JP2011002526A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】静電潜像現像に用いる現像剤循環型現像装置において現像剤量を簡単安価に、精度よく検知する。
【解決手段】第１及び第２の回転搬送体（４６、４７）により現像剤を循環させる現像装置（４）において、現像剤溜まり部（４９）を上側の第２回転搬送体（４７）の延在部の上方に連設し、下側の第１回転搬送体（４６）の現像剤搬送能力を第２搬送回転体（４６）より大きくし、現像剤溜まり部（４９）に現像剤量検知装置（ＴＳ）を設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式などによって静電潜像担持体上に静電潜像を形成し、これを現像してトナー像を形成できる複写機、プリンタ、ファクシミリ機、或いはこれらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置に関し、特に現像装置に関係している。

静電潜像担持体上に静電潜像を形成し、これを現像してトナー像を形成できる複写機、プリンタ、ファクシミリ機、或いはこれらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置で用いる現像装置は、種々のタイプのものが知られているが、その中に次のものがある。

画像形成装置の静電潜像担持体上に形成される、目的とする画像に応じた静電潜像へトナーを付与する現像剤担持回転体と、該現像剤担持回転体に臨み現像に供する現像剤を保持するバッファ部と、該バッファ部に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に現像剤を搬送する第１回転搬送体と、該第１回転搬送体の上側に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に、且つ、第１回転搬送体とは反対方向に、現像剤を搬送する第２回転搬送体とを含む現像装置である。

このタイプの現像装置では、第２回転搬送体の現像剤送出側端部から第１回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動を許すとともに第１回転搬送体の現像剤送出側端部から第２回転搬送対の現像剤送入側端部への現像剤移動を許しつつ第１及び第２の回転搬送体で現像剤を攪拌循環させ、第１回転搬送体から現像剤担持回転体側へ現像剤を供給できる。 以下、このタイプの現像装置を「現像剤循環型現像装置」ということがある。

現像剤循環型現像装置では、第１回転搬送体と第２回転搬送体との間に仕切り部材が設けられ、第２回転搬送体の現像剤送出側端部から第１回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動は該仕切り部材に形成された第１開口部を通して行われ、第１回転搬送体の現像剤送出側端部から第２回転搬送対の現像剤送入側端部への現像剤移動は該仕切り部材に形成された第２開口部を通して行われるのが一般的である。

バッフア部には現像剤担持回転体に現像剤を供給する現像剤供給回転体が配置されていることもある。

上記現像剤循環型現像装置を含め、静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置では、使用を重ねるうちに装置内現像剤量が減少するので、装置内現像剤量を検知し、現像剤量が所定量より減少してくるとトナー補給できるようにした現像装置が知られている。

例えば特開２００６−１１２２６号公報や特開２００６−１８４７１１号公報に記載された現像装置では、上記現像剤循環型現像装置で言えば、第１回転搬送体や静電潜像担持体へトナーを供給する現像剤担持回転体等が配置されているバッファ部に現像剤量検知装置が設けられている。

特開２００６−１１２２６号公報 特開２００６−１８４７１１号公報

しかしながら、特開２００６−１１２２６号公報や特開２００６−１８４７１１号公報に記載の現像装置によると、現像剤量検知装置は、バッファ部に設けた透光性の現像剤検知窓を通して現像剤量を検知する光学的センサ及び該検知窓の内面を清掃する清掃装置を含むものであり、検知装置が設けられている部分と相まって検知装置を含む部分の構成が複雑であった。

また、特開２００６−１１２２６号公報記載の現像装置では、現像剤補給口が検知装置から離れており、現像剤補給に対する検知装置の応答にズレが生じやすく、そのために過剰の現像剤が補給されてしまうようなことがあった。

特開２００６−１８４７１１号公報記載の現像装置では、検知装置を構成している検知窓の内面を清掃する清掃装置が下側の第１回転搬送体の回転軸の延長線上付近に位置しており、検知装置のある領域には回転搬送体を設置できないため、それだけ現像剤循環性が悪化し、それにより流動性が悪化した現像剤が溜まって画像ノイズを引き起こしたり、現像剤量検知バラツキを大きくしたりしていた。

また、特開２００６−１８４７１１号公報記載の現像装置では、現像剤量検知装置周辺のスペースが狭いため、実際には、検知窓を介して現像剤量を検知する光学的センサを検知窓から離れた場所に設置し、検知窓からの光を導光部材にてセンサへ導かなければならず、そのため、検出感度が低下したり、検知装置を含む部分の構成が複雑化し、コストアップを招いたりしていた。

本発明は、画像形成装置において静電潜像現像に用いる現像剤循環型現像装置であって、現像剤量を簡単安価に、精度よく検知することができる現像装置を提供することを第１の課題とする。

ここで「現像剤循環型現像装置」とは既述のとおり、静電潜像にトナーを付与する現像剤担持回転体と、該現像剤担持回転体に臨み現像に供する現像剤を保持するバッファ部と、前記バッファ部に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に現像剤を搬送する第１回転搬送体と、前記第１回転搬送体の上側に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に、且つ、前記第１回転搬送体とは反対方向に、現像剤を搬送する第２回転搬送体とを含んでおり、前記第１及び第２の回転搬送体は、前記第２回転搬送体の現像剤送出側端部から前記第１回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動を許すとともに前記第１回転搬送体の現像剤送出側端部から前記第２回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動を許しつつ現像剤を攪拌循環させて該第１回転搬送体から前記現像剤担持回転体側へ現像剤を供給することができる現像装置である。

また本発明は、静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であって、少なくとも一つの現像装置においては、現像装置内の現像剤量を簡単安価に、精度よく検知することができ、それだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することを第２の課題とする。

本発明は前記課題を解決するため、次の現像装置及び画像形成装置を提供する。
（１）現像装置
静電潜像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成できる画像形成装置において静電潜像現像に用いる現像装置であり、
前記静電潜像にトナーを付与する現像剤担持回転体と、
該現像剤担持回転体に臨み現像に供する現像剤を保持するバッファ部と、
前記バッファ部に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に現像剤を搬送する第１回転搬送体と、
前記第１回転搬送体の上側に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に、且つ、前記第１回転搬送体とは反対方向に、現像剤を搬送する第２回転搬送体と、
現像剤溜まり部と、
現像剤量検知装置とを含んでおり、
前記第１及び第２の回転搬送体は、前記第２回転搬送体の現像剤送出側端部から前記第１回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動を許すとともに前記第１回転搬送体の現像剤送出側端部から前記第２回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動を許しつつ現像剤を攪拌循環させて該第１回転搬送体から前記現像剤担持回転体側へ供給することができ、
前記第１及び第２の回転搬送体は、前記第１回転搬送体の現像剤送出側端部及び該端部の上側に位置する前記第２回転搬送体の現像剤送入側端部が、前記現像剤担持回転体の回転軸方向に該現像剤担持回転体の外側まで延在しており、
前記現像剤溜まり部は該第２回転搬送体の延在部の上方に連設されており、
前記現像剤量検知装置は、前記現像剤溜まり部内の現像剤量を検知するための透光性検知窓と、該検知窓を通して該現像剤溜まり部内の現像剤量を検知する現像剤量検出センサと、清掃部材を保持して該清掃部材で該検知窓内面を摺擦清掃する清掃体とを含んでおり 前記第１回転搬送体の現像剤搬送能力は前記第２搬送回転体の現像剤搬送能力より大きい現像装置。

（２）画像形成装置
静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であり、少なくとも一つの現像装置が本発明に係る現像装置である画像形成装置。

本発明に係る現像装置によると、上側の第２回転搬送体の現像剤搬送方向において該第２回転搬送体の現像剤送入側端部の上方に現像剤溜まり部を連設してあるので、第２回転搬送体に静電潜像現像動作に要求される一定量の現像剤を搬送させる一方、それ以上の量の現像剤は該現像剤溜まり部に滞留させておくことができる。換言すれば、現像剤溜まり部に現像剤を滞留させた状態として第２回転搬送体に静電潜像現像動作に要求される一定量の現像剤を搬送させることができる。

そして、下側の第１回転搬送体が、上側の第２回転搬送体の現像剤送出側端部から第１回転搬送体の現像剤送入側端部へ供給される現像剤量と等量の現像剤を搬送するところで現像剤循環のバランスがとれる。

このとき、第１回転搬送体の現像剤搬送能力は第２回転搬送体のそれより大きいから、上側の第２回転搬送体が現像動作に要求される現像剤量を搬送して第１回転搬送体へ供給することができるとともに第１回転搬送体が第２回転搬送体から供給される現像剤量と等量の現像剤を搬送することで、バッファ部において第１回転搬送体の上方に隙間ができるように現像装置内の現像剤量を調整することが可能である。そうすることで、静電潜像現像動作に要求される現像剤量を現像剤粉圧の上昇が抑制された状態で現像剤担持回転体へ安定的に供給でき、ひいてはそれだけ良好に静電潜像を現像できる。

現像動作により現像剤が消費されると消費した分だけ第１回転搬送体のあるバッファ部における現像剤上面が低下し、また、第１回転搬送体から第２回転搬送体への現像剤移動量が低下し、それにより現像剤循環量が減少して現像剤担持回転体への現像剤供給不良が起ころうとするが、第２回転搬送体の現像剤送入側端部の上方には現像剤溜まり部があり、第２回転搬送体は現像に必要な現像剤量を第１回転搬送体側へ供給するので、バッファ部における現像剤量は現像に要求される量に維持され、ひいては現像剤供給不良による画像ノイズの発生は抑制される。

現像装置内の現像剤量が不足してきたときには、第１、第２の回転搬送体の存在の影響の少ない現像剤溜まり部を利用して、現像剤循環及び現像剤担持回転体への現像剤供給を妨げることなく、現像に消費されたトナーの補給を該現像剤溜まり部に対して簡単に行うことができる。

本発明に係る現像装置によると、現像装置内現像剤量の検知装置が現像剤溜まり部に設けられており、該検知装置は、該現像剤溜まり部内の現像剤量を検知するための透光性検知窓と、該検知窓を通して該現像剤溜まり部内の現像剤量を検知する現像剤量検出センサと、清掃部材を保持して該清掃部材で該検知窓内面を摺擦清掃する清掃体とを含んでいるものであるから、清掃部材で検知窓内面をクリーニングしつつ、現像剤量検出センサによって現像剤溜まり部内の現像剤量を精度よく検知することができる。

この現像剤量検知装置は第１、第２の回転搬送体の存在の影響の少ない現像剤溜まり部を利用して設けるものであるから、それだけ簡単、安価に設けることができる。

また、既述のように、現像装置内の現像剤量が不足してきたときには、現像剤溜まり部にトナーを補給することができ、そうすることで、現像剤循環及び現像剤担持回転体への現像剤供給を妨げることなく、現像に消費されたトナーの補給を簡単に行えるのであるが、このようにトナー補給部位と現像剤量検知装置とを近くに設けることができ、そうすることで、現像剤量検知装置のトナー補給に対する応答性が良好となり、それだけ精度よく現像剤量を検知することができ、ひいては、トナーを過不足が抑制された状態で補給することができ、さらには現像装置内の現像剤量を一定化、安定化することができる。

現像剤検知装置による現像剤量検知をより精度よく行うために、まだ現像装置内の現像剤が不足していないときには該検知装置の現像剤量検出センサにより検出されるべき現像剤を検知窓へより確実に存在させるために、前記清掃体は現像剤保持部材をさらに備えていてもよい。該現像剤保持部材は前記第２回転搬送体に対向する開口部を有するとともに該開口部を間にして前記清掃部材とは清掃体往復動作方向において反対側の先端部に現像剤を前記検知窓へ抱き寄せるための抱き寄せ部を有しているものである。

また、現像剤量検知を一層精度よく行うために、前記現像剤保持部材に臨む前記第２回転搬送体の部位に現像剤量検出センサにより検出されるべき現像剤を該センサのレベルへ向け円滑に上昇移動させるためのパドルを設けてもよい。

本発明に係る現像装置は、トナーを主体とする所謂一成分現像剤を使用するもの、トナーとキャリアを主体とする二成分現像剤を使用するもののいずれであってもよい。

本発明に係る現像装置は、第１回転搬送体と第２回転搬送体との間に仕切り部材を設けることができ、該仕切り部材に少なくとも、第２回転搬送体の現像剤送出側端部から第１回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動を許す第１開口部と、第１回転搬送体の現像剤送出側端部から第２回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動を許す第２開口部とを設けることができる。

また、バッフア部には、使用する現像剤の種類等に応じて、現像剤担持回転体に現像剤を供給する現像剤供給回転体を配置することができる。この現像剤供給回転体は現像剤担持回転体に接触回転して、消費されずに該現像剤担持回転体に運ばれてバッファ部へ戻ってくる現像剤を該現像剤担持回転体から掻き取るとともに現像剤を該現像剤担持回転体へ供給するものでもよい。

本発明に係る現像装置は、使用する現像剤種類等に応じて、静電潜像の現像を行う現像領域へ運ばれる現像剤量を規制したり、或いはさらに帯電させる現像剤規制部材を備えることができる。

本発明に係る現像装置は、使用する現像剤の種類等に応じて、消費されずに現像剤担持回転体に運ばれてバッファ部へ戻ってくる現像剤から除電する除電装置を備えることもできる。

本発明に係る現像装置における前記第１、第２の各回転搬送体としては、代表例として回転軸に螺旋羽根を周設したスクリュー搬送部材を挙げることができるが、これに限定されるものではなく、現像剤を搬送できる形状のものであれば、パドル形状その他の形状のものでもよい。

本発明に係る画像形成装置では、少なくとも一つの現像装置は本発明に係る現像装置であるから、その現像装置では、現像装置内の現像剤量を簡単安価に、精度よく検知することができ、ひいてはそれだけ現像剤補給を適量に行って、良好な画像を形成できる。

以上説明したように本発明によると、画像形成装置において静電潜像現像に用いる現像剤循環型現像装置であって、現像剤量を簡単安価に、精度よく検知することができる現像装置を提供することができる。

また本発明によると、静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であって、少なくとも一つの現像装置においては、現像装置内の現像剤量を簡単安価に、精度よく検知することができ、ひいてはそれだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。

本発明に係る画像形成装置の１例の構成の概略を示す図である。 図１の画像形成装置における本発明に係る現像装置の１例の断面構造の概略を示す図である。 図２に示す現像装置を図２おいて右側から見て、しかし現像ローラ及び供給ローラは破線でその位置を示すだけとして、概略的に示す図である。 現像剤溜まり部及び現像剤量検知装置の構成を上方から見て概略的に示す図である。 図５（Ａ）は図２、図３に示す現像装置において現像剤量が略十分である状態を、図５（Ｂ）は図２、図３に示す現像装置において現像剤が消費されて現像剤量が減少している状態を示している。 図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は現像剤溜まり部における現像剤と検知窓清掃体及びそれに設けられた現像剤保持部材の位置との関係を示す図である。 図７（Ａ）は図３等に示す現像剤量検知窓の清掃体とそれに組み合わされた現像剤保持部材の斜視図であり、図７（Ｂ）は現像剤保持部材の他の例を示す斜視図である。 図３に示す現像装置において、現像剤量検知窓の清掃体に現像剤保持部材が設けられていない参考例現像装置の概略構成を示す図である。 図８の現像装置における現像剤溜まり部及び現像剤量検知装置の構成を上方から見て概略的に示す図である。 図８及び図９に示す現像剤量検知装置の難点を説明する図である。

以下、図面を参照して本発明に係る画像形成装置の例及びそこで用いられている現像装置について説明する。
図１は画像形成装置の１例１００の構成の概略を示している。画像形成装置１００はタンデム型のフルカラープリンタである。

このプリンタ１００は、駆動ローラ７１とこれに対向するローラ７２に巻き掛けられた無端の中間転写ベルト７を有している。転写ベルト７は、図示省略のベルト駆動部により駆動される駆動ローラ７１により図中反時計方向（図中矢印方向）ＣＣＷに回される。

ローラ７２には転写ベルト７上の２次転写残トナー等を清掃するクリーニング装置７３が臨んでおり、駆動ローラ７１には２次転写ローラ８が臨んでいる。クリーニング装置７３に回収されるトナー等は図示省略の搬送手段にて廃棄容器へ送られる。

２次転写ローラ８の表層部は弾性材料で形成されており、図示省略の押圧手段にて駆動ローラ７１に支持された中間転写ベルト７の部分に押圧され、中間転写ベルト７との間にニップ部を形成し、中間転写ベルト７の回転に従動して、或いは、後述するように該ニップ部に送り込まれる記録媒体Ｓの移動に従動して、或いは駆動されて回転することができる。２次転写ローラ８には、図示省略の電源から２次転写バイアスを印加することができる。

中間転写ベルト７及び２次転写ローラ８の上方には定着装置９が配置されており、下方にはタイミングローラ対１１が配置されており、さらにその下方に、記録紙等の記録媒体Ｓを収容した記録媒体収容カセット１０が配置されている。

定着装置９はハロゲンランプヒータ等の熱源を備えた定着加熱ローラとこれに圧接される加圧ローラとを含むものである。
記録媒体収容カセット１０に収容された記録媒体Ｓは、媒体供給ローラ１０１にて１枚ずつ引き出してタイミングローラ対１１へ供給することができる。

中間転写ベルト７を巻き掛けたローラ７１、７２の間には、転写ベルト７に沿って、ローラ７２からローラ７１に向けて、イエロー画像形成部Ｙ、マゼンタ画像形成部Ｍ、シアン画像形成部Ｃ及びブラック画像形成部Ｋがこの順序で配置されている。

Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各画像形成部は、静電潜像担持体としてドラム型の感光体１を備えており、該感光体の周囲に帯電器２、露光装置３、現像装置４及びクリーニング装置５がこの順序で配置されている。

各画像形成部の感光体１にはベルト７を間にして１次転写ローラ６が対向配置されている。１次転写ローラ６は、図示省略の押圧手段にて感光体１の方向へ押圧され、ベルト７に接触して従動回転するとともにベルト７を感光体１に接触させることができる。

１次転写ローラ６には、感光体１上に形成されるトナー像をベルト７へ１次転写するための１次転写バイアスを図示省略の電源から印加できる。

露光装置３は、図示省略のパーソナルコンピュータ、画像読取装置等から提供される画像情報に応じて、レーザービームの点滅により感光体１にドット（点）露光で画像露光を施せるものである。

各画像形成部における感光体１は、ここでは負帯電性の感光体であり、図示省略の感光体駆動モータにて図中時計方向回りに回転駆動できる。

各画像形成部における帯電器２は、本例ではスコロトロン帯電器であり、所定のタイミングで図示省略の電源から帯電用の電圧が印加される。なお、帯電器２は帯電ローラを用いるもの等であってもよい。

各画像形成部における現像装置４は、本例では、トナーを主体とする一成分現像剤を使用して感光体１上に形成される静電潜像を、図示省略の電源から現像バイアスが印加されるローラ形態の現像剤担持回転体（以下、「現像ローラ」という。）４１（図２参照）で反転現像することができる。現像装置４については後ほどさらに説明する。

このプリンタによると、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像形成部のうち１又は２以上を用いて画像を形成することができる。
画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのすべてを用いてフルカラー画像を形成する場合を例にとると、先ず、イエロー画像形成部Ｙにおいてイエロートナー像を形成し、これを転写ベルト７に１次転写する。

すなわち、イエロー画像形成部Ｙにおいて、感光体１が図中時計方向に回転駆動され、帯電器２にて表面が一様に所定電位に帯電され、該帯電域に露光装置３からイエロー画像に対応する画像露光が施され、感光体１上にイエロー画像に対応する静電潜像が形成される。この静電潜像はイエロートナーを有する現像装置４の現像バイアスが印加された現像ローラ４１にて現像されて可視イエロートナー像となる。該イエロートナー像は１次転写ローラ６にて転写ベルト７上に１次転写される。このとき、１次転写ローラ６には図示省略の電源から１次転写バイアスが印加される。

同様にして、マゼンタ画像形成部Ｍにおいてマゼンタトナー像が形成されて転写ベルト７に転写され、シアン画像形成部Ｃにおいてシアントナー像が形成されて転写ベルト７に転写され、ブラック画像形成部Ｋにおいてブラックトナー像が形成されて転写ベルト７に転写される。

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はこれらが中間転写ベルト７上に重ねて転写されるタイミングで形成される。
かくして転写ベルト７上に形成された多重トナー像は転写ベルト７の回動により２次転写ローラ８へ向け移動する。

一方、記録媒体Ｓが記録媒体収容カセット１０から媒体供給ローラ１０１にて引き出され、タイミングローラ対１１へ供給され、待機している。

このようにタイミングローラ対１１のところで待機する記録媒体Ｓは、中間転写ベルト７にて送られてくる多重トナー像に合わせて、転写ベルト７と２次転写ローラ８とのニップ部に供給される。該多重トナー像は図示省略の電源から２次転写バイアスが印加された２次転写ローラ８にて記録媒体Ｓ上に２次転写される。

その後記録媒体Ｓは定着装置９に通され、そこで多重トナー像が加熱加圧下に記録媒体Ｓに定着される。記録媒体Ｓはひき続き、排出ローラ対１２にて排出トレイ１３に排出される。

トナー像のベルト７への１次転写において感光体１上に残留する転写残トナー等はクリーニング装置５で清掃され、２次転写によりベルト７上に残留する２次転写残トナー等はクリーニング装置７３で清掃される。これら清掃除去されたトナーはそれぞれ図示省略の搬送手段にて廃棄容器へ送られる。

以上説明したように画像形成されるのであるが、現像装置４についてさらに説明する。現像装置４は図２、図３及び図５等にに示すもので、本発明に係る現像装置の１例である。

図２は現像装置４の断面構造の概略を示している。図３は現像装置４を図２において右側から見て、しかし現像ローラ４１及び供給ローラ４２は破線でその位置を示すだけとして、概略的に示している。

現像装置４は現像ローラ４１及び現像ローラ４１へ現像剤を供給する供給ローラ４２を備えている。供給ローラ４２は現像剤供給回転体の１例である。
現像ローラ４１は粗さ剤を添加した導電性ゴム層を金属軸に周設したものであるが、表面をブラスト処理したアルミパイプからなるもの等でもよい。
供給ローラ４２はここでは金属軸に弾性発泡ポリウレタン層を周設したものである。

現像装置４は供給ローラ４２側へ現像剤を攪拌しつつ供給する第１回転搬送体４６及び第２回転搬送体４７も備えている。第１及び第２の各回転搬送体は、ここでは、回転軸にスクリュー羽根（螺旋羽根）を周設したスクリュー搬送部材である。

これら現像ローラ４１、供給ローラ４２並びに第１及び第２のスクリュー搬送部材４６、４７は現像装置ハウジング４０に収められ、該ハウジングに回転可能に支持されている。現像ローラ４１は、現像装置４が画像形成装置１００に装着されると感光体１に臨むように、一部がハウジング４０の外側へ出ている。搬送部材４６、４７は現像装置ハウジング４０内に収容されている。

ハウジング４０内には現像に供する現像剤（本例ではトナーＴ）（図５参照）を保持して供給ローラ４２及び現像ローラ４１に臨むバッファ部４３が形成されている。

第１スクリュー搬送部材４６はバッフア部４３における、供給ローラ４２より上側、且つ、ローラ４２の背後寄り位置に配置されている。第２スクリュー搬送部材４７は板状の仕切り部材４８を間にして第１スクリュー搬送部材４６の上側、且つ、供給ローラ４２の上方に配置されている。

第１スクリュー搬送部材４６は現像ローラ４１と平行に配置されており、第２スクリュー搬送部材４７は仕切り部材４８を間にして第１スクリュー搬送部材４６と平行に配置されている。

第１スクリュー搬送部材４６は図示を省略した回転駆動部にて回転駆動されることで、図３中右側から左側へ回転軸方向に現像剤を搬送することができ、第２スクリュー搬送部材４７は図示省略の回転駆動部にて回転駆動されることで、図３中左側から右側へ回転軸方向に現像剤を搬送することができる。

このように第１及び第２のスクリュー搬送部材４６、４７が回転駆動されることで、図３に矢印で示すように、現像剤は、第１搬送部材４６にて、図３において右側の現像剤送入側端部（現像剤送り込み側端部）から左側の現像剤送出側端部（現像剤送り出し側端部）へ搬送され、該現像剤送出側端部から仕切り部材４８の左側端部の開口部（第２開口部）４８２を通って第２搬送部材４７の現像剤送入側端部へ上昇移動し、さらに第２搬送部材４７にてその現像剤送出側端部へ向け搬送され、該送出側端部から仕切り部材４８の右側端部の開口部（第１開口部）４８１を通って重力にも助けられつつ第１搬送部材４６の現像剤送入側端部へ落下移動する。現像剤はこのようにして第１、第２の搬送部材４６、４７により攪拌循環されつつ、第１搬送部材４６から供給ローラ４２、ひいては現像ローラ４１側へ供給される。

なお、図３から分かるように、このような現像剤の循環移動を円滑化するために、第１搬送部材４６の現像剤送出側端には、搬送部材４６の本来の現像剤搬送方向（図において右から左方向）に対して現像剤を僅かに押し戻す逆巻き螺旋羽根部４６０が形成されているとともに、第２搬送部材４７の現像剤送出側端には、搬送部材４７の本来の現像剤搬送方向（図において左から右方向）に対して現像剤を僅かに押し戻す逆巻き螺旋羽根部４７１が形成されている。

現像ローラ４１及び供給ローラ４２は、図示省略の回転駆動部により図２中反時計方向回りに回転駆動される。従って、ローラ４１と４２とが対向するニップ部では、両ローラ表面は互いに反対方向に移動する。これにより、供給ローラ４２は現像で消費されずに現像装置ハウジング４０内へ戻ってくる現像剤を現像ローラ４１から掻き落とすとともに、新たに現像剤を現像ローラ４１へ供給する。

このようにして供給された現像剤は現像ローラ４１に当接しているブレード形態の現像剤規制部材４４を通過するときに現像剤量が適正に規制されるとともに帯電せしめられ、感光体１に臨む現像領域で感光体１上の静電潜像の現像に供される（静電潜像へトナーを付与する）。現像で消費されなかった現像剤は現像ローラ４１の回転とともにケース４０内へ戻ってくる。このとき、現像剤は、供給ローラ４２による現像ローラ４１からの掻き取りを円滑化するために図示省略の除電電源から除電バイアスが印加された除電部材４５にて除電される。

この現像装置４の注目すべき点として、
(1) 第１スクリュー搬送部材４６による現像剤搬送能力が第２スクリュー搬送部材４７のそれより大きい点、
(2) 第１及び第２のスクリュー搬送部材４６、４７は、搬送部材４６の現像剤送出側端部及びその上側にある搬送部材４７の現像剤送入側端部において、現像ローラ４１の回転軸方向に現像ローラ４１の外側まで延在しており、第２搬送部材４７の該延在部の上方に現像剤溜まり部４９が連設されている点及び
(3) 現像剤溜まり部４９に現像剤量検知装置ＴＳが設けられている点を挙げることができる。

それには限定されないが、本例では、第１スクリュー搬送部材４６は、回転軸径３．５ｍｍ、外径８ｍｍ、スクリューリード１５ｍｍのものである。第２スクリュー搬送部材４７は、回転軸径３．５ｍｍ、外径８ｍｍ、スクリューリード８ｍｍのものである。両搬送部材とも図示省略の駆動部により毎分２００回転で回される。搬送部材４６は搬送部材４７の約２倍の搬送能力を有している。なお、第２搬送部材４７における現像剤溜まり部４９に臨む螺旋羽根（スクリュー）部分のスクリューリードは、後述する現像剤量検知窓ｄｗへ現像剤が盛り上がり易くするために８ｍｍより若干大きく１０ｍｍにしてある。

それには限定されないが、本例では、図３における現像装置４の長手方向において、現像溜まり部４９は約５０ｍｍ、現像剤溜まり部４９とバッファ部４３との間の部分は約４０ｍｍ、バッファ部４３は約２３０ｍｍ〜３２０ｍｍ、現像ローラ４１の長手方向長さは約２２０ｍｍ〜３１０ｍｍである。

図３において現像剤溜まり部４９の互いに対向する手前側及び奥側の壁のそれぞれに現像剤量（ここでは溜まり部における現像剤の上面位置）を検知するための、例えば透明な樹脂（例えばポリスチレン）からなる透光性の検知窓ｄｗが設けられている。
なお、現像剤溜まり部４９が、例えば、透明なポリスチレン樹脂等の透明材料で形成されている場合には、その一部を検知窓として利用することができる。

検知窓ｄｗはここでは現像装置４内の現像剤量を検知するための現像剤量検知装置ＴＳの一部を構成している。検知装置ＴＳは、さらに、検知窓ｄｗを通して現像剤溜まり部４９内の現像剤量を検知する現像剤量検出センサも含んでいる。

現像剤量検出センサは、本例では発光素子ｓ１と受光素子ｓ２を有する光透過式の光学的な現像剤検出センサである。発光素子ｓ１は一方の検知窓ｄｗにその外側から臨み、受光素子ｓ２は他方の検知窓ｄｗにその外側から臨んでいる。受光素子ｓ２が発光素子ｓ１からの光を所定量受けると現像装置４内現像剤量が不足していると判断され、発光素子ｓ１からの光が現像剤に遮られて受光素子ｓ２が所定量の光を受けないときは現像剤量は足りていると判断される。現像剤溜まり部４９には、図３に示すように、トナー補給部ＴＢを着脱可能に装着できるようになっており、検知装置ＴＳが現像剤量の不足を検出すると、トナー補給部ＴＢからトナーを補給できるようになっている。

現像剤量検知装置ＴＳはさらに清掃体５１を含んでいる。図４にも示すように、清掃体５１は検知窓ｄｗの内面を摺擦クリーニングする清掃部材５１１を両側に有する本体部材５１０を図示省略の連動機構により第２搬送部材４７の回転に連動して該搬送部材４７の回転軸方向に繰り返し往復動するものである。この清掃部材５１１の動作、作用等に関連して、検知窓ｄｗの内面には、現像剤付着防止、帯電防止、耐摩耗性向上のうち少なくとも一つのためのコーティング処理を施しておいてもよい。

本体部材５１０は、図４に示すように、上方から見ると先端が開放された四角形溝形状の部材である。清掃部材５１１は本例では柔軟性のある弾性発泡材料（例えば発泡ウレタンゴム）からなるものであるが、本体部材５１０の側面に突設されて検知窓を摺擦する、可撓性を有するシート（例えばＰＥＴシート：ポリエチレンテレフタレートシート）等であってもよい。

ここでの清掃体５１には、図７（Ａ）にも示すように、さらに現像剤保持部材５２が設けられている。保持部材５２は、第２搬送部材４７に対向する開口部を提供する一対の間隔を開けたアーム部５２１と該アーム部先端に保持された現像剤抱き寄せ部５２２とからなっている。アーム部５２１が提供する開口部は、本体部材５１０の第２搬送部材４７に対して開放された溝形状開放部５１０ａに連通するものである。

アーム部５２１は清掃体の本体部材５１０の先端且つ上端部に突設されており、抱き寄せ部５２２は、ここでは該一対のアーム部先端から突出し、湾曲しつつ下へ向きを変え、さらに真っ直ぐ下方向へ延びるプレート形態のものである。抱き寄せ部は、図７（Ｂ）に示す平坦プレート形状のもの５２３などでもよく、現像剤検知窓ｄｗへ現像剤を抱き寄せることができるものであればよい。

いずれにしても現像剤保持部材５２は清掃体５１と一体的に形成されていてもよく、清掃体５１に後付けで設けられていてもよい。例えば、アーム部材５２１は清掃体の本体部材５１０に一体的に形成されていてもよく、後付けで形成されていてけもよい。現像剤抱き寄せ部５２２（５２３等）はアーム部５２１に一体的に形成されていてもよく、後付けで形成されていてけもよい。

また、検知装置ＴＳによる現像剤量検知を一層精度よく行うために、現像剤保持部材５２に臨む第２スクリュー搬送部材４７の部位に現像剤量検出センサ（ｓ１、ｓ２）により検出されるべき現像剤を該センサのレベルへ向け円滑に上昇移動させるためのパドル４７２も設けてある。

このように、現像装置４では、上側の第２スクリュー搬送部材４７の主たる現像剤搬送方向において該搬送部材の現像剤送入側端部の上方に現像剤溜まり部４９を連設してあるので、第２搬送部材４７に感光体１上の静電潜像の現像動作に要求される一定量の現像剤Ｔを搬送させる一方、それ以上の量の現像剤は該現像剤溜まり部４９に滞留させておくことができる。換言すれば、現像剤溜まり部４９に現像剤Ｔを滞留させた状態として第２搬送部材４７に静電潜像現像動作に要求される一定量の現像剤Ｔを搬送させることができる。

そして、下側の第１搬送部材４６が、上側の第２搬送部材４７の現像剤送出側端部から仕切り部材４８の第１開口部４８１を通して供給される現像剤量と等量の現像剤を搬送するところで現像剤循環のバランスがとれる。

このとき、第１搬送部材４６の現像剤搬送能力は第２搬送部材４７のそれより大きいから、上側の第２搬送部材４７が静電潜像の現像動作に要求される現像剤量を搬送して第１搬送部材４６へ供給することができるとともに第１搬送部材４７が第２搬送部材４７から供給される現像剤量と等量の現像剤を搬送することで、バッファ部４３において第１搬送部材４６の上方に隙間ができるように現像装置内の現像剤量を調整することが可能であり、ここではそのように装置４内現像剤Ｔの量が調整されている（図５（Ａ）参照）。かくして、静電潜像現像動作に要求される現像剤量を現像剤粉圧の上昇が抑制された状態で現像ローラ４１へ安定的に供給でき、ひいてはそれだけ良好に静電潜像を現像できる。

現像動作により現像剤が消費されると消費した分だけ第１搬送部材４６のあるバッファ部４３における現像剤Ｔの上面が低下し（図５（Ｂ））、また、第１搬送部材４６から第２搬送部材４７への現像剤移動量が低下し、それにより現像剤循環量が減少して現像ローラ４１への現像剤供給不良が起ころうとするが、第２搬送部材４７の現像剤送入側端部の上方に現像剤溜まり部４９があり、第２搬送部材４７は現像に必要な現像剤量を第１搬送部材４６へ供給するので、バッファ部４３における現像剤量は現像に要求される量に維持され、もし現像ローラ４１への現像剤供給不良があれば発生するであろう画像ノイズの発生は抑制される。

現像装置４内の現像剤量が不足してきたときには、第１、第２の搬送部材４６、４７の存在の影響の少ない現像剤溜まり部４９を利用して、現像剤剤循環及び現像ローラ４１への現像剤供給を妨げることなく、現像に消費されたトナーの補給を該現像剤溜まり部４９に対して簡単に行うことができる。

現像装置４によると、現像装置内現像剤量の検知装置ＴＳが現像剤溜まり部４９に設けられており、検知装置ＴＳは、現像剤溜まり部４９内の現像剤量を検知するための透光性検知窓ｄｗと、検知窓ｄｗを通して現像剤溜まり部内の現像剤量を検知する現像剤量検出センサ（ｓ１、ｓ２）と、清掃部材５１１を保持して該清掃部材で検知窓ｄｗの内面を摺擦清掃する清掃体５１とを含んでいるものであるから、清掃部材５１１で検知窓ｄｗの内面をクリーニングしつつ、現像剤量検出センサ（ｓ１、ｓ２）によって現像剤溜まり部内の現像剤量を、ひいては現像装置４内の現像剤量を精度よく検知することができる。

現像装置４では清掃体５１に現像剤保持部材５２が設けられているが、ここでもし図８及び図９に示すように現像剤保持部材５２が設けられていないとすると、図１０に示すように、清掃体５１の往復動作に伴い、現像剤Ｔが現像剤溜まり部４９の現像剤搬送方向において下流側の壁体４９１に押圧されて凝集状態Ｔ’になるかもしれず、そのように現像剤が凝集すると、現像剤溜まり部４９内での現像剤の移動が悪化し、検知窓ｄｗを通しての現像剤量検知にバラツキが生じる。この問題を解決するには、最前進位置での清掃体５１と壁４９１との間の距離を大きくしておけばよいが、それでは現像装置４がそれだけ大型化してしまう。

しかし、現像装置４では、既述のとおり、清掃体５１に現像剤保持部材５２を設け、それにより、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、現像剤が保持部材５２の一対のアーム部５２１により提供されている開口部へ入り易くし、且つ、入った現像剤を抱き寄せ部５２２で検知窓ｄｗの方へ移動させ易くしてあるので、現像剤溜まり部４９における現像剤の凝集は起こり難く、センサで検出されるべき現像剤を検知窓ｄｗに臨ませることができ、それだけ一層現像剤量を精度よく検知できる。なお、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は検知窓ｄｗに現像剤が達しており、現像剤量が足りている状態であり、図６（Ｃ）は検知窓ｄｗに現像剤が達しておらず、現像剤量が不足している状態である。このように現像剤量が不足すると現像剤溜まり部４９にトナーが補給される。

現像装置４には、さらに、現像剤保持部材５２に臨む第２搬送部材４７の部位に前記パドル４７２を設けて現像剤量検出センサ（ｓ１、ｓ２）により検出されるべき現像剤を該センサのレベルへ向け円滑に上昇移動させることができるようにしてあるので、この点でも現像剤量を一層精度よく検知できる。

いずれにしても、現像剤量検知装置ＴＳは第１、第２の搬送部材４６、４７の存在の影響の少ない現像剤溜まり部４９を利用して設けるものであるから、それだけ簡単、安価に設けることができる。

また、既述のように、現像装置内の現像剤量が不足してきたときには、現像剤溜まり部４９にトナーを補給することができ、そうすることで、現像剤循環及び現像ローラ４１への現像剤供給を妨げることなく、現像に消費されたトナーの補給を簡単に行えるのであるが、このようにトナー補給部位と現像剤量検知装置ＴＳとを近くに設けることができ、そうすることで、現像剤量検知装置ＴＳのトナー補給に対する応答性が良好となり、それだけ精度よく現像剤量を検知することができ、ひいては、トナーを過不足が抑制された状態で補給することができ、さらには現像装置４内の現像剤量を一定化、安定化することができる。

プリンタ１００では、現像装置として以上説明した現像装置４を採用しているから、各現像装置４では、現像装置内の現像剤量を簡単安価に、精度よく検知することができ、ひいてはそれだけ現像剤補給を適量に行って、良好な画像を形成できる。

図１を参照して説明した画像形成装置はタンデム型のフルカラープリンタ１００であったが、本発明はモノクロ画像形成装置にも適用でき、また、他のタイプの多色画像形成装置等にも適用できる。また、現像装置を複数備えている画像形成装置では、該複数の現像装置の全数より少ない数の現像装置に本発明が適用されているだけでもよい。

本発明は、現像装置内の現像剤量を簡単安価に、精度よく検知することができ、ひいてはそれだけ現像剤補給を適量に行って、良好な画像を形成できる現像装置を提供すること及びそのような現像装置を備えることでそれだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することに利用できる。

１００ プリンタ
Ｙ イエロー画像形成部
Ｍ マゼンタ画像形成部
Ｃ シアン画像形成部
Ｋ ブラック画像形成部
１ 感光体
２ 帯電器
３ 画像露光装置
４ 現像装置
４０ 現像装置ハウジング
４１ 現像ローラ
４２ 現像剤供給ローラ
４３ バッファ部
４４ 現像剤規制部材
４５ 除電部材
４６ 第１スクリュー搬送部材
４６０ 逆巻き螺旋羽根部
４７ 第２スクリュー搬送部材
４７０ スクリューリードが若干大きい部分
４７１ 逆巻き螺旋羽根部
４７２ パドル
４８ 仕切り部材
４８１、４８２ 仕切り部材の現像剤流通用開口部
４９ 現像剤溜まり部
ＴＳ 現像剤量検出装置
ｓ１ 発光素子
ｓ２ 受光素子
ｄｗ 検知窓
５１ 清掃体
５１０ 清掃体の本体部材
５１０ａ 本体部材の溝状開放部
５１１ 清掃部材
５２ 現像剤保持部材
５２１ アーム部
５２２、５２３ 現像剤抱き寄せ部
ＴＢ トナー補給部
５ クリーニング装置
６ １次転写ローラ
７ 中間転写ベルト
７１ 駆動ローラ
７２ 対向ローラ
７３ クリーニング装置
８ ２次転写ローラ
９ 定着装置
１０ 記録媒体供給カセット
１０１ 記録媒体供給ローラ
１１ タイミングローラ対
１２ 記録媒体排出ローラ対
１３ 記録媒体排出トレイ
Ｓ 記録媒体
Ｔ 現像剤

Claims (4)

1. 静電潜像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成できる画像形成装置において静電潜像現像に用いる現像装置であり、
   前記静電潜像にトナーを付与する現像剤担持回転体と、
   該現像剤担持回転体に臨み現像に供する現像剤を保持するバッファ部と、
   前記バッファ部に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に現像剤を搬送する第１回転搬送体と、
   前記第１回転搬送体の上側に配置され、回転駆動されることで回転軸方向に、且つ、前記第１回転搬送体とは反対方向に、現像剤を搬送する第２回転搬送体と、
   現像剤溜まり部と、
   現像剤量検知装置とを含んでおり、
   前記第１及び第２の回転搬送体は、前記第２回転搬送体の現像剤送出側端部から前記第１回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動を許すとともに前記第１回転搬送体の現像剤送出側端部から前記第２回転搬送体の現像剤送入側端部への現像剤移動を許しつつ現像剤を攪拌循環させて該第１回転搬送体から前記現像剤担持回転体側へ供給することができ、
   前記第１及び第２の回転搬送体は、前記第１回転搬送体の現像剤送出側端部及び該端部の上側に位置する前記第２回転搬送体の現像剤送入側端部において、前記現像剤担持回転体の回転軸方向に該現像剤担持回転体の外側まで延在しており、
   前記現像剤溜まり部は該第２回転搬送体の延在部の上方に連設されており、
   前記現像剤量検知装置は、前記現像剤溜まり部内の現像剤量を検知するための透光性検知窓と、該検知窓を通して該現像剤溜まり部内現像剤量を検知する現像剤量検出センサと、清掃部材を保持して該清掃部材で該検知窓内面を摺擦清掃する清掃体とを含んでおり 前記第１回転搬送体の現像剤搬送能力は前記第２搬送回転体の現像剤搬送能力より大きいことを特徴とする現像装置。
2. 前記清掃体は前記第２回転搬送体の回転軸方向に往復動作して前記検知窓内面を前記清掃部材で摺擦清掃するものであり、現像剤保持部材をさらに備えており、該現像剤保持部材は前記第２回転搬送体に対向する開口部を有するとともに該開口部を間にして前記清掃部材とは清掃体往復動作方向において反対側の先端部に現像剤を前記検知窓へ抱き寄せるための抱き寄せ部を有している請求項１記載の現像装置。
3. 前記現像剤保持部材に臨む前記第２回転搬送体の部位に現像剤を前記現像剤溜まり部へ持ち上げ搬送するためのパドルが設けられている請求項２記載の現像装置。
4. 静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成できる画像形成装置であり、少なくとも一つの現像装置が請求項１から３のいずれかに記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。

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