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
【０００１】
【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）
【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。
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