JP4551848B2 - 現像装置およびそれを備える画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に搭載される現像装置およびそれを備える画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いる画像形成においては、電子写真感光体を帯電器で一様な電位に帯電させた後、電子写真感光体の表面を画像情報に応じた光で露光して静電潜像を形成し、その静電潜像に対して現像装置から現像剤たとえば非磁性１成分現像剤を供給して現像し、可視像化された画像を電子写真感光体から記録媒体へ転写し、記録媒体に転写された画像を定着処理して画像記録を行う。

電子写真方式の画像形成装置に搭載される現像装置では、電子写真感光体の表面に形成される静電潜像を現像する稼動時間を重ねると、現像装置の回転駆動部分における駆動トルクが増大し、許容値を超える場合が発生する。駆動トルクが増大する原因としては、たとえば、現像装置の現像槽内で現像剤が凝集して塊状化するブロッキングを生じることによって、ブロッキングが回転抵抗となり、現像ローラおよび／または現像槽内に設けられて現像剤を撹拌搬送する撹拌搬送部材の回転トルクが増大、また現像ローラ、撹拌搬送部材、現像剤補給ローラの回転軸線方向において現像剤が偏在することによって、偏在する現像剤が回転抵抗となり回転トルクが増大、また現像剤、特に粒子径の小さいトナー１成分で構成される非磁性１成分現像剤では、トナーが軸受部やギア噛合部などに侵入して噛込むことによって回転トルクを増大させることなどが挙げられる。

現像装置において、駆動部分のトルクが増大して許容値を超えると、たとえばローラや撹拌部材などの回転軸部材に設けられるギア同士の噛合部において、ギアが飛ぶ、すなわちギアの歯が１つずつ噛合って回転するのではなく、歯同士がすべりを生じて複数の歯数だけ一気に回転してしまうという現象の発生することがある。たとえば現像ローラの駆動部分において、ギアが飛ぶと、現像ローラが不要に高速で回転することになるので、現像ローラから電子写真感光体表面の静電潜像に対して充分な量の現像剤が供給されず、画像にいわゆる白抜けと呼ばれる画質不良を発生する。

このような問題を解決する１つの手段として、電子写真感光体の被駆動部と現像手段の被駆動部とを分けて構成し、複数の駆動源を設けることが挙げられる（たとえば、特許文献１参照）。しかしながら、駆動源を複数設けるようにすると、配置する空間容積が多く必要となり装置が大型化するとともに、部品数の増加によるコストアップの問題がある。また、駆動トルクが少々増大しても許容値を超えないように、容量の大きい駆動源を用いようとすると、駆動源であるたとえば電動機が大型化するので、複数の駆動源を用いる場合と同様、装置の大型化およびコストアップの問題がある。

特開平７−１１４３２５号公報

本発明の目的は、過剰な容量の駆動源を設けることなく、回転駆動系のトルクアップによる白抜けなどの画質不良の発生を防止し、良好な品質の画像に現像することができる現像装置およびそれを備える画像形成装置を提供することである。

本発明は、電子写真方式で画像形成する画像形成装置に搭載される現像装置において、
現像剤を収容する現像槽と、
現像槽に回転自在に支持されて、画像形成装置に設けられる電子写真感光体の表面に形成される静電潜像に現像剤を供給して現像する現像ローラと、
現像剤を収容し、現像槽に対して現像剤を補給する現像剤補給容器と、
現像剤補給容器に回転自在に支持され、回転することによって現像剤を現像槽へ補給する現像剤補給ローラと、
現像ローラおよび現像剤補給ローラを回転させる駆動手段と、
駆動手段の状態を、駆動源によって回転駆動される現像ローラの回転力を伝達することで現像剤補給ローラを回転させる第一状態、または、駆動源によって回転駆動される現像ローラの回転力を伝達せず現像剤補給ローラを回転させない第二状態に切換える切換手段と、
駆動手段の駆動トルクを検出するトルク検出手段と、
トルク検出手段の検出出力に応答して切換手段を制御し、駆動トルクが臨界値まで増大していない場合には前記駆動手段の状態を前記第一状態とし、駆動トルクが増大し臨界値に達した場合には前記駆動手段の状態を前記第二状態となるように、切換え動作を制御する制御手段とを含むことを特徴とする現像装置である。

また本発明は、駆動手段は電動機を含み、トルク検出手段は、電動機の駆動負荷電流を検出する電流検出手段であることを特徴とする。

また本発明は、切換手段は、
現像剤補給ローラの回転軸部材に設けられる補給ローラギアに噛合可能、かつ噛合状態からの離脱可能に設けられるアイドルギアと、
回転動作することによってアイドルギアをその回転軸線方向に往復移動させるように設けられる偏心カムであって、アイドルギアを、補給ローラギアと噛合させ、また噛合状態から離脱させる偏心カムとを含むことを特徴とする。

また本発明は、前記いずれか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である。

本発明によれば、現像装置において、制御手段は、駆動手段の駆動トルクを検出するトルク検出手段の検出出力に応答して切換手段を制御し、駆動トルクが臨界値まで増大していない場合には前記駆動手段の状態を前記第一状態とし、駆動トルクが増大し臨界値に達した場合には前記駆動手段の状態を前記第二状態となるように、切換え動作を制御することができる。現像装置の回転駆動系の駆動トルクが増大したとき、現像剤補給ローラを回転させず現像ローラまたは現像部の駆動系のみを駆動させることによって、駆動トルクの軽減を実現することができる。このように駆動トルクを軽減することによって、現像ローラのギアに飛びが発生することが防止されるので、白抜け等の画質不良を発生することなく良好な品質の画像に現像することができる。

また本発明によれば、駆動手段は電動機を含み、トルク検出手段は、電動機の駆動負荷電流を検出する電流検出によって実現されるので、簡単な構成で容易に駆動トルクを検知することが可能である。

また本発明によれば、切換手段は、偏心カムを回転駆動させることによって、アイドルギアを、補給ローラギアに噛合させる状態と、噛合状態から離脱させる状態とに切換えるので、簡単な構成で、確実に切換え可能である。このことによって、現像剤補給ローラと現像ローラとを同時に回転させる動作と、現像剤補給ローラの回転のみを停止させ現像ローラを回転駆動させる動作とを、容易に切換えることが可能になる。

また本発明によれば、前記いずれかの現像装置を備えるので、白抜けなどの画質不良を生じることなく画像形成が可能な画像形成装置が実現される。

図１は本発明の実施の第１形態である現像装置１の構成を簡略化して示す断面図であり、図２は図１に示す現像装置１に備わる駆動手段２０および切換手段３０の構成を簡略化して示す図である。現像装置１は、電子写真方式で画像形成する画像形成装置に搭載され、電子写真感光体９９の表面に形成される静電潜像を現像して可視像を形成する。

現像装置１は、画像形成装置に備わる電子写真感光体９９の表面に形成される静電潜像を現像する現像部２と、現像部２へ現像剤を補給する現像剤補給部３とを含んでなる。本実施の形態では、現像剤として非磁性１成分現像剤が用いられ、非磁性１成分現像剤は、１成分であるトナーによって構成されるので、以後、現像剤を単にトナーと呼ぶことがある。

現像部２は、現像槽４と、現像ローラ５と、層厚規制部材６と、供給ローラ７と、撹拌搬送部材８とを含む。現像槽４は、たとえば樹脂などからなる容器状部材であり、その内部空間にトナーを収容する。現像ローラ５は、現像槽４に電子写真感光体９９を臨んで形成される開口部９を通して電子写真感光体９９に対向し、かつ電子写真感光体９９の軸線とその軸線が平行になるようにして現像槽４に回転自在に支持される。現像ローラ５は、その表面上に担持するトナーを、画像形成装置に設けられる電子写真感光体９９の表面に形成される静電潜像に供給して現像し、トナー像を形成する。

層厚規制部材６は、たとえば金属または樹脂などの弾性を有する薄板部材であり、一端部が現像槽４に装着され、他方の遊端部付近が現像ローラ５に当接するように設けられる。層厚規制部材６は、供給ローラ７から現像ローラ５に供給されるトナーで現像ローラ５の表面上に形成されるトナー層の厚さが所望の値になるように調整する。供給ローラ７は、現像ローラ５に隣接するようにして現像槽４に回転自在に支持され、回転によって現像槽４の内部空間に収容されるトナーを搬送して現像ローラ５へと供給する。撹拌搬送部材８は、供給ローラ７のほぼ上方に設けられ、回転自在に現像槽４に支持される。撹拌搬送部材８は、回転によって現像槽４内に収容されるトナーを撹拌するとともに、供給ローラ７および供給ローラ７を介して現像ローラ５へと搬送する。

現像槽４の上部に現像槽４に連接して現像剤（トナー）補給部３が設けられる。トナー補給部３は、トナー補給容器１１と、トナー補給容器１１に回転自在に支持される現像剤（トナー）補給ローラ１２とを含む。トナー補給容器１１は、たとえば樹脂などからなる容器状部材であり、その内部空間にトナーを収容し、現像槽４に対してトナーを補給する。トナー補給容器１１には、現像槽４との連接部において、現像部２の撹拌搬送部材８の上方にあたる位置に、トナー補給容器１１と現像槽４とを連通する貫通孔であるトナー補給口１３が形成される。トナー補給ローラ１２は、トナー補給口１３の口縁に周接するようにして設けられ、回転に際して、ローラ外周がトナー補給口１３の口縁に対して摺動し、その摺動抵抗によってローラに付着しているトナーを、トナー補給口１３から現像槽４の中へと補給する。

駆動手段２０は、現像ローラ５、撹拌搬送部材８、トナー補給ローラ１２に備わる各回転軸部材の一端部側にそれぞれ装着される現像ローラギア２１、撹拌搬送ギア２２、補給ローラギア２３と、本実施形態では撹拌搬送ギア２２と補給ローラギア２３とに噛合し、また噛合から離脱することができるアイドルギア２４と、現像ローラギア２１を回転駆動させる駆動源２５とを含んで構成される。

トナー補給ローラ１２の回転軸部材１２ａは、その一端部が、トナー補給容器１１の壁面を挿通し、トナー補給容器１１に装着されてその外方に設けられる第１支持プレート２６に回転自在に軸支される。補給ローラギア２３は、トナー補給容器１１と第１支持プレート２６との間に配されるようにしてトナー補給ローラ１２の回転軸部材１２ａに装着される。

現像ローラ５の回転軸部材５ａと撹拌搬送部材８の回転軸部材８ａとは、その一端部が、現像槽４に装着されてその外方に設けられる第２支持プレート２７に回転自在に軸支される。現像ローラギア２１および撹拌搬送ギア２２は、現像槽４と第２支持プレート２７との間に配されるようにして現像ローラ５の回転軸部材５ａおよび撹拌搬送部材８の回転軸部材８ａにそれぞれ装着される。本実施形態では、現像ローラギア２１と撹拌搬送ギア２２とは、噛合するように設けられる。

第２支持プレート２７の外側には、駆動源２５である電動機が設けられ、電動機の出力軸がギア列を介して現像ローラ５の回転軸部材５ａに接続される。したがって、現像ローラ５および現像ローラ５の回転軸部材５ａに装着される現像ローラギア２１は、駆動源２５の回転駆動力が伝達されて回転することができる。

現像ローラ５を回転駆動させる駆動源２５には、駆動負荷電流を検出する電流検出手段が接続される。電流検出手段は、駆動源２５の駆動負荷電流の検出を通じて、駆動源２５が現像ローラ５およびギアを介して現像装置１の回転駆動系を回転駆動させる際の回転トルクを検出する。したがって、電流検出手段はトルク検出手段を構成する。電流検出手段による検出結果は制御手段に与えられ、この電流検出手段および制御手段による動作制御については後述する。

なお、図２では図示しないけれども、供給ローラ７も現像ローラ５と同様にして、その回転軸部材に供給ローラギアが固着され、その供給ローラギアがギア列などを介して現像ローラギア２１に噛合するように構成されてもよい。また供給ローラ７のみが、別の駆動源に接続されて単独で直接駆動されるように構成されてもよい。

アイドルギア２４は、第２支持プレート２７に回転自在に支持される支持棒部材３１に装着される。支持棒部材３１は、第２支持プレート２７を挿通し、かつ挿通方向に移動自在に設けられる。支持棒部材３１の第２支持プレート２７に関して外方側の端部には、支持棒部材３１の直径よりも大きい外径を有する円板状部材である移動止部材３２が設けられる。支持棒部材３１の移動止部材３２が設けられる側と第２支持プレート２７に関して反対側に、支持棒部材３１を内挿させるようにしてコイルばね部材３３が設けられる。アイドルギア２４は、第２支持プレート２７との間で、コイルばね部材３３を挟み圧縮変形させるようにして、支持棒部材３１に装着される。したがって、コイルばね部材３３の弾性力は、アイドルギアに向って付勢される。

また、アイドルギア２４は、補給ローラギア２３および撹拌搬送ギア２２との両方に対して同時に噛合することができるように配置設定される。したがって、アイドルギア２４が補給ローラギア２３および撹拌搬送ギア２２との両方に対して噛合しているとき、駆動源２５を回転駆動させて現像ローラギア２１を回転させると、撹拌搬送ギア２２およびアイドルギア２４を介して補給ローラギア２３も回転、すなわち現像ローラ５と撹拌搬送部材８とトナー補給ローラ１２とが同時に回転する。

次に切換手段３０について説明する。
アイドルギア２４が装着される支持棒部材３１の移動止部材３２が設けられる側と反対側の端部には、カム当り板３４が設けられる。このカム当り板３４に当接しながら回転駆動できるようにして偏心カム３５が設けられる。偏心カム３５には、偏心カム３５を回転駆動させるたとえば電動機などからなるカム駆動源３６が接続される。

図２（ｂ）に示すように、偏心カム３５が回転してその偏心突出部３５ａがカム当り板３４に当接する位置にあるとき、偏心カム３５は、カム当り板３４を介し、コイルばね部材３３の弾性力に抗して支持棒部材３１を偏心カム３５から遠ざかる方向へ移動させるので、支持棒部材３１に装着されるアイドルギア２４は、補給ローラギア２３および撹拌搬送ギア２２と噛合することができる。アイドルギア２４が、補給ローラギア２３および撹拌搬送ギア２２と噛合するとき、現像ローラ５および撹拌搬送部材８が回転駆動され、これらの回転力が伝達されることでトナー補給ローラ１２が回転される状態となる。

一方、偏心カム３５が、上記の状態から１８０度回転し、図２（ｃ）に示すように、偏心カム３５の非偏心部３５ｂがカム当り板３４に当接する位置にあるとき、アイドルギア２４に付勢されるコイルばね部材３３の弾性力によって、支持棒部材３１を偏心カム３５に近づく方向へ移動させるので、支持棒部材３１に装着されるアイドルギア２４は、補給ローラギア２３および撹拌搬送ギア２２との噛合から離脱する。アイドルギア２４が、補給ローラギア２３および撹拌搬送ギア２２との噛合から離脱するとき、駆動源２５によって現像ローラ５と撹拌搬送部材８とは回転駆動されるけれども、トナー補給ローラ１２は回転されない状態となる。なお、移動止部材３２は、コイルばね部材３３の弾性力によって、支持棒部材３１が第２支持プレート２７から抜けないようにしている。

したがって、カム駆動源３６、偏心カム３５、アイドルギア２４、カム当り板３４、支持棒部材３１、移動止部材３２およびコイルばね部材３３は、現像ローラ５および撹拌搬送部材８を回転駆動させ、これらの回転力を伝達することでトナー補給ローラ１２を回転させる状態と、現像ローラ５および撹拌搬送部材８の回転力を伝達せずトナー補給ローラ１２を回転させない状態とを切換える切換手段３０を構成する。

図３は、切換手段３０の切換動作を制御する電気的構成を示すブロック図である。前述のように電流検出手段４１による駆動源２５の駆動負荷電流、換言すれば回転トルクの検出結果は制御手段４２に与えられ、制御手段４２は、電流検出手段４１の検出出力に応答し、切換手段３０の動作を制御する。

制御手段４２は、たとえば中央処理装置（ＣＰＵ）を備えるマイクロコンピュータなどによって実現される処理回路である。制御手段４２には、記憶部であるメモリ４３が設けられる。メモリ４３は、特にその態様が限定されるものではなく、公知のリードオンリィメモリ（ＲＯＭ）およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）またはハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などを使用することができる。

メモリ４３には、制御手段４２が現像装置１の全体を動作させるためのプログラム、切換手段３０を動作開始させるための駆動負荷電流（回転トルク）の臨界値データ、切換手段３０の偏心カム３５を１８０度ずつ正確に回転（角変位）させるためのカム駆動源３６の駆動量データなどが、予めストアされる。

ここで、切換手段３０を動作開始させるための駆動負荷電流（回転トルク）の臨界値データとは、主として現像ローラギア２１がギアの飛びを発生するに至る駆動負荷電流値よりも少し小さな電流値として定められる。このような値は、現像装置の機種ごとに、回転駆動系に回転負荷抵抗を意図的に与え、そのときの電動機の駆動負荷電流と現像ローラギアにおけるギア飛び発生の有無とを、予め試験しておくことによって求めることができる。

本実施形態の現像装置１では、通常稼動時、切換手段３０は、アイドルギア２４が撹拌搬送ギア２２と補給ローラギア２３とに噛合するようにして、現像ローラ５、撹拌搬送部材８およびトナー補給ローラ１２が共に回転するように偏心カム３５の回転位置を定めている。すなわち、現像装置１は、トナー補給部３から現像部２へとトナー補給しながら現像動作を行う。

この現像装置１では、現像動作中に、駆動源２５の駆動電流値が電流検出手段４１によって検出されて制御手段４２に与えられ、制御手段４２でメモリ４３から読出される臨界値データと検出結果とを比較し、臨界値データに達しているとき、制御手段４２から切換手段３０に対して動作指令が出力される。その動作指令は、メモリ４３から読出したカム駆動源３６の駆動量データに基づいて、非偏心部３５ｂがカム当り板３４に当接する位置に来るように、すなわちアイドルギア２４が、補給ローラギア２３および撹拌搬送ギア２２との噛合から離脱するように、偏心カム３５を回転（角変位）駆動させるものである。

電流検出手段４１によって検出される駆動負荷電流値が、臨界値データに達したということは、駆動源２５が、現像ローラ５、撹拌搬送部材８およびトナー補給ローラ１２を回転させる回転トルクが増大し、ギア飛びを発生するおそれがあることを意味する。このとき、現像装置１では、制御手段４２から切換手段３０に対して動作指令を出力して偏心カム３５を回転（角変位）させ、アイドルギア２４を補給ローラギア２３および撹拌搬送ギア２２との噛合から離脱させることによって、トナー補給ローラ１２を回転させない状態にすることができる。すなわち、駆動源２５が負担する回転トルクを、トナー補給ローラ１２を回転させるためのトルク分だけ軽減することができる。

このように、ギア飛びを生じるおそれがある状態のとき、駆動源２５が負担する回転トルクを、トナー補給ローラ１２を回転させるためのトルク分だけ軽減することができるので、特に現像ローラギア２１におけるギア飛びを回避することが可能になり、現像ローラ５から電子写真感光体９９の静電潜像に対してトナーを円滑に供給し、画質の良好なトナー像を形成する現像動作を継続することができる。

なお、制御手段４２のメモリ４３には、下限臨界値データが予めストアされているようにしてもよい。回転トルクを増大させる原因であるブロッキングやトナーの偏在は、現像動作の継続を通じて解消されることがある。トルク増大の原因が解消されると、トナー補給ローラ１２の回転を停止し、現像ローラ５および撹拌搬送部材８を回転させている間に、駆動源２５の駆動負荷電流はさらに減少する。

下限臨界値データとは、現像ローラ５と撹拌搬送部材８とを回転駆動させる駆動負荷電流であって、トナー補給ローラ１２を回転させるための回転トルク分の電流を仮に加算したとしても、臨界値データに達することが無い程度の電流値として設定される。

電流検出手段によって検出される駆動負荷電流値が、回転トルクを増大させる原因の解消によって減少し、制御手段４２で下限臨界値データ以下になったと判断されるとき、制御手段４２は切換手段３０に対して動作指令を出力し、偏心カム３５を角変位させて、アイドルギア２４が補給ローラギア２３および撹拌搬送ギア２２と噛合するようにして、現像ローラ５、撹拌搬送部材８およびトナー補給ローラ１２が共に回転するように復帰させる。このことによって、現像装置１は、再びトナー補給部３から現像部２へトナーを補給しながら現像動作を行うことが可能になる。

図４、本発明の実施の第２形態である現像装置に備わる駆動手段２０および切換手段５１の構成を示す図である。本実施の形態の現像装置は、切換手段５１に備わる偏心カム５２を除いて、実施の第１形態の現像装置１と同じに構成されるので、全体構成図を省くとともに、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。

本実施形態の現像装置において注目すべきは、切換手段５１に備わる偏心カム５２が、偏心突出部５２ａにおける先端部が平坦部分５２ａ１を有する形状に形成されることである。偏心カム５２が平坦部分５２ａ１を有するように形成されることによって、偏心カム５２の平坦部分５２ａ１でカム当り板３４を押圧してアイドルギア２４を補給ローラギア２３および撹拌搬送ギア２２と噛合させるとき、カム当り板３４を安定的に押圧して支持棒部材３１すなわちアイドルギア２４が、偏心カム５２に対して近接離反する方向に振れることを防止できるので、一層安定した現像動作を実現することができる。

図５は、本発明の現像装置を備える本発明のもう一つの実施形態である画像形成装置１００の構成を簡略化して示す図である。図５に示す画像形成装置１００は、たとえば本発明の実施の第１形態の現像装置１を備える電子写真方式のフルカラープリンタである。

画像形成装置１００は、たとえばパーソナルコンピュータなどの外部装置で創出されて伝達される画像情報に応じて、記録紙などの記録媒体上にフルカラーまたはモノクロの画像を形成するものであり、露光ユニット１０１、現像装置１、電子写真感光体９９、帯電器１０２、クリーニングユニット１０３、転写搬送ベルトユニット１０４、定着ユニット１０５、用紙搬送路Ｓ，Ｓ１、給紙トレイ１０６、第１および第２排紙トレイ１０７，１０８を含んで構成される。

この画像形成装置１００は、フルカラープリンタであり、画像情報が、ブラック（ｂ）、シアン（ｃ）、マゼンタ（ｍ）、イエロー（ｙ）の各色を用いるカラー画像に応じたものである。したがって、露光ユニット１０１、現像装置１、電子写真感光体９９、帯電器１０２、クリーニングユニット１０３および転写搬送ベルトユニット１０４に備えられる転写ローラ１１３は、各色に対応してそれぞれ４つ設けられる。ここでは、各色に応じて４つずつ設けられる各部は、各色を表すアルファベットを数字の末尾に付して区別し、総称する場合は数字のみで表す。

帯電器１０２、露光ユニット１０１、現像装置１、転写ローラ１１３、クリーニングユニット１０３は、電子写真感光体９９まわりに、この順序で配置される。帯電器１０２は、電子写真感光体９９の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、チャージャー型、ローラ型またはブラシ型などのいずれが用いられてもよい。

露光ユニット１０１としては、たとえばレーザ照射部および反射ミラーを備えるレーザスキャニングユニットが用いられる。露光ユニット１０１は、一様な電位に帯電された電子写真感光体９９の表面を画像情報に応じて露光し、その表面に静電潜像を形成する。現像装置１は、電子写真感光体９９の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像し、可視像であるトナー像を形成する。クリーニングユニット１０３は、電子写真感光体９９の表面から記録媒体上へ転写しきれずに残留するトナーを、電子写真感光体９９の表面から除去し回収する。

転写搬送ベルトユニット１０４は、電子写真感光体９９の下方に配置され、転写ベルト１０９、転写ベルト駆動ローラ１１０、転写ベルトテンションローラ１１１、転写ベルト従動ローラ１１２、転写ローラ１１３（ｂ，ｃ，ｍ，ｙ）および転写ベルトクリーニングユニット１１４を含む。転写ベルト駆動ローラ１１０、転写ベルトテンションローラ１１１、転写ベルト従動ローラ１１２は、転写ベルト１０９を張架し、転写ベルト駆動ローラ１１０の回転駆動によって、転写ベルト１０９を矢符１１５方向へ回転駆動させる。

矢符１１５方向へ回転駆動される転写ベルト１０９は、各電子写真感光体９９に接触するように設けられ、転写ベルト１０９によって搬送される記録媒体が、転写ベルト１０９と電子写真感光体９９との間を通過する際、電子写真感光体９９の表面に形成されたトナー像が記録媒体上へ転写される。フルカラー画像の場合、各電子写真感光体９９で形成される各色のトナー画像が、記録媒体上に順次重ねて転写されることによって、フルカラーに形成される。転写ローラ１１３は、転写ベルト１０９を介して電子写真感光体９９に対向するように配置される。転写ローラ１１３には、トナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加され、この転写バイアスによって電子写真感光体９９表面のトナー像が記録媒体へ転写される。

転写ベルトクリーニングユニット１１４は、転写ベルト１０９の外周に接触するように設けられる。電子写真感光体９９との接触によって転写ベルト１０９に付着したトナーは、記録媒体の裏面を汚染する原因となるので、転写ベルトクリーニングユニット１１４が、転写ベルト１０９表面のトナーを除去し回収する。

定着ユニット１０５は、転写ベルト１０９よりも記録媒体の搬送方向下流側に設けられ、加熱ローラ１１６および加圧ローラ１１７と、加熱ローラ１１６の加熱源、加熱ローラ１１６の温度を検知するセンサおよび加熱ローラ１１６が所定の温度になるように加熱源の動作を制御する制御部などを含む。加熱ローラ１１６と加圧ローラ１１７とは、互いに押圧状態で記録媒体を挟圧搬送することができるように設けられる。定着ユニット１０５は、記録媒体が加熱ローラ１１６と加圧ローラ１１７とで形成されるニップ部を通過する際、トナー像を加熱および加圧して記録媒体に定着させ、堅牢な記録画像とする。

トナー像が記録される記録媒体たとえば記録紙は、給紙トレイ１０６に貯留される。本実施形態の画像形成装置１００では、給紙トレイ１０６は、装置下部に設けられる。給紙トレイ１０６に貯留される記録紙は、ピックアップローラ１１８によって１枚ずつ給紙トレイ１０６から取出され、用紙搬送路Ｓへ送出される。用紙搬送路Ｓへ送出された記録紙は、電子写真感光体９９、現像装置１等を含んで構成される画像形成部の搬送方向手前に設けられるレジストローラ１１９で一旦保持される。レジストローラ１１９は、不図示のレジスト前検知センサの検知出力に応じて、電子写真感光体９９表面に形成されるトナー像の先端が記録紙の画像形成範囲の先端に整合するように、タイミングを同期させて記録紙を画像形成部へと搬送する。

画像形成部で記録紙上にトナー像が形成され、定着ユニット１０５でトナー像が定着された記録紙は、定着ユニット１０５の出側に設けられる搬送方向切換ガイド１２０によって、排紙経路が切換えられ、第１排紙トレイ１０７または第２排紙トレイ１０８のいずれかに排紙される。第１排紙トレイ１０７へ排紙される場合、もう一つの用紙搬送路Ｓ１を通って排紙される。なお、用紙搬送路Ｓ，Ｓ１には、搬送ローラ１２１が設けられ、経路上の記録紙を所定の方向へ搬送する。

以下画像形成装置１００における画像形成動作について簡単に説明する。給紙トレイ１０６からピックアップローラ１１８でピックアップされた記録紙が用紙搬送路Ｓへ送出され、レジストローラ１１９で保持される。この間、画像形成部では、電子写真感光体９９の表面を帯電器１０２で一様な電位に帯電させ、露光ユニット１０１で画像情報に応じて露光して静電潜像が形成され、静電潜像が現像装置１によって現像されてトナー像が形成される。電子写真感光体９９の表面に形成されるトナー像の先端と、記録紙の画像形成範囲の先端とが整合するように、タイミングを同期させてレジストローラ１１９が記録紙を転写ベルト１０９へと送り込む。

転写ベルト１０９で搬送される過程において、記録紙上には、各電子写真感光体９９から各色のトナー像が順次積層転写されてフルカラー画像が形成される。トナー像が転写された記録紙は、定着ユニット１０５へ搬送され、定着ユニット１０５で定着処理されて堅牢な記録画像となり、第１または第２排紙トレイ１０７，１０８のいずれかに排紙され、一連の画像形成動作が終了する。

画像形成装置１００には、現像装置１が備えられる。したがって、電子写真感光体９９表面の静電潜像を現像してトナー像を形成するに際し、現像装置１の回転駆動系の回転トルクが増大したとき、トナー補給ローラ１２の回転を停止して回転駆動系の回転トルクを軽減することが可能であり、回転駆動系特に現像ローラ５におけるギア飛びの発生を防止することができるので、白抜けなどの画質不良を生じることなく良好な品質の画像を継続して形成することのできる画像形成装置が実現される。

以上に述べたように、本実施の形態では、トルク検出手段は、電動機の駆動負荷電流を検出する電流検出手段であるけれども、これに限定されることなく、回転トルク計などが用いられてもよい。

本発明の実施の第１形態である現像装置１の構成を簡略化して示す断面図である。 図１に示す現像装置１に備わる駆動手段２０および切換手段３０の構成を簡略化して示す図である。 切換手段３０の切換動作を制御する電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施の第２形態である現像装置に備わる駆動手段２０および切換手段５１の構成を示す図である。 本発明の現像装置を備える本発明のもう一つの実施形態である画像形成装置１００の構成を簡略化して示す図である。

符号の説明

１ 現像装置
２ 現像部
３ トナー補給部
４ 現像槽
５ 現像ローラ
６ 層厚規制部材
７ 供給ローラ
８ 撹拌搬送部材
１１ トナー補給容器
１２ トナー補給ローラ
１３ トナー補給口
２０ 駆動手段
３０，５１ 切換手段
４１ 電流検出手段
４２ 制御手段
１００ 画像形成装置

Claims (4)

1. 電子写真方式で画像形成する画像形成装置に搭載される現像装置において、
   現像剤を収容する現像槽と、
   現像槽に回転自在に支持されて、画像形成装置に設けられる電子写真感光体の表面に形成される静電潜像に現像剤を供給して現像する現像ローラと、
   現像剤を収容し、現像槽に対して現像剤を補給する現像剤補給容器と、
   現像剤補給容器に回転自在に支持され、回転することによって現像剤を現像槽へ補給する現像剤補給ローラと、
   現像ローラおよび現像剤補給ローラを回転させる駆動手段と、
   駆動手段の状態を、駆動源によって回転駆動される現像ローラの回転力を伝達することで現像剤補給ローラを回転させる第一状態、または、駆動源によって回転駆動される現像ローラの回転力を伝達せず現像剤補給ローラを回転させない第二状態に切換える切換手段と、
   駆動手段の駆動トルクを検出するトルク検出手段と、
   トルク検出手段の検出出力に応答して切換手段を制御し、駆動トルクが臨界値まで増大していない場合には前記駆動手段の状態を前記第一状態とし、駆動トルクが増大し臨界値に達した場合には前記駆動手段の状態を前記第二状態となるように、切換え動作を制御する制御手段とを含むことを特徴とする現像装置。
2. 駆動手段は電動機を含み、
   トルク検出手段は、
   電動機の駆動負荷電流を検出する電流検出手段であることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 切換手段は、
   現像剤補給ローラの回転軸部材に設けられる補給ローラギアに噛合可能、かつ噛合状態からの離脱可能に設けられるアイドルギアと、
   回転動作することによってアイドルギアをその回転軸線方向に往復移動させるように設けられる偏心カムであって、アイドルギアを、補給ローラギアと噛合させ、また噛合状態から離脱させる偏心カムとを含むことを特徴とする請求項１または２記載の現像装置。
4. 前記請求項１〜３のいずれか１つ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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