JP5590784B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体上に形成された静電像に現像剤を付着させて可視像化する電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機等の画像形成装置に使用される現像装置を備える画像形成装置に関するものである。

近年、複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置においては、省スペースを達成するために装置本体の小型化の要求が強くなっており、特に、フルカラー方式の画像形成装置においては、現像装置を複数用いるため、小型化の要望が強い。このような要望に応えられる現像装置の発明として、特許文献１に記載の発明が存在する。

特許文献１に記載の現像装置は、現像スリーブへ現像剤を供給する現像室、現像後の現像剤を現像容器内に回収する撹拌室が備え、現像室及び撹拌室の位置関係が上下に配置される。この様な位置関係を本願の図２を参照して説明する。

図２の現像装置１には、『現像剤の循環手段』である２本の搬送スクリュー５、６が上下に配置されるといった特徴がある。現像装置１は、現像剤を収容した現像容器２を備える。感光ドラム１０に対向する現像容器２の部位には開口部２ａが形成される。この開口部２ａには、『現像剤担持体』である現像スリーブ８が設けられる。

また、現像容器２の内壁には、開口部２ａに向かって延びる隔壁７が形成される。この隔壁７は現像室３及び撹拌室４を区画し、現像室３は現像容器２の内部で上方に配置され、撹拌室４は現像容器２の内部で下方に配置される。これらの現像室３及び撹拌室４の内部には、現像剤を撹拌及び搬送し、現像容器２の内部を循環する循環手段として第１搬送スクリュー５及び第２搬送スクリュー６が設置される。第１搬送スクリュー５は現像室３の内部の現像剤を現像スリーブ８へと搬送する。第２搬送スクリュー６は、トナー補給口（不図示）から撹拌室４の内部で第２搬送スクリュー６の上流側に供給されるトナーと撹拌室４の内部に既にある現像剤を撹拌しながら搬送し、現像剤のトナー濃度を均一化する。

こうした縦撹拌型の現像装置１の構成によれば、現像室３及び撹拌室４が鉛直方向に並べられることから、水平方向の占有スペースが小さくて済む。このために、例えば、複数の現像装置１を水平方向に並列搭載するタンデム方式等のカラー画像形成装置でも水平方向における小型化が可能となる。

こうした縦撹拌型の現像装置１では、例えば、図２の矢印ａに示されるように、現像剤は、現像スリーブ８の内部に非回転に設けられた『磁界発生手段』であるマグネットローラ８ａの磁極Ｎ１により現像スリーブ８に汲み上げられる。この場合に、磁極Ｎ１は現像容器２の内部に配置されている。

現像スリーブ８が回転すると、現像剤は、磁極Ｓ１、現像スリーブ８が感光ドラム１０側に露出する部分の磁極Ｎ２へと順に搬送されることにより、現像容器２の内部から外部へと搬送される。それから、現像剤は、現像スリーブ８及び感光ドラム１０が対向する部分の磁極Ｓ２のある現像領域に至る。こうした現像剤の搬送途中では、現像剤の層厚は、『現像剤規制部材』である現像剤規制ブレード９、及び、これと対向する位置にある磁極Ｓ１の協同で、磁気的に規制される。そして、現像剤の薄層化が達成され、現像領域において静電像が現像される。

現像領域において現像に供されないで残った現像剤は、現像スリーブ８の回転方向で現像領域の下流にある磁極Ｎ３で現像容器２の内部に搬送される。現像容器２の内部側に位置する隣り合う同極の磁極Ｎ１、Ｎ３の反発磁界により、現像剤は、現像スリーブ８から除去されて現像容器２の内部の下側部分に区画される撹拌室４に回収される。

このような場合に、現像スリーブ８の回転に伴って、現像剤は、横撹拌型の現像装置のように現像室に回収されることはなく、図２の矢印ｃに示されるように、現像室３の鉛直下方に区画される撹拌室４に回収される。そのために、現像室３の内部には、常に撹拌室４で十分に撹拌された現像剤のみが存在する。こうして、現像スリーブ８には常に均一な濃度の現像剤が供給され、スラスト方向の画像ムラや濃度差が無い均一な画像が得られる。

一方で、画像形成装置には、様々なメディアへの対応性が求められる。例えば、プロセススピードが複数設定され、厚いシートの場合にはプロセススピードが遅く設定される。このときに、第２搬送スクリュー６の現像剤搬送能力が現像スリーブ８の現像剤搬送能力に比較して小さく設定されると、現像剤が第２搬送スクリュー６の上流側に堆積して現像剤の循環バランスが崩れる。そのために、現像スリーブ８及び第２搬送スクリュー６を独立に駆動させ、それぞれのプロセススピードで最適な回転数に設置することで、どのプロセススピードでも現像剤の循環バランスが崩れないようにされている。

特開平５−３３３６９１号公報

しかしながら、前述した特許文献１に記載の縦撹拌型の現像装置１の構成では、現像剤を搬送するにあたって以下の問題が存在する。

現像スリーブ８及び第２搬送スクリュー６では慣性力に差がある。そのことから、駆動停止開始信号に基づいて現像スリーブ８の回転が停止するまでの停止所要時間、及び、駆動停止開始信号に基づいて第２搬送スクリュー６の回転が停止するまでの停止所要時間の間には差ができる。

仮に現像スリーブ８のモータ１１及び第２搬送スクリュー６のモータ１２に駆動停止開始信号を同時に送る場合を想定する。この場合に、停止所要時間の差によって、例えば現像スリーブ８が第２搬送スクリュー６よりも長く回転し、より多くの現像剤が現像室３から現像スリーブ８を介して撹拌室４に送られることが生じ得る。このように現像スリーブ８及び第２搬送スクリュー６の駆動開始及び駆動停止の繰り返しの度に、現像スリーブ８の余分な回転が繰り返されると、現像剤の循環のバランスが崩れ、最後には現像装置１から現像剤が溢れ出す虞がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、現像剤担持体と搬送部材の慣性力の違いから、停止所要時間に差があっても、現像剤の循環のバランスが崩れて現像装置から現像剤が溢れることを低減可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、現像剤を収納可能な第１室と、前記第１室と連絡して循環路を形成し、現像剤を収納可能な第２室と、前記第１室の内部に設けられ、現像剤を前記第１室と前記第２室間の第１の連通部に向けて搬送する第１搬送部材と、前記第２室の内部に設けられ、現像剤を前記第２室と前記第１室間の第２の連通部に向けて搬送する第２搬送部材と、前記第１室及び前記第２室をそれぞれ通過する周面が、前記第１室から供給される現像剤を担持して像担持体と対向する現像位置を経由して前記第２室に現像剤を搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体、前記第１搬送部材及び前記第２搬送部材を駆動する駆動機構と、前記第２搬送部材への駆動入力を停止させる度に、前記第２搬送部材への駆動入力を停止させるための停止信号の発信タイミングが、前記現像剤担持体への駆動入力を停止させるための停止信号の発信タイミングよりも所定時間遅くなるように制御するモードを実行可能なコントローラと、を有することを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、現像剤担持体の駆動停止タイミングが、第２搬送部材の駆動停止タイミングよりも早くなる。したがって、現像剤担持体及び第２搬送部材の駆動停止タイミングが同時とされた従来の場合に比較して、現像剤担持体の駆動停止タイミングは早められる。そのために、従来では慣性力の差等に基づいて第２搬送部材の駆動停止後に現像剤担持体が駆動して現像装置の内部で現像剤が溢れる現象が生じ得たが、こうした現象は本発明では低減される。その結果、現像剤担持体と搬送部材の慣性力の違いから、停止所要時間に差があっても、現像剤の循環のバランスが崩れて現像装置から現像剤が溢れることが低減される。同時に、現像剤担持体からの現像剤の回収は効率良く実行される。

（第１実施形態）

図１は、本発明の第１実施形態に係る現像装置１を備える画像形成装置１００の構成を示す断面図である。図１を用いてまず、画像形成装置１００の全体構成及び動作を説明する。画像形成装置１００は、フルカラー画像形成装置を例として以下に説明する。

図１に示されるように、ステーションＹ、ステーションＭ、ステーションＣ、ステーションＫの各ステーションはほぼ同様の構成であり、フルカラー画像において、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像を形成する。各ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、各現像装置１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを備える。以下の説明において、現像装置１とあれば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各ステーションにおける現像装置１Ｙ、現像装置１Ｍ、現像装置１Ｃ、現像装置１Ｋを共通して指すものとする。

また、各ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、『像担持体』である感光ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの各々を備える。以下の説明において、感光ドラム１０とあれば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各ステーションにおける感光ドラム１０Ｙ、感光ドラム１０Ｍ、感光ドラム１０Ｃ、感光ドラム１０Ｋを共通して指すものとする。感光ドラム１０は回動自在に設けられており、その感光ドラム１０を一次帯電器２１で一様に帯電し、例えばレーザーのような発光素子２２によって情報信号に応じて変調された光で露光して静電像を形成する。

なお、各ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋには、一次帯電器２１Ｙ、一次帯電器２１Ｍ、一次帯電器２１Ｃ、一次帯電器２１Ｋが各々設けられるが、４つの帯電器に共通の内容に関しては一次帯電器２１と記載する。また、各ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋには、発光素子２２Ｙ、発光素子２２Ｍ、発光素子２２Ｃ、発光素子２２Ｋが各々設けられるが、４つの帯電器に共通の内容に関しては発光素子２２と記載する。

その静電像は現像装置１により、後述のような過程で現像像（以下、『トナー像』という）として可視像化される。その一方で、『記録材』である転写シート２７は、転写シート搬送用部材２４によって転写帯電器２３まで搬送されてくる。前述のトナー像は、転写帯電器２３によって転写シート２７の上に各ステーション毎に転写される。その後、定着装置２５によって定着して永久画像が得られる。

感光ドラム１０上の転写残トナーは、クリーニング装置２６によって除去される。画像形成にあたって消費された現像剤中のトナーはトナー補給槽２０から補給される。

なお、各ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋには、クリーニング装置２６Ｙ、クリーニング装置２６Ｍ、クリーニング装置２６Ｃ、クリーニング装置２６Ｋが各々設けられるが、４つのクリーニング装置に共通の内容に関してはクリーニング装置２６と記載する。また、各ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋには、トナー補給槽２０Ｙ、トナー補給槽２０Ｍ、トナー補給槽２０Ｃ、トナー補給槽２０Ｋが各々設けられるが、４つのトナー補給槽に共通の内容に関してはトナー補給槽２０と記載する。更に、、各ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋには、転写帯電器２３Ｙ、転写帯電器２３Ｍ、転写帯電器２３Ｃ、転写帯電器２３Ｋが各々設けられるが、４つのトナー補給槽に共通の内容に関しては転写帯電器２３と記載する。

なお、前述の感光ドラム１０、現像装置１といった構成を含んでシートに画像を形成する『画像形成部』は構成される。

本実施形態では、『像担持体』である感光ドラム１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｋから転写シート搬送用部材２４に搬送された転写シート２７に直接転写する方法が採られたが、これに限定されない。

転写シート搬送用部材２４の代わりに中間転写体を設け、各色の感光ドラム１０から中間転写体に各色のトナー像を一次転写した後、転写シート２７に各色の複合トナー像を一括して二次転写する構成の画像形成装置においても、この現像装置１は適用できる。

図２は、本発明の第１実施形態に係る感光ドラム１０及び現像装置１の構成を示す拡大断面図である。図２に示されるように、現像装置１は、非磁性トナー及び磁性キャリアを含む現像剤Ｔ（例えば、二成分現像剤）を収容可能な現像容器２を備える。現像容器２には、感光ドラム１０に対向する位置に開口部２ａが形成される。開口部２ａの端部には『現像剤規制部材』である現像剤規制ブレード９が取り付けられる。この現像剤規制ブレード９の先端９ａ及び開口部２ａで囲まれる位置には、『現像剤担持体』である現像スリーブ８が回転可能に配置される。現像スリーブ８は、先端９ａ及び開口部２ａを境界として、一部が感光ドラム１０の側に露出し、一部が現像容器２の内部に配置される。

この現像スリーブ８は感光ドラム１０に対向するように配置される。現像スリーブ８は、現像室３の内部の現像剤Ｔを担持して感光ドラム１０へと搬送する。現像スリーブ８は、現像室３から供給される現像剤を担持して感光ドラム１０と対向する現像位置を経由して撹拌室４に現像剤Ｔを搬送する。

現像容器２の内部の略中央部には隔壁７が形成される。この隔壁７は、現像容器２の内部で、現像剤Ｔを収納可能で現像剤Ｔを現像する『第１室』である現像室３、及び、現像室３と連絡して循環路を形成し、現像剤を収納可能で現像剤Ｔを撹拌する『第２室』である撹拌室４を隔てる。現像室３は現像容器２の内部で上側に区画される。撹拌室４は現像容器２の内部で下側に区画される。つまり、撹拌室４は現像室３の重力方向下側に配置される。こうした現像室３及び撹拌室４が上下方向に配置される現像容器２の中に現像剤Ｔが収容される。

現像室３の内部には、現像室３の内部の現像剤Ｔを撹拌して現像スリーブ８へと搬送する『第１搬送部材』である第１搬送スクリュー５が配置されている。撹拌室４の内部には、現像スリーブ８に残余した現像剤Ｔが撹拌室４に回収されると撹拌室４の内部の現像剤Ｔを撹拌して現像室３へと搬送する『第２搬送部材』である第２搬送スクリュー６が配置されている。こうした第１搬送スクリュー５又は第２搬送スクリュー６は、現像剤Ｔを現像容器２の内部で循環させる『循環手段』として機能する。

なお、この現像スリーブ８は非磁性手段で構成される。現像スリーブ８の内部には『磁界発生手段』であるマグネットローラ８ａが非回転状態で配置される。このマグネットローラ８ａは、現像極としての磁極Ｓ２と、現像剤Ｔを搬送する磁極Ｓ１、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３を有している。このうち同極である磁極Ｎ３及び磁極Ｎ１は、隣り合って現像容器２の内部側に設置されており、磁極Ｎ３及び磁極Ｎ１の間に反発磁界が形成され、現像剤Ｔに対してはバリアが形成されている。そのために、撹拌室４にて現像剤Ｔは現像スリーブ８から引き離される。

現像スリーブ８は、『駆動機構』である『第１モータ』としてのモータ１１に接続される。第２搬送スクリュー６は、『駆動機構』である『第２モータ』としてのモータ１２に接続される。第１搬送スクリュー５は、『駆動機構』である『第３モータ』としてのモータ１３に接続される。このモータ１１〜１３は『制御部』であるコントローラ３０に接続される。モータ１１、モータ１２及びモータ１３は独立して駆動可能であることから、現像スリーブ８、第２搬送スクリュー６及び第１搬送スクリュー５は独立して駆動可能である。

コントローラ３０は、図３を用いて後述する撹拌室４から現像室３へと現像剤を汲み上げる連通部７１において、現像剤が堆積するのを抑制するために、現像スリーブ８、第２搬送スクリュー６、第１搬送スクリュー５の駆動順序を調整できるようになっている。図３において、第１搬送スクリュー５が停止された後に、第２搬送スクリュー６の駆動により現像剤が連通部７１を通って汲み上げられると連通部７１近傍は溢れることになる。加えて、第１搬送スクリュー５や第２搬送スクリュー６が停止された後に、現像スリーブ８の駆動により現像剤が連通部７１に加えられると連通部７１は尚更溢れることになる。

こうした事態を抑制するために、コントローラ３０は、現像スリーブ８の駆動を停止させる第１駆動停止開始信号が送信されてから現像スリーブ８の駆動が停止されるまでの『第１停止所要時間』のデータが記憶できるようになっている。また、コントローラ３０は、第２搬送スクリュー６の駆動を停止させる第２駆動停止開始信号が送信されてから第２搬送スクリュー６が駆動が停止されるまでの『第２停止所要時間』のデータが記憶できるようになっている。さらに、コントローラ３０は、第１搬送スクリュー５の駆動を停止させる第３駆動停止開始信号が送信されてから第１搬送スクリュー５の駆動が停止されるまでの『第３停止所要時間』のデータが記憶できるようになっている。

また、コントローラ３０は、第１停止所要時間のデータに基づいて、現像スリーブ８を駆動停止する第１駆動停止開始信号をモータ１１に送信可能になっている。また、コントローラ３０は、第２停止所要時間のデータに基づいて、第２搬送スクリュー６を駆動停止する第２駆動停止開始信号をモータ１２に送信可能になっている。さらに、コントローラ３０は、第３停止所要時間のデータに基づいて、第１搬送スクリュー５を駆動停止する第３駆動停止開始信号をモータ１３に送信可能になっている。

前述の駆動停止開始信号は以下の順序で送信されるようになっている。すなわち、まず、コントローラ３０は、第１停止所要時間のデータに基づいて第１駆動停止開始信号を現像スリーブ８に送信する。その後に、コントローラ３０は、第２停止所要時間のデータに基づいて第２駆動停止開始信号を第２搬送スクリュー６に送信する。さらにその後に、コントローラ３０は、第３停止所要時間のデータに基づいて第３駆動停止開始信号を第１搬送スクリュー５に送信する。

そのために、コントローラ３０は、第１停止所要時間、第２停止所要時間及び第３停止所要時間のデータに基づいて、現像スリーブ８の駆動の停止以後に、第２搬送スクリュー６の駆動を停止させ、その後に、第１搬送スクリュー５の駆動を停止させる。または、第１停止所要時間のデータ、第２停止所要時間のデータ及び第３停止所要時間のデータに基づいて、現像スリーブ８、第２搬送スクリュー６及び第１搬送スクリュー５の駆動の停止が同時となっても良い。

図３は、現像装置１の構成を示す断面図である。図３に示されるように、第１搬送スクリュー５の回転軸５ａは、現像室３の底部にて現像スリーブ８の回転中心８ｂとほぼ平行（ほぼ現像幅方向）に配置される。第１搬送スクリュー５が回転すると、現像室３の内部の現像剤Ｔは第１搬送スクリュー５の回転軸５ａに沿って一方向に（図３中左から右へ）搬送される。第１搬送スクリュー５は、強磁性体で成形される回転軸５ａと、この回転軸５ａの周囲に非磁性材料で成形されてスパイラル状に設けられる羽根部材５ｂとを有し、スクリュー構造とされる。

また、図３に示されるように、第２搬送スクリュー６の回転軸６ａは、撹拌室４の底部にて現像スリーブ８の回転中心８ｂや第１搬送スクリュー５の回転軸５ａとほぼ平行（ほぼ現像幅方向）に配置される。第２搬送スクリュー６が第１搬送スクリュー５と同方向に回転すると、撹拌室４の内部の現像剤Ｔは第２搬送スクリュー６の回転軸６ａに沿って他方向（図３中右から左へ）に搬送される。第２搬送スクリュー６は、強磁性体で成形される回転軸６ａと、この回転軸６ａの周囲に非磁性材料で成形されてスパイラル状に設けられる羽根部材６ｂとを有し、スクリュー構造とされる。

さらに、図３に示されるように、現像室３及び撹拌室４の間に形成される隔壁７には、現像スリーブ８の回転中心８ｂに沿う方向の端部側に『開口部』である連通部７１及び連通部７２が形成される。そして、第１搬送スクリュー５及び第２搬送スクリュー６が回転して現像剤Ｔを搬送すると、現像剤Ｔは、隔壁７の両端部の開口部（連通部７１、７２）を通じて現像室３及び撹拌室４の間で循環される。

図３及び図２から明らかなように、現像室３は鉛直上方に配置され、撹拌室４は鉛直下方に配置される。現像室３から撹拌室４への移動にあたって、矢印ｅに示されるように、現像剤Ｔは連通部７２を通って上から下へと移動する。撹拌室４から現像室３への移動にあたって、矢印ｆに示されるように、現像剤Ｔは連通部７１を通って下から上へと移動する。特に、撹拌室４から現像室３への移動にあたっては、端部に溜まった現像剤Ｔの圧力によって下から上へと押し上げられるようにして現像剤Ｔが受け渡される。

このときに、図３に示される撹拌室４の内部であって撹拌室４から現像室３へ受け渡たす連通部７１の近傍で、現像剤Ｔが堆積し易い。したがって、連通部７１の近傍で現像剤Ｔは溢れ易くなっている。

連通部７１の近傍で現像剤Ｔが溢れ易いことに関して 以下に説明を加える。図３に示されるように、縦攪拌方式の現像装置１では、現像剤Ｔは、図３中の矢印e、ｆの方向に流れる。この現像剤Ｔは、現像室３と撹拌室４を分割する隔壁７の軸方向両端部に設けられた連通部７１、７２開口のうちの連通部７１を通って、撹拌室４から現像室３へ受け渡される。

しかし、この現像剤Ｔの全てが現像室３において第１搬送スクリュー５の下流端に到達するわけではなく、途中で現像スリーブ８に供給され（図２参照）、現像領域を通過後、撹拌室４に回収される成分が存在する。この現像スリーブ８への現像剤Ｔの受け渡しは、現像スリーブ８のスラスト方向のほぼ全域にわたってなされる。このため、現像室３の内部において第１搬送スクリュー５により搬送される現像剤Ｔの量は、搬送方向上流端から搬送方向下流端に行くに従い徐々に減少する傾向がある。

一方、撹拌室４において第２搬送スクリュー６により搬送される現像剤Ｔの量は、搬送方向上流端から搬送方向下流端にいくに従い徐々に増加する傾向がある。即ち、現像装置１０１の内部における現像剤Ｔの分布は、図３に図示したように、片寄りが非常に起こりやすい。こうした状況で図２の構成を見ると、さらに、第２搬送スクリュー６の回転停止後に現像スリーブ８が回転していた場合には、撹拌室４での現像剤Ｔの量がさらに増えることで、撹拌室４の下流では特に現像剤Ｔが多くなる。このために、連通部（『汲み上げ部』ともいう）７１の近傍において、現像スリーブ８から撹拌室４への現像剤Ｔの回収が不可能になり、現像スリーブ８上で現像剤Ｔが対流し、あふれを引き起こす。これによって更に、現像スリーブ８から現像剤Ｔが撹拌室４に回収されなくなる。回収されなかった現像剤Ｔは現像スリーブ８上で対流して漏れが引き起こされる。

また、第１搬送スクリュー５の駆動停止タイミングは、連通部（汲み上げ部）７１での現像剤にかかる圧を考慮して、第２搬送スクリュー６の駆動停止タイミングよりも遅く又は同時に設定される。仮に、現像室３の第１搬送スクリュー５の回転が停止した後に、撹拌室４の第２搬送スクリュー６の回転が停止する場合には、第２搬送スクリュー６の回転によって、連通部７１における現像剤の圧が高くなり、現像剤が劣化してしまう。こうした劣化を抑制するためである。

図４は、コントローラ３０の制御工程を示すフローチャートである。図４に示されるように、コントローラ３０は、駆動を開始する（ステップ１、以下、ステップを『Ｓ』という。Ｓ１）。コントローラ３０は、現像スリーブ８の駆動の停止を開始させる第１駆動停止開始信号をモータ１１に送信する（Ｓ２）。その後に、コントローラ３０は、第２搬送スクリュー６の駆動の停止を開始させる第２駆動停止開始信号をモータ１２に送信する（Ｓ３）。その後に、コントローラ３０は、第１搬送スクリュー５の駆動の停止を開始させる第３駆動停止開始信号をモータ１３に送信する（Ｓ４）。

コントローラ３０は、図示しない現像スリーブ８の回転検知センサから受信される信号に基づいて現像スリーブ８の回転が停止されたことを検知する（Ｓ５）。その後に、コントローラ３０は、図示しない第２搬送スクリュー６の回転検知センサから受信される信号に基づいて第２搬送スクリュー６の回転が停止されたことを検知する（Ｓ６）。その後に、コントローラ３０は、図示しない第１搬送スクリュー５の回転検知センサから受信される信号に基づいて第１搬送スクリュー５の回転が停止されたことを検知する（Ｓ７）。そして、コントローラ３０は、駆動を停止する（Ｓ８）。

また、前述したように、コントローラ３０が第３駆動停止開始信号をモータ１３に送信した（Ｓ４）後に、図示しない回転検知センサによって現像スリーブ８、第２搬送スクリュー６及び第１搬送スクリュー５の同時停止が検知されても良い（Ｓ９）。

なお、前述したように、コントローラ３０が第３駆動停止開始信号をモータ１３に送信した（Ｓ４）後に、現像スリーブ８、第２搬送スクリュー６及び第１搬送スクリュー５の回転の停止が所定時間の範囲内で入れ替わっても良い。

図５は、現像スリーブ８、第２搬送スクリュー６及び第１搬送スクリュー５の駆動タイミングがずらされて駆動停止開始信号が発信され、順に駆動停止される状況を示すグラフである。図５に示されるように、現像スリーブ８、第２搬送スクリュー６及び第１搬送スクリュー５の慣性力の差を考慮し、予め駆動停止のタイミングがずらされることで、実際の停止所要時間に基づいて、最適な現像剤Ｔの循環のバランスを維持することができる。

図５（ａ）に示されるように、例えば、現像スリーブ８の駆動がオン（図中「ＯＮ」と記載する。以下同じ。）からオフ（図中「ＯＦＦ」と記載する。以下同じ。）に切替えられるのは時間ｔ_Ａである。現像スリーブ８が実際に停止する時間はｔ１である。これに対して、図５（ｂ）に示されるように、例えば、第２搬送スクリュー６の駆動がオンからオフに切替えられるのは時間ｔ_Ｂである。第２搬送スクリュー６が実際に停止する時間はｔ２である。図５（ｃ）に示されるように、例えば、第１搬送スクリュー５の駆動がオンからオフに切替えられるのは時間ｔ_Ｃである。第１搬送スクリュー５が実際に停止する時間はｔ３である。図５（ａ）（ｂ）（ｃ）では、時間の経過は、ｔ_Ａ、ｔ_Ｂ、ｔ_Ｃ、ｔ１、ｔ２、ｔ３の順となっている。また、停止所要時間は、第１停止所要時間ｔ１−ｔ_Ａ＞第２停止所要時間ｔ２−ｔ_Ｂ≒第３停止所要時間ｔ３−ｔ_Ｃとなっている。このような停止所要時間に基づいてコントローラ３０が現像スリーブ８、第２搬送スクリュー６、第１搬送スクリュー５の順に回転の停止を開始することで、現像スリーブ８、第２搬送スクリュー６、第１搬送スクリュー５の順で確実な回転の停止が実現できる。

図６は、現像スリーブ８、第２搬送スクリュー６及び第１搬送スクリュー５の駆動停止タイミングがずらされて駆動停止開始信号が発信され、同時に回転停止される状況を示すグラフである。図６に示されるように、ここでも、現像スリーブ８、第２搬送スクリュー６及び第１搬送スクリュー５の慣性力の差を考慮し、予め駆動停止のタイミングがずらされることで、実際の停止所要時間に基づいて、最適な現像剤Ｔの循環のバランスを維持することができる。

図６（ａ）に示されるように、例えば、現像スリーブ８の駆動がオン（図中「ＯＮ」と記載する。以下同じ。）からオフ（図中「ＯＦＦ」と記載する。以下同じ。）に切替えられるのは時間ｔ_Ａである。現像スリーブ８が実際に停止する時間はｔ１である。これに対して、図６（ｂ）に示されるように、例えば、第２搬送スクリュー６の駆動がオンからオフに切替えられるのは時間ｔ_Ｂである。第２搬送スクリュー６が実際に停止する時間はｔ１である。図６（ｃ）に示されるように、例えば、第１搬送スクリュー５の駆動がオンからオフに切替えられるのは時間ｔ_Ｃである。第１搬送スクリュー５が実際に停止する時間はｔ１である。図５（ａ）（ｂ）（ｃ）では、時間の経過は、ｔ_Ａ、ｔ_Ｂ、ｔ_Ｃ、ｔ１の順となっている。また、停止所要時間は、第１停止所要時間ｔ１−ｔ_Ａ＞第２停止所要時間ｔ１−ｔ_Ｂ≒第３停止所要時間ｔ１−ｔ_Ｃとなっている。このような停止所要時間に基づいてコントローラ３０が現像スリーブ８、第２搬送スクリュー６、第１搬送スクリュー５の順に回転の停止を開始することで、現像スリーブ８、第２搬送スクリュー６、第１搬送スクリュー５の回転の確実な同時停止が実現できる。

前述の図５や図６の場合において、仮に、現像スリーブ８、第２搬送スクリュー６及び第１搬送スクリュー５の駆動停止開始信号が同時のタイミングで発信され場合を想定する。そうすると、現像スリーブ８、第２搬送スクリュー６及び第１搬送スクリュー５は慣性力に差があることから、駆動停止開始信号が発信されてから実際に駆動が停止するまでの停止所要時間に差が生じてしまう。その結果、第１搬送スクリュー５及び第２搬送スクリュー６が回転停止した後に、現像スリーブ８が回転してしまう。これが、すなわち従来技術の欠点といえる。

この例の中で特に、第２搬送スクリュー６の駆動の方が現像スリーブ８よりも先に停止した場合には、現像スリーブ８から撹拌室４に回収された現像剤Ｔが、撹拌室４の内部における第２搬送スクリュー６の上流側に堆積してしまう。この堆積した現像剤Ｔは第２搬送スクリュー６が先に停止したために、搬送されずに堆積したままとなる。そして、現像スリーブ８及び第２搬送スクリュー６の駆動開始及び駆動停止が繰り返されることで、現像剤Ｔの循環のバランスが崩れ、現像剤Ｔが堆積し易い連通部７１の近傍で現像剤Ｔが溢れ出す虞が生じる。

前述した現像装置１の作用について図２を参照して説明する。現像剤Ｔは、磁極Ｓ１により現像スリーブ８に汲み上げられる。現像スリーブ８が回転すると、現像剤Ｔは、現像剤規制ブレード９で磁気的に規制され、磁極Ｓ１及び磁極Ｎ２へと順に搬送される。そして、現像剤Ｔは、磁極Ｓ２のある現像領域に至る。現像領域で現像に供されないで残った現像剤Ｔは、磁極Ｎ３で現像容器２の内部に搬送される。現像剤は、隣り合う磁極Ｎ１及び磁極Ｎ３の反発磁界により現像スリーブ８から除去されて撹拌室４に回収される。

コントローラ３０には、予め、現像スリーブ８を停止する第１駆動停止開始信号が送信されてから現像スリーブ８の駆動が停止するまでの第１停止所要時間が記憶されている。また、コントローラ３０には、第２搬送スクリュー６を停止する第２駆動停止開始信号が送信されてから第２搬送スクリュー６の駆動が停止するまでの第２停止所要時間が記憶されている。さらに、コントローラ３０には、第１搬送スクリュー５を停止する第３駆動停止開始信号が送信されてから第１搬送スクリュー５の駆動が停止するまでの第１停止所要時間が記憶されている。

コントローラ３０は、第１駆動停止開始信号の発信時から第１停止所要時間の経過後に現像スリーブ８を停止させることになる。また、コントローラ３０は、第２駆動停止開始信号の発信時から第２停止所要時間の経過後に第２搬送スクリュー６を停止させることになる。こうした第１停止所要時間及び第２停止所要時間から停止時を導出してから、第２搬送スクリュー６よりも現像スリーブ８の駆動を先に停止させる。現像スリーブ８が停止した時点では、第２搬送スクリュー６はまだ駆動していても良く、第２搬送スクリュー６は駆動により現像剤Ｔを現像室３へと撹拌しながら搬送する。このために、撹拌室４の内部において、第２搬送スクリュー６の上流側には現像剤が過度に堆積しない。

また、コントローラ３０は、第２駆動停止開始信号の発信時から第２停止所要時間の経過後に第２搬送スクリュー６を停止させることになる。また、コントローラ３０は、第３駆動停止開始信号の発信時から第３停止所要時間の経過後に第１搬送スクリュー５を停止させることになる。こうした第２停止所要時間及び第３停止所要時間から、第１搬送スクリュー５よりも第２搬送スクリュー６の駆動を先に停止させる。第２搬送スクリュー６が停止した時点では、第１搬送スクリュー５はまだ駆動していても良い。このために、現像室３の内部において、特に連通部７１では現像剤が過度に堆積しない。

こうした現像装置１の構成によれば、現像スリーブ８の駆動停止を開始するタイミングが、第２搬送スクリュー６の駆動停止を開始するタイミングよりも早くなる。したがって、現像スリーブ８及び第２搬送スクリュー６の駆動停止のタイミングが同時とされた従来の場合に比較して、現像スリーブ８の駆動停止のタイミングは早められる。そのために、従来では慣性力の差等に基づいて第２搬送スクリュー６の駆動停止後に現像スリーブ８が駆動して現像装置１の内部で現像剤が溢れる現象が生じ得たが、こうした現象は低減される。その結果、現像スリーブ８と第２搬送スクリュー６の慣性力の違いから、停止所要時間に差があっても、現像剤の循環のバランスが崩れて現像装置１から現像剤が溢れることが低減される。同時に、現像スリーブ８からの現像剤の回収は効率良く実行される。

また、現像装置１の構成によれば、第２搬送スクリュー６の駆動停止を開始するタイミングが、第１搬送スクリュー５の駆動停止を開始するタイミングよりも早くなる。したがって、第２搬送スクリュー６及び第１搬送スクリュー５の駆動停止のタイミングが同時とされた従来の場合に比較して、第２搬送スクリュー６の駆動停止のタイミングは早められる。そのために、従来では慣性力の差等に基づいて第１搬送スクリュー５の駆動停止後に第２搬送スクリュー６が駆動して現像装置１の内部で現像剤が溢れる現象が生じ得たが、こうした現象は低減される。その結果、第２搬送スクリュー６と第１搬送スクリュー５の慣性力の違いから、停止所要時間に差があっても、現像剤の循環のバランスが崩れて現像装置１から現像剤が溢れることが低減される。同時に、現像スリーブ８からの現像剤の回収は効率良く実行される。

なお、現像スリーブ８及び第２搬送スクリュー６の駆動を停止させる場合には、両者の慣性力に差がある。このために、従来では、第２搬送スクリュー６が停止した後でも現像スリーブ８が駆動する場合があり、現像スリーブ８は現像剤Ｔを現像スリーブ８から撹拌室４に移動させてしまうことがあった。そして、現像剤Ｔの循環バランスが崩れ、現像装置１から現像剤Ｔが溢れ出すことがあった。

また、現像装置１の構成によれば、現像室３及び撹拌室４が上下の位置関係に配置されることから、水平方向の占有スペースの縮小化が可能となる。例えば、複数の現像装置１を水平方向に並列搭載するタンデム方式等のカラー画像形成装置でも小型化が可能となる。

さらに、現像装置１の構成によれば、停止所要時間のデータに基づいて、現像スリーブ８の駆動の停止以後に、第２搬送スクリュー６の駆動が停止される。このことから、経時的に現像スリーブ８及び第２搬送スクリュー６にかかるトルクが変化して、停止所要時間が変化した場合であっても、最適な現像剤Ｔの循環バランスが維持される。

図７は、本発明の第１実施形態の変形形態に係る感光ドラム１０及び現像装置１の構成を示す拡大断面図である。前述の実施形態では、現像スリーブ８及び第２搬送スクリュー６は独立して駆動可能であるが、これに限定されない。図７に示されるように、現像スリーブ８及び第２搬送スクリュー６は、同一の駆動機構１１２で駆動され、クラッチ等によって駆動や駆動停止が切替可能であっても良い。

（第２実施形態）

図８は、本発明の第２実施形態に係る感光ドラム１０及び現像装置１０１の構成を示す拡大断面図である。図９は、現像装置１０１の構成を示す断面図である。第１実施形態の感光ドラム１０及び現像装置１と同様の部分については同一の符号を付して詳細な説明を省略し、第２実施形態に係る現像装置１０１の特徴部分のみ説明する。現像装置１０１では、現像容器２の内部で隔壁７よりも下部に現像室１０３が配置され、現像容器２の内部で隔壁７よりも上部に撹拌室１０４が配置される点が現像装置１と異なる。そして、現像室１０３の内部に第１搬送スクリュー１０５が配置され、撹拌室１０４の内部に第２搬送スクリュー１０６が配置される。

すなわち、現像容器２の内部の略中央部には隔壁７が形成される。この隔壁７は、現像容器２の内部で、現像剤Ｔを収納可能で現像剤Ｔを現像する『第１室』である現像室１０３、及び、現像室１０３と連絡して循環路を形成し、現像剤を収納可能で現像剤Ｔを撹拌する『第２室』である撹拌室１０４を隔てる。現像室１０３は現像容器２の内部で下側に区画される。撹拌室１０４は現像容器２の内部で上側に区画される。つまり、撹拌室１０４は現像室１０３の重力方向上側に配置される。こうした現像室１０３及び撹拌室１０４が上下方向に配置される現像容器２の中に現像剤Ｔが収容される。

現像室１０３の内部には、現像室１０３の内部の現像剤Ｔを撹拌して現像スリーブ８へと搬送する『第１搬送部材』である第１搬送スクリュー１０５が配置されている。撹拌室１０４の内部には、現像スリーブ８に残余した現像剤Ｔが撹拌室１０４に回収されると撹拌室１０４の内部の現像剤Ｔを撹拌して現像室１０３へと搬送する『第２搬送部材』である第２搬送スクリュー１０６が配置されている。こうした第１搬送スクリュー１０５又は第２搬送スクリュー１０６は、現像剤Ｔを現像容器２の内部で循環させる『循環手段』として機能する。また、現像スリーブ８にはモータ１１が接続され、第１搬送スクリュー１０５にはモータ１３が接続され、第２搬送スクリュー１０６にはモータ１２が接続される。これらのモータ１１〜１３はコントローラ３０に接続される。なお、図９に示されるように、第１搬送スクリュー１０５は回転軸１０５ａ及び羽根部材１０５ｂを有する。第２搬送スクリュー１０６は回転軸１０５ａ及び羽根部材１０５ｂを有する。ここでは、第１搬送スクリュー１０５の回転方向は第１実施形態の第２搬送スクリュー６と同一方向であり、第２搬送スクリュー１０６の回転方向は第１実施形態の第１搬送スクリュー５と同一方向である。

こうした現像装置１０１は以下のように動作する。図８に示されるように、感光ドラム１０が矢印で示されるように反時計回りに回転する。このときに、現像スリーブ８は時計回りに回転する。現像装置１０１では、第１搬送スクリュー１０５の回転によって現像室１０３の内部のトナーは現像スリーブ８上に担持される。その後に、トナーは現像スリーブ８から感光ドラム１０に転移する。残ったトナーは撹拌室１０４に搬送されて、第２搬送スクリュー１０６の回転によって矢印ｇのように連通部７２を通って撹拌室１０４の内部のトナーは現像室１０３へと搬送される。

この場合には、コントローラ３０は、第１駆動停止開始信号、第３駆動停止開始信号、第２駆動停止開始信号の順に発信する。こうして、現像スリーブ８、第１搬送スクリュー１０５、第２搬送スクリュー１０６の順に回転は停止される。なお、この場合にも、現像スリーブ８、第２搬送スクリュー１０６、第１搬送スクリュー１０５の実際の回転停止の順は所定期間の範囲内において、入れ替わっても構わない。

なお、第２搬送スクリュー１０６の駆動停止タイミングは、矢印ｈの方向で汲み上げに用いられる連通部７１での現像剤にかかる圧を考慮して、第１搬送スクリュー１０５の駆動停止タイミングよりも遅く又は同時に設定される。仮に、撹拌室１０４の第２搬送スクリュー１０６の回転が停止した後に、現像室１０３の第１搬送スクリュー１０５の回転が停止する場合には、第２搬送スクリュー１０６の回転によって、連通部７１における現像剤の圧が高くなり、現像剤が劣化してしまう。こうした劣化を抑制するためである。

こうした現像装置１０１の構成によれば、現像スリーブ８の駆動停止を開始するタイミングが、第２搬送スクリュー１０６の駆動停止を開始するタイミングよりも早くなる。したがって、現像スリーブ８及び第２搬送スクリュー１０６の駆動停止のタイミングが同時とされた従来の場合に比較して、現像スリーブ８の駆動停止のタイミングは早められる。そのために、従来では慣性力の差等に基づいて第２搬送スクリュー１０６の駆動停止後に現像スリーブ８が駆動して現像装置１の内部で現像剤が溢れる現象が生じ得たが、こうした現象は低減される。その結果、現像スリーブ８と第２搬送スクリュー１０６の慣性力の違いから、停止所要時間に差があっても、現像剤の循環のバランスが崩れて現像装置１から現像剤が溢れることが低減される。同時に、現像スリーブ８からの現像剤の回収は効率良く実行される。

また、現像装置１０１の構成によれば、第２搬送スクリュー１０６の駆動停止を開始するタイミングが、第１搬送スクリュー１０５の駆動停止を開始するタイミングよりも遅くなる。したがって、第２搬送スクリュー１０６及び第１搬送スクリュー１０５の駆動停止のタイミングが同時とされた従来の場合に比較して、第１搬送スクリュー１０５の駆動停止のタイミングは早められる。そのために、従来では慣性力の差等に基づいて第２搬送スクリュー１０６の駆動停止後に第１搬送スクリュー１０５が駆動して現像装置１の内部で現像剤が溢れる現象が生じ得たが、こうした現象は低減される。その結果、第２搬送スクリュー１０６と第１搬送スクリュー１０５の慣性力の違いから、停止所要時間に差があっても、現像剤の循環のバランスが崩れて現像装置１から現像剤が溢れることが低減される。同時に、現像スリーブ８からの現像剤の回収は効率良く実行される。

図１０は、本発明の第２実施形態の変形形態に係る感光ドラム１０及び現像装置１０１の構成を示す拡大断面図である。前述の実施形態では、第２搬送スクリュー１０６及び第１搬送スクリュー１０５は独立して駆動可能であるが、これに限定されない。図９に示されるように、第２搬送スクリュー１０６及び第１搬送スクリュー１０５は、同一の駆動機構１１２で駆動され、クラッチ等によって駆動や駆動停止が切替可能であっても良い。

本発明の第１実施形態に係る現像装置を備える画像形成装置の構成を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る感光ドラム及び現像装置の構成を示す拡大断面図である。 現像装置の構成を示す断面図である。 コントローラの制御工程を示すフローチャートである。 現像スリーブ、第２搬送スクリュー及び第１搬送スクリューの駆動タイミングがずらされて駆動停止開始信号が発信され、順に駆動停止される状況を示すグラフである。 現像スリーブ、第２搬送スクリュー及び第１搬送スクリューの駆動タイミングがずらされて駆動停止開始信号が発信され、同時に駆動停止される状況を示すグラフである。 本発明の第１実施形態の変形形態に係る感光ドラム及び現像装置の構成を示す拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係る感光ドラム及び現像装置の構成を示す拡大断面図である。 現像装置の構成を示す断面図である。 本発明の第２実施形態の変形形態に係る感光ドラム及び現像装置の構成を示す拡大断面図である。

符号の説明

１、１０１・・・現像装置
２ 現像容器
３、１０３・・・現像室（第１室）
４、１０４・・・撹拌室（第２室）
５、１０５・・・第１搬送スクリュー（第１搬送部材）
６、１０６・・・第２搬送スクリュー（第２搬送部材）
８ 現像スリーブ（現像剤担持体）
１０ 感光ドラム（像担持体）
１１ モータ（駆動機構）
１２ モータ（駆動機構）
１３ モータ（駆動機構）
３０ コントローラ（制御部）
Ｔ 現像剤

Claims (4)

1. 現像剤を収納可能な第１室と、
   前記第１室と連絡して循環路を形成し、現像剤を収納可能な第２室と、
   前記第１室の内部に設けられ、現像剤を前記第１室と前記第２室間の第１の連通部に向けて搬送する第１搬送部材と、
   前記第２室の内部に設けられ、現像剤を前記第２室と前記第１室間の第２の連通部に向けて搬送する第２搬送部材と、
   前記第１室及び前記第２室をそれぞれ通過する周面が、前記第１室から供給される現像剤を担持して像担持体と対向する現像位置を経由して前記第２室に現像剤を搬送する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体、前記第１搬送部材及び前記第２搬送部材を駆動する駆動機構と、
   前記第２搬送部材への駆動入力を停止させる度に、前記第２搬送部材への駆動入力を停止させるための停止信号の発信タイミングが、前記現像剤担持体への駆動入力を停止させるための停止信号の発信タイミングよりも所定時間遅くなるように制御するモードを実行可能なコントローラと、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記コントローラは、前記第２搬送部材の前記停止信号の発信タイミングは、前記現像剤担持体の駆動入力が停止されてから前記現像剤担持体が実際に回転停止するよりも前となるように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記現像剤担持体及び前記第２搬送部材はそれぞれ別々のモータで独立して駆動されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記コントローラは、前記第１搬送部材と前記第２搬送部材の駆動入力を開始させるタイミングが、同時となるように前記駆動機構を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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