JP3825945B2 - 現像装置及びこの現像装置を備える画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置に用いられる現像装置及びこの現像装置を備える画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
かかる現像装置は、一般に、帯電装置、露光手段によって表面に静電潜像が形成される潜像担持体の周囲に配置されている。
【0003】
かかる現像装置は、その表面に現像剤を担持し現像領域に搬送し潜像担持体上の静電潜像を現像させる現像剤担持体、現像剤担持体に担持された現像剤を所定の厚さに層形成させる現像剤規制部材、現像剤を収容する現像剤容器たる現像容器、現像容器内の現像剤を撹拌し現像剤担持体の方向に搬送する撹拌部材、現像装置内の現像剤残量を検知する残量検知部材等が配されている。
【0004】
通常、かかる現像装置にあっては、現像容器の潜像担持体に近接する位置に形成される現像剤排出口を、ほぼ塞ぐように、現像剤担持体が配置されている。現像容器内は複数の現像剤室に分かれており、現像剤室にはそれぞれ撹拌部材が配設されている。又、現像剤担持体に最も近い現像剤室では、より多くの現像剤を現像剤担持体へ搬送できるよう、頻繁に撹拌を行うようになっているため、現像剤の劣化が激しい。そのため、通常の現像容器では、現像剤担持体を含む現像剤室と、それ以外の一つ又は複数の現像剤室とに分かれており、現像剤担持体から遠い位置にある現像剤室ほど、撹拌頻度を低くし、現像剤担持体を含む現像剤室に、現像剤を搬送するに足りる最低の撹拌頻度で撹拌されるようになっている。
【0005】
又、一般に多くの現像装置は、現像剤量検知手段たる現像剤残量検知部材を有し、現像剤残量が所定の量まで減少した場合に、それを検知し、現像装置の交換、又は現像剤の補給を促す動作を行うようになっている。特に、現像装置の寿命が長く、現像剤を補給するタイプの現像装置では、現像剤残量検知を正確に行うことが重要であり、現像剤補給時の現像剤残量が少なすぎると現像剤不足による画像の白抜けや濃度不足が生じ、現像剤残量が多過ぎると現像剤室内で現像剤過多によるパッキングが生じ、現像剤の劣化促進をもたらしたり、新しい現像剤を補給した時に、残現像剤と新現像剤の混合による現像剤の異常帯電等の不具合を生じる。
【0006】
現像剤残量検知の方法としては、種々のものが提案されているが、最も一般的な方法の一つとして、ピエゾ素子を用いた方法がある。この方法は、センサー面上に現像剤が存在する状態かしない状態かを検知するもので、現像剤室の内壁にセンサー面が露出するように配置し、現像剤の残量検知を行うものである。
【0007】
現像剤室が複数ある場合には、いずれか一つの現像剤室に現像剤残量検知部材を配置して残量検知を行う。
【0008】
かかる現像装置の一例として、図6に示す現像装置について説明する。
【0009】
かかる現像装置にあっては、図6に示すように、現像剤担持体101が矢印の方向に回転しており、現像剤規制部材112によって、その表面に現像剤層が形成され、現像剤を搬送し、現像剤担持体101の潜像担持体102との対向位置で現像が行われる。第一現像剤室たる現像剤室103に形成される開口部近傍に現像剤担持体101が配置されており、現像剤室103内で現像剤担持体101の長手方向に沿って現像剤を撹拌しながら搬送する第1回転撹拌部材104によって、現像剤担持体101への現像剤の供給が行われている。又、第二現像剤室たる現像剤室105が、仕切り壁110を介して、現像剤室103と隣接している。仕切り壁110は、現像剤容器たる現像容器114の底から5mmの高さである。現像剤室105には、現像剤室105内で現像剤を撹拌しながら現像剤103室に向けて搬送する現像剤撹拌手段たる第2回転撹拌部材106が配設されている。
【0010】
第2回転撹拌部材106の回転中心の位置は、現像容器114の底から上方に50mmの位置である。
【0011】
現像剤室103には、内壁の手前側に、現像容器114の底から15mmの位置が中心になるように現像剤量検知手段たる現像剤残量検知部材109が配置されている。
【0012】
現像剤残量検知部材109は、圧電素子で構成されており、現像剤室103の内部の現像剤残量検知部材109の直前の部位における現像剤の有無を検知して、その検知信号を現像剤残量判定装置113に伝える。
【0013】
現像剤残量判定装置113では、連続的に現像剤残量検知部材109からの信号を受信し、現像剤残量検知部材109から現像剤無し信号を受信した時点で、現像剤無しと判断する。
【0014】
現像剤残量検知部材109は、センサー面(検知面)が直径10mmの円形をなしており、センサー面上の1/2以上の領域で現像剤が存在しない場合からセンサー面上の全ての領域で現像剤が存在しない場合にかけてのいずれかの状態で、現像剤無しの信号を出力するようになっている。
【0015】
即ち、現像剤残量検知部材109は、図6中のaのラインにまで現像剤が減少した状態から、bのラインまで現像剤が減少した状態になるまでの間に現像剤無しの信号の出力を開始するようになっている。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる現像装置にあっては、現像剤無しと判断された時点では、現像容器114内の残現像剤量は、aのラインからbのラインの間で振れており、これが誤差範囲となるため、現像剤室103と現像剤室105の仕切り壁110の高さが、現像剤残量検知部材109の中心部よりも低い場合には、現像剤無しと判断された時点で、現像剤室103内の振れだけでなく、現像剤室105でのaのラインからbのラインまでの振れ(図6中斜線部分)も含むため、残現像剤量の振れ幅が大きくなり、検知精度が悪くなってしまう。
【0017】
又、現像剤面が仕切り壁110の高さよりも高い位置に存在する場合では、第2回転撹拌部材106によって現像剤室105から現像剤室103に搬送された現像剤は、現像剤室103と現像剤室105の残現像剤の高さが同じになるように現像剤が移動する。即ち、第2回転撹拌部材106によって、現像剤室105から現像剤室103に搬送された現像剤の一部は、現像剤室103と現像剤室105の残現像剤量の高さが同じになるように現像剤室105に戻る。現像剤は、現像剤室103と現像剤室105の残現像剤量の高さが同じになるように保ったまま減少していくため、現像剤残量検知部材109が現像剤なしを検知した時点では、現像剤室105にも現像剤室103と同じ高さ分の現像剤が残っていることになり、その分の全体としての残現像剤量が増加してしまう。
【0018】
上述したこれらの不具合は、現像剤室が増加するほど悪化する現象であり、現像剤室が多い方が、残現像剤量の振れ幅は大きく、残現像剤量自体も増加する。
【0019】
一方、図7に示すように、現像剤室103と現像剤室105の仕切り壁110の高さが、第2回転撹拌部材106の回転中心よりも高い場合は、現像剤室105内で第2回転撹拌部材106によって掃きよせ的にくみ上げられた現像剤が、仕切り壁110を越えられないため、現像剤室103への現像剤の搬送が良好に行えないという不具合が生じてしまう。
【0020】
そこで、本発明は、2つの現像剤室を備えた装置における現像剤量検知手段の検知精度の向上を図ることができる現像装置及びこの現像装置を備える画像形成装置の提供を目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本出願にかかる発明は、現像剤を収容する現像剤容器と、現像剤容器内から供給された現像剤を表面で担持し軸線まわりに回転自在な現像剤担持体と、前記現像剤容器内の所定位置に検知素子が配設され現像剤容器内の現像剤が上記所定位置に有るか否かを検知する現像剤量検知手段と、該現像剤量検知手段による検知結果をもとに、現像剤無しを判断する現像剤残量判定装置と、前記検知素子に対する現像剤担持体遠方側に配設され上記軸線と平行な軸線まわりに回転し現像剤容器内の現像剤を撹拌搬送する現像剤撹拌手段とを備え、前記現像剤容器は、現像剤担持体の軸線に平行で現像剤容器内を、前記検知素子が配設される第一現像剤室と、該第一現像剤室に向けて現像剤を搬送するように前記現像剤撹拌手段が配設される第二現像剤室と、に分割する仕切り壁を有し、該仕切り壁は、隣接する前記第一現像剤室と前記第二現像剤室が互いに現像剤の搬送を可能に連通するよう現像剤容器内底面から上方に延びて形成される現像装置において、前記現像装置の現像動作時の設置状態において、前記仕切り壁の高さが、前記検知素子の中心より高く、且つ、前記現像剤撹拌手段の軸線より低いことを特徴とする現像装置である。
【0022】
又、他の主たる本出願にかかる発明は、一連の画像形成プロセスによって形成された画像を記録媒体に記録する画像形成装置であって、上記現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【0023】
【発明の実施の形態】
先ず、本発明の第一の実施形態について説明する。
【0024】
図1は、本実施形態にかかる画像形成装置の一例を示す概略構成図である。かかる画像形成装置は、転写式電子写真プロセス利用の複写機或はプリンタである。
【0025】
かかる画像形成装置にあっては、先ず、回転ドラム型の潜像担持体2が、矢印の時計方向に所定のプロセススピード(周速度)をもって回転駆動される。
【0026】
次いで、所定の帯電バイアスが印加される感光体帯電手段としての接触帯電ローラである帯電ローラ32により潜像担持体2表面が所定の極性、電位に一様に帯電処理される。
【0027】
その後、この潜像担持体2の帯電処理面に対して、原稿画像のスリット結像露光手段、レーザビーム走査露光手段等の画像情報露光手段部(図示せず)により目的の画像情報の露光33がなされて、潜像担持体2表面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【0028】
その潜像が現像装置34によりトナー画像として現像される。
【0029】
そのトナー画像が、潜像担持体2とこれに接触させた、所定の転写バイアスが印加される転写ローラ35との圧接ニップ部である転写部に、給紙部(図示せず)から所定のタイミングにて搬送された被記録材としての記録媒体たる転写材Pに対して転写されていく。
【0030】
転写部を通過してトナー画像の転写を受けた転写材Pは、潜像担持体2面から分離され、定着装置36に搬送導入されて未定着トナー画像の加熱定着処理を受け、コピー或はプリントとして出力される。
【0031】
一方、転写材Pに対するトナー画像転写後の潜像担持体2表面は、クリーニング装置38により転写残りトナー等の残留付着物の除去を受けて清掃され、繰り返して作像に供される。
【0032】
図2は、本発明の現像装置34の断面図である。
【0033】
現像装置34は、現像剤容器たる現像容器14と、現像剤担持体1と、現像剤量検知手段たる現像剤残量検知部材9と、現像剤撹拌手段たる第1回転撹拌部材4とを有している。
【0034】
現像装置34にあっては、図2に示すように、現像剤担持体1が矢印の方向に回転しており、現像剤規制部材12によって、その表面に現像剤層が形成され、現像剤を搬送し、潜像担持体2との対向位置で現像が行われる。第一現像剤室たる現像剤室3に形成される開口部近傍に現像剤担持体1が配置されており、現像剤担持体1の長手方向に沿って現像剤を撹拌しながら搬送する第1回転撹拌部材4によって、現像剤担持体1への現像剤の供給が行われている。又、第二現像剤室たる現像剤室5が、仕切り壁10を介して、現像剤室3と隣接している。本実施形態では、仕切り壁10が現像容器14の底から30mmの高さである。現像剤室5には、現像剤室5内で現像剤を撹拌しながら現像剤室3に向けて搬送する第2回転撹拌部材6が配置されている。
【0035】
第2回転撹拌部材6の回転中心は、現像容器14の底から50mmの位置である。
【0036】
現像剤室3には、内壁の手前側、現像容器14の底から15mmの位置が中心になるように現像剤残量検知部材9が配置されている。現像剤残量検知部材9は、圧電素子で構成されており、これは現像剤室3の内部の現像剤残量検知部材9の直前の部位における現像剤の有無を検知して、その検知信号を現像剤残量判定装置13に伝える。
【0037】
現像剤残量判定装置13では、連続的に現像剤残量検知部材9からの信号を受信し、現像剤残量検知部材9から現像剤無し信号を受信した時点で、現像剤無しと判断する。
【0038】
現像剤残量検知部材9は、センサー面(検知面)が直径10mmの円形をなしており、センサー面上の1/2以上の領域で現像剤が存在しない場合からセンサー面上の全ての領域で現像剤が存在しない場合にかけてのいずれかの状態で、現像剤無しの信号を出力するようになっている。
【0039】
即ち、図2中のaのラインにまで現像剤が減少した状態から、bのラインまで現像剤が減少した状態になるまでの間に現像剤無しの信号の出力を開始するようになっている。
【0040】
本実施形態の現像装置34は、現像剤を550g補給する一括補給タイプであり、現像剤なし判定時の目標残現像剤量は200gである。
【0041】
上記構成の現像装置34においては、画像を出力して現像剤を消費させ、現像剤残量検知部材9が現像剤なし信号を出力し、現像剤残量判定装置13が現像剤無しと判断した時点で画像出力を停止し、現像容器14内の残現像剤量の測定、及び現像容器14内の残現像剤の観察を複数回行ったところ、残現像剤量の振れ幅は200±10gと小さく、精度の高い検知が行うことができた。又、現像容器14内の残現像剤は、現像剤室3ではaのラインからbのラインまで残っていたが、現像剤室5では現像容器14の底から3mm程度しか残っておらず、現像剤室3には十分な現像剤を残した状態で、全体の残現像剤量を最小限にすることができた。
【0042】
第一の実施形態との比較例として、第一の実施形態の現像装置と同様の構成において、現像剤室3と現像剤室5の仕切り壁の高さを、現像容器底から5mmにした場合(図6)、又、60mmにした場合(図7)について、第一の実施形態と同様の検討を行ったところ、仕切り壁の高さを5mmにした場合では、残現像剤量の振れ幅は230±30gと大きく、良好な検知が行えなかった。又、現像容器内の残現像剤は、現像剤室3、現像剤室5ともにaのラインからbのラインまで残っており、全体としての残現像剤量が増加した。
【0043】
又、仕切り壁の高さを60mmにした構成では、現像剤室5から現像剤室3への現像剤の搬送が良好に行えず、現像剤室3内の現像剤が不足して、現像剤残量判定装置13が現像剤無しと判断する前に、白抜けなどの画像不良が生じた。
【0044】
(第二の実施形態)
次に、本発明の第二の実施形態について図3に基づき説明する。尚、第一の実施形態と同様の構成に関しては、同一符号を付し、その説明を省略する。
【0045】
本実施形態にかかる現像装置にあっては、現像剤担持体1が矢印の方向に回転しており、現像剤規制部材12によって、その表面に現像剤層が形成され、現像剤を搬送し、潜像担持体2との対向位置で現像が行われる。第一現像剤室たる現像剤室3に形成される開口部近傍に現像剤担持体1が配置されており、現像剤担持体の長手方向に沿って現像剤を撹拌しながら搬送する第1回転撹拌部材4によって、現像剤担持体1への現像剤の供給が行われている。又、第二現像剤室たる現像剤室5が、仕切り壁10を介して、現像剤室3と隣接している。本実施形態では、仕切り壁10が現像容器14´の底から30mmの高さである。現像剤室5には、現像剤室5内で現像剤を撹拌しながら現像剤室3に向けて搬送する第2回転撹拌部材6が配置されている。更に、現像剤室7が、仕切り壁11を介して、現像剤室5と隣接している。仕切り壁11は、現像容器14´の底から30mmの高さである。現像剤室7には、現像剤室7内で現像剤を撹拌しながら現像剤室5に向けて搬送する第3回転撹拌部材8が配置されている。
【0046】
第2回転撹拌部材6及び第3回転撹拌部材8の回転中心は、現像容器の底から上方に50mmの高さの位置である。
【0047】
現像剤室3には、内壁の手前側、現像容器14´の底から上方に15mmの高さの位置が中心になるように現像剤残量検知部材9が配置されている。
【0048】
現像剤残量検知部材9は、圧電素子で構成されており、これは現像剤室3の内部の現像剤残量検知部材9の直前の部位における現像剤の有無を検知して、その検知信号を現像剤残量判定装置13に伝える。
【0049】
現像剤残量判定装置13では、連続的に現像剤残量検知部材9からの信号を受信し、現像剤残量検知部材9から現像剤無し信号を受信した時点で、現像剤無しと判断する。
【0050】
現像剤残量検知部材9は、センサー面(検知面)が直径10mmの円形をなしており、センサー面上の1/2以上の領域で現像剤が存在しない場合からセンサー面上の全ての領域で現像剤が存在しない場合にかけてのいずれかの状態で、現像剤無しの信号を出力する。
【0051】
即ち、図3中のaのラインにまで現像剤が減少した状態から、bのラインまで現像剤が減少した状態になるまでの間に現像剤無しの信号の出力を開始する。
【0052】
本実施形態の現像装置は、現像剤を850g補給する一括補給タイプであり、現像剤なし判定時の目標残現像剤量は200gである。
【0053】
上記構成の現像装置を用いて、第一の実施形態と同様の検討を行ったところ、残現像剤量の振れ幅は200±15gと小さく、精度の高い検知が行えた。又、現像容器14´内の残現像剤は、現像剤室3ではaのラインからbのラインまで残っていたが、現像剤室5と現像剤室7ではでは現像容器14´の底から3mm程度しか残っておらず、現像剤室3には現像剤担持体1への供給に十分な現像剤を残した状態で、全体の残現像剤量を最小限に抑えることができた。
【0054】
(第三の実施形態)
次に、本発明の第三の実施形態について図4に基づき説明する。尚、第一の実施形態又は第二の実施形態と同様の構成に関しては、同一符号を付し、その説明を省略する。
【0055】
本実施形態にかかる現像装置では、現像構成は第二の実施形態と同様であるが、現像剤室3と現像剤室5の間の仕切り壁10、又、現像剤室5と現像剤室7の間の仕切り壁11の形状を、第2回転撹拌部材の回転の軌跡、第3回転撹拌部材の回転の軌跡に沿う形状にして、仕切り壁10´、仕切り壁11´とした構成となっている。
【0056】
上記構成の現像装置を用いて、第一の実施形態と同様の検討を行ったところ、残現像剤量の振れ幅は200±5gと小さく、精度の高い検知が行えた。又、現像容器14´´内の残現像剤は、現像剤室3ではaのラインからbのラインまで残っていたが、現像剤室5と現像剤室7では現像容器14´´の底から1mm程度しか残っておらず、現像剤室5と現像剤室7での残現像剤量をほぼ0gにすることができ、現像剤室3には現像剤担持体1への供給に十分な現像剤を残した状態で、全体の残現像剤量を最小限に抑えることができた。
【0057】
(第四の実施形態)
次に、本発明の第四の実施形態について図5に基づき説明する。尚、第一の実施形態又は第三の実施形態と同様の構成に関しては、同一符号を付し、その説明を省略する。
【0058】
本実施形態にかかる現像装置では、現像構成は第三の実施形態と同様であるが、現像剤室3に配設された現像剤残量検知部材9に代えて、現像剤室5に配置される現像剤量検知手段たる現像剤残量検知部材9を有し、第3回転撹拌部材8´を現像剤撹拌手段とする構成であり、現像剤なし判定時の目標残現像剤量は230gとなっている(図5)。
【0059】
上記構成の現像装置を用いて、第一の実施形態と同様の検討を行ったところ、残現像剤量の振れ幅は230±10gと小さく、精度の高い検知が行えた。又、現像容器14´´内の残現像剤は、現像剤室3と現像剤室5ではaのラインからbのラインまで残っていたが、現像剤室7ではでは現像容器14´´の底から1mm程度しか残っておらず、現像剤室7での残現像剤量をほぼ0gにすることができ、現像剤室3には現像剤担持体1への供給に十分な現像剤を残した状態で、全体の残現像剤量を最小限に抑えることができた。
【0060】
【発明の効果】
以上説明したように、本出願にかかる発明によれば、2つの現像剤室を備えた装置における現像剤量検知手段の検知精度の向上を図ることができる現像装置及びこの現像装置を備える画像形成装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施形態にかかる画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図2】図1の画像形成装置に備えられた現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図3】本発明の第二の実施形態にかかる現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図4】本発明の第三の実施形態にかかる現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図5】本発明の第四の実施形態にかかる現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図6】従来の現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図7】従来の現像装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1 現像剤担持体
2 潜像担持体
3 現像剤室
4 第1回転撹拌部材
5 現像剤室
6 第2回転撹拌部材(現像剤撹拌手段)
6´ 第2回転撹拌部材
7 現像剤室
8 第3回転撹拌部材
8´ 第3回転撹拌部材(現像剤撹拌手段)
9 現像剤残量検知部材(現像剤量検知手段)
9´ 現像剤残量検知部材(現像剤量検知手段)
10 仕切り壁
10´ 仕切り壁
10´´ 仕切り壁
11 仕切り壁
11´ 仕切り壁
11´´ 仕切り壁
14 現像容器
14´ 現像容器
14´´ 現像容器
34 現像装置
P 転写材(記録媒体)
Claims (6)
- 現像剤を収容する現像剤容器と、
現像剤容器内から供給された現像剤を表面で担持し軸線まわりに回転自在な現像剤担持体と、
前記現像剤容器内の所定位置に検知素子が配設され現像剤容器内の現像剤が上記所定位置に有るか否かを検知する現像剤量検知手段と、
該現像剤量検知手段による検知結果をもとに、現像剤無しを判断する現像剤残量判定装置と、
前記検知素子に対する現像剤担持体遠方側に配設され上記軸線と平行な軸線まわりに回転し現像剤容器内の現像剤を撹拌搬送する現像剤撹拌手段とを備え、
前記現像剤容器は、現像剤担持体の軸線に平行で現像剤容器内を、前記検知素子が配設される第一現像剤室と、該第一現像剤室に向けて現像剤を搬送するように前記現像剤撹拌手段が配設される第二現像剤室と、に分割する仕切り壁を有し、
該仕切り壁は、隣接する前記第一現像剤室と前記第二現像剤室が互いに現像剤の搬送を可能に連通するよう現像剤容器内底面から上方に延びて形成される現像装置において、
前記現像装置の現像動作時の設置状態において、前記仕切り壁の高さが、前記検知素子の中心より高く、且つ、前記現像剤撹拌手段の軸線より低いことを特徴とする現像装置。 - 前記現像剤容器は、前記第一現像剤室の現像剤担持体側に隣接し前記現像剤担持体に供給するための現像剤を収容する第三現像剤室を有し、前記第一現像剤室又は前記第三現像剤室のいずれか一項に前記検知素子を有することとする請求項1に記載の現像装置。
- 前記検知素子は、圧電素子であることとする請求項1または2に記載の現像装置。
- 前記現像剤量検知手段は、前記検知素子の検知面が前記第一現像剤室の内壁に沿って配設されていることとする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の現像装置。
- 前記仕切り壁は、前記現像剤撹拌手段の回転軌跡に沿って形成されていることとする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の現像装置。
- 一連の画像形成プロセスによって形成された画像を記録媒体に記録する画像形成装置であって、請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33079799A JP3825945B2 (ja) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | 現像装置及びこの現像装置を備える画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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