JP2002341661A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナー収容部のトナー搬送部材の初期駆動に
かかる負荷トルクを低減し、安定したトナー供給を維持
でき、安定した品質の画像形成装置を提供することを課
題とする。 【解決手段】 画像形成装置に搭載される現像装置２１
が、現像剤担持体３と、現像剤の量を規制する第一の規
制部材４及び第二規制部材６と、現像剤を収容する現像
剤収容部１３と、現像剤担持体３にトナー８を供給する
トナー収容部１１とを備えており、画像形成終了後に、
トナー収容部１１内のトナー搬送部材７を略垂直状態に
なる位置で停止させる構成とする。これにより、トナー
搬送部材７の初期駆動にかかる負荷トルクを低減するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を用
いた画像形成装置に関し、詳しくは、トナーと磁性キャ
リアとを含む２成分現像剤を用いて像担持体に形成され
た潜像を現像し、画像形成を行う画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、トナーと磁性キャリアからなる２
成分現像剤を用いた現像装置において、現像剤のトナー
濃度検知手段を必要とせず、現像剤の動きによってトナ
ーを取り込む現像装置が知られている。しかし、この現
像装置では、現像剤の動きが活発な箇所とそうでない箇
所、あるいは現像剤の多い箇所と少ない箇所においてト
ナーの取り込み量が異なり、部分的にトナー濃度（現像
剤重量に占めるトナー重量の割合で示される。）が不安
定になって、画像濃度ムラやかぶりが発生しやすい。こ
のため、画像濃度ムラやかぶりを低減し、良好な画像を
得るために、種々の技術が提案されている。

【０００３】特開平９−１９７８３３号公報に開示され
ている現像装置では、現像剤担持体と、現像剤の量を規
制する第一の規制部材と、現像剤を収容する現像剤収容
部と、現像剤担持体にトナーを供給するトナー収容部と
を備える現像装置において、現像剤収容部に、第一の規
制部材よりも現像剤の搬送方向上流側に第二の規制部材
を設けたことを特徴とする。この第二の規制部材は、現
像剤担持体上の現像剤のトナー濃度が上昇し、現像剤の
層厚が増加した場合に現像剤の増加分の通過を規制すべ
く、現像剤担持体との間隙が設定され、配置されてい
る。このような構成により、規制された現像剤がトナー
の取り込みを制御し、トナー供給を常時一定に自己制御
して、画像濃度ムラの低減を実現させている。

【０００４】ところで、上記の現像装置におけるトナー
収容部内には、大量のトナーが貯蔵されているため、ト
ナー収容部内に配置されたトナー搬送部材を回転させる
ための負荷トルクは非常に大きくなる。特に、像担持体
である感光体と、現像装置と、クリーニング装置及び、
又は帯電装置とを含むプロセスカートリッジを長期に渡
って放置した場合や、プロセスカートリッジを輸送した
時の振動等によって、トナー収容部内のトナーが凝集し
た場合に、トナー搬送部材を初期駆動させるには、とり
わけ大きな負荷がかかることになる。トナー搬送部材に
かかる負荷トルクが大きくなりすぎると、トナー搬送部
材の軸が変形したり、折れたりといった不具合が生じ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
記不具合を解消すべく、トナー収容部のトナー搬送部材
の初期駆動にかかる負荷トルクを低減し、安定したトナ
ー供給を維持でき、安定した品質の画像形成装置を提供
することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、内部に磁界発生手段を有
し、トナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤を担持
して搬送する現像剤担持体と、 前記現像剤担持体に担
持されて搬送される前記現像剤の量を規制する第一の規
制部材と、 前記第一の規制部材により掻き落とされた
前記現像剤を収容する現像剤収容室と、 前記第一の規
制部材よりも現像剤担持体上の現像剤搬送方向上流側に
配置された第二の規制部材と、 前記現像剤収容室に隣
接し、前記現像剤担持体にトナーを供給するトナー収容
部と、 前記トナー収容部内にあって、トナーを前記現
像剤担持体へと送り出すためのトナー搬送部材とを備
え、前記現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度の変化に
より、現像剤とトナーとの接触状態を変化させて、前記
現像剤担持体上の現像剤のトナー取り込み状態を変化さ
せる現像装置を備えた画像形成装置において、 画像形
成終了後に、前記トナー収容部内の前記トナー搬送部材
の駆動を停止する際、予め決められた位置で前記トナー
搬送部材を停止させる 画像形成装置とする。ここで、
予め決められた位置とは、トナー搬送部材の初期駆動に
かかる負荷トルクを低減できる位置であり、これによっ
て、トナー搬送部材にかかる負荷トルクを低減すること
が可能となる。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の画像形成装置において、 前記現像装置は、前記トナ
ー収容部の外壁底面に、トナー残量を検知するための磁
気センサを有する現像装置であって、 前記トナー収容
部の前記トナー搬送部材の一部に磁性体を配置し、 画
像形成終了後、予め決められた時間が経過した後に、前
記磁気センサのアナログ出力が予め決められた値より大
きくなった時に、前記トナー搬送部材の駆動を停止させ
る 画像形成装置とする。トナー搬送部材の一部に磁性
体を配置することで、トナー残量を検知するための磁気
センサにより、トナー搬送部材の位置検知が可能とな
り、新たな位置検知のためのセンサ等を設けることな
く、常に、画像形成終了後、トナー搬送部材の初期駆動
にかかる負荷トルクを低減できる位置で、トナー搬送部
材を停止させることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の画像形成装置の
一実施形態であるプリンタの概略構成図である。帯電手
段２によって均一に帯電された像担持体である感光体１
は、光書き込み手段２５により、画像情報に基づいた静
電潜像をその表面に形成する。次に、感光体１表面に形
成された静電潜像は、現像装置２１により現像され、ト
ナー像を形成する。形成されたトナー像は、転写手段２
７によって、給紙カセット２６より給紙され、搬送され
た転写紙に転写される。その後、トナー像を転写された
転写紙は、定着手段２８に搬送されて、転写紙上にトナ
ー像を定着されて、機外に排出される。トナー像の転写
を終えた感光体１は、クリーニング手段２３によって表
面をクリーニングされ、図示しない除電手段によって表
面を除電され、次の画像形成動作に備える。以上が、一
連の画像形成動作である。

【０００９】次に、現像装置２１について詳細に説明す
る。図２は、図１における現像装置を含むプロセスカー
トリッジの部分を拡大した図である。感光体１の側方に
配置された現像装置２１は、支持ケース１４、現像剤担
持体としての現像ローラ３、現像剤を循環させるための
現像剤収容室１３、現像剤規制部材としての第一ドクタ
ーブレード（第一の規制部材）４及び第二ドクターブレ
ード（第二規制部材）６、トナー収容部であるトナーホ
ッパ１１等から構成されている。

【００１０】支持ケース１４は、感光体１側に開口を有
し、更にトナー８を収容するトナー収容部としてのトナ
ーホッパ１１を形成している。トナーホッパ１１に隣接
した感光体１側には、トナー８と磁性キャリアからなる
現像剤を収容する現像剤収容室１３が、支持ケース１４
と一体に設けられている。また、現像剤収容室１３の下
方に位置する支持ケース１４には、突出部が形成されて
おり、現像剤収容室１３の下部との間に、トナー８を供
給するためのトナー供給開口部が形成されている。

【００１１】トナーホッパ１１の内部には、図示しない
駆動手段によって、時計方向に回動されるトナー搬送部
材としてのアジテータ７が配設されている。アジテータ
７は、トナーホッパ１１内のトナー８をトナー供給開口
部に向けて攪拌しながら送り出す。

【００１２】感光体１とトナーホッパ１１との間には、
現像ローラ３が配置されている。図示しない駆動手段で
反時計方向に回転駆動される現像ローラ３は、その内部
に、位置固定された磁界発生手段としての図示しない磁
石が配設されている。

【００１３】現像剤収容室１３の、支持ケース１４に取
り付けられた側と対向する側には、第一ドクターブレー
ド４が取り付けられている。第一ドクターブレード４
は、その先端と現像ローラ３の外周面との間に一定の間
隙を保った状態で配設されている。現像剤収容室１３
の、トナー供給開口部の近傍に位置する部位には、第二
ドクターブレード６が配設されている。第二ドクターブ
レード６は、その先端が現像ローラ３の外周面に対して
一定の間隙を保ちながら、先端を現像ローラ３の中心に
向けて配設されている。

【００１４】現像剤収容室１３内には、現像ローラ３と
一定の間隙に保ってリバースローラ５が設置されてお
り、図示しない駆動手段によって、現像ローラ３の回転
方向と逆方向に回転している。

【００１５】上記の構成による現像装置２１によって、
現像剤のトナー濃度を制御する動作について、以下に説
明する。トナーホッパ１１の内部からアジテータ７によ
って送り出されたトナー８は、トナー供給開口部を通っ
て現像ローラ３に担持された現像剤に供給され、現像剤
収容室１３へ運ばれる。現像剤収容室１３内の現像剤
は、現像ローラ３に担持されて感光体１の外周面と対向
する位置まで搬送され、トナー８のみが感光体１上に形
成された静電潜像と静電的に結合することにより、感光
体１上にトナー像が形成される。

【００１６】現像ローラ３に連れ回っている現像剤は、
現像剤収容室１３を通過するとき、内部に滞留している
現像剤によってブレーキをかけられるため、搬送速度の
低下が起き、これによってトナー供給開口部付近の現像
ローラ３上に担持される現像剤の層厚が増してくる。ト
ナー濃度が上昇してくると、現像剤同士の摩擦力が低下
し、搬送速度を低下させることから、更に層厚が増し
て、第二ドクターブレード６に進行を阻止される。この
ような状態に達すると、トナー供給開口部は進行を阻止
された現像剤によって遮断されるため、トナー８の取り
込みを停止する。逆にトナー濃度が低下してくると、現
像剤同士の摩擦力が増し、現像剤を現像剤収容室１３内
部に取り込むため、連れ回りしている現像剤とトナー８
が接触し、トナーが取り込まれる。以上のような作用に
よって、現像剤のトナー濃度が自動的に制御可能となっ
ている。

【００１７】ところで、現像装置を含むプロセスカート
リッジを長期に渡り放置した場合や、トナーホッパ１１
中のトナーが凝集してしまった場合等において、トナー
ホッパ１１内のアジテータ７を駆動させるに際しては、
アジテータ７にかかる負荷トルクは、非常に大きなもの
となり、アジテータ７の軸変形等を招く原因ともなる。
このアジテータ７にかかる負荷トルクに関して、鋭意検
討を行った結果、アジテータ７の停止位置によって、ア
ジテータ７の初期駆動における負荷トルクの大きさに違
いがあることが判明した。アジテータ７の位置が略水平
状態にあるような場合の負荷トルクは非常に大きな値を
示す一方、略垂直状態にあっては、その負荷トルクを大
幅に低減できることが見いだされた。これは、予めアジ
テータ７がトナーホッパ１１内のトナー８に深く入り込
んでいる状態で駆動を開始する方が、再突入する際に、
トナー８がほぐされた状態となるため、その分負荷トル
クが低減できると考えられる。

【００１８】上記の検討結果に基づき、本発明の画像形
成装置における現像装置のアジテータの駆動及びその構
成は、以下のようにする。図３は、画像形成終了後のア
ジテータの停止位置を示す図である。画像形成装置の画
像形成動作に伴って回転駆動されるアジテータ７は、画
像形成終了後、一定時間が経過した後に、図３に示すよ
うに、トナーホッパ１１内で略垂直状態になる位置で停
止させる。ここで、一定時間とは、画像形成終了後であ
って、転写紙が機外へ排出されてから、メインモータを
停止させるまでの時間を設定しておく。

【００１９】アジテータ７を任意に停止させる手段の一
例を以下に示す。図４は、アジテータ及びアジテータを
駆動させるためのギヤの構成を示す図である。図４に示
すように、アジテータ７を駆動するためのギヤ１５の一
部に穴部１５ａを設けた構成とし、光センサ１６によっ
て、ギヤ１５の穴部１５ａがきた時にアジテータ７の駆
動を停止させるようにする。この時のアジテータ７の停
止位置が、トナーホッパ１１内で略垂直状態になる位置
であるように、穴部１５ａ及び光センサ１６を配置すれ
ばよい。

【００２０】また、上記のようにアジテータ７の位置検
知をさせるための新たなセンサ等を設けなくても、次の
ような構成によりアジテータ７の停止位置を定めること
ができる。図５は、アジテータ７の停止位置を定める機
構を備えた現像装置の概略構成図である。現像装置２１
のトナーホッパ外壁底部には、外壁底部に当接するよう
にトナーの残量を検知する磁気センサ１０が設けられて
いる。また、アジテータ７に取り付けられたマイラ１２
の一部に、磁性体シート９、ここではＳＵＳ４３０材を
貼り付けてある。

【００２１】図８は、通常の磁気センサ１０の出力値を
示す図である。磁気センサ１０の出力値は、通常、図８
に示すように波形の周期を持っている。この波形周期に
おける出力値の最大値と最小値との比較等によって、ト
ナーホッパ１１内のトナー残量を検知し、トナーエンド
の判定を行っている。一方、図６は、アジテータ７に磁
性体シート９を貼り付けた構成の現像装置における磁気
センサ１０の出力値を示す図である。磁性体シート９を
貼り付けたアジテータ７のマイラ１２が、磁気センサ１
０上部を通過するときに、出力値が突出している。そこ
で、この突出した出力値を利用してアジテータ７の停止
時期を決定するものとする。

【００２２】図７は、アジテータ７の駆動を停止させる
ためのフローチャートである。画像形成終了後、転写紙
が機外へ排出されてから、磁気センサ１０の出力値が一
定値以上になったら、アジテータ７の駆動を停止させ
る。ここで、磁気センサ１０の出力値の一定値とは、ト
ナーに含まれる磁性体を検知する通常の出力値（図６に
おいては、２．５〜３．５ｖ）以上の値とする。本実施
の形態においては、例えば、４．５ｖと設定することが
できる。以上のような構成により、画像形成後、メイン
モータを停止させるときには、常にトナーホッパ１１内
で略垂直状態になるようにアジテータ７を停止させるこ
とができる。尚、アジテータ７のマイラ１２の一部に設
ける磁性体シート９は、トナーに含まれる磁性体を検知
する通常の磁気センサ１０出力の最大値を上回り、かつ
トナー残量の検知動作に影響を及ぼさない程度の磁気力
を示す材料であればよい。また、予め設定しておく磁気
センサ１０の出力値の一定値とは、磁性体シート９の磁
気力に応じて、適当な値を定めればよい。

【００２３】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によ
り、画像形成終了後に、トナーホッパ内のアジテータの
駆動を、予め決められた位置で停止させる構成とするこ
とで、アジテータの初期駆動にかかる負荷トルクを低減
することができ、安定したトナー供給の維持が可能で、
安定した品質の画像形成装置を提供することができる。
また、アジテータの一部に磁性体シートを設けること
で、トナーホッパ外壁底面に設けられたトナー残量を検
知するための磁気センサにより、アジテータの位置検知
が可能となる。このため、画像形成終了後、アジテータ
の初期駆動にかかる負荷トルクを低減できる位置で、常
にアジテータを停止させる構成を、新たなセンサ等の設
置をすることなく、実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態であるプリ
ンタの概略構成図である。

【図２】図１における現像装置を含むプロセスカートリ
ッジの部分を拡大した図である。

【図３】画像形成終了後のアジテータの停止位置を示す
図である。

【図４】アジテータ及びアジテータを駆動させるための
ギヤの構成を示す図である。

【図５】アジテータの停止位置を定める機構を備えた現
像装置の概略構成図である。

【図６】アジテータに磁性体シートを貼り付けた構成の
現像装置における磁気センサの出力値を示す図である。

【図７】アジテータの駆動を停止させるためのフローチ
ャートである。

【図８】通常の磁気センサの出力値を示す図である。

【符号の説明】

１ 感光体（像担持体） ２ 帯電手段 ３ 現像ローラ（現像剤担持体） ４ 第一ドクターブレード（第一の規制部材） ５ リバースローラ ６ 第二ドクターブレード（第二の規制部材） ７ アジテータ（トナー搬送部材） ８ トナー ９ 磁性体シート １０ 磁気センサ １１ トナーホッパ（トナー収容部） １２ マイラ １３ 現像剤収容室 １４ 支持ケース ２１ 現像装置 ２３ クリーニング手段 ２５ 光書き込み手段 ２６ 給紙カセット ２７ 転写手段 ２８ 定着手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７Ｈ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に磁界発生手段を有し、トナーと磁
   性キャリアとを含む２成分現像剤を担持して搬送する現
   像剤担持体と、 前記現像剤担持体に担持されて搬送される前記現像剤の
   量を規制する第一の規制部材と、 前記第一の規制部材により掻き落とされた前記現像剤を
   収容する現像剤収容室と、 前記第一の規制部材よりも現像剤担持体上の現像剤搬送
   方向上流側に配置された第二の規制部材と、 前記現像剤収容室に隣接し、前記現像剤担持体にトナー
   を供給するトナー収容部と、 前記トナー収容部内にあって、トナーを前記現像剤担持
   体へと送り出すためのトナー搬送部材とを備え、 前記現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度の変化によ
   り、現像剤とトナーとの接触状態を変化させて、前記現
   像剤担持体上の現像剤のトナー取り込み状態を変化させ
   る現像装置を備えた画像形成装置において、 画像形成終了後に、前記トナー収容部内の前記トナー搬
   送部材の駆動を停止する際、予め決められた位置で前記
   トナー搬送部材を停止させることを特徴とする画像形成
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の画像形成装置におい
   て、 前記現像装置は、前記トナー収容部の外壁底面に、トナ
   ー残量を検知するための磁気センサを有する現像装置で
   あって、 前記トナー収容部の前記トナー搬送部材の一部に磁性体
   を配置し、 画像形成終了後、予め決められた時間が経過した後に、
   前記磁気センサのアナログ出力が予め決められた値より
   大きくなった時に、前記トナー搬送部材の駆動を停止さ
   せることを特徴とする画像形成装置。