１Ｙ上に形成されたＹトナー像は、後述の中間転写ベルト１１０に一次転写される。一次転写後の感光体１Ｙの表面は、ドラムクリーニング装置によって転写残トナーがクリーニングされる。
Ｙ用のプロセスカートリッジ１８Ｙにおいて、ドラムクリーニング装置によってクリーニングされた感光体１Ｙは、除電器によって除電される。そして、帯電器によって一様帯電せしめられて、初期状態に戻る。以上のような一連のプロセスは、他のプロセスカートリッジ１８Ｍ，Ｃ，Ｋについても同様である。
【００１４】
次に、中間転写ユニット１７について説明する。
中間転写ユニット１７は、中間転写ベルト１１０やベルトクリーニング装置９０などを有している。また、張架ローラ１４、駆動ローラ１５、二次転写バックアップローラ１６、４つの一次転写バイアスローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなども有している。
中間転写ベルト１１０は、張架ローラ１４を含む複数のローラによってテンション張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ１５の回転によって図中時計回りに無端移動せしめられる。
４つの一次転写バイアスローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ中間転写ベルト１１０の内周面側に接触するように配設され、図示しない電源から一次転写バイアスの印加を受ける。また、中間転写ベルト１１０をその内周面側から感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧してそれぞれ一次転写ニップを形成する。各一次転写ニップには、一次転写バイアスの影響により、感光体と一次転写バイアスローラとの間に一次転写電界が形成される。
Ｙ用の感光体１Ｙ上に形成された上述のＹトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト１１０上に一次転写される。このＹトナー像の上には、Ｍ，Ｃ，Ｋ用の感光体１Ｍ，Ｃ，Ｋ上に形成されたＭ，Ｃ，Ｋトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト１１０上には多重トナー像たる４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
中間転写ベルト１１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像は、後述の二次転写ニップで図示しない記録シートたる転写紙に二次転写される。二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト１１０の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の駆動ローラ１５との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置９０によってクリーニングされる。
【００１５】
次に、二次転写装置２２について説明する。
中間転写ユニット１７の図中下方には、２本の張架ローラ２３によって紙搬送ベルト２４を張架している二次転写装置２２が配設されている。紙搬送ベルト２４は、少なくともいずれか一方の張架ローラ２３の回転駆動に伴って、図中反時計回りに無端移動せしめられる。２本の張架ローラ２３のうち、図中右側に配設された一方のローラは、中間転写ユニット１７の二次転写バックアップローラ１６との間に、中間転写ベルト１１０及び紙搬送ベルト２４を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ユニット１７の中間転写ベルト１１０と、二次転写装置２２の紙搬送ベルト２４とが接触する二次転写ニップが形成されている。そして、この一方の張架ローラ２３には、トナーと逆極性の二次転写バイアスが図示しない電源によって印加される。この二次転写バイアスの印加により、二次転写ニップには中間転写ユニット１７の中間転写ベルト１１０上の４色トナー像をベルト側からこの一方の張架ローラ２３側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。後述のレジストローラ対４９によって中間転写ベルト１１０上の４色トナー像に同期するように二次転写ニップに送り込まれた転写紙には、この二次転写電界やニップ圧の影響を受けた４色トナー像が二次転写せしめられる。なお、このように一方の張架ローラ２３に二次転写バイアスを印加する二次転写方式に代えて、転写紙を非接触でチャージさせるチャージャを設けてもよい。
【００１６】
複写機本体の下部に設けられた給紙装置２００には、内部に複数の転写紙を紙束の状態で複数枚重ねて収容可能な給紙カセット４４が、鉛直方向に複数重なるように配設されている。それぞれの給紙カセット４４は、紙束の一番上の転写紙に給紙ローラ４２を押し当てている。そして、給紙ローラ４２を回転させることにより、一番上の転写紙は給紙路４６に向けて送り出される。
給紙カセット４４から送り出された転写紙を受け入れる給紙路４６は、複数の搬送ローラ対４７と、その路内の末端付近に設けられたレジストローラ対４９とを有している。そして、転写紙をレジストローラ対４９に向けて搬送する。レジストローラ対４９に向けて搬送された転写紙は、レジストローラ対４９のローラ間に挟まれる。一方、上記中間転写ユニット１７において、中間転写ベルト１１０上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って上記二次転写ニップに進入する。レジストローラ対４９は、ローラ間に挟み込んだ転写紙を二次転写ニップにて４色トナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これにより、二次転写ニップでは、中間転写ベルト１１０上の４色トナー像が転写紙に密着する。そして、転写紙上に二次転写されて、白色の転写紙上でフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙は、紙搬送ベルト２４の無端移動に伴って二次転写ニップを出た後、紙搬送ベルト２４上から定着装置２５に送られる。
【００１７】
定着装置２５は、定着ベルト２６を２本のローラによって張架しながら無端移動せしめるベルトユニットと、このベルトユニットの一方のローラに向けて押圧される加圧ローラ２７とを備えている。これら定着ベルト２６と加圧ローラ２７とは互いに当接して定着ニップを形成しており、紙搬送ベルト２４から受け取った転写紙をここに挟み込む。ベルトユニットにおける２本のローラのうち、加圧ローラ２７から押圧される方のローラは、内部に図示しない熱源を有しており、これの発熱によって定着ベルト２６を加圧する。加圧された定着ベルト２６は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着せしめられる。
定着装置２５内で定着処理が施された転写紙は、プリンタ筐体の図中左側板に突設せしめられたスタック部５７上にスタックされるか、もう一方の面にもトナー像を形成するために上述の二次転写ニップに戻されるかする。
図示しない原稿のコピーがとられる際には、例えばシート原稿の束が原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上セットされる。但し、その原稿が本状に閉じられている片綴じ原稿である場合には、コンタクトガラス３２上にセットされる。このセットに先立ち、複写機本体に対して原稿自動搬送装置４００が開かれ、スキャナ３００のコンタクトガラス３２が露出される。この後、閉じられた原稿自動搬送装置４００によって片綴じ原稿が押さえられる。
【００１８】
このようにして原稿がセットされた後、図示しないコピースタートスイッチが押下されると、スキャナ３００による原稿読取動作がスタートする。但し、原稿自動搬送装置４００にシート原稿がセットされた場合には、この原稿読取動作に先立って、原稿自動搬送装置４００がシート原稿をコンタクトガラス３２まで自動移動させる。原稿読取動作では、まず、第１走行体３３と第２走行体３４とがともに走行を開始し、第１走行体３３に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光が第２走行体３４内に設けられたミラーによって反射せしめられ、結像レンズ３５を通過した後、読取センサ３６に入射される。読取センサ３６は、入射光に基づいて画像情報を構築する。
このような原稿読取動作と並行して、各プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ内の各機器や、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、定着装置２５がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ３６によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット２１が駆動制御されて、各感光体４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が形成される。これらトナー像は、中間転写ベルト１１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像となる。
また、原稿読取動作の開始とほぼ同時に、給紙装置２００内では給紙動作が開始される。この給紙動作では、給紙ローラ４２の１つが選択回転せしめられ、ペーパーバンク４３内に多段に収容される給紙カセット４４の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚ずつ分離されて給紙路４６に進入した後、搬送ローラ対４７によって二次転写ニップに向けて搬送される。このような給紙カセット４４からの給紙に代えて、手差しトレイ５１からの給紙が行われる場合もある。この場合、手差し給紙ローラ５０が選択回転せしめられて手差しトレイ５１上の転写紙を送り出した後、分離ローラ５２が転写紙を１枚ずつ分離してプリンタ部１００の手差し給紙路５３に給紙する。
【００１９】
本複写機は、２色以上のトナーからなる他色画像を形成する場合には、中間転写ベルト１１０をその上部張架面がほぼ水平になる姿勢で張架して、上部張架面に全ての感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを接触させる。これに対し、Ｋトナーのみからなるモノクロ画像を形成する場合には、図示しない機構により、中間転写ベルト１１０を図中左下に傾けるような姿勢にして、その上部張架面をＹ，Ｍ，Ｃ用の感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃから離間させる。そして、４つの感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、Ｋ用の感光体１Ｋだけを図中反時計回りに回転させて、Ｋトナー像だけを作像する。この際、Ｙ，Ｍ，Ｃについては、感光体だけでなく、現像器も駆動を停止させて、感光体や現像剤の不要な消耗を防止する。
本複写機は、複写機内の下記機器の制御を司るＣＰＵ等から構成される図示しない制御部と、液晶ディスプレイや各種キーボタン等などから構成される図示しない操作表示部とを備えている。操作者は、この操作表示部に対するキー入力操作により、制御部に対して命令を送ることで、転写紙の片面だけに画像を形成するモードである片面プリントモードについて、３つのモードの中から１つを選択することができる。この３つの片面プリントモードとは、ダイレクト排出モードと、反転排出モードと、反転デカール排出モードとからなる。
【００２０】
図２は、４つのプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうちの１つが備える現像装置４及び感光体１を示す拡大構成図である。４つのプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ扱うトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっているので、同図では「４」に付すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字を省略している。
図２に示すように感光体１は図中矢印Ｇ方向に回転しながら、その表面を不図示の帯電装置により帯電される。帯電された感光体１の表面は不図示の露光装置より照射されたレーザー光により静電潜像を形成された潜像に現像装置４からトナーを供給され、トナー像形成する。
現像装置４には、磁性キャリアとトナーとからなる二成分現像剤を表面上に担持して図中矢印Ｉ方向に回転し、感光体１と対向する箇所で感光体１の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体として現像ローラ５が設けられている。また、現像装置４には、現像ローラ５に現像剤を供給しながら現像ローラ５の軸線方向に沿って（図２の手前方向に）現像剤を搬送する現像剤供給搬送部材として供給スクリュ８が設けられている。この供給スクリュ８は、現像ローラ５に現像剤を供給するための供給搬送路９に設けられている。
現像ローラ５の供給スクリュ８との対向部から表面移動方向下流側には、現像ローラ５に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像ドクタ１２を備えている。
【００２１】
現像装置４には、感光体１と対向する箇所を通過後の該感光体上から回収された該現像剤を該感光体１の軸線方向に沿って、且つ、供給スクリュ８と同方向に搬送する現像剤回収搬送部材として回収スクリュ６が設けられている。供給スクリュ８を備えた供給搬送路９は現像ローラ５の横方向に、回収スクリュ６を備えた回収搬送路７は現像ローラ５の下方に並設されている。
また、現像装置４には、供給搬送路９の下方で回収搬送路７に並列して、現像剤を供給搬送路９に供給する攪拌搬送路１０が形成されている。攪拌搬送路１０には、現像に用いられずに供給搬送路９の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤と、現像ローラ５から回収され回収搬送路７の搬送方向の最下流側まで搬送された回収現像剤との供給を受け、該現像ローラ５の軸線方向に沿って、且つ、該余剰現像剤と該回収現像剤とを攪拌しながら供給スクリュ８とは逆方向（図中奥側）に搬送する現像剤攪拌搬送部材として攪拌スクリュ１１が設けられている。
回収搬送路７、供給搬送路９及び攪拌搬送路１０からなる３つの現像剤搬送路はそれぞれ仕切り部材により仕切られている。具体的には、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とは仕切り部材としての第１仕切り壁１３３によって仕切られている。第１仕切り壁１３３の供給搬送路９と攪拌搬送路１０との仕切り部分には、図中手前側と奥側に開口部が形成されており、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とが連通している。なお、供給搬送路９と回収搬送路７とも第１仕切り壁１３３によって仕切られているが、第１仕切り壁１３３の供給搬送路９と回収搬送路７とを仕切る部分には開口部が形成されていない。
【００２２】
また、攪拌搬送路１０と回収搬送路７との２つの搬送路は仕切り部材としての第２仕切り壁１３４によって仕切られている。第２仕切り壁１３４には、図中手前側に開口部が形成されており、攪拌搬送路１０と回収搬送路７とが連通している。攪拌搬送路１０と回収搬送路７とは略同じ高さに設けられ、供給搬送路９は他の２つの該現像剤搬送路の上方に位置するように設けられている。
供給スクリュ８、回収スクリュ６及び攪拌スクリュ１１は樹脂のスクリュからなっており各スクリュ径は全てφ１８ｍｍでスクリュピッチは２５ｍｍにされ、回転数は約６００ｒｐｍに設定されている。
ステンレス鋼製の現像ドクタ１２によって現像ローラ５上で薄層化された現像剤は感光体１との対向部である現像領域まで搬送され現像が行われる。現像ローラ５の表面にはＶ溝が形成されているか、あるいはサンドブラスト処理が施されている。現像ローラ５のスリーブは、φ２５ｍｍのアルミニウム素管からなり、現像ドクタ１２及び感光体１とのギャップは０．３ｍｍ程度とされている。現像後の現像剤は回収搬送路７にて回収が行われ、図２中の紙面手前側に搬送され、非画像領域部に設けられた第２仕切り壁１３４の開口部で、攪拌搬送路１０へ現像剤が移送される。なお、攪拌搬送路１０の上流側に形成された第２仕切り壁１３４の開口部付近で攪拌搬送路１０の上側に設けられたトナー補給口から攪拌搬送路１０にトナーが供給される。
【００２３】
次に、３つの現像剤搬送路内での現像剤の循環について説明する。
図３は、現像剤搬送路内の現像剤の流れを説明する現像装置４の斜視断面図である。図中の矢印Ｌ、Ｎ、Ｐは現像剤の移動方向を示している。
図４は、現像剤収容部１３１、第１仕切り壁１３３、供給スクリュ８、攪拌スクリュ１１、及び供給搬送路９の現像剤移動方向Ｌを示した平面図である。
また、図５は、現像装置４内の現像剤の流れの模式図であり、図３と同様、図中の矢印Ｌ、Ｎ、Ｐは現像剤の移動方向を示している。
攪拌搬送路１０から現像剤の供給を受けた供給搬送路９では、現像ローラ５に現像剤を供給しながら、供給スクリュ８の下流側に現像剤を搬送する。そして、現像ローラ５に供給され現像に用いられず供給搬送路９の搬送方向の最下流側まで搬送された余剰現像剤は、第１仕切り壁１３３の第１開口部２ａより攪拌搬送路１０に落下され、供給される（図５中矢印Ｅ）。
【００２４】
現像ローラ５から回収搬送路７に送られ、回収スクリュ６によって回収搬送路７の下流側まで搬送された回収現像剤は第２仕切り壁１３４の第２開口部２ｂより攪拌搬送路１０に供給される（図５中矢印Ｆ）。
そして、攪拌搬送路１０では、攪拌スクリュ１１によって余剰現像剤と回収現像剤とが攪拌混合され、攪拌搬送路１０の下流側に現像剤が搬送され、第１仕切り壁１３３の第３開口部２ｃより供給搬送路９に現像剤が供給される（図５中矢印Ｄ）。
攪拌搬送路１０では攪拌スクリュ１１によって、回収現像剤、余剰現像剤及び移送部で必要に応じて補給されるトナーを、回収搬送路７及び供給搬送路９の現像剤と逆方向に攪拌搬送する。そして、下流側で連通している供給搬送路９の上流側に攪拌された現像剤を移送する。なお、攪拌搬送路１０の下方には、不図示のトナー濃度センサが設けられ、センサ出力により不図示のトナー補給制御装置を作動し、不図示のトナー収容部からトナー補給を行っている。
【００２５】
図３ないし図５に示す現像装置４では、供給搬送路９と回収搬送路７とが設けられ、現像剤の供給と回収とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が供給搬送路９に混入することがない。よって、供給搬送路９の下流側ほど現像ローラ５に供給される現像剤のトナー濃度が低下することが防止される。また、回収搬送路７と攪拌搬送路１０とが設けられ、現像剤の回収と攪拌とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が攪拌の途中に落ちることがない。このように、供給搬送路９内の現像剤のトナー濃度が低下することを防止し、現像時の画像濃度を一定にすることができる。
【００２６】
次に、第１開口部２ａに可変手段３が設けられている構成を説明する。
図６は図４の部分拡大図であり、第１開口部２ａには開閉蓋として機能する可変手段３が設けられている。可変手段３の端部は第１開口部２ａを塞ぐような形状で、他端は圧縮バネ３１と、偏芯カム２８に接触している。偏芯カム２８は支点２９を中心に図示しないモータにより回転する。
偏芯カム２８が支点２９を中心にモータにより回転することで、可変手段３が移動し、第１開口部２ａの開口面積を変化させる構成となっている。
【００２７】
図６（ａ）は第１開口部２ａの開口が最大の状態を示し、図６（ｃ）は開口していない状態、図６（ｂ）はその中間の状態を示している。可変手段３による第１開口部２ａの閉蓋面積を任意に変更することで、長期間使用時のトナー濃度変動や、現像剤の嵩密度変動、流動性変動によらず、現像装置４内の現像剤を均一にすることが可能になる。したがって、長期間に渡り、トナー飛散の発生、画像不良の発生、及びトルク上昇による機械の停止を防止することができる。
【００２８】
また図７に示すように、現像剤収容部１３１には、供給スクリュ８から現像ローラ５へ供給された現像ローラ上の現像剤の量を検出する現像剤量検知部材として検知センサ９８が設けられている。検知センサ９８にはケーブルを介してＣＰＵが接続されている。検知センサ９８としては、透磁率を検知するセンサや、レーザ変位計などを用いることができる。本実施形態では、この検知センサ９８の情報から、ＣＰＵや駆動機構などからなる制御手段を用いて可変手段３が可動する。駆動機構としては、例えば、電流量に応じてプランジャの突出長さが変化する比例電磁弁を用いることができる。
図１３ないし図１５に示した従来の現像装置では、長期間使用時のトナー濃度変動や、現像剤の嵩密度変動、流動性変動により、供給搬送路９上の現像剤の量が変化し、これにより現像ローラ５上の現像剤の量が不均一になり、画像不良を招くといった欠点がある。
本実施形態では、現像剤量の変化を検知し、この情報により可変手段３による第１開口部２ａの開口面積を変更するので、現像装置４内の現像ローラ５上の現像剤量を均一にすることが可能になり、長期間使用時のトナー濃度変動や、現像剤の嵩密度変動、流動性変動による画像不良の発生を防止することが可能となる。
【００２９】
図８は本実施形態の現像装置４の斜視図である。現像装置の内圧を検知する内圧検知部材である圧力検知センサ１３で検出された情報から、可変手段が可動する。この圧力検知センサ１３はケーブルを介してＣＰＵに接続されている。圧力検知センサ１３としては、例えばここでは拡散型の半導体圧力センサを使用している。この拡散型半導体圧力センサは、圧力を受けると抵抗値が変化するピエゾ抵抗効果の原理を利用したものであり、シリコンの薄いダイヤフラムの４ヶ所に拡散抵抗（センサーチップ）が形成された構造になっている。このため、センサーチップの上部から圧力が加わって撓んだ場合、ダイヤフラムの中央部上側には圧縮応力が働き、中央部下側には引っ張り応力が働いて、応力の大きさに応じてセンサーチップの抵抗値が変化するので、これを検知することで微妙な圧力の変化が検知できる。なお、本発明の実施形態では、圧力検知センサ１３に拡散型半導体圧力センサを好ましく用いたが、必ずしもこれに限定されない。
【００３０】
この圧力検知センサ１３は、図２、図５及び図８から分かるように、回収スクリュ６によって回収搬送路７の下流側まで搬送された回収現像剤が第２仕切り壁１３４の第２開口部２ｂより攪拌搬送路１０に供給される位置における現像剤収容部１３１の上面部に配置されている。しかし、内圧の上昇が検知できる位置であればどこであってもよく、例えば図９に示すように現像剤収容部１３１の側面部に設けても勿論よい。
【００３１】
図１３ないし図１５に示した従来の現像装置では、長期間使用時のトナー濃度変動や、現像剤の嵩密度変動、流動性変動により、現像装置内の現像剤が片寄ることで搬送スクリュの回転トルクの上昇による、駆動モータの停止を招いたり、また現像剤が片寄ることで現像装置内の内圧上昇を招いたりし、トナーが飛散しやすくなる。しかし、本実施形態によれば、現像装置４内の現像剤の片寄りを内圧検知部材で検出し、この情報により、可変手段３による第１開口部２ａの開口面積を変更し、現像装置４内の現像剤の片寄りや、内圧上昇を防止するようにしているので、長期間使用時のトナー濃度変動や、現像剤の嵩密度変動、流動性変動による現像剤の片寄りによる搬送スクリュ回転トルクの上昇からの駆動モータの停止や、内圧上昇によるトナー飛散を防止することが可能となる。
【００３２】
本実施形態では、検知センサ１３、９８を設けているが、圧力検知センサ１３と検知センサ９８との出力をそれぞれパラメータとして、可変手段３による第１開口部２ａの開口面積算出式を立て、この算出式に基づいて可変手段３を移動させるようにすると、より的確に現像剤の片寄りや内圧の上昇を防止することができる。
【００３３】
図１０ないし図１２にそれぞれ本実施形態の制御フロー、判定表、及び制御テーブルを示す。 図１０に示すフローのうち、検知センサ１３、９８の情報から、ＣＰＵを用いて判定部において図１１に示す判定表に基づき判定が行われる。前回判定時から変更がある場合、図１２に示す開口量制御テーブルに基づいてモータ制御部に変更情報が伝達され、可変手段３が移動する。前回判定時から変更がない場合、制御フローはエンドとなる。例えば、圧力検知センサ１３による検知値が「小」で検知センサ９８による検知値が「少」の場合、図１１に示すＮｏ．１の判定値が選択される。これは内圧が所定の値より小さく、現像剤量が少ない状態を示しており、この判定結果に基づき図１２に示す開口量制御テーブルにより、モータ制御が行われ、可変手段３が図６（ｃ）に示す閉口状態になるように移動する。
【００３４】
また例えば、圧力検知センサ１３による検知値が「大」で検知センサ９８による検知値が「多」の場合、図１１に示すＮｏ．５の判定値が選択される。これは内圧が所定の値より大きく、現像剤量が多い状態を示しており、この判定結果に基づき図１２に示す開口量制御テーブルにより、モータ制御が行われ、可変手段３が図６（ａ）に示す最大開口状態になるように移動する。判定表に記載の各々の検知値は任意の設計事項であり、本実施形態では大、中、小や多、中、少の３水準で示したが、任意の水準でも構わない。また本制御フローは必要に応じ任意に実施することが可能である。
【００３５】
上述した実施形態では、可変手段３として開閉蓋を用いた例について説明したが、開口部２ａを開閉することができる部材であればよい。例えば、回動自在な扉であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本発明の現像装置を備えている画像形成装置の一実施形態を示す説明図である。
【図２】図２は、図１の現像装置を拡大して示す説明図である。
【図３】図３は、現像装置内の現像剤の流れを示す説明図である。
【図４】図４は、現像装置内の現像剤の流れを示す説明図である。
【図５】図５は、現像装置内の現像剤の流れを示す説明図である。
【図６】図６は、図４の要部を拡大して示す説明図である。図６（ａ）は開口部が開いている状態を示している。図６（ｂ）は開口部が半開きになっている状態を示している。図６（ｃ）は開口部が閉じている状態を示している。
【図７】図７は、現像剤量検知部材の検知センサの取付位置を示す説明図である。
【図８】図８は、内圧検知部材の取付位置を示す説明図である。
【図９】図９は、内圧検知部材の取付位置を示す説明図である。
【図１０】図１０は、現像装置の制御フローを示す説明図である。
【図１１】図１１は、現像装置の制御時に用いる判定表を示す説明図である。
【図１２】図１２は、現像装置の制御テーブルを示す説明図である。
【図１３】図１３は、従来の現像装置を示す説明図である。
【図１４】図１４は、特許文献１に係る従来の現像装置を示す説明図である。
【図１５】図１５は、特許文献２に係る従来の現像装置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  感光体
２ａ  第１開口部
２ｂ  第２開口部
２ｃ  第３開口部
３  可変手段
４  現像装置
５  現像ローラ
６  回収スクリュ
７  回収搬送路
８  供給スクリュ
９  供給搬送路
１０  攪拌搬送路
１１  攪拌スクリュ
１２  現像ドクタ
１３  圧力検知センサ
１４  張架ローラ
１５  駆動ローラ
１６  二次転写バックアップローラ
１７  中間転写ユニット
１８  プロセスカートリッジ
２１  光書込ユニット
２２  二次転写装置
２３  張架ローラ
２４  紙搬送ベルト
２５  定着装置
２６  定着ベルト
２７  加圧ローラ
２８  偏芯カム
２９  支点
３０  原稿台
３１  圧縮バネ
３２  コンタクトガラス
３３  第１走行体
３４  第２走行体
３５  結像レンズ
３６  読取センサ
４０  感光体
４２  給紙ローラ
４３  ペーパーバンク
４４  給紙カセット
４５  分離ローラ
４６  給紙路
４７  搬送ローラ対
４９  レジストローラ対
５０  手差し給紙ローラ
５１  手差しトレイ
５２  分離ローラ
５３  手差し給紙路
５７  スタック部
６２  一次転写バイアスローラ
８６  供給回収スクリュ
９０  ベルトクリーニング装置
９７  供給回収搬送路
９８  検知センサ
１００  プリンタ部
１１０  中間転写ベルト
１３１  現像剤収容部
１３３  第１仕切り壁
１３４  第２仕切り壁
２００  給紙装置
３００  スキャナ
４００  原稿自動搬送装置
４０３  仕切り壁
Ｔ  現像剤
【図１】
2009186746.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
2009186746.tif 000010
【図９】
2009186746.tif 000011
【図１０】
2009186746.tif 000012
【図１１】
2009186746.tif 000013
【図１２】
2009186746.tif 000014
【図１３】
2009186746.tif 000015
【図１４】
2009186746.tif 000016
【図１５】
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