説明

現像装置及び該現像装置を用いた画像形成装置

【目的】 現像剤担持体軸方向に傾斜した場所で用いられたときでも良好な現像像を得る。
【構成】 現像器3の下ケース3bを収縮可能な基材4を介して上ケース3aに取り付ける。そして、現像ローラ6軸方向において傾斜した場所に設置されることにより現像器3内の現像剤に片寄りが生じた場合、高くなった側の下ケース3bを押し上げる。すると、下ケース3bが押し上げられた側の現像剤も押し上げられ、その結果現像器3内の現像剤溜り上面の位置が上昇する。これによって、パドル7は傾斜して高くなった側においても十分に現像剤中に埋まり、現像ローラ6に対して十分な量の現像剤を搬送供給できるようになる。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置及びこれらに用いられる現像装置に係り、詳しくは表面に現像剤を担持する現像剤担持体を用いて像担持体上の潜像を顕像化する現像装置及び該現像装置を用いた画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の現像装置においては、現像剤担持体の現像剤を担持した表面部分が像担持体に対向するための開口部を形成した現像器ケーシング内に、現像剤担持体を設け、同ケーシング内又はこれに付設したケーシング内に、現像剤担持体に担持されて現像に使用される現像剤を収容して現像剤収容部を構成している。該現像剤担持体に現像剤を搬送して供給する現像剤搬送供給手段を、この現像剤収容部内に設けているものも知られている。そして、このような現像装置は、現像器内でトナーからなる1成分系現像剤を使用するものと、トナーとキャリアとからなる2成分系現像剤を用いるものとに大別される。このうち、2成分系現像剤を用いる現像装置においては、現像剤担持体に供給される現像剤のトナー濃度を所望の濃度に維持するために、例えば現像器内に透磁率センサーからなるトナー濃度検出手段を設けてトナー濃度を検出し、この検出結果に応じて補給用のトナーを収容した容器からのトナー補給を制御している。また像担持体上に形成された所定の基準潜像を現像した基準トナー像に対して光照射を行い、その反射光によってトナー濃度(トナー像の光学濃度)を検出する光学的なトナー濃度検出手段を設け、この検出手段による検出結果に基づいて、画像濃度を一定に保つように上記トナー補給を制御するものも知られている。更に、上記光学的なトナー濃度検出手段による検出結果に基づいて、現像器内に設けた例えば透磁率センサーからなるトナー濃度検出手段による検出トナー濃度との比較値としての制御目標値を補正するものも知られている。
【0003】また、工場出荷後に顧客先に画像形成装置を設置するときに、サービスマンが現像装置の一部を分解して、現像装置とは別にして用意しておいた袋入りの現像剤を、現像器内に入れる手間を省くために、工場出荷時から現像装置の一部に現像剤を貯蔵させることができ、しかも、顧客先までの運搬時などに現像剤が外部に飛散するも防止できる現像装置が提案がなされている。例えば、特公昭63−9237号公報では、像担持体上の潜像に対して現像剤を供給する現像剤供給部と予め現像剤が収容された現像剤貯蔵部とを現像装置に設け、現像剤供給部と現像剤貯蔵部とをシール部材によって遮断しておき、例えば画像形成装置設置後使用前等の所望のときに該シール部材を引き出して現像剤供給部と現像剤貯蔵部との間を開放し、現像剤貯蔵部から現像剤供給部へ現像剤を供給して現像可能にすることが提案されている。また特開平1−206376号公報では、現像剤を予め現像装置内に収容させた状態で輸送及び保存できるようにするために、トナー補給用のトナーカートリッジを装着するためのトナー補給部を備えた現像装置において、輸送及び保存時には、トナーカートリッジと略同形状に形成され、開口部が設けられた筒状部材をトナー補給部に嵌合させてトナー補給部をシールし、予め収容された現像剤が現像タンクからトナー補給部に侵入してきても、該現像剤を筒状部材内に溜めることによって外部に漏れることのないように構成することが提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記現像剤収容部の大きさは、2成分系現像剤を使用するものの方が、1成分系現像剤を使用するものよりも、キャリアを収容する分だけ大きく設定されているのが一般的である。また例えば同じ1成分系現像剤使用する現像装置でも、これが採用される機種の画像形成装置本体の画像形成速度などによって、現像剤収容部の大きさが異なる。更に、同画像形成装置本体内部のレイアウトによって、現像剤収容部の形状が異なる。このため、このような機種による現像装置の現沿い収容部の大きさや形状の相違が、現像装置の共通化や標準化を行う上での障害の一つになるという問題点があった。
【0005】また、工場出荷時から現像剤を現像装置に収容させておくのに、例えば特公昭63−9237号公報のように、像担持体上の潜像に対して現像剤を供給する現像剤供給部と予め現像剤が収容された現像剤貯蔵部とをシール部材によって遮断しておいても、シール部材による遮断不良により現像剤貯蔵部内の現像剤が現像剤供給部内に進入し、更に、現像剤担持体を部分的に露出させるために現像剤供給部ケーシングに形成された開口部を介して画像形成装置内に現像剤が飛散する恐れある。更に、シール部材を取り除いて現像剤貯蔵部から現像剤供給部に現像剤を移した後の、ユーザーによる画像形成装置の設置場所の変更時などに、上記開口部を介して画像形成装置内に現像剤が飛散する恐れある。
【0006】また、上記のような現像装置を備えた画像形成装置は、例えば現像剤担持体軸方向において傾斜した場所に設置されて使用されることがある。そして、該方向に画像形成装置が傾斜して使用されると、高くなった側で現像像の濃度が低下したり、更に例えば上記現像剤搬送供給手段が回転軸回りに複数の羽根状の部材を有するパドルで構成されている場合には、該濃度が低下して薄くなった現像像の中に該パドルのピッチが現われたりするという不具合が発生することがあるという問題点があった。そこで、本発明者らが上記不具合の発生原因を鋭意検討したところ、該方向に画像形成装置が傾斜して使用されると、現像装置内の現像剤が低くなった側に片寄り、高くなった側の現像剤担持体表面部分に対する現像剤の供給不足が発生することが原因であることがわかった。
【0007】また、上記のような現像装置を備えた画像形成装置は、像担持体や現像剤担持体の駆動トルクの変動によって、例えば像上のジターなどの不具合が発生することがあるという問題点があった。そこで、本発明者らが上記不具合の発生原因を鋭意検討したところ、上記トナー補給制御に関連して現像剤収容部内の現像剤量が適正に範囲からずれたり、経時的に変化したりして、例えばパドルの羽部材などで搬送される現像剤量が変化し、これにより、画像形成装置全体の中でも比較的大きなトルクを要する現像装置内の現像剤搬送供給手段のトルクが過剰に大きくなったり、経時的に変動することが一つの原因であることが判った。例えば、トナー濃度検出手段などのバラツキ、例えば上記光学的なトナー濃度検出手段と像担持体表面との間のギャップのバラツキによって、制御目標値に対応するトナー濃度(トナー・キャリア重量比であり、例えば1.5〜5.0重量%が好ましい)の現像装置間でバラツキが発生する。そして、このトナー濃度が高過ぎて、適正範囲以上の現像剤収容部内現像剤量でしか得られないものであると、制御目標値を用いたトナー補給制御で、現像剤収容部内の現像剤量が適正範囲を超えた量になるまでトナーを補給する。このため、現像剤収容部内の現像剤の嵩が適正範囲を超えて高くなり、現像剤搬送供給手段に過剰なトルク負荷を生じさせて種々の不具合を生じる。また、上記光学的なトナー濃度検出手段による検出結果に基づいて、現像器内に設けた例えば透磁率センサーからなるトナー濃度検出手段による検出トナー濃度との比較値としての制御目標値を補正するものにおいては、上記光学的なトナー濃度検出手段による検出結果に基づいて該制御目標値を補正することにより、制御目標値に対応するトナー濃度が変化し、このトナー濃度を得るための現像剤収容部内現像剤量が変化する。このため、現像剤収容部内の現像剤の嵩が変化して現像剤搬送供給手段のトルクが変動する。更に、現像剤搬送供給手段などのトルク変動によってジターなどの不具合が生じ易い装置においては、1回のトナー補給動作による現像剤収容部内の現像剤量の変化で不具合が生じる恐れもある。
【0008】本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その第1の目的は、機種間における共通化や標準化が容易な現像装置を提供することである。また、その第2の目的とするところは、輸送・搬送あるいは移動するような場合でも、現像剤の現像装置外部への飛散を抑えることができる新規な画像形成装置を提供することである。また、その第3の目的は、現像剤担持体軸方向において傾斜した場所で用いられる場合にも、高くなった側で現像像の濃度が低下したり、濃度が低下して薄くなった画像中にパドル等のピッチが現われたりするという不具合を発生させることなく、良好な画像を形成できる現像装置を提供することである。また、その第4の目的とするところは、画像形成装置における駆動負荷の変動による像上のジターなどの不具合を発生させることなく、良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、請求項1の現像装置は、表面に現像剤を担持する現像剤担持体を用いて像担持体上の潜像を顕像化する現像装置において、該現像剤を収容した現像剤収容部の大きさ又は形状を可変に構成したことを特徴とするものである。また、請求項2の画像形成装置は、現像装置として請求項1の現像装置を用いた画像形成装置において、上記現像剤収容部の大きさ又は形状を変化させる収容部変形手段を設けたことを特徴とするものである。また、請求項3の発明は、装置本体が設置面上で移動自在に構成された請求項2の画像形成装置において、装置本体の移動を制止するための制止手段を設け、上記収容部変形手段を、該制止手段に連動して該現像剤収容部の大きさ又は形状を変化させるように構成したことを特徴とするものである。また、請求項4の発明は、請求項2の画像形成装置において、現像剤溜り上面の高さが上記現像剤担持体への現像剤供給量を左右する上記現像剤収容部内の所定箇所に、現像剤を検出するための現像剤検出手段を設け、かつ、上記収容部変形手段を、該現像剤検出手段の検出信号に基づいて、該現像剤収容部の大きさ又は形状を変化させるように構成したことを特徴とするものである。ここで、該所定箇所は、例えば、該現像剤担持体近傍や、回転軸回りに複数の羽根状の部材を有し、現像剤担持体に対して現像剤を搬送供給するパドル等で構成される現像剤搬送供給手段等により現像剤を現像剤担持体に搬送供給する構成の現像装置においては、該現像剤担持体近傍や該現像剤搬送供給手段近傍の箇所である。また、請求項5の発明は、上記現像剤収容部内の現像剤や像担持体上に形成した基準トナー像のトナー濃度又は該現像剤収容部内の現像剤溜り量を検出する現像剤検出手段を設けた請求項2の画像形成装置において、収容部変形手段を、該現像剤検出手段の検出信号に基づいて、該現像剤収容部の大きさ又は形状を変化させるように構成したことを特徴とするものである。ここで現像剤収容部内の現像剤溜り量を検出する現像剤検出手段とは、現像剤収容部内の現像剤溜りの上面がどの程度の位置にあるかを判別するためのものであり、例えば、所定箇所に配設された現像剤有無検出手段を用いて構成することができる。これにおいても、所定箇所で現像剤を検出できた場合には、上記上面は該所定箇所以上の高さの位置にあることが判別でき、逆にこの所定箇所で現像剤を検出できなかった場合には、上記上面位置は該所定箇所よりも低い位置にあることが判別できる。また、請求項6の発明は、請求項1の現像装置において、上記現像剤収容部を構成する構造体の一部を着脱可能に構成したことを特徴とするものである。
【0010】
【作用】請求項1の発明においては、現像剤を収容した現像剤収容部の大きさ又は形状が可変であるので、現像剤収容部の大きさ又は形状を種々の画像形成装置に適合するように変えることができる。また、現像剤収容部の大きさ又は形状を変えることにより、現像剤収容部内における現像剤収容量や現像剤溜り上面の高さを変えるようにすることもできる。
【0011】請求項2の発明においては、収容部変形手段で、現像剤収容部の大きさ又は形状を変化させることにより、収容現像剤の現像剤溜りの上面位置を変化させることができる。例えば、画像形成装置の使用時には、現像剤収容部の大きさ又は形状を、上記上面位置が現像動作に適した位置になるようにしておく一方、画像形成装置の運搬や移動時には、現像剤収容部の大きさ又は形状を、上記上面位置が比較的低くなるようにする。これにより、画像形成装置の運搬や移動時に収容現像剤を、現像器の現像剤担持体露出用の開口部から遠ざけて、現像装置外に飛散しにくくできる。また例えば、該収容部変形手段を、モータなどの電気制御可能なアクチュエータを用いて構成し、例えば主電源スイッチのON・OFF状態で、上記上面位置が変化するように、現像剤収容部の大きさ又は形状を変化させれば、自動的に現像剤の現像装置外への飛散を抑制できる。
【0012】請求項3の発明においては、本体移動時に制止手段を操作されて制止が解除されるのに、電気的又は機械的に連動させて、収容部変形手段で収容現像剤の現像剤溜りの上面位置が低くなるように、該現像剤収容部の大きさ又は形状を変化させる。これにより、上記上面位置を低くして、収容現像剤を、現像器の現像剤担持体露出用の開口部から遠ざけ、現像装置外に飛散しにくくする。
【0013】請求項4の発明においては、現像剤溜り上面の高さが、現像剤担持体への現像剤供給量を左右する現像剤収容部内の所定箇所に設けられた現像剤検出手段の検出信号に基づいて、現像剤収容部の大きさ又は形状を変化させて、現像剤溜り上面の高さを変化させる。例えば、該所定箇所における現像剤溜り上面の高さが、現像剤担持体への十分な現像剤供給量を確保するための下限高さよりも低くなったときに、現像剤収容部の大きさ又は形状を変化させて、該所定箇所における現像剤溜り上面の高さが上記下限高に達するまで上昇させる。また、該現像剤検出手段を該所定箇所であって、現像剤担持体軸方向で互いに異なる箇所に複数設けて該現像剤収容部内の現像剤の片寄りを検出できるように構成しておけば、例えば現像剤が該所定箇所における現像剤担持体軸方向の一方の側に片寄って、他方の側で上記現像剤搬送供給手段や現像剤担持体に対する現像剤溜り上面の高さが低くなっても、該他方の側の現像剤収容部の大きさ又は形状を変化させて、該他方の側における現像剤溜り上面の高さを高くすることによって、該現像剤搬送供給手段や現像剤担持体に対する現像剤溜り上面の高さを、該現像剤担持体軸方向全域にわたって十分に高くすることができる。
【0014】請求項5の発明において、現像剤検出手段によりトナー濃度又は現像剤量を検出する。ここで、現像剤収容部内の現像剤溜り量を検出する画像形成装置においては、この検出結果から現像剤収容部内の現像剤溜りの上限位置を知ることができる。また現像剤収容部内の現像剤のトナー濃度、像担持体上に形成した基準トナー像のトナー濃度又は現像剤収容部内の現像溜り剤量を検出し、この検出結果に基づいて適宜、現像剤収容部に付設した補給用トナー(1成分系現像剤を使用する場合は現像剤そのもの)の収容部から現像剤収容部内にトナー補給する画像形成装置においては、トナー補給動作を実行する時期を知ることができる。更に、この検出結果に基づいて1回の補給動作における補給量を可変するものでは、トナー補給量を知ることもできる。また前述のように上記光学的なトナー濃度検出手段による検出結果に基づいて、現像器内に設けた例えば透磁率センサーからなるトナー濃度検出手段による検出トナー濃度との比較値としての制御目標値を補正する画像形成装置においては、該制御目標値補正によりトナー補給動作の頻度が高まったり1回のトナー補給動作によるトナー補給量が増加することを知ることができる。このような現像剤検出手段の検出結果に基づいて、収容部変形手段で現像剤収容部の大きさ又は形状を変化させて、現像剤収容部内の現像剤溜りの上面位置を、現像装置の駆動負荷が適正範囲に維持される範囲内のものに維持する。例えば、標準的な画像形成によるトナー消費量を想定したトナー補給動作を行っている場合に、標準的なトナー消費量よりも少ないトナー消費の画像形成が連続して、現像剤収容部内の現像剤溜り上面が高くなりすぎようとしているのを、上記現像剤溜り量の検出によって検出した場合や、その後に実行されるトナー補給動作によって上記上面位置が高くなりすぎる恐れがあることを、現像剤収容部内の現像剤のトナー濃度、像担持体上に形成した基準トナー像のトナー濃度又は現像剤収容部内の現像剤溜り量の検出によって検出した場合に、上記上面位置が低くなるように現像剤収容部の大きさ又は形状を変化させる。
【0015】請求項6の発明においては、現像剤収容部を構成する構造体の一部が着脱可能に構成されているので、該構造体を取り外すことにより容易に現像剤を交換することができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明を画像形成装置である電子写真複写機(以下、複写機という)に採用される現像装置に適用した一実施例について説明する。図1(a)は本実施例に係る現像装置の下ケースが下降した状態を示す断面図、図1(b)は該下ケースが上昇した状態を示す断面図、図2は該現像装置及び昇降機構の概略構成を示す斜視図、図3は該昇降機構の動作を制御する制御系の説明図、図4は該下ケースを着脱可能に構成したときの現像装置の概略構成図である。なお、以下の説明においては、現像剤としてトナーとキャリアとからなる2成分系現像剤を用いる例について説明する。
【0017】本実施例に係る現像装置1は、図1に示すように、補給用トナーを収容するトナーホッパ2と該トナーホッパ2からトナーの補給を受ける現像剤収容部としての現像器3とから構成されている。トナーホッパ2の現像器3への連通路にはトナー補給ローラ21が設けられている。そして、トナーホッパ2内のトナーはトナー補給ローラ21の回転により適量が現像器3に補給される。
【0018】現像器3は上ケース3aと下ケース3bとで構成されており、上ケース3aと下ケース3bとは、下ケース3bに取り付けられた収縮可能な基材4によって連結されている。この基材4が取り付けられた下ケース3bは、図4に示すように上ケース3aに対して着脱可能に構成されている。具体的には上ケース3a及び基材4それぞれの端部にマグネット5が取り付けられており、該マグネット5によって下ケース3bを上ケース3aに着脱できるようになっている。
【0019】現像器3の上ケース3a内には像担持体としての感光体ドラム50(図5参照)に対向する部分に開口部が形成されており、該開口部には現像剤担持体としての円筒状の現像ローラ6が、感光体ドラムと所定のギャップをおいて配置されている。更に、現像ローラ6の右側には、パドル7と撹拌ローラ8が配設されていて、現像剤であるトナーとキャリアとを撹拌して、トナーに良好な摩擦帯電を生じさせると共に、現像ローラ6に現像剤を搬送できる構成となっている。更に、現像ローラ6上方には現像ローラ6上に担持された現像剤量を所定量に規制するための現像剤規制部材9が設けられており、パドル7の上方には現像剤規制部材9によって規制された現像剤を現像器3の後方に戻すセパレータ10が設けられている。このセパレータ10は図中右下がりの現像剤流下板10aを有し、該現像剤流下板10a左端部の下方には空洞が形成されており、該空洞内に現像剤を例えば装置手前側に搬送する、横方向(現像ローラ軸方向)における搬送攪拌手段である、搬送スクリュー10bが設けられている。そして、該空洞は図示しない上面に形成された現像落下孔と装置手前側端部に形成された剤排出口とで現像器3と連通している。上記流下板10aの上面には現像剤を装置奥側にスライドさせながら流下させるための図示しない傾斜フィンが複数設けられている。
(以下、余白)
【0020】以上の構成に係る現像器3において現像剤は、上記搬送スクリュー10b及び流下板10a上の傾斜フィンによって横方向へ搬送されると共に、流下板10a、パドル7、現像ローラ6、現像剤規制部材9等によって縦方向に搬送されて、現像器3内で循環される。この現像剤の循環を高速で繰返し、これにより、現像器3内の現像剤全体のトナー濃度が均一に平衡化される。
【0021】また、現像器3の下ケース3bは、図2に示す昇降機構により昇降可能に構成されている。この昇降機構は具体的には、昇降モータ12と、該昇降モータ12に接続されて該昇降モータ12により回転する軸13と、軸13に固定して取り付けられ、その周面の一部が下ケース3b下部に接触するように配設されたカム14とにより構成されている。ここで、図2においては図示していないが、現像装置1の奥側にも同様の昇降機構が設けられている。
【0022】また、下ケース3b下部には側方に突出したガイドピン15が設けられており、該ガイドピン15が例えば複写機本体に設けられた上下方向のガイド溝16に係合するように構成されている。
【0023】ここで、手前側及び奥側それぞれの昇降機構の昇降モータ12は以下に説明するようにその回転動作が制御されるように構成されている。すなわち、図3に示すように、後述するフォトセンサ11、複写機のメインスイッチ(図示せず)、複写機移動時に複写機のキャスター(図示せず)の回転を制止する移動制止手段としてのキャスターロック(図示せず)が操作されたことを検知するキャスターON・OFFセンサ(図示せず)、及び感光体ドラム50上に形成された所定のトナー濃度検出用潜像を現像したトナー濃度検出用画像に対して光照射を行い、その反射光によってトナー濃度を検出する光学センサ52(図5参照。以下、Pセンサという)等のトナー濃度検知手段からの信号がそれぞれ入力部17a〜17dに入力される。この入力部17a〜17dに入力された信号は、CPU等の制御系18に送られる。そして、それぞれの昇降機構の昇降モータ12は該信号を受けた制御系18の制御の下にその回転動作を制御される。なお、これらの入力部17a〜17dは、後述するこの昇降モータ12の回転制御による下ケース3bの昇降動作の制御の各具体例において説明するように、全てを備える必要はない。また、上記制御系18は、それぞれの昇降機構の昇降モータ12を互いに独立して回転制御できるように構成されている。
【0024】以上の構成において、制御系18からの回転指示信号により昇降モータ12が回転すると、軸13を介してカム14が回転する。このカム14の回転により、カム14の回転中心からカム14周面における下ケース3bとの接触部である最上点までの距離が変化する。よって、この変化量に応じてガイドピン15がガイド溝16にガイドされながら下ケース3bが昇降移動する。
【0025】次に、本実施例に係る現像装置1における下ケース3bの昇降動作の制御の具体例について説明する。まず、複写機の出荷時及び移動時等において、現像装置1の現像ローラ6が設けられた開口部から現像剤が外部に飛散して漏れることを抑えるための下ケース3bの昇降動作の制御の具体例について説明する。本実施例は、出荷時及び移動時等には現像器3内の現像剤溜り上面位置が現像器1の開口部から離れるように下ケース3dを昇降動作させて、上記出荷時及び移動時等における現像装置1の開口部からの現像剤の飛散を防止するものである。すなわち、本実施例に係る現像装置1が設けられた複写機の出荷時及び移動時等において、上述した複写機のメインスイッチがOFFされてその旨の信号が入力部17bに入力されると、あるいは複写機のキャスターを回転可能状態にするようにキャスターロックが操作されたことがキャスターON・OFFセンサにより検知されて、その旨の信号がキャスターON・OFFセンサから入力部17cに入力されると、制御系18は昇降モータ12のディテントトルクをOFFにする。これにより、それまでカム14が、回転中心とその周面における下ケース3bとの接触部である最上点までの距離が最も短くなるような回転位置以外の位置にあって図1(b)に示すように下ケース3bを上昇させていても、カム14が軸13のまわりで回動自在になることにより、下ケース3bは図1(a)に示すように自重により下降して、カム14は下ケース3bの重みにより上記最下点が下ケース3bに接触する回転位置まで回転し、下ケース3b内部の現像剤の高さも下降するようにする。これによって、現像装置1が設けられた複写機の出荷時及び移動時等においては、現像装置1の現像ローラ6が設けられた開口部から現像剤が外部に飛散して漏れることを抑えることができる。
【0026】次に、現像装置1を備えた複写機が現像ローラ6軸方向(以下、左右方向という)において5度程度傾斜した場所に設置されて使用されても、現像装置1内の現像剤が低くなった側に片寄ることにより、高くなった側で現像像の濃度が低下したり、濃度が低下した現像像中にパドル7のピッチが現われたりするのを防止するための下ケース3bの昇降動作の制御について説明する。
【0027】前述のような左右方向における現像像の濃度の低下や濃度が低下した現像像中におけるパドル7のピッチの出現の発生原因について説明する。複写機が上記左右方向に傾斜した場所に設置されて使用されると、現像器3内の現像剤が低くなった側に片寄る。すると、パドル7の現像剤に埋まる部分は、高くなった側では少なくなり、低くなった側では多くなる。これにより、高くなった側におけるパドル7の現像ローラ6への現像剤搬送供給量は、低くなった側に比べて少なくなる。この結果、高くなった側で現像像の濃度が低下したり、濃度が低下した現像像中にパドル7のピッチが現われたりする。これらの現像像上の不具合を解決するためには、高くなった側においてもパドル7が現像ローラ6に対して十分な量の現像剤を搬送供給できるようにすれば良い。
【0028】そこで、この制御例においては、図1に示すようにそこでの現像剤溜り上面位置の高さが現像ローラ6への現像剤搬送供給量を左右するパドル7の近傍箇所であって、上記左右方向で互いに異なる箇所に、現像剤を検知する2つのフォトセンサ11を設ける。このフォトセンサ11の設置高さは、現像ローラ6への搬送供給量が、所望の現像剤量になる現像剤溜り上面位置に対応させる。そしてこれらフォトセンサ11の出力に基づいて、次のように下ケース3bの昇降動作を制御する。すなわち、現像器3内の現像剤が左右方向のどちらか一方に片寄り、一方のフォトセンサ11が現像剤から露出して現像剤を検知できなくなり、フォトセンサ11からその旨の信号が出力され、この信号が入力部17aに入力されて制御系18に送られると、制御系18は受けた信号が現像器3内に設けられた2つのフォトセンサ11のうちどちらからのものであるかを識別し、識別されたフォトセンサ11が設けられた側の昇降機構の昇降モータ12を、下ケース3bが押し上げられるように回転駆動する。これにより、下ケース3bが押し上げられた側の現像剤も押し上げられ、その結果、現像器3内の現像剤溜り上面の位置が上昇する。よって、パドル7は傾斜して高くなった側においても十分に現像剤中に埋まり、現像ローラ6に対して十分な量の現像剤を搬送供給できるようになる。
【0029】以上、本制御例によれば、現像装置1を備えた複写機が上記左右方向に傾斜して使用された場合であっても、パドル7は現像ローラ6全幅にわたって十分な量の現像剤を搬送供給できるので、上記左右方向における現像像の濃度の低下や濃度が低下した現像像中でのパドル7のピッチの出現のない良好な現像像を得ることができる。
【0030】次に、現像器3内部における現像ローラ6あるいはパドル7に対する現像剤溜り上面位置のバラツキが発生し、これにより現像剤によりパドル7にかかる負荷が変動して、その結果複写機全体における駆動負荷の変動による像上のジターが発生するのを防止するための下ケース3bの昇降動作の制御の具体例について説明する。
【0031】上記のように現像器3内部における現像ローラ6あるいはパドル7に対する現像剤溜り上面位置のバラツキが発生する原因としては、例えばトナー濃度検知手段により検知された現像器3内のトナー濃度(トナー・キャリア重量比であり、例えば1.5〜5.0重量%が好ましい)が基準値より低くなった場合に、トナー補給ローラ21によりトナーホッパ2から現像器3にトナーが補給されることが挙げられる。
【0032】そこで、本制御例においては現像器3内部の現像剤溜り上面位置が上昇するようなトナー補給が行われる場合に、該現像器3内部の現像剤溜り上面位置の上昇量に応じて下ケース3bを下降させるように、下ケース3bの昇降動作を制御する。すなわち、トナー濃度検知手段が現像器3内に設けられているとき、該トナー濃度検知手段によって現像器3内の現像剤のトナー濃度が低下したことが検知されると、該トナー濃度検知手段からの信号に基づいてトナー補給ローラ21の駆動が開始されて、トナーホッパ2内のトナーが現像器3に補給される。ここで、トナーホッパ2内のトナーが現像器3に一度に多量に補給されると、現像器3内の現像剤量が増えて現像剤溜り上面位置が上昇し、その結果パドル7にかかる負荷が変動してしまうため、トナー濃度検知手段からの信号を入力部17dに入力して制御系18により昇降モータ12を駆動させて、該トナー補給によって上昇する分だけ下ケース3bを下降させるようにする。これによって、トナー補給が行われた場合であっても、現像器3内の現像剤溜り上面位置の変動を抑え、パドル7にかかる負荷の変動を抑えることができる。
【0033】なお、感光体ドラム50上の画像のトナー濃度の低下が、主に現像器3内の現像剤のトナー濃度の低下によるものみであるような複写機(例えば、帯電量や露光用光源の光量などが、例えば感光体表面電位センサを用いたフィードバック制御によって一定に維持され、画像濃度変化が主に現像剤のトナー濃度変化のみよって生じるような複写機)においては、上記トナー濃度検知手段として上記Pセンサ52(図5参照)を用いてもよい。
【0034】また、図5に示すように、現像器3内に現像器3内の現像剤のトナー濃度を検知する例えば透磁率センサからなるトナー濃度センサ51が設けられ、また、上記構成のPセンサ52が感光体ドラム50に対向して設けられ、トナー濃度センサ51からの出力に基づくトナー補給制御の目標濃度値を、Pセンサ52によるトナー濃度検出用画像のトナー濃度検出出力に基づいて、画像濃度が所望の濃度になるようにCPU53で補正し、その補正結果に基づいてモータ駆動回路54によりトナー補給ローラ21を駆動させるモータ55を駆動させてトナー補給を行うような構成の現像装置1aにおいては、Pセンサ52からのトナー濃度検出出力によってトナー補給制御の目標濃度値が補正されると、その目標制御値になるようにトナーの補給が行われる。このような現像装置1aにおいて上記目標濃度値が上げられた場合は、その目標濃度値になるように現像器3にトナーが補給されて現像器3内の現像剤溜り上面位置が上昇するので、Pセンサ52からのトナー補給制御の目標濃度値の補正信号がCPU53に入力されたときに、昇降モータ12を回転させて所定量だけ下ケース3bを下降させるようにする。また、上記目標濃度値が下げられた場合は、上記トナー濃度センサ51によるトナー補給動作が少なくなり、その結果、現像器3内の現像剤溜り上面位置が下降するので、Pセンサ52からのトナー補給制御の目標濃度値の補正信号がCPU53に入力されたときに、昇降モータ12を回転させて所定量だけ下ケース3bを上昇させるようにする。本変形例においても、現像器3内の現像剤溜り上面位置の変動を抑え、パドル7にかかる負荷の変動を抑えることができる。
【0035】ところで、上記現像装置1において現像器3内の例えばキャリアを交換する場合は、下ケース3bはマグネット5により上ケース3aに対して着脱可能に構成されているので、マグネット5による取付け部から下ケース3bを取外し、新たなキャリアを収納した下ケース3bを取り付けることで容易に行うことができる。
【0036】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、現像剤を収容した現像剤収容部の大きさ又は形状を種々の画像形成装置に適合するように変えることができるので、現像装置の共通化及び標準化を促進できるという効果がある。また、現像装置の共通化及び標準化により、ある機種の画像形成装置に用いていた現像装置を他の機種の画像形成装置にリサイクルして用いることもできるという効果がある。更に、現像装置を回収し、リサイクルして使用するような場合にも、該現像装置は複数の機種の画像形成装置に共通して使用できるため、画像形成装置機種ごとに細かく分別する必要がなく、回収時の分別作業が容易になるという効果がある。また、現像剤収容部の大きさ又は形状を変えることにより、現像剤収容部内における現像剤収容量や現像剤溜り上面の高さを変えるようにすることもできるので、現像剤収容量や現像剤溜り上面の高さを変えることにより、所望の現像濃度の維持や現像装置の駆動負荷の変動などの防止を図ることが可能になる。
【0037】請求項2の発明によれば、工場出荷時に既に現像剤を収容しており、かつ、そのケーシングに現像剤担持体の一部を露出させるための開口部が形成された現像装置を備えた画像形成装置を輸送・搬送するような場合でも、例えば画像形成装置未使用時には現像剤収容部内の現像剤溜り上面の高さを低くすることができるので、現像剤溜り上面の位置を該開口部から離すことができる。よって画像形成装置の輸送・搬送又は移動時に、該現像剤の現像装置外部への飛散を抑えることができるという効果がある。
【0038】請求項3の発明によれば、現像装置が本体移動時に現像剤を収容しており、かつ、そのケーシングに現像剤担持体の一部を露出させるための開口部が形成されたものであっても、例えば画像形成装置本体移動時には現像剤収容部内の現像剤溜り上面の高さを低くすることができるので、現像剤溜り上面の位置を該開口部から離すことができる。よって画像形成装置の移動時における該現像剤の現像装置外部への飛散を抑えることができるという効果がある。
【0039】請求項4の発明によれば、現像剤溜り上面の高さが、現像剤担持体への現像剤供給量を左右する現像剤収容部内の所定箇所における現像剤溜り上面の高さを、所定以上に維持することができ、また、現像剤収容部内の現像剤が片寄った場合でも、上記現像剤搬送供給手段や現像剤担持体に対する現像剤溜り上面の高さを、該現像剤担持体軸方向全域にわたって十分に高く維持することができるので、現像像に必要な最少限の濃度を得るため、又は該現像剤搬送供給手段としてのパドルのピッチが現像像にが現われることを防止するために必要な量の現像剤を現像剤担持体軸方向にわたって供給でき、良好な画像を得ることができるという効果がある。また、例えば上記パドルを有する現像装置において、該パドルに対する現像剤溜り上面の高さを、軸方向全域にわたって十分に高くすることができるので、パドルによる現像剤汲み上げ不良を防止でき、十分な量の現像剤を現像剤担持体に対して搬送供給でき、その結果画像濃度ムラのない良好な画像を得ることができるという効果がある。
【0040】請求項5の発明によれば、収容部変形手段で現像剤収容部の大きさ又は形状を変化させて、現像剤収容部内の現像剤溜りの上面位置を、現像装置の駆動負荷が適正範囲に維持される範囲内のものに維持することができるので、例えば上記パドル等で構成される現像剤搬送供給手段を有する現像装置において、該現像剤搬送供給手段にかかる負荷の変動を抑えることができ、その結果画像形成装置における駆動負荷の変動による像上のジターの発生などを防止でき、良好な画像を得ることができるという効果がある。
【0041】請求項6の発明によれば、現像剤の交換を容易に行うことができるという効果がある。また、例えば、現像剤収容部の着脱可能な構造体の一部が交換が必要な消耗材であり、他の部分は交換を必要としない耐久材であるような場合、該構造体の一部のみを交換し、該他の部分はリサイクルして使用できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は実施例に係る現像装置の下ケースが下降した状態を示す断面図。(b)は同下ケースが上昇した状態を示す断面図。
【図2】同現像装置及び昇降機構の概略構成を示す斜視図。
【図3】同昇降機構の動作を制御する制御系の説明図。
【図4】同下ケースを着脱可能に構成したときの現像装置の概略構成図。
【図5】同現像装置におけるトナー補給制御例のための電装部の概略構成図。
【符号の説明】
1 現像装置
2 トナーホッパ
3 現像器
3a 上ケース
3b 下ケース
4 基材
5 マグネット
6 現像ローラ
7 パドル
8 撹拌ローラ
9 現像剤規制部材
10 セパレータ
10a 現像剤流下板
10b 搬送スクリュー
11 フォトセンサ
12 昇降モータ
13 軸
14 カム
15 ガイドピン
16 ガイド溝
17a フォトセンサ信号入力部
17b 複写機メインスイッチ信号入力部
17c キャスターON・OFFセンサ信号入力部
17d Pセンサ信号入力部
18 制御系
21 トナー補給ローラ
50 感光体ドラム
51 トナー濃度センサ
52 Pセンサ
53 CPU
54 モータ駆動回路
55 モータ

【特許請求の範囲】
【請求項1】表面に現像剤を担持する現像剤担持体を用いて像担持体上の潜像を顕像化する現像装置において、該現像剤を収容した現像剤収容部の大きさ又は形状を可変に構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項2】現像装置として請求項1の現像装置を用いた画像形成装置において、上記現像剤収容部の大きさ又は形状を変化させる収容部変形手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項3】装置本体が設置面上で移動自在に構成された請求項2の画像形成装置において、装置本体の移動を制止するための制止手段を設け、上記収容部変形手段を、該制止手段に連動して該現像剤収容部の大きさ又は形状を変化させるように構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項4】現像剤溜り上面の高さが上記現像剤担持体への現像剤供給量を左右する上記現像剤収容部内の所定箇所に、現像剤を検出するための現像剤検出手段を設け、かつ、上記収容部変形手段を、該現像剤検出手段の検出信号に基づいて、該現像剤収容部の大きさ又は形状を変化させるように構成したことを特徴とする請求項2の画像形成装置。
【請求項5】上記現像剤収容部内の現像剤や像担持体上に形成した基準トナー像のトナー濃度又は該現像剤収容部内の現像剤溜り量を検出する現像剤検出手段を設けた請求項2の画像形成装置において、収容部変形手段を、該現像剤検出手段の検出信号に基づいて、該現像剤収容部の大きさ又は形状を変化させるように構成したことを特徴とする請求項2の画像形成装置。
【請求項6】上記現像剤収容部を構成する構造体の一部を着脱可能に構成したことを特徴とする請求項1の現像装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開平6−308818
【公開日】平成6年(1994)11月4日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平5−114043
【出願日】平成5年(1993)4月17日
【出願人】(000006747)株式会社リコー (37,907)