現像装置及び画像形成装置
【課題】複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられた現像装置であって現像部の外部に設けられた現像剤収容部を備え、現像部内の現像剤量を適正に保ち得る現像装置及びこれを有するかかる画像形成装置の提供。
【解決手段】像担持体２０Ｙを現像剤によって現像する現像剤担持体を備えた現像部８１Ｙと、現像部８１Ｙの外部に設けられ、現像部８１Ｙにおいて現像に用いられる現像剤を収容した現像剤収容部９３Ｙと、現像部８１Ｙと現像剤収容部９３Ｙとの間で現像剤を循環させるための循環手段８３Ｙと、現像部８１Ｙ内の現像剤量と現像剤収容部９３Ｙ内の現像剤量と割合を検知する現像剤量割合検知手段６９Ｙと、現像剤量割合検知手段６９Ｙによって検知された割合に基づいて、これが適正となるように調整する現像剤量割合調整手段６８Ｙとを有する。
【解決手段】像担持体２０Ｙを現像剤によって現像する現像剤担持体を備えた現像部８１Ｙと、現像部８１Ｙの外部に設けられ、現像部８１Ｙにおいて現像に用いられる現像剤を収容した現像剤収容部９３Ｙと、現像部８１Ｙと現像剤収容部９３Ｙとの間で現像剤を循環させるための循環手段８３Ｙと、現像部８１Ｙ内の現像剤量と現像剤収容部９３Ｙ内の現像剤量と割合を検知する現像剤量割合検知手段６９Ｙと、現像剤量割合検知手段６９Ｙによって検知された割合に基づいて、これが適正となるように調整する現像剤量割合調整手段６８Ｙとを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられた現像装置であって現像部の外部に設けられた現像剤収容部を備えた現像装置及びこれを有するかかる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置であって像担持体を用いて画像形成を行う画像形成装置は、像担持体を現像剤によって現像する現像装置を備えている（たとえば、〔特許文献１〕ないし〔特許文献３〕参照）。
【０００３】
かかる現像装置において、担持した現像剤を像担持体に供給する現像剤担持体を備えた現像部の外部に設けられ、現像剤を収容した現像剤収容部を備えた現像装置が知られている（たとえば、〔特許文献１〕ないし〔特許文献３〕参照）。この現像装置では、スペースの限られる像担持体周りに配置される現像部を小型化可能であるという利点の他、現像剤が例えばトナーとキャリアとを含む２成分現像剤である場合に次の利点がある。
【０００４】
一般に、２成分現像剤を用いる現像装置では、像担持体と現像剤担持体とが対向する現像領域において現像処理が終了しトナーが消費された現像剤は、現像剤担持体から回収されて新たに補給されるトナーと混合、撹拌された後に再び現像剤担持体に担持され現像に供される。２成分現像剤は、安定したトナー画像を得るために一定のトナー濃度と帯電量とを維持する必要があり、トナー濃度は現像による消費分のトナーを新たに補給することによって調整され、帯電量はキャリアとトナーとの混合時における摩擦帯電により付与される。従って２成分現像剤を用いる現像装置では、現像剤の撹拌を十分に行いトナー濃度分布を均一化すると共に、トナーに帯電量を付与してトナー画像の安定化を行うようになっている。
そこで、２成分現像剤を用いる現像装置において、たとえば、補給されたトナーが現像剤担持体によって汲み上げられるまでの僅かな時間の間に２本のスクリュの回転による撹拌効果を利用してトナーの分散及び帯電量付与を行う構成を採用したものが知られている。
しかし、このような構成を用いても、特にトナーの収支が多い場合には補給されたトナーが十分に分散することなく現像剤担持体に汲み上げられ、地汚れやトナー飛散といった品質を低下させる問題が生じる場合がある。
現像部から離れた場所に現像剤収容部を備えた現像装置は、たとえばこの問題を解決し得る構成となっているものであり、現像剤収容部にて現像剤の状態に応じた撹拌を行い、トナー濃度及び帯電量を適切に調整した現像剤を現像部に供給することを可能とするという利点がある。
【０００５】
このような、現像部から離れた場所に現像剤収容部を備えた現像装置において、現像部と現像剤収容部との間で現像剤を循環させるように構成されたものが知られているとともに、現像剤収容部から現像部に向けて現像剤を搬送する経路内に、現像剤収容部内の現像剤を進入させる粉体ポンプを備えたものが知られている（たとえば、〔特許文献１〕ないし〔特許文献３〕参照）。
【０００６】
【特許文献１】特許第３７３４０９６号公報
【特許文献２】特許第３３４９２８６号公報
【特許文献３】特開平１１−１４３１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、現像部と現像剤収容部との間で現像剤を循環させる現像装置においては、現像剤の状態によって、現像部から現像剤収容部に向けて搬送される現像剤量、現像剤収容部から現像部に向けて搬送される現像剤量、粉体ポンプ等による現像剤搬送量が変化し、現像部内の現像剤量が変化して現像等に支障をきたす懸念がある。このことについてより詳しく述べると次のとおりである。
【０００８】
現像剤の劣化、温湿度等の環境変化によって現像剤の粉体特性が変化すると、上述の各量が変化し、現像部内の現像剤量、現像剤収容部内の現像剤量が変化する。粉体特性のパラメータとしては、たとえば流動性、嵩密度が挙げられるが、かかる現像剤量がどのように変化するかは、かかるパラメータのみならず、現像部から現像剤収容部あるいは現像剤収容部から現像部に向かう現像剤の経路の形状、構成等によっても左右されるため、予測し難い。このように、現像部内の現像剤量、現像剤収容部内の現像剤量はいわばランダムに変化するものであるが、これら現像剤量の割合が不適正となってバランスが崩れ、たとえば現像部内の現像剤量が少なくなると、現像に用いられる現像剤不足による画像品質の低下が生じるおそれがあり、また現像部内の現像剤量が多くなると現像部から外部に現像剤が漏れて現像剤による環境の汚染が生じるおそれがある。その他、現像剤収容部内の現像剤量の過多、過小によって現像剤収容部においても何らかの不具合が生じる可能性もある。
【０００９】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられた現像装置であって現像部の外部に設けられた現像剤収容部を備え、現像部内の現像剤量を適正に保ち得る現像装置及びこれを有するかかる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、像担持体に対向して配置され同像担持体を現像剤によって現像する現像剤担持体を備えた現像部と、前記現像部の外部に設けられ、同現像部において現像に用いられる現像剤を収容した現像剤収容部と、前記現像部と前記現像剤収容部との間で現像剤を循環させるための循環手段と、前記現像部内の現像剤量と前記現像剤収容部内の現像剤量との割合を検知する現像剤量割合検知手段と、前記現像剤量割合検知手段によって検知された前記割合に基づいて、同割合が適正となるように調整する現像剤量割合調整手段とを有する現像装置にある。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の現像装置において、前記現像剤量割合調整手段は、前記現像剤収容部から前記循環手段に進入する現像剤量を調整することで前記割合が適正となるように調整する現像剤量調整手段を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の現像装置において、前記現像剤量調整手段は、前記現像剤収容部から前記循環手段に向けて落下する現像剤の流れを妨げることにより前記割合が適正となるように調整する現像剤量調整部材を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の現像装置において、前記現像剤量調整部材は、その姿勢に応じて前記流れの妨げの程度が変化する部材であり、前記現像剤量割合調整手段は、前記現像剤量調整部材の姿勢を変化させる調整部材駆動手段を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか１つに記載の現像装置において、前記現像剤量割合検知手段は、前記現像部内及び／又は前記現像剤収容部内の現像剤量を検知する現像剤量検知手段を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の現像装置において、前記現像剤量検知手段は、これが配設された前記現像部内及び／又は前記現像剤収容部内の現像剤の紛面位置を検知するレベルセンサを有していることを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６の何れか１つに記載の現像装置において、前記循環手段は、前記現像剤収容部側から前記現像部側に向けて現像剤を供給するために同循環手段に現像剤を進入させる現像剤進入駆動手段を備えた現像剤供給手段を有し、前記現像剤進入駆動手段は、前記現像部と前記現像剤収容部と前記循環手段とを少なくとも有する他の現像装置において同循環手段に備えられた前記現像剤供給手段における前記現像剤進入駆動手段と共通化されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし７の何れか１つに記載の現像装置を有する画像形成装置にある。
【００１８】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の画像形成装置において、前記現像装置を複数有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、像担持体に対向して配置され同像担持体を現像剤によって現像する現像剤担持体を備えた現像部と、前記現像部の外部に設けられ、同現像部において現像に用いられる現像剤を収容した現像剤収容部と、前記現像部と前記現像剤収容部との間で現像剤を循環させるための循環手段と、前記現像部内の現像剤量と前記現像剤収容部内の現像剤量との割合を検知する現像剤量割合検知手段と、前記現像剤量割合検知手段によって検知された前記割合に基づいて、同割合が適正となるように調整する現像剤量割合調整手段とを有する現像装置にあるので、現像部内の現像剤量を適正に保ち得ることにより、現像部からの現像剤の飛散による環境の汚染を防止可能であるとともに、現像剤担持体に担持される現像剤量の不足やバラツキを防止ないし抑制して良好な現像を行うことが可能であり、良好な画像形成に寄与し得る現像装置を提供することができる。
【００２０】
前記現像剤量割合調整手段は、前記現像剤収容部から前記循環手段に進入する現像剤量を調整することで前記割合が適正となるように調整する現像剤量調整手段を有することとすれば、現像剤収容部から循環手段に進入する現像剤量の調整により現像部内の現像剤量を適正に保ち得ることにより、現像部からの現像剤の飛散による環境の汚染を防止可能であるとともに、現像剤担持体に担持される現像剤量の不足やバラツキを防止ないし抑制して良好な現像を行うことが可能であり、良好な画像形成に寄与し得る現像装置を提供することができる。
【００２１】
前記現像剤量調整手段は、前記現像剤収容部から前記循環手段に向けて落下する現像剤の流れを妨げることにより前記割合が適正となるように調整する現像剤量調整部材を有することとすれば、現像剤収容部から循環手段に落下する現像剤量の調整により比較的容易に現像部内の現像剤量を適正に保ち得ることにより、現像部からの現像剤の飛散による環境の汚染を防止可能であるとともに、現像剤担持体に担持される現像剤量の不足やバラツキを防止ないし抑制して良好な現像を行うことが可能であり、良好な画像形成に寄与し得る現像装置を提供することができる。
【００２２】
前記現像剤量調整部材は、その姿勢に応じて前記流れの妨げの程度が変化する部材であり、前記現像剤量割合調整手段は、前記現像剤量調整部材の姿勢を変化させる調整部材駆動手段を有することとすれば、比較的容易な構成で現像剤収容部から循環手段に落下する現像剤量の調整により比較的容易に現像部内の現像剤量を適正に保ち得ることにより、現像部からの現像剤の飛散による環境の汚染を防止可能であるとともに、現像剤担持体に担持される現像剤量の不足やバラツキを防止ないし抑制して良好な現像を行うことが可能であり、良好な画像形成に寄与し得る現像装置を提供することができる。
【００２３】
前記現像剤量割合検知手段は、前記現像部内及び／又は前記現像剤収容部内の現像剤量を検知する現像剤量検知手段を有することとすれば、比較的精度よく現像部内、前記現像剤収容部内の現像剤量を検知可能であり、これによって現像部内の現像剤量を適正に保ち得ることにより、現像部からの現像剤の飛散による環境の汚染を防止可能であるとともに、現像剤担持体に担持される現像剤量の不足やバラツキを防止ないし抑制して良好な現像を行うことが可能であり、良好な画像形成に寄与し得る現像装置を提供することができる。
【００２４】
前記現像剤量検知手段は、これが配設された前記現像部内及び／又は前記現像剤収容部内の現像剤の紛面位置を検知するレベルセンサを有していることとすれば、比較的簡易に精度よく現像部内、前記現像剤収容部内の現像剤量を検知可能であり、これによって現像部内の現像剤量を適正に保ち得ることにより、現像部からの現像剤の飛散による環境の汚染を防止可能であるとともに、現像剤担持体に担持される現像剤量の不足やバラツキを防止ないし抑制して良好な現像を行うことが可能であり、良好な画像形成に寄与し得る現像装置を提供することができる。
【００２５】
前記循環手段は、前記現像剤収容部側から前記現像部側に向けて現像剤を供給するために同循環手段に現像剤を進入させる現像剤進入駆動手段を備えた現像剤供給手段を有し、前記現像剤進入駆動手段は、前記現像部と前記現像剤収容部と前記循環手段とを少なくとも有する他の現像装置において同循環手段に備えられた前記現像剤供給手段における前記現像剤進入駆動手段と共通化されていることとすれば、現像部内の現像剤量を適正に保ち得ることにより、現像部からの現像剤の飛散による環境の汚染を防止可能であるとともに、現像剤担持体に担持される現像剤量の不足やバラツキを防止ないし抑制して良好な現像を行うことが可能であり、良好な画像形成に寄与し得るとともに、部品の共通化によりコスト低減、省スペース化が可能な現像装置を提供することができる。
【００２６】
本発明は、かかる現像装置を有する画像形成装置にあるので、現像部内の現像剤量を適正に保ち得ることにより、現像部からの現像剤の飛散による環境の汚染を防止可能であるとともに、現像剤担持体に担持される現像剤量の不足やバラツキを防止ないし抑制して良好な現像を行うことが可能であり、良好な画像形成を行い得る画像形成装置を提供することができる。
【００２７】
前記現像装置を複数有することとすれば、現像部からの現像剤の飛散による環境の汚染を防止可能であるとともに、現像剤担持体に担持される現像剤量の不足やバラツキを防止ないし抑制して良好な現像を行うことが可能であり、良好な画像形成を行い得るとともに、現像装置を構成する部品の共通化によりコスト低減、省スペース化を図ることが可能な画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１に本発明を適用した、カラー画像を形成可能な多色画像形成装置である画像形成装置の概略を示す。画像形成装置１００は、カラーレーザプリンタとファクシミリとの複合機であるが、他のタイプのプリンタ、ファクシミリ、複写機、複写機とプリンタとの複合機等、他の画像形成装置であっても良い。画像形成装置１００は、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。これは画像形成装置１００がファクシミリとして用いられる場合も同様である。画像形成装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状の記録媒体としてこれに画像形成を行なうことが可能である。
【００２９】
画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な複数の像担持体としての潜像担持体である円筒状の感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫを並設したタンデム構造を採用したタンデム構造、言い換えるとタンデム方式すなわちタンデム型の画像形成装置である。
【００３０】
感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、同一径であり、画像形成装置１００の本体９９の内部のほぼ中央部に配設された無端ベルトである中間転写ベルトとしての転写ベルト１１の作像面である外周面側に等間隔で並んでいる。
【００３１】
感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、転写ベルト１１の移動方向であるＡ１方向の上流側からこの順で並設されている。各感光体ドラム感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成するための、画像形成部としての作像部たる画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫに備えられている。
【００３２】
各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに形成された可視像すなわちトナー像は、矢印Ａ１方向に移動する転写ベルト１１に対しそれぞれ重畳転写され、その後、記録媒体である転写媒体たる転写紙に一括転写されるようになっている。
【００３３】
転写ベルト１１に対する重畳転写は、転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに形成されたトナー像が、転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるよう、転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫのそれぞれに対向する位置に配設された転写チャージャとしての１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫによる電圧印加によって、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫと転写ベルト１１と対向位置である転写位置にて行われる。
【００３４】
転写ベルト１１は、その全層をゴム剤等の弾性部材を用いて構成した弾性ベルトである。転写ベルト１１は、単層の弾性ベルトであっても良いし、その一部を弾性部材とした弾性ベルトであっても良いし、従来から用いられている、フッ素系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂等を用いても良く、非弾性ベルトであっても良い。
【００３５】
画像形成装置１００は、４つの画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫと、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの上方に対向して配設され、転写ベルト１１を備えた中間転写装置であるベルトユニットとしての転写ベルトユニット１０と、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１に当接し、転写ベルト１１への当接位置において転写ベルト１１と同方向に回転する転写部材としての転写装置たる２次転写ローラ５とを有している。
【００３６】
画像形成装置１００はまた、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１上をクリーニングする中間転写クリーニングブラシを備えた中間転写ベルトクリーニング装置としてのクリーニング装置１８と、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫの下方に対向して配設された書き込み手段である光書き込み装置としての書込装置たる光走査装置８とを有している。
【００３７】
画像形成装置１００はまた、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫと転写ベルト１１との間に向けて搬送される転写紙を積載したシート給送装置６１と、シート給送装置６１から搬送されてきた記録紙を、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、転写ベルト１１と２次転写ローラ５の間の転写部に向けて繰り出すレジストローラ対１３と、転写紙の先端がレジストローラ対１３に到達したことを検知する図示しないセンサとを有している。
【００３８】
画像形成装置１００はまた、トナー像を転写された転写紙に同トナー像を定着させるためのベルト定着方式の定着ユニットとしての定着装置６と、定着装置６を経た転写紙を本体９９の外部に排出する排紙ローラ７と、本体９９の上部に配設され排紙ローラ７により本体９９の外部に排出された転写紙を積載する排紙部としての排紙トレイ１７と、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを充填されたトナーホッパとしてのトナーボトル９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫとを有している。
【００３９】
画像形成装置１００はまた、図示しないＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶手段等とを備え画像形成装置１００の動作全般を制御する制御手段６５と、液晶表示パネル等によって構成された、所定の表示を行う図示しない表示手段とを有している。
【００４０】
転写ベルトユニット１０は、転写ベルト１１の他に、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫと、転写ベルト１１を巻き掛けられた、複数の巻き掛け部材としての、駆動部材である駆動ローラを兼ねた転写入口ローラ７３と、従動ローラ７２とを有している。転写入口ローラ７３は、図示しない駆動源としてのモータの駆動により回転駆動され、これによって、転写ベルト１１がＡ１方向に回転駆動される。
【００４１】
定着装置６は、図示しない熱源を有する定着ユニット６３と、定着ユニット６３に圧接された加圧ローラ６２とを有しており、トナー像を担持した転写紙を定着ユニット６３と加圧ローラ６２の圧接部である定着部に通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を転写紙の表面に定着するようになっている。
【００４２】
光走査装置８は、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの表面によって構成された被走査面をそれぞれ走査して露光し、静電潜像を形成するための、画像信号に基づくレーザービームとしてのレーザー光であるビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢＫを発するものである。
シート給送装置６１は、転写紙を積載した給紙トレイ１５と、給紙トレイ１５上に積載された転写紙を送り出す給紙コロ１６とを有している。
【００４３】
画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫについて、そのうちの一つの、感光体ドラム２０Ｙを備えた画像ステーション６０Ｙの構成を代表して構成を説明する。なお、他の画像ステーションの構成に関しても実質的に同一であるので、以下の説明においては、便宜上、画像ステーション６０Ｙの構成に付した符号に対応する符号を、他の画像ステーションの構成に付し、また詳細な説明については適宜省略することとし、符号の末尾にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋが付されたものはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成を行うための構成であることを示すこととする。
【００４４】
感光体ドラム２０Ｙを備えた画像ステーション６０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙの周囲に、図中反時計方向であるその回転方向Ｂ１に沿って、１次転写ローラ１２Ｙと、感光体ドラム２０Ｙをクリーニングするためのクリーニング手段としてのクリーニング装置７０Ｙと、感光体ドラム２０Ｙを高圧に帯電するための帯電手段である帯電装置３０Ｙと、感光体ドラム２０Ｙを現像するための現像手段としての現像装置５０Ｙとを有している。
【００４５】
感光体ドラム２０Ｙと、クリーニング装置７０Ｙと、帯電装置３０Ｙと、現像装置５０Ｙとは一体化されており、プロセスカートリッジを構成している。プロセスカートリッジは本体９９に対して着脱自在となっている。このようにプロセスカートリッジ化することは、交換部品として取り扱うことができるため、メンテナンス性が著しく向上し、大変好ましい。
【００４６】
以上のような構成により、感光体ドラム２０Ｙは、Ｂ１方向への回転に伴い、帯電装置３０Ｙにより表面を一様に帯電され、光走査装置８からのビームＬＹの露光走査によりイエロー色に対応した静電潜像を形成される。この静電潜像の形成は、ビームＬＹが、紙面垂直方向である主走査方向に走査するとともに、感光体ドラム２０ＹのＢ１方向への回転により、感光体ドラム２０Ｙの円周方向である副走査方向へも走査することによって行われる。
【００４７】
このようにして形成された静電潜像には、現像装置５０Ｙにより供給される帯電したイエロー色のトナーが付着し、イエロー色に現像されて顕像化され、現像により得られたイエロー色の可視画像たるトナー像は、１次転写ローラ１２ＹによりＡ１方向に移動する転写ベルト１１に１次転写され、転写後に残留したトナー等の異物はクリーニング装置７０Ｙにより掻き取り除去され備蓄されて、感光体ドラム２０Ｙは、帯電装置３０Ｙによる次の帯電に供される。
【００４８】
他の感光体ドラム２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫにおいても同様に各色のトナー像が形成等され、形成された各色のトナー像は、１次転写ローラ１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫにより、Ａ１方向に移動する転写ベルト１１上の同じ位置に順次１次転写される。
【００４９】
転写ベルト１１上に重ね合わされたトナー像は、転写ベルト１１のＡ１方向の回転に伴い、２次転写ローラ５との対向位置である２次転写部である転写部まで移動し、この転写部において転写紙に２次転写される。
【００５０】
転写ベルト１１と２次転写ローラ５との間に搬送されてきた転写紙は、シート給送装置６１から繰り出され、レジストローラ対１３によって、センサによる検出信号に基づいて、転写ベルト１１上のトナー像の先端部が２次転写ローラ５に対向するタイミングで送り出されたものである。
【００５１】
転写紙は、すべての色のトナー像を一括転写され、担持すると、定着装置６に進入し、定着ユニット６３と加圧ローラ６２との間の定着部を通過する際、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を定着され、この定着処理により、転写紙上に合成カラー画像たるカラー画像が形成される。定着装置６を通過した定着済みの転写紙は、排紙ローラ７を経て、排紙トレイ１７上にスタックされる。一方、２次転写を終えた転写ベルト１１は、クリーニング装置１８によってクリーニングされ、次の１次転写に備える。
【００５２】
画像形成装置１００において、現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫは、一部を共通化した構成として備えているものの、互いに略同様の構成となっている。以下、現像装置５０Ｙを代表して説明する。なお以下の説明、図面においては、現像装置５０Ｙの構成に付した符号に対応する符号を、他の現像装置５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫの構成に付し、詳細な説明については適宜省略することとし、符号の末尾にＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋが付されたものはそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像形成を行うための構成であることを示すこととする。ただし現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫに共通して用いられている構成については、その符号の末尾のＹを付することなく説明する。
【００５３】
図２に示すように、現像装置５０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙに対向して配置され、トナーとキャリアとを含む乾式の２成分現像剤である現像剤を担持する現像剤担持体としての図３に示す現像ローラ５１Ｙを備えた現像部８１Ｙと、現像部８１Ｙに供給する現像剤を撹拌する撹拌部８２Ｙと、現像部８１Ｙと撹拌部８２Ｙとの間に現像剤を還流させ循環させるための循環手段としての還流部８３Ｙと、トナーボトル９Ｙを着脱自在に備えトナーボトル９Ｙ内の新規トナーを撹拌部８２Ｙに供給するためのトナー補給手段としてのトナー補給部７９Ｙとを有している。
このように、現像装置５０Ｙは、現像撹拌分離型の現像装置である。
【００５４】
還流部８３Ｙは、撹拌部８２Ｙから現像部８１Ｙへの現像剤の流路を形成する第１の流路形成部を構成する循環復路８４Ｙと、現像部８１Ｙから撹拌部８２Ｙへの現像剤の流路を形成する第２の流路形成部を構成する循環往路８５Ｙとを有している。
【００５５】
図３に示すように、現像部８１Ｙは、感光体ドラム２０Ｙに対向する部分に開口部を有し同開口部から現像ローラ５１Ｙの一部を感光体ドラム２０Ｙに望むように露出させたケーシングである現像ケース５５Ｙと、現像ケース５５Ｙに支持され現像ローラ５１Ｙ上の現像剤を一定の高さに規制する規制部材としてのドクタであるドクタブレードとしての現像ブレード５２Ｙとを有している。
【００５６】
現像部８１Ｙはまた、現像剤中のトナー濃度を測定するトナー濃度検知手段としてのトナー濃度検知センサ５６Ｙと、直流成分の現像バイアスを印加する図示しないバイアス印加手段と、現像ローラ５１Ｙを駆動する図示しない現像駆動手段と、第１搬送スクリュ５３Ｙ及び第２搬送スクリュ５４Ｙと、第１搬送スクリュ５３Ｙ及び第２搬送スクリュ５４Ｙを回転駆動する図示しない搬送駆動手段等を有している。トナー濃度検知センサ５６Ｙが検知した、トナー濃度に関する信号は、制御手段６５に入力される。バイアス印加手段、現像駆動手段、搬送駆動手段は何れも、制御手段６５によって駆動を制御される。
【００５７】
現像ローラ５１Ｙは、図３における紙面に垂直な方向に延在している。この方向は、現像ローラ５１Ｙの幅方向、言い換えると軸方向であり、感光体ドラム２０Ｙの延在方向即ち感光体ドラム２０Ｙの幅方向、言い換えると軸方向と平行な方向である。現像ローラ５１Ｙは、詳細な図示を省略するが、磁界発生手段としてのマグネットローラと、マグネットローラを内包し現像駆動手段により図中反時計方向であるＣ１方向に駆動される非磁性の現像スリーブとを有している。
【００５８】
マグネットローラは、図示を省略するが、現像ケース５５Ｙに固定されたプラスチックローラと、プラスチックローラに埋め込まれた複数の磁極を形成する複数の磁石であるマグネットブロックとを有している。
【００５９】
現像スリーブは、現像ケース５５Ｙ及びマグネットローラに回転自在に支持されている。現像スリーブは、バイアス印加手段により感光体ドラム２０Ｙとの間に適当な大きさの現像バイアスを印加される。現像領域における現像スリーブと感光体ドラム２０Ｙとのギャップすなわち現像ギャップは、０．３ｍｍとなるように設定されている。
【００６０】
現像ブレード５２Ｙは、ＳＵＳ材料で形成されている。現像ブレード５２Ｙと現像スリーブとのギャップすなわちドクターギャップは、０．５ｍｍとなるように設定されている。
【００６１】
第１搬送スクリュ５３Ｙと第２搬送スクリュ５４Ｙとは、現像ローラ５１Ｙの幅方向言い換えると現像ローラ５１Ｙの長手方向である、図３における紙面に垂直な方向に延在するように配設されている。第１搬送スクリュ５３Ｙと第２搬送スクリュ５４Ｙとは、搬送駆動手段による回転駆動作用を受けて回転する回転軸としての軸部５３ａＹ、５４ａＹと、軸部５３ａＹ、５４ａＹの表面、具体的には軸部５３ａＹ、５４ａＹの周面上に突設した態様で一体的に成型され、軸部５３ａＹ、５４ａＹの回転によって現像剤を撹拌しながら搬送する搬送部としての羽根部５３ｂＹ、５４ｂＹとを有している。羽根部５３ｂＹ、５４ｂＹは螺旋状、言い換えるとスパイラル状をなしているが、軸部５３ａＹ、５４ａＹに対して傾斜した斜板状をなしているものであっても良い。
【００６２】
第１搬送スクリュ５３Ｙは、現像ローラ５１Ｙに隣接するように現像ローラ５１Ｙと対向配置されており、搬送駆動手段によってＤ１方向に回転駆動されることで、第１収容室５８Ｙ内の現像剤を、現像ローラ５１Ｙの幅方向に沿って、図３における紙面手前側から奥側へ搬送しながら現像ローラ５１Ｙに供給する。第１搬送スクリュ５３Ｙによって第１収容室５８Ｙ内の端部付近まで搬送された現像剤は、仕切り壁５７Ｙの図３における奥側の端部に形成された図示しない開口部を通って第２収容室５９Ｙ内に落下により進入し、第２搬送スクリュ５４Ｙに受け渡される。
【００６３】
第２搬送スクリュ５４Ｙは、第１搬送スクリュ５３Ｙを挟んで現像ローラ５１Ｙと逆側に配設されており、第２収容室５９Ｙ内において、搬送駆動手段によってＥ１方向に回転駆動されることで、第１収容室５８Ｙから送られてくる現像剤を、現像ローラ５１Ｙの幅方向に沿って、第１搬送スクリュ５３Ｙとは逆方向に搬送する。
【００６４】
このように、現像装置５０Ｙは、現像部８１Ｙ内で現像剤の流れが一方向に生じる一方向循環方式を採用したものとなっている。
なお、仕切り壁５７の図３における手前側の端部は現像ケース５５Ｙと一体であり、開口部などは形成されていない。
【００６５】
図２に示すように、現像ケース５５Ｙは、図３における紙面手前側に相当する部分に、第１収容室５８Ｙに連通するように、撹拌部８２Ｙによって撹拌された現像剤を受け入れる現像剤搬入口を構成する現像剤搬入部８６Ｙを有しているとともに、第２収容室５９Ｙに連通するように、第２搬送スクリュ５４Ｙによって第２収容室５９Ｙ内を図３における手前側の端部まで搬送された現像剤を撹拌部８２Ｙに向けて送り出す現像剤搬出口を構成する現像剤搬出部８７Ｙを有している。トナー濃度検知センサ５６Ｙは第２収容室５９Ｙ内において現像剤搬出部８７Ｙに進入する直前の現像剤のトナー濃度を検知する。
【００６６】
循環復路８４Ｙは、撹拌部８２Ｙと現像剤搬入部８６Ｙとを接続し、循環往路８５Ｙは、撹拌部８２Ｙと現像剤搬出部８７Ｙとを接続している。
よって、循環往路８５Ｙによって搬送された現像剤は、落下により現像剤搬入部８６Ｙを経て第１収容室５８Ｙ内に進入し、第１搬送スクリュ５３Ｙに受け渡される。また、第２搬送スクリュ５４Ｙによって第２収容室５９Ｙ内を図３における手前側の端部付近まで搬送された現像剤は、落下により現像剤搬出部８７Ｙから循環往路８５Ｙに進入する。
【００６７】
循環往路８５Ｙは、現像剤搬出部８７Ｙから垂下されたクランク状の垂下部８８Ｙと、垂下部８８Ｙ下端を接続され撹拌部８２Ｙに直結された直結部８９Ｙと、垂下部８８Ｙ内に配設され、現像剤搬出部８７Ｙから垂下部８８Ｙ内に落下した現像剤を、所定の方向に回転することにより直結部８９Ｙ内に搬送する搬送部材としての図示しない螺旋状のコイルと、制御手段６５によって駆動を制御されコイルを所定の方向に回転駆動する図示しないモータとを有している。垂下部８８Ｙは、ゴムチューブ等の、柔軟な素材によって形成されたチューブによって構成されている。直結部８９Ｙは、上端において垂下部８８Ｙを接続された硬質のパイプである。現像装置５０Ｙにおいては、攪拌部８２Ｙが現像部８１Ｙより下方にあるため、コイルの回転によって現像剤が現像部８１Ｙから攪拌部８２Ｙに搬送される。
【００６８】
循環復路８４Ｙは、撹拌部８２Ｙに下方において接続され撹拌部８２Ｙ側から現像部８１Ｙ側に向けて現像剤を供給するために循環復路８４Ｙに現像剤を進入させる現像剤供給手段である現像剤供給部としてのロータリフィーダ９０と、ロータリフィーダ９０に接続されロータリフィーダ９０から送り出された現像剤を現像剤搬入部８６Ｙに向けて搬送する搬送部９２Ｙとを有している。
【００６９】
搬送部９２Ｙは、一端が現像剤搬入部８６Ｙに接続された、ゴムチューブ等の、柔軟な素材によって形成された中空のチューブ９２ａＹと、一端がチューブ９２ａＹの他端に接続され、中間部がロータリフィーダ９０に接続された継手管路９２ｃＹと、継手管路９２ｃＹの他端が接続されロータリフィーダ９０から継手管路９２ｃＹに進入した現像剤をチューブ９２ａＹを介して現像部８１Ｙに搬送するための空気流を形成する図１、図２に示す空気流形成手段１０１とを有している。
【００７０】
トナー補給部７９Ｙは、一端が撹拌部８２Ｙに配設されたトナー補給口９３ａＹに接続されトナーボトル９Ｙが着脱自在なパイプ７９ａＹと、パイプ７９ａＹ内に配設され、トナーボトル９Ｙからパイプ７９ａＹ内に落下した新規トナーを、所定の方向に回転することにより直結部８９Ｙ内に搬送する搬送部材としての図示しない螺旋状のコイルと、パイプ７９ａＹの他端側に設けられ制御手段６５によって駆動を制御されコイルを所定の方向に回転駆動するモータ７９ｂＹとを有している。
【００７１】
コイルはモータ７９ｂＹによって定速で回転駆動され、新規トナーの搬送量が駆動時間あたり一定となるように構成されており、パイプ７９ａＹの一端側に搬送した新規トナーをトナー補給口９３ａＹから自由落下させ撹拌部８２に供給する。
【００７２】
図２に示すように、撹拌部８２Ｙは、内部の現像剤を撹拌する撹拌器９３Ｙと、撹拌器９３Ｙの上方に配設された減速ギア列９５ｂと、減速ギア列９５ｂを回転駆動するモータ９５ａとを有している。モータ９５ａは撹拌部８２Ｙ、８２Ｍ、８２Ｃ、８２ＢＫに共用されており、コスト低減、省スペース化がなされている。
【００７３】
図４に示すように、撹拌器９３Ｙは上面にトナー補給口９３ａＹ及び現像剤補給口９３ｂＹを、下面に排出口９３ｃＹを設けられており、排出口９３ｃＹに向かうほど径が細くなる逆円錐型の形状を有している。
【００７４】
撹拌器９３Ｙは、その内部の中央に上下方向に延在するように配設され図２に示したギア列９３ｂによって回転駆動される軸９６Ｙと、軸９３Ｙに上下方向に所定の間隔で一体化され軸９３Ｙの回転とともに回転することで現像剤を撹拌する板状の複数の撹拌部材としての撹拌羽９７Ｙとを有している。
【００７５】
撹拌器９３Ｙはバッファとして機能しその内部に常に現像剤が存在する。よって、撹拌器９３Ｙは、現像部８１Ｙの外部に設けられ現像部８１Ｙにおいて現像に用いられる現像剤を収容した現像剤収容部として機能し、搬出する現像剤量のムラや、搬出する現像剤の粒子間の空気量を一定化させて現像剤の嵩密度を安定化させ、現像部８１Ｙに向けて搬送部９２Ｙに進入する現像剤量にムラが生じることを抑制する。また現像部８１Ｙに収容すべき現像剤量を低減可能であり、現像部８１Ｙを小型化可能であるため、スペースの限られた感光体ドラム２０Ｙ周りに配置する点においても有利である。
【００７６】
この撹拌器９３Ｙにおいては、現像剤は、撹拌羽９７Ｙの回転によって全体が均一に混合されるとともに、トナーとキャリアとの摩擦によってトナーが均一に帯電する。
同図に示されているように、攪拌器９３Ｙ、９３Ｍ、９３Ｃ、９３ＢＫ、継手管路９２ｃＹ、９２ｃＭ、９２ｃＣ、９２ｃＢＫはそれぞれの内部に収容している現像剤が混ざらないように、筐体９８によって内部空間が互いに隔離された状態で一体化されている。
【００７７】
図２又は図４又は図５又は図６に示すように、ロータリフィーダ９０は、その駆動によって撹拌部８２Ｙから循環復路８４Ｙに現像剤を進入させる現像剤進入駆動手段としてのモータ９０ａと、モータ９０ａの軸９０ｅから放射状に延びる複数のフィンすなわち羽根９０ｃを有しモータ９０ａによって軸９０ｅを中心に回転駆動される回転体としてのロータ９０ｄと、筐体９８の一部によって構成されロータ９０ｄを覆う内面が円筒状の外殻部としてのステータ９０ｂと、軸９０ｅの両端をそれぞれステータ９０ｂに回転自在に支持した軸受９０ｆと、ステータ９０ｂの内部空間であって現像剤を収容した収容室９０ｇＹとを有している。
【００７８】
ロータリフィーダ９０はまた、収容室９０ｇＹ、９０ｇＭ、９０ｇＣ、９０ｇＢＫを互いに隔離した状態に形成することで、攪拌器９３Ｙ、９３Ｍ、９３Ｃ、９３ＢＫ、継手管路９２ｃＹ、９２ｃＭ、９２ｃＣ、９２ｃＢＫと同様に、収容室９０ｇＹ、９０ｇＭ、９０ｇＣ、９０ｇＢＫに収容している現像剤が混ざらないように、またかかる現像剤が軸受９０ｆ側に漏れないようにシールするシール部材９０ｈを有している。
【００７９】
各羽根９０ｃの先端とステータ９０ｂの内面との間には、０．０１〜０．０２ｍｍのギャップによるクリアランスが形成されている。このクリアランスは、空気流形成手段１０１によって形成された空気流が継手管路９２ｃＹからロータリフィーダ９０内に進入し攪拌部８２Ｙに流入することが困難な大きさとなっている。
【００８０】
このような構成のロータリフィーダ９０において、ロータ９０ｄは、攪拌部８２Ｙから現像剤を複数の羽根９０ｃの間に受け入れ、回転に伴って、受け入れた現像剤が羽根９０ｃの間から継手管路９２ｃＹに落下することで循環復路８４Ｙへと送り出す。
【００８１】
ロータリフィーダ９０から継手管路９２ｃＹ内に進入した現像剤は、空気流形成手段１０１によって、その内部を圧送され、現像剤搬入部８６Ｙ内に供給される。継手管路９２ｃＹはロータリフィーダ９０から供給された現像剤と空気流形成手段１０１から供給された空気流が合流する合流部となっている。
【００８２】
攪拌器９３Ｙからロータリフィーダ９０に進入し、ロータリフィーダ９０から継手管路９２ｃＹに供給され、現像部８１Ｙに移送される現像剤の量は、主にロータ９０ｄの回転数によって決定され、かかる現像剤の量は、ロータ９０ｄの回転数が一定であればおよそ一定である。
【００８３】
モータ９０ａをはじめとして、ロータリフィーダ９０は現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫにおける現像剤進入駆動手段と共通化され、これらに共用されており、コスト低減、省スペース化がなされている。
また筐体９８は、攪拌器９３Ｙ、９３Ｍ、９３Ｃ、９３ＢＫ、ロータリフィーダ９０、継手管路９２ｃＹ、９２ｃＭ、９２ｃＣ、９２ｃＢＫを一体化するとともに各色の現像剤の混入を防止しつつこれらの壁部をなしており、コスト低減、省スペース化がなされている。
【００８４】
図４において符号６７Ｙで示す部材は、排出口９３ｃＹと収容室９０ｇＹとの間に配設され攪拌器９３Ｙから排出口９３ｃＹを経て収容室９０ｇＹに進入する現像剤の量を調整する現像剤量調整部材としての回転板を示している。
図２、図４において符号６８Ｙで示す部材は、回転板６７Ｙを回転駆動して回転板６７Ｙの姿勢を変化させる調整部材駆動手段としてのモータを示している。
図２において符号６９Ｙで示す部材は、攪拌器９３Ｙ内の現像剤の上面すなわち紛面の位置を検知することで現像剤量を検知する現像剤量検知手段としてのレベルセンサを示している。
回転板６７Ｙ、モータ６８Ｙ、レベルセンサ６９Ｙのその余の詳細については後述する。
【００８５】
空気流形成手段１０１は、空気流の発生源としてのエアポンプ１０１ａと、エアポンプ１０１ａに接続されエアポンプ１０１ａによって形成された空気流を通す主送気路１０１ｂと、主送気路１０１ｂから分岐し継手管路９２ｃＹに接続された分岐管１０１ｃＹとを有している。エアポンプ１０１ａ、主送気路１０１ｂは、現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫに共通して用いられる部材として備えられており、コスト低減、省スペース化がなされている。
【００８６】
エアポンプ１０１ａは、本形態ではダイヤフラム型エアポンプを用いているが、現像剤をそれによって発生する空気流でチューブ９２ａＹを経て現像部８１Ｙに搬送できるのであれば、バタフライ型エアポンプ、ロータリー型エアポンプなど、他の手段であっても良い。
【００８７】
現像装置５０Ｙにおいては、継手管路９２ｃＹの位置すなわちロータリフィーダ９０からの現像剤の排出位置が現像部８１Ｙより下方にあるため、空気流によって現像剤を現像部８１Ｙに向けて搬送することが適している。
【００８８】
以上のような構成の現像装置５０Ｙにあっては、撹拌部８２Ｙでトナーが均一に分散され現像に適した帯電状態とされた現像剤が、循環復路８４Ｙによって、後述のように適量搬送され、現像剤搬入部８６Ｙから現像部８１Ｙに供給される。
【００８９】
現像部８１Ｙでは、第１搬送スクリュ５３Ｙの回転により、現像剤が現像剤搬入部８６Ｙから現像ローラ５１Ｙに沿って搬送され、この過程で、搬送スクリュ５３Ｙと現像ローラ５１Ｙとの対向領域において、マグネットローラによって第１収容室５８Ｙ内の現像剤の大部分が汲み上げられて現像ローラ５１Ｙ表面に担持される。
【００９０】
現像ブレード５２Ｙによって現像剤の担持量を規制され層厚を規制された現像ローラ５１Ｙは、その回転及びバイアス印加手段による現像バイアスにより、現像ローラ５１Ｙと感光体ドラム２０Ｙとの間の現像領域に、現像ブレード５２Ｙによって量を適量とされた現像剤を運ぶ。
【００９１】
現像領域においては、現像剤がマグネットローラによって現像スリーブ上に穂立ちして磁気ブラシを形成し、バイアス印可手段によるバイアスにより、現像剤中の、特に磁気ブラシ先端部のトナーに現像ポテンシャルが作用し、磁性キャリアの表面からトナーが感光体ドラム２０Ｙの表面に形成された静電潜像に静電的に移行して、静電潜像を所定の色のトナー像として可視像化する。なお、現像ブレード５２Ｙによる規制によっても、トナーの帯電が促進され、撹拌部８２Ｙから現像部８１Ｙへの搬送過程で帯電量が低下したとしても、その低下分が補われる。
【００９２】
現像によりトナーを消費した現像剤は、現像ローラ５１Ｙの回転に伴って、そのほとんどが現像ローラ５１Ｙから現像ケース５５Ｙの収容室５８Ｙ内に戻される。第１搬送スクリュ５３Ｙの回転により、第１収容室５８Ｙの端部まで搬送された現像剤は、仕切り壁５７Ｙの開口部を通って第２収容室５９Ｙ内に進入し、第２搬送スクリュ５４Ｙに受け渡され、第２収容室５９Ｙ内において、第２搬送スクリュ５４Ｙは、現像剤を第１搬送スクリュ５３Ｙとは逆方向に搬送する。第２収容室５９Ｙの端部まで搬送された現像剤は、現像剤搬出部８７Ｙから現像部８１Ｙ外に送り出され、循環往路８５Ｙを経て再度撹拌部８２Ｙ内に進入する。
【００９３】
このように、現像部８１Ｙにおいては、第１搬送スクリュ５３Ｙ及び第２搬送スクリュ５４Ｙによって撹拌搬送された現像剤は、マグネットローラの磁力により汲み上げられて現像スリーブに担持され、感光体ドラム２０Ｙと対向する現像領域まで搬送され、感光体ドラム２０Ｙ上の潜像にトナーが供給されて現像が行われる。現像後のトナーを消費した現像剤は、現像スリーブ表面から第１収容室５８Ｙ内に解放され、第２収容室５９Ｙ、循環往路８５Ｙを経て撹拌部８２Ｙに進入し、撹拌部８２Ｙにて現像剤に適した状態となり、再度現像部８１Ｙに供給され、再び現像スリーブ表面に汲み上げられるというサイクルを繰り返す。マグネットブロックはこのようなサイクルを繰り返すように配設されている。
【００９４】
このようなサイクルにおいて、現像剤中のトナーが消費されるため、トナー濃度が低下する。トナー濃度の低下はトナー濃度検知センサ５６Ｙによって検知される。トナー濃度検知センサ５６Ｙによってトナー濃度の低下が検知されると、制御手段６５は、トナー補給部７９Ｙを駆動し、トナーホッパ９Ｙから、新規トナーを撹拌部８２Ｙに供給する。
【００９５】
このとき、撹拌器９３Ｙは、補給されたこの新規トナーを現像剤中に撹拌混合する。これにより、補給された新規トナーは、撹拌器９３Ｙの既存の現像剤中に拡散する。その過程で、供給された新規トナーは、現像剤中のキャリアや他のトナーとの摩擦によって帯電される。このようにして、新規トナーは現像装置５０Ｙにて既存の現像剤中に均一に分散されるとともに、現像に適した帯電状態とされる。
【００９６】
よって、画像面積率の高い画像の形成時など、トナー消費量が多い場合でも、補給された新規トナーが十分に分散することなく現像ローラ５１に汲み上げられることによる地汚れやトナー飛散といった画像品質の低下が防止ないし抑制される。
【００９７】
制御手段６５による、フィードバック制御あるいはトナー補給部７９Ｙを所定時間駆動するフィードフォワード制御により、現像剤中のトナー濃度が約４〜１１重量％の所定の範囲内となるように制御され、キャリアに対するトナーの混合比率が常に適正値に保たれ、高品質の画像が得られることとなる。
【００９８】
ここで、かりに、エアポンプ１０１ａによって取り込まれる空気が、本体９９内の空気であるとすると、かかる空気の温度が高い場合には、これによって現像部８１Ｙに搬送される現像剤の温度が上昇し、現像剤の特性が変化して、現像剤の流動性の低下、凝集体の発生等、現像性能の低下の原因となる現象が発生し、画像品質の低下が生じ得る。
【００９９】
本体９９内の空気の温度は、例えば、光走査装置８、定着装置６、その他モータにおいて発熱するため外気温よりも高くなりやすい。また、現像装置５０Ｙでも、現像剤の撹拌混合時における現像剤同士、あるいは現像剤と他の部材との摩擦熱や、現像スリーブがマグネットローラの周囲で高速回転する際に生じる渦電流に起因する発熱が生じ、現像剤の温度が上昇し易い。本体９９内部では、これらが現像剤の温度上昇の原因となり得る。
特に、画像形成装置１００では、現像装置５０Ｙが光走査装置８の直上に配設されているため、高温になり易い光走査装置８の熱の影響を受け易い。
【０１００】
そこで、画像形成装置１００は、図１又は図６に示すように、本体９９外とエアポンプ１０１ａとを接続し、本体９９内の空気に比べて低温傾向にある本体９９外の空気を取り入れてエアポンプ１０１ａに供給するための外部空気吸引路としての外気取込手段１０２を有している。
【０１０１】
外気取込手段１０２は、一端が本体９９、具体的には外装カバーの開口のすぐ内側に配設され同開口から外側に露出し本体９９外の空気を取り入れる空気取入口としての取入口を形成するパイプ状の取入部１０３と、取入部１０３の他端を接続され、本体９９外から取り入れた空気の除湿を行ってエアポンプ１０１ａに供給するための除湿手段としての除湿部１０４と、除湿部１０４を経た空気が通過する、エアポンプ１０１ａに接続されたチューブ１０５とを有している。
【０１０２】
取入部１０３は、本体９９の最下部に配設され、同最下部から、本体９９外の空気を取り入れるようになっている。これにより、本体９９外でも低温傾向にある、画像形成装置１００が通常設置される床面近傍の空気を取り入れるとともに、取り入れた空気が本体９９内を通過する位置を本体９９内でも低温傾向にあるその最下部とすることで、極力低温の空気を導入するようになっている。
【０１０３】
同様の理由で、除湿部１０４も本体９９の最下部に配設されている。
除湿部１０４は、取入部１０３から進入した空気が通過するその内部の空間に除湿剤としてのシリカゲルが充填してあり、このシリカゲルを用いて、本体９９外から取り入れ、取入部１０３を介して進入して来た空気の除湿を行う。これにより、特別な駆動源を用いることなく、簡易な方式で、簡単かつ安価に取り入れた空気中の水分が除去され、搬送する現像剤が湿って帯電性能が低下することを防止ないし抑制し、帯電性能を安定させる。除湿剤としてはシリカゲルが一般的かつ安価で使い易く好ましいが、他のものであっても良い。
【０１０４】
チューブ１０５は、柔軟な材料によって形成された中空のチューブによって構成されており、取入部１０３、除湿部１０４を含め、その取り回しが容易になっている。
取入部１０３、除湿部１０４及びチューブ１０５内を流れる空気流は、エアポンプ１０１ａの駆動によって生じる、現像剤を現像部８１に向けて圧送する空気流の反作用による負圧によって、取入部１０３により本体９９外から外気が引き込まれることによって発生するものである。
【０１０５】
これら外気取込手段１０２の各構成は、本体９９外から取り入れた外気が本体９９内を通過する際に昇温することを極力防止すべく、断熱材等の、断熱性を有する被覆部材によって覆うことが好ましい。これは、熱を発生させない非発熱部であるトナーボトル９Ｙ、垂下部８８Ｙ、チューブ９２ａＹ、継手管路９２ｃＹ等についても同様である。
【０１０６】
このような外気取込手段１０２を有することにより、エアポンプ１０１ａから圧送された空気は比較的低温である。一方、現像装置５０Ｙ内の現像剤、あるいはトナーボトル９Ｙ内のトナーは本体９９内の雰囲気温度によって、通常、外気温よりも高い温度となっている。よってエアポンプ１０１ａによって形成された外気による空気流によって搬送される現像剤は、通常、冷却作用を受け、外気温に近い低温となって現像部８１Ｙに進入する。よって、現像部８１Ｙ内における現像剤の温度は比較的低温に保たれ、この現像剤を用いて感光体ドラム２０Ｙの良好な現像が行われる。
なお、取入部１０３の一端には、塵等の異物が進入することを防止するために異物進入防止手段としてのメッシュフィルタ等のフィルタ等を設けることが望ましい。
【０１０７】
ここで、上述のように、攪拌器９３Ｙからロータリフィーダ９０に進入し、ロータリフィーダ９０から継手管路９２ｃＹに供給され、現像部８１Ｙに移送される現像剤の量は、主にロータ９０ｄの回転数によって決定され、かかる現像剤の量は、ロータ９０ｄの回転数が一定であればおよそ一定である。
【０１０８】
しかし、すでに述べたように、現像部８１Ｙから攪拌器９３Ｙに向けて搬送される現像剤量、攪拌器９３Ｙから現像部８１Ｙに向けて搬送される現像剤量、ロータリフィーダ９０によって攪拌器９３Ｙから循環復路８４Ｙに取り込まれ継手管路９２ｃＹに送り出される現像剤量は、現像剤の状態によって変化し、現像部８１Ｙ内の現像剤量が変化して現像等に支障をきたす懸念がある。
【０１０９】
すなわち、現像剤の劣化、温湿度等の環境変化によって現像剤の粉体特性が変化すると、現像部８１Ｙ内の現像剤量、攪拌器９３Ｙ内の現像剤量が変化する。粉体特性のパラメータとしては、たとえば流動性、嵩密度が挙げられるが、かかる現像剤量がどのように変化するかは、かかるパラメータのみならず、他の要因によっても左右されるため、予測し難く、現像部８１Ｙ内の現像剤量、攪拌器９３Ｙ内の現像剤量はいわばランダムに変化するものである。ところが、これら現像剤量の割合が不適正な割合となってこれら現像剤量のバランスが崩れ、たとえば現像部８１Ｙ内の現像剤量が少なくなると、現像に用いられる現像剤不足による画像品質の低下が生じるおそれがあり、また現像部８１Ｙ内の現像剤量が多くなると現像部８１Ｙから外部に現像剤が漏れて現像剤による環境の汚染が生じるおそれがある。その他、攪拌器９３Ｙ内の現像剤量の過多、過小によって攪拌器９３Ｙにおいても何らかの不具合が生じる可能性もある。
【０１１０】
そこで、現像装置５０Ｙは、現像部８１Ｙ、攪拌部８２Ｙ及び還流部８３Ｙに存在する現像装置５０Ｙの現像剤量の和が略一定であり還流部８３Ｙに存在する現像剤量が現像部８１Ｙ及び攪拌部８２Ｙに存在する現像剤量と比べて少ないため、現像部８１Ｙ内に存在する現像剤量と、攪拌部８２Ｙ内に存在する現像剤量との和がおよそ一定であることを利用し、これら現像剤量の割合が、かかる不具合が防止ないし抑制される適正な所定の範囲の割合に保たれるように調整する態様で、かかる現像剤量比のバランスを調整することにより、現像部８１Ｙ内に存在する現像剤量を調整するようになっている。
【０１１１】
レベルセンサ６９Ｙは、攪拌器９３Ｙ内の紛面の位置を検知することで、現像部８１Ｙ内に存在する現像剤量と、攪拌部８２Ｙ内に存在する現像剤量との割合を検知するための現像剤量割合検知手段として備えられている。上述のように現像部８１Ｙ及び攪拌部８２Ｙに存在する現像剤量の総和がおよそ一定であることから、レベルセンサ６９Ｙによって攪拌器９３Ｙ内の紛面の位置を検知すれば、現像部８１Ｙ内に存在する現像剤量と、攪拌部８２Ｙ内に存在する現像剤量との割合が検知されることとなる。
【０１１２】
回転板６７Ｙ及びモータ６８Ｙは、レベルセンサ６９Ｙによって検知されたかかる割合に基づいてこの割合を調整する現像剤量割合調整手段として備えられている。モータ６８Ｙは制御手段６５によって駆動を制御される。この点、制御手段６５は現像剤量割合制御手段として機能する。本形態における現像剤量割合調整手段は、攪拌器９３Ｙから収容室９０ｇＹに進入する現像剤量を調整することでかかる割合が上述のような不具合を生じないあるいは十分に抑制する適正な範囲に保たれるように調整する態様で、かかる現像剤量比を調整する現像剤量調整手段として構成されており、この点、現像剤量割合制御手段として機能する制御手段６５は現像剤量制御手段として機能している。制御手段６５はこれら制御手段として機能するときなど、現像装置５０Ｙの制御を行うときには現像装置５０Ｙの構成の一部として動作する。
【０１１３】
レベルセンサ６９Ｙは圧電素子によって構成されており、レベルセンサ６９Ｙの配設位置に現像剤が存在しているか否かを検知することで、攪拌器９３Ｙ内の紛面位置がレベルセンサ６９Ｙの配設位置に達しているか否かが検知される。
【０１１４】
レベルセンサ６９Ｙによる検知信号は制御手段６５に入力され、制御手段６５により、攪拌器９３Ｙ内の紛面位置がレベルセンサ６９Ｙの配設位置に達しているか否かが判断される。上述のように現像部８１Ｙ及び攪拌部８２Ｙに存在する現像剤量の総和がおよそ一定であることから、かかる紛面位置がかかる配設位置に達していると、攪拌器９３Ｙ内の現像剤量が多く、現像部８１Ｙ内の現像剤量が少ないと判断される。この判断がされた場合は、循環復路８４Ｙ、特に搬送部９２Ｙ内の、現像部８１Ｙに搬送される現像剤量が少なくなっている状態、循環往路８５Ｙの、攪拌部８２Ｙに搬送される現像剤量が多くなっている状態であるとも言える。いずれにしても、かかる割合は不適正な状態となっており、この旨が制御手段６５によって判断される。この点、制御手段６５は現像剤量割合判断手段として機能する。
【０１１５】
回転板６７Ｙは、薄い円形の板状の部材であって、その姿勢に応じて攪拌器９３Ｙから収容室９０ｇＹに落下する態様で進入する現像剤の流れに対する妨げの程度言い換えると抵抗が変化するものであり、図４に示すように上下方向に延在する姿勢ではかかる流れに対する抵抗が小さく、図７に示すように左右方向に延在する姿勢ではかかる流れに対する抵抗が大きく遮蔽板として機能する。よって回転板６７Ｙは、その姿勢により、攪拌器９３Ｙから収容室９０ｇＹに進入する現像剤量を調整可能であり、これによって現像部８１Ｙ内に存在する現像剤量と、攪拌部８２Ｙ内に存在する現像剤量との割合、言い換えるとバランスを調整可能となっている。回転板６７Ｙは、モータ６８Ｙの駆動により、図４に示した状態と図７に示した状態のみならず、これらの状態の間でどのような姿勢、角度をとることもできるようになっている。
【０１１６】
したがって、現像剤量割合判断手段として機能する制御手段６５によって、上述のように、現像部８１Ｙ内に存在する現像剤量と、攪拌部８２Ｙ内に存在する現像剤量との割合が不適正な状態となっていると判断されると、現像剤量割合制御手段として機能する制御手段６５は、モータ６８Ｙを駆動し、回転板６７Ｙの姿勢を、現像剤の流れに対する抵抗を減じるように変化させる。その後、レベルセンサ６９Ｙによって現像剤が検知されなくなり現像剤量割合判断手段として機能する制御手段６５によってかかる割合が適正な状態に復帰したと判断されると、現像剤量割合制御手段として機能する制御手段６５は、モータ６８Ｙを駆動し、回転板６７Ｙの姿勢を、現像剤の流れに対する抵抗を増加するように変化させる。レベルセンサ６９Ｙの配設位置は、かかる割合がこのような制御によって適正な所定の範囲すなわち上述の不具合が防止ないし抑制される範囲に保たれるように調整されている。
【０１１７】
なお、回転板６７Ｙの姿勢が図４に示した状態となっている場合、この姿勢を維持しても、所定時間かかる判断が維持される場合には、チューブ９２ａＹ等において現像剤のつまりが生じるなどの不具合が発生している可能性があるため、制御手段６５は、現像装置５１Ｙに異常が生じている可能性があるなど、ユーザに注意喚起する旨の表示を、表示手段に行わせる。この点、制御手段６５は現像剤量異常判断手段として機能し、表示手段は、警告手段として機能する。
【０１１８】
レベルセンサ６９Ｙは現像部８１Ｙに配設して現像部８１Ｙ内の現像剤量を直接検知するようにしてもよい。レベルセンサ６９Ｙは攪拌器９３Ｙに配設するとともに現像部８１Ｙに配設してもよいし、攪拌器９３Ｙへの配設に代えて、現像部８１Ｙに配設してもよい。レベルセンサ６９Ｙは、攪拌器９３Ｙ、現像部８１Ｙにそれぞれ上下に複数配置しても良い。攪拌器９３Ｙと現像部８１Ｙとにそれぞれ配設する場合を含め、レベルセンサ６９Ｙを複数配設する場合には、かかる現像剤の割合が、現像部８１Ｙ内、攪拌器９３Ｙ内の現像剤量が少ない方に崩れているか多い方に崩れているかを検知可能となる。この場合は、何れに現像剤量の割合の不適正が生じたと判断された場合でもこれを解消する方向に回転板６７Ｙを駆動することが可能となる。
【０１１９】
現像剤量割合検知手段は、本形態におけるレベルセンサ６９Ｙのような圧電素子に限らず、検知方式の異なる他の手段、たとえばフロートや光を用いて現像部８１Ｙ内、攪拌器９３Ｙ内に存在する現像剤量を検知するセンサとしてもよく、この場合も、その構成によっては１つでかかる割合がどちらに不適正な状態であるかを検知することも可能である。
【０１２０】
現像剤量割合検知手段は、本形態のように１つのセンサで構成し現像部８１Ｙ内、攪拌器９３Ｙ内の現像剤量の割合をその配設位置によって適正な所定の範囲に保つに限らず、複数のセンサで構成し、現像部８１Ｙ内、攪拌器９３Ｙ内の現像剤量の割合がその配設位置によって適正な所定の範囲に保たれるようにしてもよい。たとえば、現像剤量割合検知手段を攪拌器９３Ｙにおいて上下に間隔をおいて配設された２つのレベルセンサで構成し、上側のレベルセンサで攪拌器９３Ｙ内の現像剤が多くなり現像剤量が上限に達していることを検知し、下側のレベルセンサで攪拌器９３Ｙ内の現像剤が少なく現像剤量が下限に達していることを検知するとともに、かかる上限と下限の範囲が、上述の不具合が防止ないし抑制される範囲となるように２つのレベルセンサの配設位置を調整すれば、上側のレベルセンサで現像剤が検知されたときに現像剤が収容室９０ｇＹ内に進入しやすい状態となるようにし、下側のレベルセンサで現像剤が検知されなくなったときに現像剤が収容室９０ｇＹ内に進入しにくい状態となるように制御することで、より精密にかかる割合の制御が可能となる。現像剤量割合検知手段を複数のセンサで構成する場合は、検知方式の異なるセンサを組み合わせて用いても良い。
【０１２１】
現像剤量割合検知手段は、現像剤の流れを、磁性を有するキャリアの流れとして捉える構成等を採用し、搬送部９２Ｙ内の、現像部８１Ｙに搬送される現像剤量、循環往路８５Ｙの、攪拌部８２Ｙに搬送される現像剤量を検知するものであってもよい。
【０１２２】
上述のように、本形態における現像剤量割合調整手段は、攪拌器９３Ｙから収容室９０ｇＹに進入する現像剤量を調整することでかかる割合が適正となるように調整する現像剤量調整手段として構成されているが、現像剤量割合調整手段は、かかる構成に限らず、たとえばロータリフィーダ９０によって構成し、その回転数を調整することでかかる割合を適正な割合となるように調整するようにしてもよい。ただし、本形態では、ロータリフィーダ９０は現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫに共用されているため、現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫごとにかかる割合が適正となるように調整することは困難である。しかしながら、本形態は、ロータリフィーダ９０を現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫに共用することで、上述のようにコスト低減、省スペース化等の利点がある。よって、現像剤量割合調整手段を現像剤量調整手段で構成すると、複数の現像装置のそれぞれにおいてかかる割合が適正となるように調整が行なわれることで、現像剤供給手段が共通化可能となり、かかるコスト低減、省スペース化等を図れるという利点がある。
【０１２３】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１２４】
たとえば、本発明は、いわゆるタンデム方式の画像形成装置ではなく、１つの感光体ドラム上に順次各色のトナー像を形成して各色トナー像を順次重ね合わせてカラー画像を得るいわゆる１ドラム方式の画像形成装置にも同様に適用することができる。また、カラー画像形成装置でなく、モノクロ画像形成装置にも適用することができる。いずれのタイプの画像形成装置でも、中間転写体を用いず、各色のトナー像を転写紙等に直接転写しても良い。
【０１２５】
また、現像剤量割合調整手段は、攪拌器内に備えられた攪拌部材の回転数を上げることで攪拌器内における現像剤の落下速度、移動量を調整すること等により、攪拌器からロータリフィーダ等の現像剤供給部に送り込まれる現像剤量を調整するようにしてもよい。この場合、かかる回転数を複数の攪拌器ごとに個別に調整可能に構成すれば、上述のように現像剤量調整部材を攪拌器ごとに個別に駆動するのと同様の機能が得られる。この点、かかる攪拌部材がかかる現像剤量調整部材として機能する。
【０１２６】
現像剤供給手段はロータリフィーダに限らず粉体ポンプ等であってもよい。現像剤供給手段は現像装置を複数備えている画像形成装置においてはそれらに共用してもよいが、これに限らずそれぞれの現像装置に別個に備えられてもよい。
現像剤量調整手段は上述のように現像剤量調整部材に限らずロータリフィーダとしてもよいが、他に粉体ポンプ等を用いてもよい。
循環手段により現像剤を循環させる構成は、現像部と現像剤収容部との上下方向における位置関係等に応じて適宜選択されるものであり、上述のようなコイル、空気流を用いるものに限定されるものではない。
【０１２７】
現像剤は、２成分現像剤に限らず、１成分現像剤でもよく、この場合にも、上述の例と同様の現像部と撹拌部とを適用できる。
上述の例では、現像装置においてバイアス印加手段により直流成分の現像バイアスを印加しているが、現像バイアスは、交流成分であっても良いし、直流成分に交流成分を重畳したものであっても良い。
【０１２８】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明を適用した現像装置及びこれを有する画像形成装置の概略正面図である。
【図２】図１に示した現像装置の概略斜視図である。
【図３】図２に示した現像装置に備えられた現像部の正断面図である。
【図４】図２に示した現像装置の一部の内部構造を示す断面図である。
【図５】図２に示した現像装置の一部の側面図である。
【図６】図２に示した現像装置の他の一部の側断面図である。
【図７】図４に示した現像装置の内部構造の一部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【０１３０】
２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ 像担持体
５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫ 現像装置
５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１ＢＫ 現像剤担持体
６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃ、６７ＢＫ、６８Ｙ、６８Ｍ、６８Ｃ、６８ＢＫ 現像剤量割合調整手段、現像剤量調整手段
６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃ、６７ＢＫ 現像量調整部材
６８Ｙ、６８Ｍ、６８Ｃ、６８ＢＫ 調整部材駆動手段
６９Ｙ、６９Ｍ、６９Ｃ、６９ＢＫ 現像量割合検知手段、現像剤量検知手段、レベルセンサ
８１Ｙ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１ＢＫ 現像部
８３Ｙ 循環手段
９０ 現像剤供給手段
９０ 現像剤進入駆動手段
９３Ｙ、９３Ｍ、９３Ｃ、９３ＢＫ 現像剤収容部
１００ 画像形成装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられた現像装置であって現像部の外部に設けられた現像剤収容部を備えた現像装置及びこれを有するかかる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置であって像担持体を用いて画像形成を行う画像形成装置は、像担持体を現像剤によって現像する現像装置を備えている（たとえば、〔特許文献１〕ないし〔特許文献３〕参照）。
【０００３】
かかる現像装置において、担持した現像剤を像担持体に供給する現像剤担持体を備えた現像部の外部に設けられ、現像剤を収容した現像剤収容部を備えた現像装置が知られている（たとえば、〔特許文献１〕ないし〔特許文献３〕参照）。この現像装置では、スペースの限られる像担持体周りに配置される現像部を小型化可能であるという利点の他、現像剤が例えばトナーとキャリアとを含む２成分現像剤である場合に次の利点がある。
【０００４】
一般に、２成分現像剤を用いる現像装置では、像担持体と現像剤担持体とが対向する現像領域において現像処理が終了しトナーが消費された現像剤は、現像剤担持体から回収されて新たに補給されるトナーと混合、撹拌された後に再び現像剤担持体に担持され現像に供される。２成分現像剤は、安定したトナー画像を得るために一定のトナー濃度と帯電量とを維持する必要があり、トナー濃度は現像による消費分のトナーを新たに補給することによって調整され、帯電量はキャリアとトナーとの混合時における摩擦帯電により付与される。従って２成分現像剤を用いる現像装置では、現像剤の撹拌を十分に行いトナー濃度分布を均一化すると共に、トナーに帯電量を付与してトナー画像の安定化を行うようになっている。
そこで、２成分現像剤を用いる現像装置において、たとえば、補給されたトナーが現像剤担持体によって汲み上げられるまでの僅かな時間の間に２本のスクリュの回転による撹拌効果を利用してトナーの分散及び帯電量付与を行う構成を採用したものが知られている。
しかし、このような構成を用いても、特にトナーの収支が多い場合には補給されたトナーが十分に分散することなく現像剤担持体に汲み上げられ、地汚れやトナー飛散といった品質を低下させる問題が生じる場合がある。
現像部から離れた場所に現像剤収容部を備えた現像装置は、たとえばこの問題を解決し得る構成となっているものであり、現像剤収容部にて現像剤の状態に応じた撹拌を行い、トナー濃度及び帯電量を適切に調整した現像剤を現像部に供給することを可能とするという利点がある。
【０００５】
このような、現像部から離れた場所に現像剤収容部を備えた現像装置において、現像部と現像剤収容部との間で現像剤を循環させるように構成されたものが知られているとともに、現像剤収容部から現像部に向けて現像剤を搬送する経路内に、現像剤収容部内の現像剤を進入させる粉体ポンプを備えたものが知られている（たとえば、〔特許文献１〕ないし〔特許文献３〕参照）。
【０００６】
【特許文献１】特許第３７３４０９６号公報
【特許文献２】特許第３３４９２８６号公報
【特許文献３】特開平１１−１４３１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、現像部と現像剤収容部との間で現像剤を循環させる現像装置においては、現像剤の状態によって、現像部から現像剤収容部に向けて搬送される現像剤量、現像剤収容部から現像部に向けて搬送される現像剤量、粉体ポンプ等による現像剤搬送量が変化し、現像部内の現像剤量が変化して現像等に支障をきたす懸念がある。このことについてより詳しく述べると次のとおりである。
【０００８】
現像剤の劣化、温湿度等の環境変化によって現像剤の粉体特性が変化すると、上述の各量が変化し、現像部内の現像剤量、現像剤収容部内の現像剤量が変化する。粉体特性のパラメータとしては、たとえば流動性、嵩密度が挙げられるが、かかる現像剤量がどのように変化するかは、かかるパラメータのみならず、現像部から現像剤収容部あるいは現像剤収容部から現像部に向かう現像剤の経路の形状、構成等によっても左右されるため、予測し難い。このように、現像部内の現像剤量、現像剤収容部内の現像剤量はいわばランダムに変化するものであるが、これら現像剤量の割合が不適正となってバランスが崩れ、たとえば現像部内の現像剤量が少なくなると、現像に用いられる現像剤不足による画像品質の低下が生じるおそれがあり、また現像部内の現像剤量が多くなると現像部から外部に現像剤が漏れて現像剤による環境の汚染が生じるおそれがある。その他、現像剤収容部内の現像剤量の過多、過小によって現像剤収容部においても何らかの不具合が生じる可能性もある。
【０００９】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられた現像装置であって現像部の外部に設けられた現像剤収容部を備え、現像部内の現像剤量を適正に保ち得る現像装置及びこれを有するかかる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、像担持体に対向して配置され同像担持体を現像剤によって現像する現像剤担持体を備えた現像部と、前記現像部の外部に設けられ、同現像部において現像に用いられる現像剤を収容した現像剤収容部と、前記現像部と前記現像剤収容部との間で現像剤を循環させるための循環手段と、前記現像部内の現像剤量と前記現像剤収容部内の現像剤量との割合を検知する現像剤量割合検知手段と、前記現像剤量割合検知手段によって検知された前記割合に基づいて、同割合が適正となるように調整する現像剤量割合調整手段とを有する現像装置にある。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の現像装置において、前記現像剤量割合調整手段は、前記現像剤収容部から前記循環手段に進入する現像剤量を調整することで前記割合が適正となるように調整する現像剤量調整手段を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の現像装置において、前記現像剤量調整手段は、前記現像剤収容部から前記循環手段に向けて落下する現像剤の流れを妨げることにより前記割合が適正となるように調整する現像剤量調整部材を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の現像装置において、前記現像剤量調整部材は、その姿勢に応じて前記流れの妨げの程度が変化する部材であり、前記現像剤量割合調整手段は、前記現像剤量調整部材の姿勢を変化させる調整部材駆動手段を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか１つに記載の現像装置において、前記現像剤量割合検知手段は、前記現像部内及び／又は前記現像剤収容部内の現像剤量を検知する現像剤量検知手段を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の現像装置において、前記現像剤量検知手段は、これが配設された前記現像部内及び／又は前記現像剤収容部内の現像剤の紛面位置を検知するレベルセンサを有していることを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６の何れか１つに記載の現像装置において、前記循環手段は、前記現像剤収容部側から前記現像部側に向けて現像剤を供給するために同循環手段に現像剤を進入させる現像剤進入駆動手段を備えた現像剤供給手段を有し、前記現像剤進入駆動手段は、前記現像部と前記現像剤収容部と前記循環手段とを少なくとも有する他の現像装置において同循環手段に備えられた前記現像剤供給手段における前記現像剤進入駆動手段と共通化されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし７の何れか１つに記載の現像装置を有する画像形成装置にある。
【００１８】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の画像形成装置において、前記現像装置を複数有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、像担持体に対向して配置され同像担持体を現像剤によって現像する現像剤担持体を備えた現像部と、前記現像部の外部に設けられ、同現像部において現像に用いられる現像剤を収容した現像剤収容部と、前記現像部と前記現像剤収容部との間で現像剤を循環させるための循環手段と、前記現像部内の現像剤量と前記現像剤収容部内の現像剤量との割合を検知する現像剤量割合検知手段と、前記現像剤量割合検知手段によって検知された前記割合に基づいて、同割合が適正となるように調整する現像剤量割合調整手段とを有する現像装置にあるので、現像部内の現像剤量を適正に保ち得ることにより、現像部からの現像剤の飛散による環境の汚染を防止可能であるとともに、現像剤担持体に担持される現像剤量の不足やバラツキを防止ないし抑制して良好な現像を行うことが可能であり、良好な画像形成に寄与し得る現像装置を提供することができる。
【００２０】
前記現像剤量割合調整手段は、前記現像剤収容部から前記循環手段に進入する現像剤量を調整することで前記割合が適正となるように調整する現像剤量調整手段を有することとすれば、現像剤収容部から循環手段に進入する現像剤量の調整により現像部内の現像剤量を適正に保ち得ることにより、現像部からの現像剤の飛散による環境の汚染を防止可能であるとともに、現像剤担持体に担持される現像剤量の不足やバラツキを防止ないし抑制して良好な現像を行うことが可能であり、良好な画像形成に寄与し得る現像装置を提供することができる。
【００２１】
前記現像剤量調整手段は、前記現像剤収容部から前記循環手段に向けて落下する現像剤の流れを妨げることにより前記割合が適正となるように調整する現像剤量調整部材を有することとすれば、現像剤収容部から循環手段に落下する現像剤量の調整により比較的容易に現像部内の現像剤量を適正に保ち得ることにより、現像部からの現像剤の飛散による環境の汚染を防止可能であるとともに、現像剤担持体に担持される現像剤量の不足やバラツキを防止ないし抑制して良好な現像を行うことが可能であり、良好な画像形成に寄与し得る現像装置を提供することができる。
【００２２】
前記現像剤量調整部材は、その姿勢に応じて前記流れの妨げの程度が変化する部材であり、前記現像剤量割合調整手段は、前記現像剤量調整部材の姿勢を変化させる調整部材駆動手段を有することとすれば、比較的容易な構成で現像剤収容部から循環手段に落下する現像剤量の調整により比較的容易に現像部内の現像剤量を適正に保ち得ることにより、現像部からの現像剤の飛散による環境の汚染を防止可能であるとともに、現像剤担持体に担持される現像剤量の不足やバラツキを防止ないし抑制して良好な現像を行うことが可能であり、良好な画像形成に寄与し得る現像装置を提供することができる。
【００２３】
前記現像剤量割合検知手段は、前記現像部内及び／又は前記現像剤収容部内の現像剤量を検知する現像剤量検知手段を有することとすれば、比較的精度よく現像部内、前記現像剤収容部内の現像剤量を検知可能であり、これによって現像部内の現像剤量を適正に保ち得ることにより、現像部からの現像剤の飛散による環境の汚染を防止可能であるとともに、現像剤担持体に担持される現像剤量の不足やバラツキを防止ないし抑制して良好な現像を行うことが可能であり、良好な画像形成に寄与し得る現像装置を提供することができる。
【００２４】
前記現像剤量検知手段は、これが配設された前記現像部内及び／又は前記現像剤収容部内の現像剤の紛面位置を検知するレベルセンサを有していることとすれば、比較的簡易に精度よく現像部内、前記現像剤収容部内の現像剤量を検知可能であり、これによって現像部内の現像剤量を適正に保ち得ることにより、現像部からの現像剤の飛散による環境の汚染を防止可能であるとともに、現像剤担持体に担持される現像剤量の不足やバラツキを防止ないし抑制して良好な現像を行うことが可能であり、良好な画像形成に寄与し得る現像装置を提供することができる。
【００２５】
前記循環手段は、前記現像剤収容部側から前記現像部側に向けて現像剤を供給するために同循環手段に現像剤を進入させる現像剤進入駆動手段を備えた現像剤供給手段を有し、前記現像剤進入駆動手段は、前記現像部と前記現像剤収容部と前記循環手段とを少なくとも有する他の現像装置において同循環手段に備えられた前記現像剤供給手段における前記現像剤進入駆動手段と共通化されていることとすれば、現像部内の現像剤量を適正に保ち得ることにより、現像部からの現像剤の飛散による環境の汚染を防止可能であるとともに、現像剤担持体に担持される現像剤量の不足やバラツキを防止ないし抑制して良好な現像を行うことが可能であり、良好な画像形成に寄与し得るとともに、部品の共通化によりコスト低減、省スペース化が可能な現像装置を提供することができる。
【００２６】
本発明は、かかる現像装置を有する画像形成装置にあるので、現像部内の現像剤量を適正に保ち得ることにより、現像部からの現像剤の飛散による環境の汚染を防止可能であるとともに、現像剤担持体に担持される現像剤量の不足やバラツキを防止ないし抑制して良好な現像を行うことが可能であり、良好な画像形成を行い得る画像形成装置を提供することができる。
【００２７】
前記現像装置を複数有することとすれば、現像部からの現像剤の飛散による環境の汚染を防止可能であるとともに、現像剤担持体に担持される現像剤量の不足やバラツキを防止ないし抑制して良好な現像を行うことが可能であり、良好な画像形成を行い得るとともに、現像装置を構成する部品の共通化によりコスト低減、省スペース化を図ることが可能な画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１に本発明を適用した、カラー画像を形成可能な多色画像形成装置である画像形成装置の概略を示す。画像形成装置１００は、カラーレーザプリンタとファクシミリとの複合機であるが、他のタイプのプリンタ、ファクシミリ、複写機、複写機とプリンタとの複合機等、他の画像形成装置であっても良い。画像形成装置１００は、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。これは画像形成装置１００がファクシミリとして用いられる場合も同様である。画像形成装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状の記録媒体としてこれに画像形成を行なうことが可能である。
【００２９】
画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な複数の像担持体としての潜像担持体である円筒状の感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫを並設したタンデム構造を採用したタンデム構造、言い換えるとタンデム方式すなわちタンデム型の画像形成装置である。
【００３０】
感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、同一径であり、画像形成装置１００の本体９９の内部のほぼ中央部に配設された無端ベルトである中間転写ベルトとしての転写ベルト１１の作像面である外周面側に等間隔で並んでいる。
【００３１】
感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、転写ベルト１１の移動方向であるＡ１方向の上流側からこの順で並設されている。各感光体ドラム感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成するための、画像形成部としての作像部たる画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫに備えられている。
【００３２】
各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに形成された可視像すなわちトナー像は、矢印Ａ１方向に移動する転写ベルト１１に対しそれぞれ重畳転写され、その後、記録媒体である転写媒体たる転写紙に一括転写されるようになっている。
【００３３】
転写ベルト１１に対する重畳転写は、転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに形成されたトナー像が、転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるよう、転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫのそれぞれに対向する位置に配設された転写チャージャとしての１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫによる電圧印加によって、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫと転写ベルト１１と対向位置である転写位置にて行われる。
【００３４】
転写ベルト１１は、その全層をゴム剤等の弾性部材を用いて構成した弾性ベルトである。転写ベルト１１は、単層の弾性ベルトであっても良いし、その一部を弾性部材とした弾性ベルトであっても良いし、従来から用いられている、フッ素系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂等を用いても良く、非弾性ベルトであっても良い。
【００３５】
画像形成装置１００は、４つの画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫと、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの上方に対向して配設され、転写ベルト１１を備えた中間転写装置であるベルトユニットとしての転写ベルトユニット１０と、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１に当接し、転写ベルト１１への当接位置において転写ベルト１１と同方向に回転する転写部材としての転写装置たる２次転写ローラ５とを有している。
【００３６】
画像形成装置１００はまた、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１上をクリーニングする中間転写クリーニングブラシを備えた中間転写ベルトクリーニング装置としてのクリーニング装置１８と、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫの下方に対向して配設された書き込み手段である光書き込み装置としての書込装置たる光走査装置８とを有している。
【００３７】
画像形成装置１００はまた、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫと転写ベルト１１との間に向けて搬送される転写紙を積載したシート給送装置６１と、シート給送装置６１から搬送されてきた記録紙を、画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、転写ベルト１１と２次転写ローラ５の間の転写部に向けて繰り出すレジストローラ対１３と、転写紙の先端がレジストローラ対１３に到達したことを検知する図示しないセンサとを有している。
【００３８】
画像形成装置１００はまた、トナー像を転写された転写紙に同トナー像を定着させるためのベルト定着方式の定着ユニットとしての定着装置６と、定着装置６を経た転写紙を本体９９の外部に排出する排紙ローラ７と、本体９９の上部に配設され排紙ローラ７により本体９９の外部に排出された転写紙を積載する排紙部としての排紙トレイ１７と、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを充填されたトナーホッパとしてのトナーボトル９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫとを有している。
【００３９】
画像形成装置１００はまた、図示しないＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶手段等とを備え画像形成装置１００の動作全般を制御する制御手段６５と、液晶表示パネル等によって構成された、所定の表示を行う図示しない表示手段とを有している。
【００４０】
転写ベルトユニット１０は、転写ベルト１１の他に、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫと、転写ベルト１１を巻き掛けられた、複数の巻き掛け部材としての、駆動部材である駆動ローラを兼ねた転写入口ローラ７３と、従動ローラ７２とを有している。転写入口ローラ７３は、図示しない駆動源としてのモータの駆動により回転駆動され、これによって、転写ベルト１１がＡ１方向に回転駆動される。
【００４１】
定着装置６は、図示しない熱源を有する定着ユニット６３と、定着ユニット６３に圧接された加圧ローラ６２とを有しており、トナー像を担持した転写紙を定着ユニット６３と加圧ローラ６２の圧接部である定着部に通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を転写紙の表面に定着するようになっている。
【００４２】
光走査装置８は、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの表面によって構成された被走査面をそれぞれ走査して露光し、静電潜像を形成するための、画像信号に基づくレーザービームとしてのレーザー光であるビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢＫを発するものである。
シート給送装置６１は、転写紙を積載した給紙トレイ１５と、給紙トレイ１５上に積載された転写紙を送り出す給紙コロ１６とを有している。
【００４３】
画像ステーション６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫについて、そのうちの一つの、感光体ドラム２０Ｙを備えた画像ステーション６０Ｙの構成を代表して構成を説明する。なお、他の画像ステーションの構成に関しても実質的に同一であるので、以下の説明においては、便宜上、画像ステーション６０Ｙの構成に付した符号に対応する符号を、他の画像ステーションの構成に付し、また詳細な説明については適宜省略することとし、符号の末尾にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋが付されたものはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成を行うための構成であることを示すこととする。
【００４４】
感光体ドラム２０Ｙを備えた画像ステーション６０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙの周囲に、図中反時計方向であるその回転方向Ｂ１に沿って、１次転写ローラ１２Ｙと、感光体ドラム２０Ｙをクリーニングするためのクリーニング手段としてのクリーニング装置７０Ｙと、感光体ドラム２０Ｙを高圧に帯電するための帯電手段である帯電装置３０Ｙと、感光体ドラム２０Ｙを現像するための現像手段としての現像装置５０Ｙとを有している。
【００４５】
感光体ドラム２０Ｙと、クリーニング装置７０Ｙと、帯電装置３０Ｙと、現像装置５０Ｙとは一体化されており、プロセスカートリッジを構成している。プロセスカートリッジは本体９９に対して着脱自在となっている。このようにプロセスカートリッジ化することは、交換部品として取り扱うことができるため、メンテナンス性が著しく向上し、大変好ましい。
【００４６】
以上のような構成により、感光体ドラム２０Ｙは、Ｂ１方向への回転に伴い、帯電装置３０Ｙにより表面を一様に帯電され、光走査装置８からのビームＬＹの露光走査によりイエロー色に対応した静電潜像を形成される。この静電潜像の形成は、ビームＬＹが、紙面垂直方向である主走査方向に走査するとともに、感光体ドラム２０ＹのＢ１方向への回転により、感光体ドラム２０Ｙの円周方向である副走査方向へも走査することによって行われる。
【００４７】
このようにして形成された静電潜像には、現像装置５０Ｙにより供給される帯電したイエロー色のトナーが付着し、イエロー色に現像されて顕像化され、現像により得られたイエロー色の可視画像たるトナー像は、１次転写ローラ１２ＹによりＡ１方向に移動する転写ベルト１１に１次転写され、転写後に残留したトナー等の異物はクリーニング装置７０Ｙにより掻き取り除去され備蓄されて、感光体ドラム２０Ｙは、帯電装置３０Ｙによる次の帯電に供される。
【００４８】
他の感光体ドラム２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫにおいても同様に各色のトナー像が形成等され、形成された各色のトナー像は、１次転写ローラ１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫにより、Ａ１方向に移動する転写ベルト１１上の同じ位置に順次１次転写される。
【００４９】
転写ベルト１１上に重ね合わされたトナー像は、転写ベルト１１のＡ１方向の回転に伴い、２次転写ローラ５との対向位置である２次転写部である転写部まで移動し、この転写部において転写紙に２次転写される。
【００５０】
転写ベルト１１と２次転写ローラ５との間に搬送されてきた転写紙は、シート給送装置６１から繰り出され、レジストローラ対１３によって、センサによる検出信号に基づいて、転写ベルト１１上のトナー像の先端部が２次転写ローラ５に対向するタイミングで送り出されたものである。
【００５１】
転写紙は、すべての色のトナー像を一括転写され、担持すると、定着装置６に進入し、定着ユニット６３と加圧ローラ６２との間の定着部を通過する際、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を定着され、この定着処理により、転写紙上に合成カラー画像たるカラー画像が形成される。定着装置６を通過した定着済みの転写紙は、排紙ローラ７を経て、排紙トレイ１７上にスタックされる。一方、２次転写を終えた転写ベルト１１は、クリーニング装置１８によってクリーニングされ、次の１次転写に備える。
【００５２】
画像形成装置１００において、現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫは、一部を共通化した構成として備えているものの、互いに略同様の構成となっている。以下、現像装置５０Ｙを代表して説明する。なお以下の説明、図面においては、現像装置５０Ｙの構成に付した符号に対応する符号を、他の現像装置５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫの構成に付し、詳細な説明については適宜省略することとし、符号の末尾にＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋが付されたものはそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像形成を行うための構成であることを示すこととする。ただし現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫに共通して用いられている構成については、その符号の末尾のＹを付することなく説明する。
【００５３】
図２に示すように、現像装置５０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙに対向して配置され、トナーとキャリアとを含む乾式の２成分現像剤である現像剤を担持する現像剤担持体としての図３に示す現像ローラ５１Ｙを備えた現像部８１Ｙと、現像部８１Ｙに供給する現像剤を撹拌する撹拌部８２Ｙと、現像部８１Ｙと撹拌部８２Ｙとの間に現像剤を還流させ循環させるための循環手段としての還流部８３Ｙと、トナーボトル９Ｙを着脱自在に備えトナーボトル９Ｙ内の新規トナーを撹拌部８２Ｙに供給するためのトナー補給手段としてのトナー補給部７９Ｙとを有している。
このように、現像装置５０Ｙは、現像撹拌分離型の現像装置である。
【００５４】
還流部８３Ｙは、撹拌部８２Ｙから現像部８１Ｙへの現像剤の流路を形成する第１の流路形成部を構成する循環復路８４Ｙと、現像部８１Ｙから撹拌部８２Ｙへの現像剤の流路を形成する第２の流路形成部を構成する循環往路８５Ｙとを有している。
【００５５】
図３に示すように、現像部８１Ｙは、感光体ドラム２０Ｙに対向する部分に開口部を有し同開口部から現像ローラ５１Ｙの一部を感光体ドラム２０Ｙに望むように露出させたケーシングである現像ケース５５Ｙと、現像ケース５５Ｙに支持され現像ローラ５１Ｙ上の現像剤を一定の高さに規制する規制部材としてのドクタであるドクタブレードとしての現像ブレード５２Ｙとを有している。
【００５６】
現像部８１Ｙはまた、現像剤中のトナー濃度を測定するトナー濃度検知手段としてのトナー濃度検知センサ５６Ｙと、直流成分の現像バイアスを印加する図示しないバイアス印加手段と、現像ローラ５１Ｙを駆動する図示しない現像駆動手段と、第１搬送スクリュ５３Ｙ及び第２搬送スクリュ５４Ｙと、第１搬送スクリュ５３Ｙ及び第２搬送スクリュ５４Ｙを回転駆動する図示しない搬送駆動手段等を有している。トナー濃度検知センサ５６Ｙが検知した、トナー濃度に関する信号は、制御手段６５に入力される。バイアス印加手段、現像駆動手段、搬送駆動手段は何れも、制御手段６５によって駆動を制御される。
【００５７】
現像ローラ５１Ｙは、図３における紙面に垂直な方向に延在している。この方向は、現像ローラ５１Ｙの幅方向、言い換えると軸方向であり、感光体ドラム２０Ｙの延在方向即ち感光体ドラム２０Ｙの幅方向、言い換えると軸方向と平行な方向である。現像ローラ５１Ｙは、詳細な図示を省略するが、磁界発生手段としてのマグネットローラと、マグネットローラを内包し現像駆動手段により図中反時計方向であるＣ１方向に駆動される非磁性の現像スリーブとを有している。
【００５８】
マグネットローラは、図示を省略するが、現像ケース５５Ｙに固定されたプラスチックローラと、プラスチックローラに埋め込まれた複数の磁極を形成する複数の磁石であるマグネットブロックとを有している。
【００５９】
現像スリーブは、現像ケース５５Ｙ及びマグネットローラに回転自在に支持されている。現像スリーブは、バイアス印加手段により感光体ドラム２０Ｙとの間に適当な大きさの現像バイアスを印加される。現像領域における現像スリーブと感光体ドラム２０Ｙとのギャップすなわち現像ギャップは、０．３ｍｍとなるように設定されている。
【００６０】
現像ブレード５２Ｙは、ＳＵＳ材料で形成されている。現像ブレード５２Ｙと現像スリーブとのギャップすなわちドクターギャップは、０．５ｍｍとなるように設定されている。
【００６１】
第１搬送スクリュ５３Ｙと第２搬送スクリュ５４Ｙとは、現像ローラ５１Ｙの幅方向言い換えると現像ローラ５１Ｙの長手方向である、図３における紙面に垂直な方向に延在するように配設されている。第１搬送スクリュ５３Ｙと第２搬送スクリュ５４Ｙとは、搬送駆動手段による回転駆動作用を受けて回転する回転軸としての軸部５３ａＹ、５４ａＹと、軸部５３ａＹ、５４ａＹの表面、具体的には軸部５３ａＹ、５４ａＹの周面上に突設した態様で一体的に成型され、軸部５３ａＹ、５４ａＹの回転によって現像剤を撹拌しながら搬送する搬送部としての羽根部５３ｂＹ、５４ｂＹとを有している。羽根部５３ｂＹ、５４ｂＹは螺旋状、言い換えるとスパイラル状をなしているが、軸部５３ａＹ、５４ａＹに対して傾斜した斜板状をなしているものであっても良い。
【００６２】
第１搬送スクリュ５３Ｙは、現像ローラ５１Ｙに隣接するように現像ローラ５１Ｙと対向配置されており、搬送駆動手段によってＤ１方向に回転駆動されることで、第１収容室５８Ｙ内の現像剤を、現像ローラ５１Ｙの幅方向に沿って、図３における紙面手前側から奥側へ搬送しながら現像ローラ５１Ｙに供給する。第１搬送スクリュ５３Ｙによって第１収容室５８Ｙ内の端部付近まで搬送された現像剤は、仕切り壁５７Ｙの図３における奥側の端部に形成された図示しない開口部を通って第２収容室５９Ｙ内に落下により進入し、第２搬送スクリュ５４Ｙに受け渡される。
【００６３】
第２搬送スクリュ５４Ｙは、第１搬送スクリュ５３Ｙを挟んで現像ローラ５１Ｙと逆側に配設されており、第２収容室５９Ｙ内において、搬送駆動手段によってＥ１方向に回転駆動されることで、第１収容室５８Ｙから送られてくる現像剤を、現像ローラ５１Ｙの幅方向に沿って、第１搬送スクリュ５３Ｙとは逆方向に搬送する。
【００６４】
このように、現像装置５０Ｙは、現像部８１Ｙ内で現像剤の流れが一方向に生じる一方向循環方式を採用したものとなっている。
なお、仕切り壁５７の図３における手前側の端部は現像ケース５５Ｙと一体であり、開口部などは形成されていない。
【００６５】
図２に示すように、現像ケース５５Ｙは、図３における紙面手前側に相当する部分に、第１収容室５８Ｙに連通するように、撹拌部８２Ｙによって撹拌された現像剤を受け入れる現像剤搬入口を構成する現像剤搬入部８６Ｙを有しているとともに、第２収容室５９Ｙに連通するように、第２搬送スクリュ５４Ｙによって第２収容室５９Ｙ内を図３における手前側の端部まで搬送された現像剤を撹拌部８２Ｙに向けて送り出す現像剤搬出口を構成する現像剤搬出部８７Ｙを有している。トナー濃度検知センサ５６Ｙは第２収容室５９Ｙ内において現像剤搬出部８７Ｙに進入する直前の現像剤のトナー濃度を検知する。
【００６６】
循環復路８４Ｙは、撹拌部８２Ｙと現像剤搬入部８６Ｙとを接続し、循環往路８５Ｙは、撹拌部８２Ｙと現像剤搬出部８７Ｙとを接続している。
よって、循環往路８５Ｙによって搬送された現像剤は、落下により現像剤搬入部８６Ｙを経て第１収容室５８Ｙ内に進入し、第１搬送スクリュ５３Ｙに受け渡される。また、第２搬送スクリュ５４Ｙによって第２収容室５９Ｙ内を図３における手前側の端部付近まで搬送された現像剤は、落下により現像剤搬出部８７Ｙから循環往路８５Ｙに進入する。
【００６７】
循環往路８５Ｙは、現像剤搬出部８７Ｙから垂下されたクランク状の垂下部８８Ｙと、垂下部８８Ｙ下端を接続され撹拌部８２Ｙに直結された直結部８９Ｙと、垂下部８８Ｙ内に配設され、現像剤搬出部８７Ｙから垂下部８８Ｙ内に落下した現像剤を、所定の方向に回転することにより直結部８９Ｙ内に搬送する搬送部材としての図示しない螺旋状のコイルと、制御手段６５によって駆動を制御されコイルを所定の方向に回転駆動する図示しないモータとを有している。垂下部８８Ｙは、ゴムチューブ等の、柔軟な素材によって形成されたチューブによって構成されている。直結部８９Ｙは、上端において垂下部８８Ｙを接続された硬質のパイプである。現像装置５０Ｙにおいては、攪拌部８２Ｙが現像部８１Ｙより下方にあるため、コイルの回転によって現像剤が現像部８１Ｙから攪拌部８２Ｙに搬送される。
【００６８】
循環復路８４Ｙは、撹拌部８２Ｙに下方において接続され撹拌部８２Ｙ側から現像部８１Ｙ側に向けて現像剤を供給するために循環復路８４Ｙに現像剤を進入させる現像剤供給手段である現像剤供給部としてのロータリフィーダ９０と、ロータリフィーダ９０に接続されロータリフィーダ９０から送り出された現像剤を現像剤搬入部８６Ｙに向けて搬送する搬送部９２Ｙとを有している。
【００６９】
搬送部９２Ｙは、一端が現像剤搬入部８６Ｙに接続された、ゴムチューブ等の、柔軟な素材によって形成された中空のチューブ９２ａＹと、一端がチューブ９２ａＹの他端に接続され、中間部がロータリフィーダ９０に接続された継手管路９２ｃＹと、継手管路９２ｃＹの他端が接続されロータリフィーダ９０から継手管路９２ｃＹに進入した現像剤をチューブ９２ａＹを介して現像部８１Ｙに搬送するための空気流を形成する図１、図２に示す空気流形成手段１０１とを有している。
【００７０】
トナー補給部７９Ｙは、一端が撹拌部８２Ｙに配設されたトナー補給口９３ａＹに接続されトナーボトル９Ｙが着脱自在なパイプ７９ａＹと、パイプ７９ａＹ内に配設され、トナーボトル９Ｙからパイプ７９ａＹ内に落下した新規トナーを、所定の方向に回転することにより直結部８９Ｙ内に搬送する搬送部材としての図示しない螺旋状のコイルと、パイプ７９ａＹの他端側に設けられ制御手段６５によって駆動を制御されコイルを所定の方向に回転駆動するモータ７９ｂＹとを有している。
【００７１】
コイルはモータ７９ｂＹによって定速で回転駆動され、新規トナーの搬送量が駆動時間あたり一定となるように構成されており、パイプ７９ａＹの一端側に搬送した新規トナーをトナー補給口９３ａＹから自由落下させ撹拌部８２に供給する。
【００７２】
図２に示すように、撹拌部８２Ｙは、内部の現像剤を撹拌する撹拌器９３Ｙと、撹拌器９３Ｙの上方に配設された減速ギア列９５ｂと、減速ギア列９５ｂを回転駆動するモータ９５ａとを有している。モータ９５ａは撹拌部８２Ｙ、８２Ｍ、８２Ｃ、８２ＢＫに共用されており、コスト低減、省スペース化がなされている。
【００７３】
図４に示すように、撹拌器９３Ｙは上面にトナー補給口９３ａＹ及び現像剤補給口９３ｂＹを、下面に排出口９３ｃＹを設けられており、排出口９３ｃＹに向かうほど径が細くなる逆円錐型の形状を有している。
【００７４】
撹拌器９３Ｙは、その内部の中央に上下方向に延在するように配設され図２に示したギア列９３ｂによって回転駆動される軸９６Ｙと、軸９３Ｙに上下方向に所定の間隔で一体化され軸９３Ｙの回転とともに回転することで現像剤を撹拌する板状の複数の撹拌部材としての撹拌羽９７Ｙとを有している。
【００７５】
撹拌器９３Ｙはバッファとして機能しその内部に常に現像剤が存在する。よって、撹拌器９３Ｙは、現像部８１Ｙの外部に設けられ現像部８１Ｙにおいて現像に用いられる現像剤を収容した現像剤収容部として機能し、搬出する現像剤量のムラや、搬出する現像剤の粒子間の空気量を一定化させて現像剤の嵩密度を安定化させ、現像部８１Ｙに向けて搬送部９２Ｙに進入する現像剤量にムラが生じることを抑制する。また現像部８１Ｙに収容すべき現像剤量を低減可能であり、現像部８１Ｙを小型化可能であるため、スペースの限られた感光体ドラム２０Ｙ周りに配置する点においても有利である。
【００７６】
この撹拌器９３Ｙにおいては、現像剤は、撹拌羽９７Ｙの回転によって全体が均一に混合されるとともに、トナーとキャリアとの摩擦によってトナーが均一に帯電する。
同図に示されているように、攪拌器９３Ｙ、９３Ｍ、９３Ｃ、９３ＢＫ、継手管路９２ｃＹ、９２ｃＭ、９２ｃＣ、９２ｃＢＫはそれぞれの内部に収容している現像剤が混ざらないように、筐体９８によって内部空間が互いに隔離された状態で一体化されている。
【００７７】
図２又は図４又は図５又は図６に示すように、ロータリフィーダ９０は、その駆動によって撹拌部８２Ｙから循環復路８４Ｙに現像剤を進入させる現像剤進入駆動手段としてのモータ９０ａと、モータ９０ａの軸９０ｅから放射状に延びる複数のフィンすなわち羽根９０ｃを有しモータ９０ａによって軸９０ｅを中心に回転駆動される回転体としてのロータ９０ｄと、筐体９８の一部によって構成されロータ９０ｄを覆う内面が円筒状の外殻部としてのステータ９０ｂと、軸９０ｅの両端をそれぞれステータ９０ｂに回転自在に支持した軸受９０ｆと、ステータ９０ｂの内部空間であって現像剤を収容した収容室９０ｇＹとを有している。
【００７８】
ロータリフィーダ９０はまた、収容室９０ｇＹ、９０ｇＭ、９０ｇＣ、９０ｇＢＫを互いに隔離した状態に形成することで、攪拌器９３Ｙ、９３Ｍ、９３Ｃ、９３ＢＫ、継手管路９２ｃＹ、９２ｃＭ、９２ｃＣ、９２ｃＢＫと同様に、収容室９０ｇＹ、９０ｇＭ、９０ｇＣ、９０ｇＢＫに収容している現像剤が混ざらないように、またかかる現像剤が軸受９０ｆ側に漏れないようにシールするシール部材９０ｈを有している。
【００７９】
各羽根９０ｃの先端とステータ９０ｂの内面との間には、０．０１〜０．０２ｍｍのギャップによるクリアランスが形成されている。このクリアランスは、空気流形成手段１０１によって形成された空気流が継手管路９２ｃＹからロータリフィーダ９０内に進入し攪拌部８２Ｙに流入することが困難な大きさとなっている。
【００８０】
このような構成のロータリフィーダ９０において、ロータ９０ｄは、攪拌部８２Ｙから現像剤を複数の羽根９０ｃの間に受け入れ、回転に伴って、受け入れた現像剤が羽根９０ｃの間から継手管路９２ｃＹに落下することで循環復路８４Ｙへと送り出す。
【００８１】
ロータリフィーダ９０から継手管路９２ｃＹ内に進入した現像剤は、空気流形成手段１０１によって、その内部を圧送され、現像剤搬入部８６Ｙ内に供給される。継手管路９２ｃＹはロータリフィーダ９０から供給された現像剤と空気流形成手段１０１から供給された空気流が合流する合流部となっている。
【００８２】
攪拌器９３Ｙからロータリフィーダ９０に進入し、ロータリフィーダ９０から継手管路９２ｃＹに供給され、現像部８１Ｙに移送される現像剤の量は、主にロータ９０ｄの回転数によって決定され、かかる現像剤の量は、ロータ９０ｄの回転数が一定であればおよそ一定である。
【００８３】
モータ９０ａをはじめとして、ロータリフィーダ９０は現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫにおける現像剤進入駆動手段と共通化され、これらに共用されており、コスト低減、省スペース化がなされている。
また筐体９８は、攪拌器９３Ｙ、９３Ｍ、９３Ｃ、９３ＢＫ、ロータリフィーダ９０、継手管路９２ｃＹ、９２ｃＭ、９２ｃＣ、９２ｃＢＫを一体化するとともに各色の現像剤の混入を防止しつつこれらの壁部をなしており、コスト低減、省スペース化がなされている。
【００８４】
図４において符号６７Ｙで示す部材は、排出口９３ｃＹと収容室９０ｇＹとの間に配設され攪拌器９３Ｙから排出口９３ｃＹを経て収容室９０ｇＹに進入する現像剤の量を調整する現像剤量調整部材としての回転板を示している。
図２、図４において符号６８Ｙで示す部材は、回転板６７Ｙを回転駆動して回転板６７Ｙの姿勢を変化させる調整部材駆動手段としてのモータを示している。
図２において符号６９Ｙで示す部材は、攪拌器９３Ｙ内の現像剤の上面すなわち紛面の位置を検知することで現像剤量を検知する現像剤量検知手段としてのレベルセンサを示している。
回転板６７Ｙ、モータ６８Ｙ、レベルセンサ６９Ｙのその余の詳細については後述する。
【００８５】
空気流形成手段１０１は、空気流の発生源としてのエアポンプ１０１ａと、エアポンプ１０１ａに接続されエアポンプ１０１ａによって形成された空気流を通す主送気路１０１ｂと、主送気路１０１ｂから分岐し継手管路９２ｃＹに接続された分岐管１０１ｃＹとを有している。エアポンプ１０１ａ、主送気路１０１ｂは、現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫに共通して用いられる部材として備えられており、コスト低減、省スペース化がなされている。
【００８６】
エアポンプ１０１ａは、本形態ではダイヤフラム型エアポンプを用いているが、現像剤をそれによって発生する空気流でチューブ９２ａＹを経て現像部８１Ｙに搬送できるのであれば、バタフライ型エアポンプ、ロータリー型エアポンプなど、他の手段であっても良い。
【００８７】
現像装置５０Ｙにおいては、継手管路９２ｃＹの位置すなわちロータリフィーダ９０からの現像剤の排出位置が現像部８１Ｙより下方にあるため、空気流によって現像剤を現像部８１Ｙに向けて搬送することが適している。
【００８８】
以上のような構成の現像装置５０Ｙにあっては、撹拌部８２Ｙでトナーが均一に分散され現像に適した帯電状態とされた現像剤が、循環復路８４Ｙによって、後述のように適量搬送され、現像剤搬入部８６Ｙから現像部８１Ｙに供給される。
【００８９】
現像部８１Ｙでは、第１搬送スクリュ５３Ｙの回転により、現像剤が現像剤搬入部８６Ｙから現像ローラ５１Ｙに沿って搬送され、この過程で、搬送スクリュ５３Ｙと現像ローラ５１Ｙとの対向領域において、マグネットローラによって第１収容室５８Ｙ内の現像剤の大部分が汲み上げられて現像ローラ５１Ｙ表面に担持される。
【００９０】
現像ブレード５２Ｙによって現像剤の担持量を規制され層厚を規制された現像ローラ５１Ｙは、その回転及びバイアス印加手段による現像バイアスにより、現像ローラ５１Ｙと感光体ドラム２０Ｙとの間の現像領域に、現像ブレード５２Ｙによって量を適量とされた現像剤を運ぶ。
【００９１】
現像領域においては、現像剤がマグネットローラによって現像スリーブ上に穂立ちして磁気ブラシを形成し、バイアス印可手段によるバイアスにより、現像剤中の、特に磁気ブラシ先端部のトナーに現像ポテンシャルが作用し、磁性キャリアの表面からトナーが感光体ドラム２０Ｙの表面に形成された静電潜像に静電的に移行して、静電潜像を所定の色のトナー像として可視像化する。なお、現像ブレード５２Ｙによる規制によっても、トナーの帯電が促進され、撹拌部８２Ｙから現像部８１Ｙへの搬送過程で帯電量が低下したとしても、その低下分が補われる。
【００９２】
現像によりトナーを消費した現像剤は、現像ローラ５１Ｙの回転に伴って、そのほとんどが現像ローラ５１Ｙから現像ケース５５Ｙの収容室５８Ｙ内に戻される。第１搬送スクリュ５３Ｙの回転により、第１収容室５８Ｙの端部まで搬送された現像剤は、仕切り壁５７Ｙの開口部を通って第２収容室５９Ｙ内に進入し、第２搬送スクリュ５４Ｙに受け渡され、第２収容室５９Ｙ内において、第２搬送スクリュ５４Ｙは、現像剤を第１搬送スクリュ５３Ｙとは逆方向に搬送する。第２収容室５９Ｙの端部まで搬送された現像剤は、現像剤搬出部８７Ｙから現像部８１Ｙ外に送り出され、循環往路８５Ｙを経て再度撹拌部８２Ｙ内に進入する。
【００９３】
このように、現像部８１Ｙにおいては、第１搬送スクリュ５３Ｙ及び第２搬送スクリュ５４Ｙによって撹拌搬送された現像剤は、マグネットローラの磁力により汲み上げられて現像スリーブに担持され、感光体ドラム２０Ｙと対向する現像領域まで搬送され、感光体ドラム２０Ｙ上の潜像にトナーが供給されて現像が行われる。現像後のトナーを消費した現像剤は、現像スリーブ表面から第１収容室５８Ｙ内に解放され、第２収容室５９Ｙ、循環往路８５Ｙを経て撹拌部８２Ｙに進入し、撹拌部８２Ｙにて現像剤に適した状態となり、再度現像部８１Ｙに供給され、再び現像スリーブ表面に汲み上げられるというサイクルを繰り返す。マグネットブロックはこのようなサイクルを繰り返すように配設されている。
【００９４】
このようなサイクルにおいて、現像剤中のトナーが消費されるため、トナー濃度が低下する。トナー濃度の低下はトナー濃度検知センサ５６Ｙによって検知される。トナー濃度検知センサ５６Ｙによってトナー濃度の低下が検知されると、制御手段６５は、トナー補給部７９Ｙを駆動し、トナーホッパ９Ｙから、新規トナーを撹拌部８２Ｙに供給する。
【００９５】
このとき、撹拌器９３Ｙは、補給されたこの新規トナーを現像剤中に撹拌混合する。これにより、補給された新規トナーは、撹拌器９３Ｙの既存の現像剤中に拡散する。その過程で、供給された新規トナーは、現像剤中のキャリアや他のトナーとの摩擦によって帯電される。このようにして、新規トナーは現像装置５０Ｙにて既存の現像剤中に均一に分散されるとともに、現像に適した帯電状態とされる。
【００９６】
よって、画像面積率の高い画像の形成時など、トナー消費量が多い場合でも、補給された新規トナーが十分に分散することなく現像ローラ５１に汲み上げられることによる地汚れやトナー飛散といった画像品質の低下が防止ないし抑制される。
【００９７】
制御手段６５による、フィードバック制御あるいはトナー補給部７９Ｙを所定時間駆動するフィードフォワード制御により、現像剤中のトナー濃度が約４〜１１重量％の所定の範囲内となるように制御され、キャリアに対するトナーの混合比率が常に適正値に保たれ、高品質の画像が得られることとなる。
【００９８】
ここで、かりに、エアポンプ１０１ａによって取り込まれる空気が、本体９９内の空気であるとすると、かかる空気の温度が高い場合には、これによって現像部８１Ｙに搬送される現像剤の温度が上昇し、現像剤の特性が変化して、現像剤の流動性の低下、凝集体の発生等、現像性能の低下の原因となる現象が発生し、画像品質の低下が生じ得る。
【００９９】
本体９９内の空気の温度は、例えば、光走査装置８、定着装置６、その他モータにおいて発熱するため外気温よりも高くなりやすい。また、現像装置５０Ｙでも、現像剤の撹拌混合時における現像剤同士、あるいは現像剤と他の部材との摩擦熱や、現像スリーブがマグネットローラの周囲で高速回転する際に生じる渦電流に起因する発熱が生じ、現像剤の温度が上昇し易い。本体９９内部では、これらが現像剤の温度上昇の原因となり得る。
特に、画像形成装置１００では、現像装置５０Ｙが光走査装置８の直上に配設されているため、高温になり易い光走査装置８の熱の影響を受け易い。
【０１００】
そこで、画像形成装置１００は、図１又は図６に示すように、本体９９外とエアポンプ１０１ａとを接続し、本体９９内の空気に比べて低温傾向にある本体９９外の空気を取り入れてエアポンプ１０１ａに供給するための外部空気吸引路としての外気取込手段１０２を有している。
【０１０１】
外気取込手段１０２は、一端が本体９９、具体的には外装カバーの開口のすぐ内側に配設され同開口から外側に露出し本体９９外の空気を取り入れる空気取入口としての取入口を形成するパイプ状の取入部１０３と、取入部１０３の他端を接続され、本体９９外から取り入れた空気の除湿を行ってエアポンプ１０１ａに供給するための除湿手段としての除湿部１０４と、除湿部１０４を経た空気が通過する、エアポンプ１０１ａに接続されたチューブ１０５とを有している。
【０１０２】
取入部１０３は、本体９９の最下部に配設され、同最下部から、本体９９外の空気を取り入れるようになっている。これにより、本体９９外でも低温傾向にある、画像形成装置１００が通常設置される床面近傍の空気を取り入れるとともに、取り入れた空気が本体９９内を通過する位置を本体９９内でも低温傾向にあるその最下部とすることで、極力低温の空気を導入するようになっている。
【０１０３】
同様の理由で、除湿部１０４も本体９９の最下部に配設されている。
除湿部１０４は、取入部１０３から進入した空気が通過するその内部の空間に除湿剤としてのシリカゲルが充填してあり、このシリカゲルを用いて、本体９９外から取り入れ、取入部１０３を介して進入して来た空気の除湿を行う。これにより、特別な駆動源を用いることなく、簡易な方式で、簡単かつ安価に取り入れた空気中の水分が除去され、搬送する現像剤が湿って帯電性能が低下することを防止ないし抑制し、帯電性能を安定させる。除湿剤としてはシリカゲルが一般的かつ安価で使い易く好ましいが、他のものであっても良い。
【０１０４】
チューブ１０５は、柔軟な材料によって形成された中空のチューブによって構成されており、取入部１０３、除湿部１０４を含め、その取り回しが容易になっている。
取入部１０３、除湿部１０４及びチューブ１０５内を流れる空気流は、エアポンプ１０１ａの駆動によって生じる、現像剤を現像部８１に向けて圧送する空気流の反作用による負圧によって、取入部１０３により本体９９外から外気が引き込まれることによって発生するものである。
【０１０５】
これら外気取込手段１０２の各構成は、本体９９外から取り入れた外気が本体９９内を通過する際に昇温することを極力防止すべく、断熱材等の、断熱性を有する被覆部材によって覆うことが好ましい。これは、熱を発生させない非発熱部であるトナーボトル９Ｙ、垂下部８８Ｙ、チューブ９２ａＹ、継手管路９２ｃＹ等についても同様である。
【０１０６】
このような外気取込手段１０２を有することにより、エアポンプ１０１ａから圧送された空気は比較的低温である。一方、現像装置５０Ｙ内の現像剤、あるいはトナーボトル９Ｙ内のトナーは本体９９内の雰囲気温度によって、通常、外気温よりも高い温度となっている。よってエアポンプ１０１ａによって形成された外気による空気流によって搬送される現像剤は、通常、冷却作用を受け、外気温に近い低温となって現像部８１Ｙに進入する。よって、現像部８１Ｙ内における現像剤の温度は比較的低温に保たれ、この現像剤を用いて感光体ドラム２０Ｙの良好な現像が行われる。
なお、取入部１０３の一端には、塵等の異物が進入することを防止するために異物進入防止手段としてのメッシュフィルタ等のフィルタ等を設けることが望ましい。
【０１０７】
ここで、上述のように、攪拌器９３Ｙからロータリフィーダ９０に進入し、ロータリフィーダ９０から継手管路９２ｃＹに供給され、現像部８１Ｙに移送される現像剤の量は、主にロータ９０ｄの回転数によって決定され、かかる現像剤の量は、ロータ９０ｄの回転数が一定であればおよそ一定である。
【０１０８】
しかし、すでに述べたように、現像部８１Ｙから攪拌器９３Ｙに向けて搬送される現像剤量、攪拌器９３Ｙから現像部８１Ｙに向けて搬送される現像剤量、ロータリフィーダ９０によって攪拌器９３Ｙから循環復路８４Ｙに取り込まれ継手管路９２ｃＹに送り出される現像剤量は、現像剤の状態によって変化し、現像部８１Ｙ内の現像剤量が変化して現像等に支障をきたす懸念がある。
【０１０９】
すなわち、現像剤の劣化、温湿度等の環境変化によって現像剤の粉体特性が変化すると、現像部８１Ｙ内の現像剤量、攪拌器９３Ｙ内の現像剤量が変化する。粉体特性のパラメータとしては、たとえば流動性、嵩密度が挙げられるが、かかる現像剤量がどのように変化するかは、かかるパラメータのみならず、他の要因によっても左右されるため、予測し難く、現像部８１Ｙ内の現像剤量、攪拌器９３Ｙ内の現像剤量はいわばランダムに変化するものである。ところが、これら現像剤量の割合が不適正な割合となってこれら現像剤量のバランスが崩れ、たとえば現像部８１Ｙ内の現像剤量が少なくなると、現像に用いられる現像剤不足による画像品質の低下が生じるおそれがあり、また現像部８１Ｙ内の現像剤量が多くなると現像部８１Ｙから外部に現像剤が漏れて現像剤による環境の汚染が生じるおそれがある。その他、攪拌器９３Ｙ内の現像剤量の過多、過小によって攪拌器９３Ｙにおいても何らかの不具合が生じる可能性もある。
【０１１０】
そこで、現像装置５０Ｙは、現像部８１Ｙ、攪拌部８２Ｙ及び還流部８３Ｙに存在する現像装置５０Ｙの現像剤量の和が略一定であり還流部８３Ｙに存在する現像剤量が現像部８１Ｙ及び攪拌部８２Ｙに存在する現像剤量と比べて少ないため、現像部８１Ｙ内に存在する現像剤量と、攪拌部８２Ｙ内に存在する現像剤量との和がおよそ一定であることを利用し、これら現像剤量の割合が、かかる不具合が防止ないし抑制される適正な所定の範囲の割合に保たれるように調整する態様で、かかる現像剤量比のバランスを調整することにより、現像部８１Ｙ内に存在する現像剤量を調整するようになっている。
【０１１１】
レベルセンサ６９Ｙは、攪拌器９３Ｙ内の紛面の位置を検知することで、現像部８１Ｙ内に存在する現像剤量と、攪拌部８２Ｙ内に存在する現像剤量との割合を検知するための現像剤量割合検知手段として備えられている。上述のように現像部８１Ｙ及び攪拌部８２Ｙに存在する現像剤量の総和がおよそ一定であることから、レベルセンサ６９Ｙによって攪拌器９３Ｙ内の紛面の位置を検知すれば、現像部８１Ｙ内に存在する現像剤量と、攪拌部８２Ｙ内に存在する現像剤量との割合が検知されることとなる。
【０１１２】
回転板６７Ｙ及びモータ６８Ｙは、レベルセンサ６９Ｙによって検知されたかかる割合に基づいてこの割合を調整する現像剤量割合調整手段として備えられている。モータ６８Ｙは制御手段６５によって駆動を制御される。この点、制御手段６５は現像剤量割合制御手段として機能する。本形態における現像剤量割合調整手段は、攪拌器９３Ｙから収容室９０ｇＹに進入する現像剤量を調整することでかかる割合が上述のような不具合を生じないあるいは十分に抑制する適正な範囲に保たれるように調整する態様で、かかる現像剤量比を調整する現像剤量調整手段として構成されており、この点、現像剤量割合制御手段として機能する制御手段６５は現像剤量制御手段として機能している。制御手段６５はこれら制御手段として機能するときなど、現像装置５０Ｙの制御を行うときには現像装置５０Ｙの構成の一部として動作する。
【０１１３】
レベルセンサ６９Ｙは圧電素子によって構成されており、レベルセンサ６９Ｙの配設位置に現像剤が存在しているか否かを検知することで、攪拌器９３Ｙ内の紛面位置がレベルセンサ６９Ｙの配設位置に達しているか否かが検知される。
【０１１４】
レベルセンサ６９Ｙによる検知信号は制御手段６５に入力され、制御手段６５により、攪拌器９３Ｙ内の紛面位置がレベルセンサ６９Ｙの配設位置に達しているか否かが判断される。上述のように現像部８１Ｙ及び攪拌部８２Ｙに存在する現像剤量の総和がおよそ一定であることから、かかる紛面位置がかかる配設位置に達していると、攪拌器９３Ｙ内の現像剤量が多く、現像部８１Ｙ内の現像剤量が少ないと判断される。この判断がされた場合は、循環復路８４Ｙ、特に搬送部９２Ｙ内の、現像部８１Ｙに搬送される現像剤量が少なくなっている状態、循環往路８５Ｙの、攪拌部８２Ｙに搬送される現像剤量が多くなっている状態であるとも言える。いずれにしても、かかる割合は不適正な状態となっており、この旨が制御手段６５によって判断される。この点、制御手段６５は現像剤量割合判断手段として機能する。
【０１１５】
回転板６７Ｙは、薄い円形の板状の部材であって、その姿勢に応じて攪拌器９３Ｙから収容室９０ｇＹに落下する態様で進入する現像剤の流れに対する妨げの程度言い換えると抵抗が変化するものであり、図４に示すように上下方向に延在する姿勢ではかかる流れに対する抵抗が小さく、図７に示すように左右方向に延在する姿勢ではかかる流れに対する抵抗が大きく遮蔽板として機能する。よって回転板６７Ｙは、その姿勢により、攪拌器９３Ｙから収容室９０ｇＹに進入する現像剤量を調整可能であり、これによって現像部８１Ｙ内に存在する現像剤量と、攪拌部８２Ｙ内に存在する現像剤量との割合、言い換えるとバランスを調整可能となっている。回転板６７Ｙは、モータ６８Ｙの駆動により、図４に示した状態と図７に示した状態のみならず、これらの状態の間でどのような姿勢、角度をとることもできるようになっている。
【０１１６】
したがって、現像剤量割合判断手段として機能する制御手段６５によって、上述のように、現像部８１Ｙ内に存在する現像剤量と、攪拌部８２Ｙ内に存在する現像剤量との割合が不適正な状態となっていると判断されると、現像剤量割合制御手段として機能する制御手段６５は、モータ６８Ｙを駆動し、回転板６７Ｙの姿勢を、現像剤の流れに対する抵抗を減じるように変化させる。その後、レベルセンサ６９Ｙによって現像剤が検知されなくなり現像剤量割合判断手段として機能する制御手段６５によってかかる割合が適正な状態に復帰したと判断されると、現像剤量割合制御手段として機能する制御手段６５は、モータ６８Ｙを駆動し、回転板６７Ｙの姿勢を、現像剤の流れに対する抵抗を増加するように変化させる。レベルセンサ６９Ｙの配設位置は、かかる割合がこのような制御によって適正な所定の範囲すなわち上述の不具合が防止ないし抑制される範囲に保たれるように調整されている。
【０１１７】
なお、回転板６７Ｙの姿勢が図４に示した状態となっている場合、この姿勢を維持しても、所定時間かかる判断が維持される場合には、チューブ９２ａＹ等において現像剤のつまりが生じるなどの不具合が発生している可能性があるため、制御手段６５は、現像装置５１Ｙに異常が生じている可能性があるなど、ユーザに注意喚起する旨の表示を、表示手段に行わせる。この点、制御手段６５は現像剤量異常判断手段として機能し、表示手段は、警告手段として機能する。
【０１１８】
レベルセンサ６９Ｙは現像部８１Ｙに配設して現像部８１Ｙ内の現像剤量を直接検知するようにしてもよい。レベルセンサ６９Ｙは攪拌器９３Ｙに配設するとともに現像部８１Ｙに配設してもよいし、攪拌器９３Ｙへの配設に代えて、現像部８１Ｙに配設してもよい。レベルセンサ６９Ｙは、攪拌器９３Ｙ、現像部８１Ｙにそれぞれ上下に複数配置しても良い。攪拌器９３Ｙと現像部８１Ｙとにそれぞれ配設する場合を含め、レベルセンサ６９Ｙを複数配設する場合には、かかる現像剤の割合が、現像部８１Ｙ内、攪拌器９３Ｙ内の現像剤量が少ない方に崩れているか多い方に崩れているかを検知可能となる。この場合は、何れに現像剤量の割合の不適正が生じたと判断された場合でもこれを解消する方向に回転板６７Ｙを駆動することが可能となる。
【０１１９】
現像剤量割合検知手段は、本形態におけるレベルセンサ６９Ｙのような圧電素子に限らず、検知方式の異なる他の手段、たとえばフロートや光を用いて現像部８１Ｙ内、攪拌器９３Ｙ内に存在する現像剤量を検知するセンサとしてもよく、この場合も、その構成によっては１つでかかる割合がどちらに不適正な状態であるかを検知することも可能である。
【０１２０】
現像剤量割合検知手段は、本形態のように１つのセンサで構成し現像部８１Ｙ内、攪拌器９３Ｙ内の現像剤量の割合をその配設位置によって適正な所定の範囲に保つに限らず、複数のセンサで構成し、現像部８１Ｙ内、攪拌器９３Ｙ内の現像剤量の割合がその配設位置によって適正な所定の範囲に保たれるようにしてもよい。たとえば、現像剤量割合検知手段を攪拌器９３Ｙにおいて上下に間隔をおいて配設された２つのレベルセンサで構成し、上側のレベルセンサで攪拌器９３Ｙ内の現像剤が多くなり現像剤量が上限に達していることを検知し、下側のレベルセンサで攪拌器９３Ｙ内の現像剤が少なく現像剤量が下限に達していることを検知するとともに、かかる上限と下限の範囲が、上述の不具合が防止ないし抑制される範囲となるように２つのレベルセンサの配設位置を調整すれば、上側のレベルセンサで現像剤が検知されたときに現像剤が収容室９０ｇＹ内に進入しやすい状態となるようにし、下側のレベルセンサで現像剤が検知されなくなったときに現像剤が収容室９０ｇＹ内に進入しにくい状態となるように制御することで、より精密にかかる割合の制御が可能となる。現像剤量割合検知手段を複数のセンサで構成する場合は、検知方式の異なるセンサを組み合わせて用いても良い。
【０１２１】
現像剤量割合検知手段は、現像剤の流れを、磁性を有するキャリアの流れとして捉える構成等を採用し、搬送部９２Ｙ内の、現像部８１Ｙに搬送される現像剤量、循環往路８５Ｙの、攪拌部８２Ｙに搬送される現像剤量を検知するものであってもよい。
【０１２２】
上述のように、本形態における現像剤量割合調整手段は、攪拌器９３Ｙから収容室９０ｇＹに進入する現像剤量を調整することでかかる割合が適正となるように調整する現像剤量調整手段として構成されているが、現像剤量割合調整手段は、かかる構成に限らず、たとえばロータリフィーダ９０によって構成し、その回転数を調整することでかかる割合を適正な割合となるように調整するようにしてもよい。ただし、本形態では、ロータリフィーダ９０は現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫに共用されているため、現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫごとにかかる割合が適正となるように調整することは困難である。しかしながら、本形態は、ロータリフィーダ９０を現像装置５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫに共用することで、上述のようにコスト低減、省スペース化等の利点がある。よって、現像剤量割合調整手段を現像剤量調整手段で構成すると、複数の現像装置のそれぞれにおいてかかる割合が適正となるように調整が行なわれることで、現像剤供給手段が共通化可能となり、かかるコスト低減、省スペース化等を図れるという利点がある。
【０１２３】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１２４】
たとえば、本発明は、いわゆるタンデム方式の画像形成装置ではなく、１つの感光体ドラム上に順次各色のトナー像を形成して各色トナー像を順次重ね合わせてカラー画像を得るいわゆる１ドラム方式の画像形成装置にも同様に適用することができる。また、カラー画像形成装置でなく、モノクロ画像形成装置にも適用することができる。いずれのタイプの画像形成装置でも、中間転写体を用いず、各色のトナー像を転写紙等に直接転写しても良い。
【０１２５】
また、現像剤量割合調整手段は、攪拌器内に備えられた攪拌部材の回転数を上げることで攪拌器内における現像剤の落下速度、移動量を調整すること等により、攪拌器からロータリフィーダ等の現像剤供給部に送り込まれる現像剤量を調整するようにしてもよい。この場合、かかる回転数を複数の攪拌器ごとに個別に調整可能に構成すれば、上述のように現像剤量調整部材を攪拌器ごとに個別に駆動するのと同様の機能が得られる。この点、かかる攪拌部材がかかる現像剤量調整部材として機能する。
【０１２６】
現像剤供給手段はロータリフィーダに限らず粉体ポンプ等であってもよい。現像剤供給手段は現像装置を複数備えている画像形成装置においてはそれらに共用してもよいが、これに限らずそれぞれの現像装置に別個に備えられてもよい。
現像剤量調整手段は上述のように現像剤量調整部材に限らずロータリフィーダとしてもよいが、他に粉体ポンプ等を用いてもよい。
循環手段により現像剤を循環させる構成は、現像部と現像剤収容部との上下方向における位置関係等に応じて適宜選択されるものであり、上述のようなコイル、空気流を用いるものに限定されるものではない。
【０１２７】
現像剤は、２成分現像剤に限らず、１成分現像剤でもよく、この場合にも、上述の例と同様の現像部と撹拌部とを適用できる。
上述の例では、現像装置においてバイアス印加手段により直流成分の現像バイアスを印加しているが、現像バイアスは、交流成分であっても良いし、直流成分に交流成分を重畳したものであっても良い。
【０１２８】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明を適用した現像装置及びこれを有する画像形成装置の概略正面図である。
【図２】図１に示した現像装置の概略斜視図である。
【図３】図２に示した現像装置に備えられた現像部の正断面図である。
【図４】図２に示した現像装置の一部の内部構造を示す断面図である。
【図５】図２に示した現像装置の一部の側面図である。
【図６】図２に示した現像装置の他の一部の側断面図である。
【図７】図４に示した現像装置の内部構造の一部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【０１３０】
２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ 像担持体
５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫ 現像装置
５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１ＢＫ 現像剤担持体
６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃ、６７ＢＫ、６８Ｙ、６８Ｍ、６８Ｃ、６８ＢＫ 現像剤量割合調整手段、現像剤量調整手段
６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃ、６７ＢＫ 現像量調整部材
６８Ｙ、６８Ｍ、６８Ｃ、６８ＢＫ 調整部材駆動手段
６９Ｙ、６９Ｍ、６９Ｃ、６９ＢＫ 現像量割合検知手段、現像剤量検知手段、レベルセンサ
８１Ｙ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１ＢＫ 現像部
８３Ｙ 循環手段
９０ 現像剤供給手段
９０ 現像剤進入駆動手段
９３Ｙ、９３Ｍ、９３Ｃ、９３ＢＫ 現像剤収容部
１００ 画像形成装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に対向して配置され同像担持体を現像剤によって現像する現像剤担持体を備えた現像部と、
前記現像部の外部に設けられ、同現像部において現像に用いられる現像剤を収容した現像剤収容部と、
前記現像部と前記現像剤収容部との間で現像剤を循環させるための循環手段と、
前記現像部内の現像剤量と前記現像剤収容部内の現像剤量との割合を検知する現像剤量割合検知手段と、
前記現像剤量割合検知手段によって検知された前記割合に基づいて、同割合が適正となるように調整する現像剤量割合調整手段とを有する現像装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像装置において、
前記現像剤量割合調整手段は、前記現像剤収容部から前記循環手段に進入する現像剤量を調整することで前記割合が適正となるように調整する現像剤量調整手段を有することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項２記載の現像装置において、
前記現像剤量調整手段は、前記現像剤収容部から前記循環手段に向けて落下する現像剤の流れを妨げることにより前記割合が適正となるように調整する現像剤量調整部材を有することを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項３記載の現像装置において、
前記現像剤量調整部材は、その姿勢に応じて前記流れの妨げの程度が変化する部材であり、
前記現像剤量割合調整手段は、前記現像剤量調整部材の姿勢を変化させる調整部材駆動手段を有することを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１つに記載の現像装置において、
前記現像剤量割合検知手段は、前記現像部内及び／又は前記現像剤収容部内の現像剤量を検知する現像剤量検知手段を有することを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項５記載の現像装置において、
前記現像剤量検知手段は、これが配設された前記現像部内及び／又は前記現像剤収容部内の現像剤の紛面位置を検知するレベルセンサを有していることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか１つに記載の現像装置において、
前記循環手段は、前記現像剤収容部側から前記現像部側に向けて現像剤を供給するために同循環手段に現像剤を進入させる現像剤進入駆動手段を備えた現像剤供給手段を有し、
前記現像剤進入駆動手段は、前記現像部と前記現像剤収容部と前記循環手段とを少なくとも有する他の現像装置において同循環手段に備えられた前記現像剤供給手段における前記現像剤進入駆動手段と共通化されていることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れか１つに記載の現像装置を有する画像形成装置。
【請求項９】
請求項８記載の画像形成装置において、前記現像装置を複数有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
像担持体に対向して配置され同像担持体を現像剤によって現像する現像剤担持体を備えた現像部と、
前記現像部の外部に設けられ、同現像部において現像に用いられる現像剤を収容した現像剤収容部と、
前記現像部と前記現像剤収容部との間で現像剤を循環させるための循環手段と、
前記現像部内の現像剤量と前記現像剤収容部内の現像剤量との割合を検知する現像剤量割合検知手段と、
前記現像剤量割合検知手段によって検知された前記割合に基づいて、同割合が適正となるように調整する現像剤量割合調整手段とを有する現像装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像装置において、
前記現像剤量割合調整手段は、前記現像剤収容部から前記循環手段に進入する現像剤量を調整することで前記割合が適正となるように調整する現像剤量調整手段を有することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項２記載の現像装置において、
前記現像剤量調整手段は、前記現像剤収容部から前記循環手段に向けて落下する現像剤の流れを妨げることにより前記割合が適正となるように調整する現像剤量調整部材を有することを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項３記載の現像装置において、
前記現像剤量調整部材は、その姿勢に応じて前記流れの妨げの程度が変化する部材であり、
前記現像剤量割合調整手段は、前記現像剤量調整部材の姿勢を変化させる調整部材駆動手段を有することを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１つに記載の現像装置において、
前記現像剤量割合検知手段は、前記現像部内及び／又は前記現像剤収容部内の現像剤量を検知する現像剤量検知手段を有することを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項５記載の現像装置において、
前記現像剤量検知手段は、これが配設された前記現像部内及び／又は前記現像剤収容部内の現像剤の紛面位置を検知するレベルセンサを有していることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか１つに記載の現像装置において、
前記循環手段は、前記現像剤収容部側から前記現像部側に向けて現像剤を供給するために同循環手段に現像剤を進入させる現像剤進入駆動手段を備えた現像剤供給手段を有し、
前記現像剤進入駆動手段は、前記現像部と前記現像剤収容部と前記循環手段とを少なくとも有する他の現像装置において同循環手段に備えられた前記現像剤供給手段における前記現像剤進入駆動手段と共通化されていることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れか１つに記載の現像装置を有する画像形成装置。
【請求項９】
請求項８記載の画像形成装置において、前記現像装置を複数有することを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１３９５６４（Ｐ２０１０−１３９５６４Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１３４８６（Ｐ２００８−３１３４８６）
【出願日】平成２０年１２月９日（２００８．１２．９）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月９日（２００８．１２．９）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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