JP2010211019A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーカートリッジ交換時の劣化残トナーによる帯電不良。
【解決手段】トナーを保持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体にトナーを供給するトナー供給部材と、前記現像剤担持体上のトナー量を規制する規制部材と、前記現像剤担持体、前記現像剤供給部材及び前記規制部材が配置される現像室と、トナー攪拌部材が配置されるトナー攪拌室とを備えた一成分現像器と、前記トナー攪拌室へトナーを供給する交換可能なトナーカートリッジ３０とを備え、前記現像器には現像器振動手段４０が備えられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、トナーカートリッジ交換時に残トナー処理を行うようにした現像装置及び画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置において一成分現像剤（以下、トナーと言う）を用いる現像装置は、装置と一体或いは別個に構築されてトナーを収容する交換可能なトナーカートリッジにより外部からトナーを充填し、トナー攪拌・搬送部材により現像室内の供給ローラ位置へ運び、現像ローラ上に供給して規制ブレードにより薄層化し、像担持体上に形成された静電潜像をトナー現像している。このようなトナー現像の繰り返しによりトナーが消費されると、トナーカートリッジを交換して現像装置へのトナー補給を行う。

このような現像装置において、現像室内には未使用のトナーが残るとともに、攪拌・搬送室には壁部等にこびり着いたデッドトナーが存在し、これら残トナーは、長時間攪拌されることで帯電能力が劣化し、補給された帯電能力の高い新しいトナーと混合すると、攪拌混合されたトナー全体の帯電量が不十分となり、規制通過モレ、非画像部への付着（かぶり）や飛散が発生する。この対策として、現像装置の駆動時間が所定の時間に達する毎に、像担持体の非画像領域に強制的に書き込みを行って現像室内の帯電能力が劣化したトナーを強制消費するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１８１２１６号公報

しかし、トナーを強制消費する前記従来のものでも帯電能力が劣化したトナーは残ってしまい、新しいトナーの補給により現像室内には帯電能力が異なるトナーが混在することになり、トナー全体の帯電量が不十分となって規制通過モレ、かぶり、飛散等が発生するのは避けられない。

本発明はトナーカートリッジの交換時に、極力残トナーを減らすことで帯電能力が異なるトナーの混在を極力回避し、規制通過モレ、かぶり、飛散等の発生を防止することを目的とする。

本発明の現像装置は、トナーを保持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体にトナーを供給するトナー供給部材と、前記現像剤担持体上のトナー量を規制する規制部材と、前記現像剤担持体、前記現像剤供給部材及び前記規制部材が配置される現像室と、トナー攪拌部材が配置されるトナー攪拌室とを備えた一成分現像器と、前記トナー攪拌室へトナーを供給する交換可能なトナーカートリッジとを備え、前記現像器には現像器振動手段が備えられているので、極力残トナーを減らして規制通過モレ、かぶり、飛散等の発生を防止することが可能となる。
また、前記トナー攪拌部材は、逆回転駆動が可能であるので、残トナーを極力減らすことが可能となる。
また、前記トナー攪拌部材の両端部にトナー攪拌補助部材が設けられ、トナー攪拌部材の逆回転とともに回転するので、残トナーを極力減らすことが可能となる。
また、前記現像器振動手段は、前記トナー攪拌部材の軸方向に振動するので、残トナーを極力減らすことが可能となる。
また、前記トナー攪拌補助部材と前記現像器振動手段の少なくとも一方がトナーカートリッジ交換時に駆動されるので、残トナーを極力減らすことが可能となる。
また、トナーカートリッジ装着時、前記現像室内の残トナーが所定量を超えているとき、現像室内の残トナーが無くなるまで前記現像器が駆動されるので、残トナーを極力減らすことが可能となる。
また、トナーカートリッジ装着時、前記現像室内の残トナーが所定量に満たないとき、前記現像器にはトナーカートリッジからトナーが補給され、現像剤担持体を停止して空まわし駆動した後、前記現像剤担持体が駆動されて前記潜像担持体上にトナーが吐き出されるので、残トナーを極力減らすことが可能となる。
さらに、本発明の画像形成装置は、静電潜像が形成される潜像担持体と、前記静電潜像を現像剤で現像して前記潜像担持体上にトナー像を形成する現像装置と、前記潜像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写装置と、転写材上のトナー像を定着する定着装置とを少なくとも備え、前記現像装置を搭載したので、極力残トナーを減らして規制通過モレ、かぶり、飛散等の発生を防止することが可能となる。

本実施形態の画像形成装置の構成を説明するブロック図である。 本実施形態の現像器を説明する図である。 本実施形態のプロセスユニットを説明する図である。 トナーカートリッジ交換時の残トナー処理フローを示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本実施形態の画像形成装置の構成を説明するブロック図である。本実施形態では一成分現像剤を使用する現像装置、画像形成装置を対象としており、以下では一成分現像剤を単にトナーとして表記する。画像形成装置１は、帯電ワイヤを有するコロトロンやスコロトロン、帯電ローラ等からなる帯電装置３、像露光するための露光装置４、帯電装置３で一様帯電し、露光装置４による像露光により静電潜像が形成される潜像担持体（感光体）５、潜像担持体５の静電潜像をトナー現像する現像装置６、現像されたトナー像を転写材上に転写する転写装置７、転写材上に転写されたトナー像を定着する定着装置８、これら各装置を制御する制御装置２を少なくとも備えている。本実施形態では現像装置６に一体或いは別個に交換可能に設けられているトナーカートリッジ交換時に、現像装置のトナー攪拌部材を逆回ししたり、ハウジングを振動させることで残トナーを現像室に集めて残トナー処理を行うようにしている。

図２は本実施形態のプロセスユニットの内部構造を示す図で、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は横断面図である。
現像ローラ１２はトナー供給ローラ１４からのトナー供給、規制ブレード１６による現像ローラ上のトナー量（厚み）規制を受けてその過程でトナーの帯電が行われ、現像バイアス電圧により感光体上の静電潜像をトナー現像する。攪拌部材１７は矢印Ａで示すように、通常は図示の時計方向に回転してトナーカートリッジ３０から攪拌室１９に充填されるトナーを攪拌して現像室１１へ搬送する。攪拌室１９にトナーが多く存在する場合は、トナー攪拌・搬送の過程で攪拌部材１７の軸方向の両端部にトナーが押しやられる動きが生じる。この両端部に押しやられる動きのなかで両端部に押しやられたトナーを強制的に動かすことは困難である。また、両端部にトナーを押しやる動きがなくなるときはトナーが少なくなったトナーエンド時である。そこで、本実施形態では攪拌部材１７は、トナーカートリッジ３０の交換時には逆方向に回転できるようにして少しでも残トナーを搬送可能にする。さらに、攪拌部材１７の両端部に例えばワンウェイクラッチを備えた攪拌補助部材１８を設け、攪拌補助部材１８は攪拌部材１７の通常回転（図２（ｂ）において、時計方向の回転）では回転せず、攪拌部材１７を通常回転とは逆方向（図２（ｂ）において、反時計方向）に回転した場合には攪拌部材１７の回転伴い攪拌部材１７と同方向に回転するようにし、この攪拌補助部材１８の回転により両端部に押しやられたトナーを強制的に動かすことで中央部の方へ集めるようにしてもよい。こうして、トナーエンド時のトナーカートリッジ交換の際に、攪拌部材１７を通常回転とは逆方向に回転させることにより攪拌補助部材１８を回転させ、攪拌部材１７の両端部に押しやられたトナーを動かして現像室１１へ搬送する。

図３は本実施形態のプロセスユニットを説明する図で、図３（ａ）は全体斜視図、図３（ｂ）は背面図である。図において、現像器１０にはトナーカートリッジ３０が交換可能に装着され、現像器１０に対向して感光体２０、帯電ローラ２２が配置されている。現像器１０の端部には、トナーカートリッジ３０の抜き差し動作により振動してハウジング側壁を叩く可動部材４０が設けられている。可動部材４０は枢軸４２に回転可能に取り付けられるとともに、加圧用バネ４６でハウジング側壁側へ加圧されている。可動部材４０の先端部４４の内側の面は凹凸面になっているとともに、トナーカートリッジ３０端部には突起３２が設けられている。トナーカートリッジ３０の抜き差し動作により、トナーカートリッジ３０端部の端部の突起３２が可動部材４０の先端部４４の凹凸面に沿って移動する。そのため、トナーカートリッジ３０の抜き取り、装着時にはトナーカートリッジ３０端部の突起３３が凹凸面に沿って動くと、凸面に接触した時は可動部材４０が加圧用バネに抗してハウジング側壁から離れる方向（図３（ｂ）において、反時計方向）に回動し、凹面に接触した時は可動部材４０が加圧用バネによりハウジング側壁を叩く方向（図３（ｂ）において、時計方向）に回動する。その結果、可動部材４０は矢印Ｂのように振動してハウジング側壁を叩いて現像器を振動させ、現像器の攪拌室や現像室の残トナー、デッドトナーを動かすことになり、現像器を空まわしすることで残トナー、デッドトナーを現像室へ集め易くなる。現像器の振動は攪拌部材１７の軸方向であることが望ましく、そのため現像器ハウジング端部に振動手段を設けることが望ましい。なお、現像器を振動させる手段は、可動部材４０に限定されるものではなく、制御装置により駆動制御される手段等を別途設けるようにしてもよい。

図４はトナーカートリッジ（ＴＣ）交換時の残トナー処理フローを示す図である。画像形成装置のコントロールパネルの表示部に、「ＴＣを交換して下さい」のようなＴＣ交換表示があり（ステップＳ１）、ユーザがＴＣの交換を行う（ステップＳ２）。このＴＣの交換時（ＴＣの抜き取り・装着時）に、攪拌部材の逆回しを行うとともに、現像器ハウジングを振動させることで、現像器の攪拌室や現像室の残トナー、デッドトナーを動かす。次いで、トナー補給をせずに現像バイアスをＯＦＦにして現像器を空まわし（トナー攪拌・搬送部材、トナー供給ローラ、現像ローラを駆動）して、残トナーを現像室に集める（ステップＳ４）。次いで、現像室内の残トナーが一定量を超えているか否かを判断する（ステップＳ５）。この処理は、現像器に送受光器からなるトナーレベルを検出するセンサ（図示せず）を配置し、このセンサの検出結果を制御装置で読み取ることで行われる。現像室内の残トナーが一定量を超えている場合には（ステップＳ５，Ｙ）、現像バイアスを印加し、印字デューティをカウント（印字ドットをカウント）しながら残トナーが無くなる程度まで印字した後、ＴＣから新しいトナーを補給する（ステップＳ７）。

ステップＳ５で現像室内の残トナーが一定量を超えていない場合（ステップＳ５，Ｎ）には、ＴＣから新トナーを補給する（ステップＳ８）。この場合、現像器には残トナーが存在しているので、現像ローラを止め、供給ローラ、トナー攪拌・搬送部材を駆動して空まわしを行う（ステップＳ９）。現像ローラを止めるのは、現像ローラからのトナーの排出を防ぎ、補給された新トナーと劣化した残トナーとの混合が十分行われるようにするためである。十分混合した後、現像バイアスをＯＮにして現像ローラも駆動して残トナーを新トナーで押し出すように感光体上に吐出し（ステップＳ１０）、再度ＴＣから新トナーを補給する（ステップＳ１１）。その後印字を開始する（ステップＳ１２）。なお、上記フローではＴＣの抜き取り・装着時に、攪拌部材の逆回しを行うとともに、現像器ハウジングを振動させるようにしたが、攪拌部材の逆回しと現像器ハウジングの振動のどちらか一方のみでもよく、また、ＴＣの抜き取り時と装着時のどちらか一方のタイミングだけ行うようにしてもよい。

１０…現像器、１１…現像室、１２…現像ローラ、１４…トナー供給ローラ、１６…規制ブレード、１７…攪拌部材、１８…攪拌補助部材、１９…攪拌室、２０…感光体、２２…帯電ローラ、３０…トナーカートリッジ、３３…突起、４０…可動部材、４２…枢軸、４４…加圧用バネ。

Claims (8)

1. トナーを保持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体にトナーを供給するトナー供給部材と、前記現像剤担持体上のトナー量を規制する規制部材と、前記現像剤担持体、前記現像剤供給部材及び前記規制部材が配置される現像室と、トナー攪拌部材が配置されるトナー攪拌室とを備えた一成分現像器と、
   前記トナー攪拌室へトナーを供給する交換可能なトナーカートリッジとを備え、
   前記現像器には現像器振動手段が備えられていることを特徴とする現像装置。
2. 前記トナー攪拌部材は、逆回転駆動が可能である請求項１に記載の現像装置。
3. 前記トナー攪拌部材の両端部にトナー攪拌補助部材が設けられ、トナー攪拌部材の逆回転とともに回転する請求項２に記載の現像装置。
4. 前記現像器振動手段は、前記トナー攪拌部材の軸方向に振動する請求項１に記載の現像装置。
5. 前記トナー攪拌補助部材と前記現像器振動手段の少なくとも一方がトナーカートリッジ交換時に駆動される請求項３又は４に記載の現像装置。
6. トナーカートリッジ装着時、前記現像室内の残トナーが所定量を超えているとき、現像室内の残トナーが無くなるまで前記現像器が駆動される請求項５に記載の現像装置。
7. トナーカートリッジ装着時、前記現像室内の残トナーが所定量に満たないとき、前記現像器にはトナーカートリッジからトナーが補給され、現像剤担持体を停止して空まわし駆動した後、前記現像剤担持体が駆動されて前記潜像担持体上にトナーが吐き出される請求項５に記載の現像装置。
8. 静電潜像が形成される潜像担持体と、
   前記静電潜像を現像剤で現像して前記潜像担持体上にトナー像を形成する現像装置と、
   前記潜像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写装置と、
   転写材上のトナー像を定着する定着装置とを少なくとも備え、
   前記現像装置として、前記請求項１乃至７のいずれか１項に記載の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。

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