JP4527443B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

この発明は、複写機やプリンタなどの画像形成装置の現像装置に関する。

たとえば、複写機は、感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成するための現像装置を備えている。この現像装置には、感光体にトナーを送るための現像ローラと、現像ローラの軸方向に長手に配置された第１および第２の室を含む現像剤収容室とを備えたものがある。
上記の現像装置において、トナー（現像剤）は、上記第１および第２の室内を循環され得るようになっている。具体的には、第１および第２の室は、その長手方向において、両端以外が仕切板で仕切られており、一端同士および他端同士が、それぞれ連通されている。トナーは、トナーカートリッジから第１の室に補給され、第１の室内を一端に向けて搬送される。第１の室の一端に到達したトナーは、第２の室の一端に移り、第２の室内を他端に向けて搬送される。このとき、トナーの一部は、現像ローラに送られ、残りは第２の室の他端から第１の室の他端に移る。

このような現像装置において、仕切板に傾斜部を形成し、第１および第２の室の長手方向の中間部から一端部にかけて、仕切板の高さが漸次低くなるようにしたものがある（たとえば、特許文献１参照）。これにより、トナーを、第１の室の長手方向の中間位置から第２の室の長手方向の中間位置に供給できるようにしている。
特開平９−２１１９８３号公報

また、現像装置には、現像剤収容室内のトナーの量を検知するためのセンサを有し、このセンサの検知面が、第１または第２の室の一端面に臨まされているものがある。この場合、センサによって検知されたトナーの量に基づいて、第１の室に所定量のトナーが供給される。したがって、現像剤収容室内のトナーの量を正確に検知できるように、センサの検知面周辺のトナーは、偏りなく均一に存在していることが重要である。

ところで、トナーは、温度変化などの環境変化に伴って流動性が低下することがある。この場合、第１および第２の室の一端面と仕切板の一端との間の隙間が狭すぎると、第１および第２の室間のトナーの移動がし難くなり、第１および第２の室の一端でトナーが滞留することがある。これにより、センサの検知面の周辺にトナーが滞留して偏りが生じ、現像剤収容室内のトナーの量を正確に検知できないおそれがある。

一方、第１および第２の室の一端面と仕切板の一端との間の隙間が広すぎると、トナーが第１および第２の室の一端、すなわち、センサの検知面周辺まで十分に到達しないまま、第１および第２の室間を移動することとなる。その結果、センサの検知面の周辺に、トナーが十分に到達せずに偏りが生じ、現像剤収容室内のトナーの量を正確に検知できないおそれがある。

この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、装置内の現像剤の量を正確に検知することのできる現像装置を提供することを目的とする。
また、この発明の他の目的は、現像装置内の現像剤の量を適正な値に維持することのできる現像装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、現像ローラ（３）と、上記現像ローラの軸方向に平行に延びる第１および第２の室（８，９）を含む現像剤収容室（６）と、上記第１および第２の室の間を仕切る仕切板（７）であって、その一端において、第１および第２の室の一端同士が互いに連通され、その他端において、第１および第２の室の他端同士が互いに連通されるように上記第１および第２の室の室長よりも短くされた仕切板と、上記第１の室の現像剤を攪拌しながら上記現像ローラの軸方向に平行な第１の方向（Ｄ１）に搬送し、第１の室の一端から第２の室へ現像剤を移動させるための第１の搬送手段（１）と、上記第２の室の現像剤を攪拌しながら上記第１の方向と反対の第２の方向（Ｄ２）に搬送し、第２の室の他端から第１の室へ現像剤を移動させるための第２の搬送手段（２）と、上記現像剤収容室内の現像剤の量を検知するための検知手段（１８）と、を備え、上記第１の室は、現像剤の受け入れが可能とされ、上記第２の室は、上記現像ローラへの現像剤の引き渡しが可能とされた現像装置（１０）において、上記検知手段は、その検知面（１９）が、第１および第２の室の他端においてこれら第１の室と第２の室との境界部に臨まされ、第２の室の他端から第１の室の他端に移る現像剤の量の検知が可能とされ、上記仕切板の他端の上端部には、第２の室の他端から第１の室の他端への現像剤の移動を許容する切欠部（２２）が形成され、上記検知面の上端と上記切欠部の下端の高さ（Ｈ）が略等しくされていることを特徴とする現像装置である。

なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、第２の室の他端の現像剤は、検知手段の検知面の上端を越える量になると、切欠部を通って第１の室の他端に移動することもできる。これにより、第１および第２の室の他端、すなわち、検知手段の検知面の近傍において、現像剤が検知面の上端を越えて過度に滞留し、偏りを生じることを防止できる。

また、第１および第２の室の他端において、現像剤が過度に滞留することを防止されているので、検知手段の検知面の上端以下の領域において、第１および第２の室の他端面と仕切板の他端との隙間を十分に狭くすることができる。これにより、十分な量の現像剤を、第１および第２の室の他端、すなわち検知面の近傍まで到達させることができ、検知面の周辺の現像剤不足を防止して偏りが生じることを防止できる。

その結果、現像剤の量を正確に検知することができる。
また、第２の室の搬送方向の下流側におけるトナーの量を検知するので、第２の室で現像ローラに引き渡された（消費された）直後の現像剤の量を検知することができる。これにより、現像剤収容室に供給（補給）すべき現像剤の量を素早く検知することができる。したがって、必要な量のトナーを第１の室に素早く補給することができ、現像装置内の現像剤の量を適正な値に維持することができる。

請求項２記載の発明は、上記仕切板の他端は、矩形の鉤型をし、その矩形の頂部を含む領域に四角形の切欠部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の現像装置である。この構成によれば、切欠部を作り易い。

以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
この発明の現像装置は、たとえば、複写機などの画像形成装置に備えられるものであり、感光体ドラムの周面に形成された静電潜像を、現像剤で現像するためのものである。なお、この発明の現像装置は、複写機に限らず、ファクシミリ装置やプリンタなどの他の画像形成装置に対しても適用可能である。

図１は、この発明の一実施形態にかかる現像装置の断面側面図である。図２は、図１の現像装置の平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線に沿う断面正面図である。なお、図３においては、現像装置の一部を省略して図示している。図１を参照して、現像装置１０は、第１のスパイラル軸１（第１の搬送手段）、第２のスパイラル軸２（第２の搬送手段）および現像ローラ３を備えており、ケーシング４で囲われている。これらの部材はいずれも紙面に垂直方向に長手の部材である。同様に、複写機に備えられる感光体ドラム５も、紙面に垂直方向に長手の部材である。

この現像装置１０は、現像剤として、トナーからなる１成分現像剤を用いている。トナーは、トナーカートリッジ（図示せず）から所定の制御下で第１のスパイラル軸１上に落下される。そして、トナーは、後述するように、第１および第２のスパイラル軸１，２によって十分に攪拌されて摩擦帯電され、現像ローラ３の外周面に磁気吸着される。
そして、現像ローラ３の外周面のトナーは、静電気作用で感光体ドラム５へ移り、感光体ドラム５に形成された静電潜像を現像する。

図２を参照して、現像装置１０には、ケーシング４により区画形成された現像剤収容室６が備えられている。現像剤収容室６は、仕切板７によって第１の室８および第２の室９に仕切られている。第１および第２の室８，９は、現像ローラ３の軸方向に平行に延びる細長い室である。
第１の室８は、トナー補給用のトナー供給口１１を長手方向の中間位置に有している。トナーカートリッジからのトナーは、トナー供給口１１を通って第１の室８に受け入れられるようになっている。第２の室９は、現像ローラ３の外周部の一部と臨んでおり、第２の室９のトナーを、現像ローラ３の外周面に付着（引き渡し）できるようになっている。

現像ローラ３の軸方向において、仕切板７の全長は、第１および第２の室８，９の室長よりも短くされている。これにより、仕切板７の一端において、第１および第２の室８，９の一端同士が、移動口１２で互いに連通されている。同様に、仕切板７の他端において、第１および第２の室８，９の他端同士が、移動口１３で互いに連通されている。現像ローラ３の軸方向において、移動口１２，１３の横幅は、比較的狭い所定の値に設定されている。

第１のスパイラル軸１は、第１の室８内のトナーを攪拌しながら現像ローラ３の軸方向に平行な第１の方向Ｄ１に搬送し、第１の室８の一端から第２の室９の一端へトナーを移動させるためのものであり、第１の室８に配置されている。この第１のスパイラル軸１は、現像ローラ３と平行に延びる回転軸１４と、回転軸１４の一端から他端まで、回転軸１４に沿ってスパイラル状に張り出したスパイラル羽根１５とを備えている。回転軸１４は、モータに動力伝達可能に連結されている。これにより、第１のスパイラル軸１は、回転駆動が可能となっている。

第２のスパイラル軸２は、第２の室９内のトナーを攪拌しながら第１の方向Ｄ１と反対の第２の方向Ｄ２に搬送し、第２の室９の他端から第１の室８の他端へトナーを移動させるためのものであり、第２の室９に配置されている。この第２のスパイラル軸２は、第１のスパイラル軸１と同様に、回転軸１６およびスパイラル羽根１７を備えている。回転軸１６は、第１のスパイラル軸１の回転軸１４とギヤを介して連結されており、回転軸１４とともに回転駆動する。

第１および第２のスパイラル軸１，２は、それぞれ、現像ローラ３と平行に配置されている。また、現像ローラ３は、第２のスパイラル軸２に隣接して配置されている。
現像剤収容室６において、トナーは、第１および第２の室８，９内を循環できるようになっている。具体的には、トナーは、第１のスパイラル軸１によって攪拌されながら、第１の室内を矢印Ｔ１で示すように他端から一端へと搬送される。そして、第１の室８の一端に来ると、移動口１２を通って矢印Ｔ２で示すように第２の室９の一端へ移る。

第２の室９の一端へ移ったトナーは、第２のスパイラル軸２によって攪拌されながら、第２の室９内を矢印Ｔ３で示すように一端から他端へと搬送される。このとき、攪拌により摩擦帯電されたトナーの一部は、現像ローラ３の外周面に磁気吸着される。
第２の室９の他端まで搬送されたトナーは、移動口１３を通って矢印Ｔ４で示すように第１の室８の他端に移る。第１の室８の他端に移ったトナーは、再び第１のスパイラル軸によって攪拌されながら、第１の室８内を他端から一端へと搬送される。このとき、第１の室８内のトナーは、第１のスパイラル軸１によって、トナー供給口１１から補給されたトナーと混合される。

図３を参照して、現像装置１０は、トナーセンサ１８（検知手段）を備えている。トナーセンサ１８は、現像剤収容室６内のトナーの量を検知するためのものであり、ケーシング４に固定されている。トナーセンサ１８は、たとえば圧電センサを含み、その検知面１９にトナーが触れて圧力が付与されることにより、トナーの量を検知する。
この実施形態の特徴の１つは、トナーセンサ１８の検知面１９の周辺におけるトナーの量を均一（適正）にし、現像剤収容室６内のトナーの量を正確に検知できるようになっている点にある。図１および図３を参照して、トナーセンサ１８の検知面１９は、第１および第２の室８，９の他端において、これら第１の室８と第２の室９との境界部に臨まされている。

具体的には、移動口１３の近傍において、第１の室８の他端面２０に嵌合孔２１が形成されており、この嵌合孔２１に、トナーセンサ１８の検知面１９の外周縁が嵌め込まれている。トナーセンサ１８の検知面１９は、第１の室８の内側に臨んでおり、略鉛直方向（図１において、紙面の上下方向）に延びる第１の室８の他端面２０と面一にされている。鉛直方向に関するこの検知面１９の上端の高さは、所定の値Ｈに設定されている。上記の構成により、トナーセンサ１８は、第２の室９の他端から第１の室８の他端に移るトナーの量を検知することができる。

また、仕切板７の他端は、矩形の鉤型をし、その矩形の頂部を含む領域に四角形の切欠部２２が形成されている。この切欠部２２は、第２の室９の他端から第１の室８の他端へのトナーの移動を許容するためのものである。切欠部２２は、仕切板７の他端の上端部に形成されており、正面視（図３参照）において、縁部の形状が略逆Ｌ字状をなして所定の横幅を有している。切欠部２２の下端は、略水平に延びている。鉛直方向に関する切欠部２２の下端の高さは、所定の値Ｈに設定されている。

すなわち、トナーセンサ１８の検知面１９の上端と切欠部２２の下端の高さが略等しくされている。これにより、第２の室９の他端のトナーの高さがＨを超えると、第２の室９の他端のトナーは、移動口１３に加えて、切欠部２２から第１の室８の他端に移ることができる。
図１および図２を参照して、第１の室８の他端において、第１のスパイラル軸１には、トナーセンサ１８の検知面１９を清掃するためのコイルばね２３が取り付けられている。コイルばね２３は、中間部が第１のスパイラル軸１の回転軸１４に巻回され、一端部が直線状に延びている。このコイルばね２３は、第１のスパイラル軸１と一体的に回転し、一端部がトナーセンサ１８の検知面１９に摺接することができる。これにより、検知面１９に付着したトナーが掻き落とされる。

以上説明したように、この実施形態によれば、第２の室９の他端のトナーは、トナーセンサ１８の検知面１９の上端を越える量になると、移動口１３に加え、切欠部２２を通って第１の室８の他端に移動することもできる。これにより、第１および第２の室８，９の他端、すなわち検知面１９の近傍において、トナーが検知面１９の上端を越えて過度に滞留し、偏りを生じることを防止できる。

また、第１および第２の室８，９の他端において、トナーが過度に滞留することを防止されているので、トナーセンサ１８の検知面１９の上端以下の領域において、第１および第２の室８，９の他端面と仕切板７の他端との隙間、すなわち、移動口１３の横幅を十分に狭くすることができる。これにより、十分な量のトナーを、第１および第２の室８，９の他端、すなわち検知面１９の近傍まで到達させることができ、検知面１９の周辺のトナー不足を防止して偏りが生じることを防止できる。

その結果、トナーの量を正確に検知することができる。
また、第２の室９の搬送方向の下流側におけるトナーの量を検知するので、第２の室９で現像ローラ３に引き渡された（消費された）直後のトナーの量を検知することができる。これにより、現像剤収容室６に補給すべきトナーの量を素早く検知することができる。したがって、必要な量のトナーを、トナー供給口１１から第１の室８に素早く補給することができ、現像装置１０内のトナーの量を適正な値に維持することができる。

さらに、切欠部２２は、簡易な形状である四角形にされているので、作り易い。
なお、この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。たとえば、トナーセンサ１８の検知面１９は、第２の室９に配置されていてもよいし、第１および第２の室８，９にまたがって配置されていてもよい。また、切欠部２２は、仕切板７の他端における下端の高さが、トナーセンサ１８の検知面１９の上端の高さと略等しければよい。したがって、切欠部２２の縁部の形状は、円弧状でもよいし傾斜状でもよい。

この発明の一実施形態にかかる現像装置の断面側面図である。 図１の現像装置の平面図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う断面正面図である。

符号の説明

１ 第１のスパイラル軸（第１の搬送手段）
２ 第２のスパイラル軸（第２の搬送手段）
３ 現像ローラ
６ 現像剤収容室
７ 仕切板
８ 第１の室
９ 第２の室
１０ 現像装置
１８ トナーセンサ（検知手段）
１９ 検知面
２２ 切欠部
Ｄ１ 第１の方向
Ｄ２ 第２の方向
Ｈ 高さ

Claims (2)

1. 現像ローラと、
   上記現像ローラの軸方向に平行に延びる第１および第２の室を含む現像剤収容室と、
   上記第１および第２の室の間を仕切る仕切板であって、その一端において、第１および第２の室の一端同士が互いに連通され、その他端において、第１および第２の室の他端同士が互いに連通されるように上記第１および第２の室の室長よりも短くされた仕切板と、
   上記第１の室の現像剤を攪拌しながら上記現像ローラの軸方向に平行な第１の方向に搬送し、第１の室の一端から第２の室へ現像剤を移動させるための第１の搬送手段と、
   上記第２の室の現像剤を攪拌しながら上記第１の方向と反対の第２の方向に搬送し、第２の室の他端から第１の室へ現像剤を移動させるための第２の搬送手段と、
   上記現像剤収容室内の現像剤の量を検知するための検知手段と、
   を備え、
   上記第１の室は、現像剤の受け入れが可能とされ、
   上記第２の室は、上記現像ローラへの現像剤の引き渡しが可能とされた現像装置において、
   上記検知手段は、その検知面が、第１および第２の室の他端においてこれら第１の室と第２の室との境界部に臨まされ、第２の室の他端から第１の室の他端に移る現像剤の量の検知が可能とされ、
   上記仕切板の他端の上端部には、第２の室の他端から第１の室の他端への現像剤の移動を許容する切欠部が形成され、
   上記検知面の上端と上記切欠部の下端の高さが略等しくされていることを特徴とする現像装置。
2. 上記仕切板の他端は、矩形の鉤型をし、その矩形の頂部を含む領域に四角形の切欠部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。

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