画像形成装置
【課題】通常速度と高速度の異なる印字速度モードのいずれのモードで印字しても安定した濃度での印字が可能な二成分現像剤方式の画像形成装置を提供する。
【解決手段】第１の攪拌搬送部材１６は現像槽５７ａ内の現像剤を螺旋状フィン６３で攪拌しながら矢印ｈ、ｉ、ｊで示す左側へ搬送して現像ローラ１５に供給する。現像ローラ１５で感光体ドラム１０を現像したのち槽内に戻されたキャリアは現像剤に混合され、第１の循環口７４から現像槽５７ｂに送り戻され、補給口７５からトナーを補給される。現像槽５７ｂ内の第２の攪拌搬送部材１７は槽内の現像剤を螺旋状フィン６５で攪拌しながら矢印ｍ、ｎ、ｏで示す右側へ搬送して第２の循環口７９から現像槽５７ａに送り出す。第１の循環口７４は通常印字モードのとき可動内壁７２と共に第１及び第２の現像槽５７ａ及び５７ｂを狭める方向に移動し、高速印字モードのとき可動内壁７２と共に第１及び第２の現像槽５７ａ及び５７ｂを広める方向に移動する。
【解決手段】第１の攪拌搬送部材１６は現像槽５７ａ内の現像剤を螺旋状フィン６３で攪拌しながら矢印ｈ、ｉ、ｊで示す左側へ搬送して現像ローラ１５に供給する。現像ローラ１５で感光体ドラム１０を現像したのち槽内に戻されたキャリアは現像剤に混合され、第１の循環口７４から現像槽５７ｂに送り戻され、補給口７５からトナーを補給される。現像槽５７ｂ内の第２の攪拌搬送部材１７は槽内の現像剤を螺旋状フィン６５で攪拌しながら矢印ｍ、ｎ、ｏで示す右側へ搬送して第２の循環口７９から現像槽５７ａに送り出す。第１の循環口７４は通常印字モードのとき可動内壁７２と共に第１及び第２の現像槽５７ａ及び５７ｂを狭める方向に移動し、高速印字モードのとき可動内壁７２と共に第１及び第２の現像槽５７ａ及び５７ｂを広める方向に移動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通常速度と高速度の異なる印字速度モードのいずれのモードで印字しても安定した濃度での印字が可能な二成分現像剤方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置がある。この画像形成装置は、一般に感光体ドラムを一様に帯電させて初期化し、この感光体ドラムに光書込みによって静電潜像を形成し、この静電潜像をトナー像化して、そのトナー像を直接または間接に用紙等の転写材に転写して定着器で定着させる。
【０００３】
このような電子写真方式の画像形成装置には、トナーのみから成る一成分現像剤を用いるものと、トナーとキャリアから成る二成分現像剤を用いるものとがある。近年、要望が強い印字（以下、印刷ともいう）処理の高速化に対処するには二成分現像剤を用いる方式の方がよく対応できる。
【０００４】
上記の二成分現像剤のキャリアは、現像器内でトナーと混合撹拌されてトナーに所定の電荷を与える。電荷を与えられたトナーはキャリアの表面に一時的に付着してキャリアの表面を被覆する。
【０００５】
磁性体の現像ローラに付着したキャリアは電荷を帯びたトナーを感光体上に運び、感光体上の静電潜像にトナーを転移させて静電潜像上にトナー像を現像させる。
【０００６】
表面のトナーを放出したキャリアは現像ローラ上に残り、再び現像器内に戻って現像器に補給される新たなトナーと再び混合撹拌され、トナーに電荷を与え、そのトナーを感光体上に運ぶ、というように繰り返し使用される。
【０００７】
現像器へのトナーの補給はトナー供給装置から行われる。トナー供給装置から現像器へのトナーの補給路には、コイルスクリューを内蔵したパイプやトナーの重力による自然落下経路が用いられる。
【０００８】
そして現像器にはトナー混合撹拌機構が内蔵されている。トナー混合撹拌機構は２つあり、１つはトナー供給装置から供給（補給）されたトナーを、トナー濃度の低下した二成分現像剤（以下、単に現像剤という）と混合撹拌しながら搬送する循環搬送スクリューである。
【０００９】
２つ目は、循環搬送スクリューで送り込まれた現像剤を攪拌搬送しながら磁性体の現像ローラに供給して、残余の現像剤を循環搬送スクリューに送り戻す供給搬送スクリューである。
【００１０】
ここで、現像器の現像剤中のトナー濃度が高すぎると地汚れ等が発生する。逆にトナー濃度が低すぎると高濃度な画像が得られない。したがって高画質な画像を得るためには、現像器内の現像剤のトナー濃度を一定範囲内に制御することが必要である。
【００１１】
そこで、このような現像剤を使って画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置の現像器では、印字して消費したトナー量を測定するためのトナー濃度センサが設けられている。そしてトナー濃度が所定以下に低いことが検知されると現像器にトナーを補給するようにしている。
【００１２】
一般に、トナー濃度センサには透磁率を検知するセンサが使用される。この透磁率の検知には、コイルのインダクタンス成分を利用するものや、周波数型、磁気ブリッジ型など、いくつかの方式がある。
【００１３】
いずれにしても、トナー濃度センサとしては、現像器の内壁面の一部に検知面を露出させ、この検知面周辺の現像剤中のキャリアからの透磁率の変化を検知する。すなわち、トナー濃度が高いと透磁率が下りセンサ出力は弱くなる。トナー濃度が低いと透磁率が上がりセンサ出力は強くなる。
【００１４】
このようなトナー濃度センサでは、その検知面に現像剤が滞留すると正確なトナー濃度を検知することができなくなる。正確なトナー濃度を検知できないと、トナー補給量の制御に誤作動を招くことになる。
【００１５】
そこで、現像器内の現像剤を撹拌しながら循環搬送する循環搬送スクリューの軸部のトナー濃度センサの検知面と対向する位置に、弾性体シート材を軸部に対して平行になるように固定してトナー濃度センサの検知面をクリーニングするようにしたものが提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平０５−１５０６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、近年のように全てにわたって処理の速度が速まってくると、通常速度のプリンタ、複写機、ＦＡＸ等の画像形成装置を使用しているときに、多枚数の印字が必要になったとき、印字速度を上げたいという要望が強くなってくる。
【００１８】
ところが、画像形成装置の高速専用機は高価で大型で且つ広い設置場所が必要である。常日頃は安価で小型で小さな設置場所で使用できる通常速度の画像形成装置で十分間に合うのに、一時的に発生する多枚数の印字のために高速専用機を設置することは不経済であって採用できない。
【００１９】
そうすると、通常速度の画像形成装置に特別に、印字速度が通常速度と高速度の２通りに変化する印字モードを設けて、一時的に高速度の印字処理をさせることが考えられる。この場合、高速度の印字処理では、現像器の循環搬送スクリュー、供給搬送スクリュー、磁性体現像ローラ等の回転速度も高速回転に変化させる必要がある。
【００２０】
そうすると、通常速度の印字に適するように設計されている現像器内で、循環搬送スクリューや供給搬送部スクリューが高速に回転する分だけ、現像器内を循環する現像剤の総量が不十分になる。
【００２１】
現像器内を循環する現像剤量が不十分であると、トナー濃度センサで検出するトナー濃度値が低く測定されてしまう問題が発生する。実際のトナー濃度は適正であるのに、検出されるトナー濃度値が低いと、現像器にトナーが補給されるから、現像剤中のトナー濃度が高くなって地汚れ等の不具合が発生する。
【００２２】
これでは、せっかくトナー濃度センサの検知面をクリーニングして適正なトナー濃度を検知しようとしても、印字速度を高速に切り替えた際に、トナー濃度センサが適正なトナー濃度を検知できなくなって、形成される画像の品質が低下する。
【００２３】
したがって、通常速度の印字を行う画像形成装置に一時的であるにせよ高速度の印字処理をさせることはできないということになる。つまり通常速度の画像形成装置を使用しているときに、多枚数の印字が必要になったとき、印字速度を上げたいという要望に対処できないという課題があった。
【００２４】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、通常速度と高速度の異なる印字速度モードのいずれのモードで印字しても安定した濃度での印字が可能な二成分現像剤方式の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】
【００２５】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、二成分から成る現像剤を用い、基準処理速度で印字する通常印字モードと該通常印字モードよりも高速な処理速度で印字する高速印字モードとを備えた画像形成装置に配設され上記現像剤を攪拌搬送する第１及び第２の現像槽を備える現像器であり、上記第１の現像槽に配置され、感光体ドラムに上記現像剤のトナーを供給する現像ローラと、該現像ローラと共に上記第１の現像槽に配置され、上記現像剤を攪拌搬送しながら該現像剤を上記現像ローラに供給する第１の攪拌搬送部材と、上記第２の現像槽に配置され、上記第１の攪拌搬送部材から上記現像ローラに供給した残余の上記現像剤を第１の循環口から送り戻され、送り戻された上記現像剤を、トナー濃度が正常なときはそのまま、トナー濃度が低いときはトナー補給口から補給されたトナーと混合撹拌しながら搬送して第２の循環口から上記第１の攪拌搬送部材に向けて送り出す第２の攪拌搬送部材と、を備え、上記第１の循環口は、上記通常印字モードのときは可動内壁と共に上記第１及び第２の現像槽を狭める方向に移動し、上記高速印字モードのときには上記可動内壁と共に上記第１及び第２の現像槽を広める方向に移動するように構成される。
【００２６】
この画像形成装置におおいて、例えば、上記第２の循環口は、上記第１の循環口に連動して上記通常印字モードのときは半開し上記高速印字モードのときには全開するシャッタを備えるように構成される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、通常速度と高速度の異なる印字速度モードのいずれのモードで印字しても安定した濃度での印字が可能な二成分現像剤方式の画像形成装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例１に係るフルカラーの画像形成装置（プリンタ）の内部構成を説明する断面図である。
【図２】実施例１に係るプリンタの制御装置を含む回路ブロック図である。
【図３】(a),(b)は実施例１に係るプリンタの現像器を感光体ドラムと共に示す拡大断面図である。
【図４】(a),(b)は実施例１に係るプリンタの現像器を図３(b)の矢印ｇで示す方向に切断して内部構成と現像剤の還流経路とを示す断面図である。
【図５】(a),(b)は図４(a),(b)に示す現像器の内部構成と現像剤の還流経路における他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の実施例では、トナーとキャリアから成る二成分現像剤が使用されるが、以下の説明では二成分現像剤を単に現像剤という。
【実施例１】
【００３０】
図１は、本発明の実施例１に係るフルカラーの画像形成装置（以下、単にプリンタという）の内部構成を説明する断面図である。
【００３１】
図１に示すプリンタ１は、電子写真式で二次転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置であり、画像形成部２、転写ベルトユニット３、トナー供給部４、給紙部５、ベルト式定着ユニット６、で構成されている。
【００３２】
上記画像形成部２は、転写ベルトユニット３の転写ベルト８の下部走行部表面８ａに接して同図の右から左へ４個の現像装置９（９ｙ、９ｍ、９ｃ、９ｋ）を多段式に並設した構成からなる。この画像形成部２は、図１に示す印刷実行時位置から、それより下方の保守位置に、昇降可能にプリンタ１本体のフレームに保持されている。
【００３３】
上記４個の現像装置９のうち下流側（図の右側）の３個の現像装置９ｙ、９ｍ及び９ｃは、それぞれ減法混色の三原色であるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の色トナーによるモノカラー画像を形成し、現像装置９ｋは、主として文字や画像の暗黒部分等に用いられるブラック（Ｋ）トナーによるモノクロ画像を形成する。
【００３４】
上記の各現像装置９は、画像を現像するトナーの色を除き全て同じ構成である。したがって、以下ブラック（Ｋ）のトナー用の現像装置９ｋを例にしてその構成を説明する。
【００３５】
現像装置９は、最上部に感光体ドラム１０を備えている。この感光体ドラム１０は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成されている。この感光体ドラム１０の周面近傍を取り巻いて、クリーナ１１、帯電ローラ１２、光書込ヘッド１３、及び現像器１４の現像ローラ１５が配置されている。
【００３６】
現像器１４は、現像ローラ１５の下方に位置する２つの現像槽内に、第１の攪拌搬送部材１６、及び第２の攪拌搬送部材１７を備えている。第１及び第２の攪拌搬送部材１６及び１７については詳しくは後述する。
【００３７】
転写ベルトユニット３は、本体装置のほぼ中央で図の左右方向に扁平なループ状になって延在する無端状の上述した転写ベルト８と、この転写ベルト８を掛け渡されて転写ベルト８を図の矢印ａ及びｂで示す反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ１８と従動ローラ１９を備えている。
【００３８】
上記の転写ベルト８は、下方を循環移動するベルト表面に、ユニットと一体に組み込まれて転写ベルト８を介して感光体ドラム１０に圧接する一次転写ローラ２１によりトナー像を直接転写（一次転写）されて、そのトナー像を更に用紙に転写（二次転写）すべく用紙への二次転写部２３まで搬送する。
【００３９】
この転写ベルトユニット３には、駆動ローラ１８に掛け渡されている表面に、ベルトクリーナ２４のクリーニングブレード２５が当接して配置されている。ベルトクリーナ２４の下方には廃トナー回収容器２６が着脱自在に配置されている。
【００４０】
ベルトクリーナ２４は、クリーニングブレード２５が転写ベルト８の表面に当接して廃トナーを擦り取って除去し、その廃トナーを搬送部材により下方の廃トナー回収容器２６に送り込んでいる。
【００４１】
トナー供給部４は、転写ベルト８の上部走行部の上方に配置されている４個のトナーホッパー２７（２７ｙ、２７ｍ、２７ｃ、２７ｋ）で構成される。４個のトナーホッパー２７ｙ、２７ｍ、２７ｃ、２７ｋは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーを収容している。
【００４２】
トナー供給部４は、同図にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ（以下、関連する記載を「ＹＭＣＫ」として表わす）で示すようにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のいずれかのトナーを、不図示のトナー供給路を介して現像装置９の現像器１４に供給する。
【００４３】
給紙部５は、１個の給紙カセット２９を備えている。給紙カセット２９の給紙口（図の右方）近傍には、用紙取出ローラ３１、給送ローラ３２、捌きローラ３３、待機搬送ローラ対３４が配置されている。
【００４４】
待機搬送ローラ対３４の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、転写ベルト８を介して従動ローラ１９に圧接する二次転写ローラ３５が配設されて、前述した用紙への二次転写部２３を形成している。
【００４５】
この二次転写部２３と最下流の現像装置９ｍとの略中間位置で、転写ベルト８の下部走行部表面８ａに近接して、拡散反射型濃度センサ３６が配設されている。また、二次転写部の下流（図では上方）側にはベルト式熱定着ユニット６が配置されている。
【００４６】
ベルト式熱定着ユニット６の更に下流側には、定着後の用紙をベルト式熱定着ユニット６から搬出する不図示の搬出ローラ対及びその搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレー３７に排紙する不図示の排紙ローラ対が配設されている。排紙トレー３７より右方に位置する本体上面端部はやや傾斜して操作パネル部３８が配置されている。
【００４７】
図２は、上記のプリンタ１の制御装置を含む回路ブロック図である。図２に示すように回路ブロックは、ＣＰＵ（central processing unit)４２を中心にして、このＣＰＵ４２に、それぞれデータバスを介してインターフェイスコントローラ（Ｉ／Ｆ＿ＣＯＮＴ）４３及びプリンタコントローラ（ＰＲ＿ＣＯＮＴ）４４が接続されている。ＰＲ＿ＣＯＮＴ４４にはプリンタ印字部４５が接続されている。
【００４８】
また、ＣＰＵ４２には、ＲＯＭ（read only memory）４６、ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable ROM）４７、本体操作部の操作パネル３８、各部に配置されたセンサからの出力が入力されるセンサ部４９が接続されている。
【００４９】
ＲＯＭ４６には、システムプログラムが記憶され、ＣＰＵ４２は、このシステムプログラムに従って各部を制御して処理を行う。
【００５０】
すなわち、各部において、先ず、Ｉ／Ｆ＿ＣＯＮＴ４３は、例えばパーソナルコンピュータ等のホスト機器から供給される印字データをビットマップデータに変換し、フレームメモリ５１に展開する。フレームメモリ５１は、ブラック（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）ごとに記憶エリアが設定されており、各色のデータが対応するエリアに展開される。
【００５１】
フレームメモリ５１に展開されたデータはＰＲ＿ＣＯＮＴ４４に出力され、ＰＲ＿ＣＯＮＴ４４からプリンタ印字部４５に出力される。
【００５２】
プリンタ印字部４５は、エンジン部であり、ＰＲ＿ＣＯＮＴ４４からの制御の下で、図１に示した感光体ドラム１０、一次転写ローラ２１等を含む不図示の回転駆動系、帯電ローラ１２、光書込ヘッド１３等の被駆動部を有する画像形成部、転写ベルトユニット３の上下移動や転写ベルト８の回転を駆動する不図示の駆動部を備えている。
【００５３】
更に、プリンタ印字部４５は、ベルト式定着ユニット６のベルト駆動を行うベルト駆動部５２や、現像器１４のモータ等を駆動するトナー供給部モータ駆動部５３や、後述する可動内壁を移動させる可動内壁駆動部５１、シャッタ部材を開閉駆動するシャッタ開閉駆動部５４を備えている。
【００５４】
更に、プリンタ印字部４５は、用紙取出ローラ２２〜排紙ローラ対３１等の回転駆動される各部からなる搬送機構、発熱駆動及び回転駆動されるベルト式定着ユニット６などのプロセス負荷への駆動出力を制御する。
【００５５】
そして、ＰＲ＿ＣＯＮＴ４４から出力されたブラック（Ｋ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の各色のデータは、プリンタ印字部４５からそれぞれ対応する図１に示した光書込ヘッド１３に供給される。
【００５６】
図３(a),(b)は、上記現像器１４を感光体ドラム１０と共に示す拡大断面図である。図３(a)に示すように、現像器１４は、外壁フレーム５５と内部隔壁５６とで仕切られる２つの現像槽５７（５７ａ、５７ｂ）を備えている。
【００５７】
上方の第１の現像槽５７ａには、前述した現像ローラ１５と第１の攪拌搬送部材１６が配置されている。現像ローラ１５には、ドクターブレード５８が当接している。下方の第２の現像槽５７ｂには前述した第２の攪拌搬送部材１７が配置されている。この現像槽５７ｂにはトナー濃度センサ５９がその検知面６１を槽内に露出して配置されている。
【００５８】
第１の攪拌搬送部材１６は、回転軸６２とこの回転軸６２に螺旋状に固設された螺旋状フィン６３とで構成されている。第２の攪拌搬送部材１７は、回転軸６４とこの回転軸６４に螺旋状に固設された螺旋状フィン６５とで構成されている。
【００５９】
もし、現像剤のトナー濃度が規定以下に薄くなっていれば、トナー濃度センサ５９がトナー濃度低下を検出する。トナー濃度低下が検出されると、トナー供給部４の当該現像器１４に対応するトナーホッパー２７から後述する補給口を介してトナーが補給される。
【００６０】
上記のトナー濃度センサ５９の検知面６１は槽内に露出して配置されているので、現像剤が検知面６１に滞留しやすい。現像剤が検知面６１に滞留するとトナー濃度センサ５９の検知精度が低下する。
【００６１】
このトナー濃度センサ５９の検知精度の低下を防止するために、現像槽５７ｂ内の第２の攪拌搬送部材１７の回転軸６４には、トナー濃度センサ５９の検知面６１に対向して回転する位置に、ブレード保持部６６とこのブレード保持部６６に保持された弾性体シート（ブレード）６７から成るクリーニングブレード６８が固設されている。
【００６２】
クリーニングブレード６８は、攪拌搬送部材１７の回転軸６４と共に回転し、図３(b)に示すように、トナー濃度センサ５９の検知面６１を弾性体シート６７により摺擦して、検知面６１に滞留しようとする現像剤を払い飛ばして、直後に搬送されてくる現像剤と入替える。これにより、トナー濃度センサ５９の検知面６１に現像剤が滞留することによって生じる虞のあるトナー濃度の誤検知を防止している。
【００６３】
図４(a),(b)は、上記の現像器１４を図３(b)の矢印ｇで示す方向に切断して内部構成と現像剤の還流経路とを示す断面図である。図４(a),(b)には、図３(a),(b)に示した構成と同一の構成部分には図３(a),(b)と同一の番号を付与して示している。また、図４(a),(b)ではクリーニングブレード６８の図示は省略している。
【００６４】
図４(a)に示すように、現像ローラ１５の両端部は、回転軸６９を介し現像器１４の外壁フレーム５５の現像ローラ支持部５５ａ、５５ｂにより回転可能に支持されている。回転軸６９の一方（図４(a),(b)で左方）の端部は、現像ローラ支持部５５ｂよりも更に延び出して形成され、先端部にギア７１を備えている。
【００６５】
現像器１４の外壁フレーム５５は、現像ローラ１５の回転軸６９が現像ローラ支持部５５ｂよりも更に延び出して形成されているのと同様に左方に延び出して、延出外壁フレーム５５ｃを形成している。
【００６６】
延出外壁フレーム５５ｃで形成されるフレーム内部には、可動内壁７２が配設されている。可動内壁７２は、図４(a)に示すように第１の現像槽５７ａ及び第２の現像槽５７ｂを狭める位置（通常処理位置）と、図４(b)に示すように第１の現像槽５７ａ及び第２の現像槽５７ｂを広める位置（高速処理位置）とに移動可能に構成されている。
【００６７】
この可動内壁７２は、内部隔壁５６の内部に後端部を滑動自在に挿入されているシャッタ部材７３と連結されている。シャッタ部材７３の可動内壁７２との連結部には第１の循環口７４が形成されている。
【００６８】
現像槽５７ｂの第１の循環口７４の下方には補給口７５が連結されている。トナー濃度センサ５９によりトナー濃度の低下が検出されると、この現像器１４に対応するトナー供給部４のトナーホッパー２７から補給口７５を介してトナーが補給される。
【００６９】
上記第１の攪拌搬送部材１６の回転軸６２は、一方の端部を、現像ローラ支持部５５ａと同じ側の外壁フレーム５５に回転可能に支持され、他方の端部を延出外壁フレーム５５ｃと可動内壁７２によって回転可能に支持されている。
【００７０】
第１の攪拌搬送部材１６の回転軸６２の延出外壁フレーム５５ｃよりも外に出る外端部６２ａには駆動中継ギア７６が固設されている。また、第２の攪拌搬送部材１７の回転軸６４の延出外壁フレーム５５ｃよりも外に出る外部軸６４ａには、外部係合ギア７７と駆動伝達ギア７８が固設されている。
【００７１】
外部係合ギア７７は、プリンタ１本体装置側の不図示の駆動系に係合して回転し、第２の攪拌搬送部材１７を回転させると共に駆動伝達ギア７８を回転させる。駆動伝達ギア７８は第１の攪拌搬送部材１６の回転軸６２の駆動中継ギア７６に噛合して、駆動中継ギア７６に回転駆動を伝達する。
【００７２】
駆動中継ギア７６は、第１の攪拌搬送部材１６を回転させると共に、駆動伝達ギア７８からの回転駆動をギア７１に中継する。ギア７１は現像ローラ１５を回転させる。
【００７３】
図３(a)及び図４(a)において、第１の攪拌搬送部材１６は、図３(a)の矢印ｃで示すように図３(a)の反時計回り方向に回転し、現像槽５７ａ内の現像剤を螺旋状フィン６３で攪拌しながら図３(a)の矢印ｅで示すように図の紙面奥行き方向手前から向こう側（図４(a)では矢印ｈ、ｉ、ｊで示す左側）へ搬送し、その現像剤を現像ローラ１５に供給する。
【００７４】
現像ローラ１５は、現像剤のトナーのみを図１及び図３(a),(b)に示す感光体ドラム１０に供給して、感光体ドラム１０周面上の静電潜像をトナー像化（現像）する。トナーのみを感光体ドラム１０に引き取られた現像ローラ１５上の現像剤のキャリアは、現像槽５７ａ内の現像剤に混合される。
【００７５】
現像剤は、図３(a),(b)の紙面奥行き方向向こう側（図４(a)では左側）の第１の循環口７４から矢印ｋで示すように現像槽５７ｂに送り戻される。
【００７６】
この現像槽５７ｂ内の第２の攪拌搬送部材１７は、図３(a)の矢印ｄで示すように図３(a)の反時計回り方向に回転し、現像槽５７ｂ内の現像剤を螺旋状フィン６５で攪拌しながら矢印ｆで示すように図３(a)の紙面奥行き方向向こう側から手前側（図４(a)では矢印ｍ、ｎ、ｏで示す右側）へ搬送する。
【００７７】
第２の攪拌搬送部材１７は、現像剤を攪拌搬送しながら、図３(a),(b)の紙面奥行き方向手前側（図４(a),(b)では右側）の第２の循環口７９から、矢印ｐで示すように現像剤を現像槽５７ａに送り出す。このように、現像剤の還流とトナーの補給が繰り返されて、トナーによる現像が逐次進行する。
【００７８】
ところで、本例のプリンタ１が二成分現像剤を用いて印字処理をすることは前述した。更に本例のプリンタ１は、二成分現像剤を用いて印字処理をするに際し、基準処理速度で印字処理する通常印字モードと通常印字モードよりも高速な処理速度で印字処理する高速印字モードとを備えている。
【００７９】
第１の循環口７４は、通常印字モードのときは、図４(a)に示すように、可動内壁７２と共に第１及び第２の現像槽５７ａ及び５７ｂを狭める方向に移動する。また、第１の循環口７４は、高速印字モードのときには、図４(b)に示すように、可動内壁７２と共に第１及び第２の現像槽５７ａ及び５７ｂを広める方向に異動する。
【００８０】
このように、本例のプリンタ１は、高速印字モードにおいては、通常印字モードのときよりも、現像器１４の現像槽（第１及び第２の現像槽５７ａ及び５７ｂ）の容積が増加する。
【００８１】
現像器１４の現像槽の容積が増加すると、現像槽内の現像剤の総量が増加する。現像剤の総量が増加すると、同一のトナー濃度においても、現像槽内を循環する単位時間当たりのトナー量が増加する。
【００８２】
単位時間当たりのトナー量が増加すれば、高速印字モードで現像ローラから感光体ドラムに高速でトナーを供給しても、現像槽内を高速循環する現像剤の単位時間当たりの循環トナー量が増加しているから、現像用トナーに不足を来たすことはない。
【００８３】
また、第１の循環口７４は可動内壁７２と共に第１及び第２の現像槽５７ａ及び５７ｂを広める方向、つまり循環路を長くする方向に移動するため、高速搬送しても補給口７５から補給されるトナーをトナー濃度センサ５９の位置まで攪拌搬送する距離が長くなるので、現像剤を十分に攪拌して適正なトナー濃度の現像剤とすることができる。
【００８４】
これにより、高速印字モードにおいても現像槽内を高速循環する現像剤が常に適正なトナー濃度で循環するので、トナー濃度センサ５９がトナー濃度を誤検知する可能性が解消される。
【００８５】
したがって、高速印字モードであっても、通常印字モードのときと同様の駆動条件でトナー濃度センサを駆動でき、且つトナー濃度を誤検知することがないので、常に適正な濃度のトナー像を現像して、常に適正な階調の画像を形成することができる。
＜変形例＞
【００８６】
図５(a),(b)は、図４(a),(b)に示す現像器の内部構成と現像剤の還流経路における他の例を示す図である。なお、図５(a),(b)に示す構成は、一部を除いて図４(a),(b)に示す構成と同一であるので、説明に必要な部分にのみ図４(a),(b)と同一の番号、又は新たな番号を付与して示している。
【００８７】
図５(a),(b)において、シャッタ部材７３は、内部隔壁５６の内部を第２の循環口７９まで付き抜いて設けられている。第２の循環口７９まで付き抜いたシャッタ部材７３の端部は、通常印字モードでは図５(a)に示すように、第２の循環口７９の約１／２を閉じるシャッタ７４ａを形成する。つまり、第２の循環口７９は通常印字モードでは半開している。
【００８８】
そして、図５(b)に示す高速印字モードでは、シャッタ部材７３が可動内壁７２と共に延出外壁フレーム５５ｃの端面まで、つまり第２の循環口７９から最も遠退く位置まで移動するので、その移動に伴われてシャッタ部材７３のシャッタ７４ａは内部隔壁５６の内部に引き込まれる。これにより、第２の循環口７９は高速印字モードでは全開する。
【００８９】
このように構成しても、現像剤が高速循環するときの現像剤の循環量を増やすことができるので、上述したと同一の原理で、高速印字モードにおいて、トナー濃度センサがトナー濃度を低く測定してしまう誤検知を回避することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、二成分現像剤を使用する電子写真方式の複写機、ワードプロセッサ、ファクシミリ、レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等に利用することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１ フルカラー画像形成装置（プリンタ）
２ 画像形成部
３ 転写ベルトユニット
４ トナー供給部
５ 給紙部
６ ベルト式定着ユニット
８ 転写ベルト
８ａ 下部走行部表面
９（９ｍ、９ｃ、９ｙ、９ｋ） 現像装置
１０ 感光体ドラム
１１ クリーナ
１２ 帯電ローラ
１３ 光書込ヘッド
１４ 現像器
１５ 現像ローラ
１６ 第１の攪拌搬送部材
１７ 第２の攪拌搬送部材
１８ 駆動ローラ
１９ 従動ローラ
２１ 一次転写ローラ
２３ 二次転写部
２４ ベルトクリーナ
２５ クリーニングブレード
２６ 廃トナー回収容器
２７（２７ｍ、２７ｃ、２７ｙ、２７ｋ） トナーホッパー
２９ 給紙カセット
３１ 用紙取出ローラ
３２ 給送ローラ
３３ 捌きローラ
３４ 待機搬送ローラ対
３５ 二次転写ローラ
３６ 拡散反射型濃度センサ
３７ 排紙トレー
３８ 操作パネル部
４２ ＣＰＵ（central processing unit)
４３ インターフェイスコントローラ（Ｉ／Ｆ＿ＣＯＮＴ）
４４ プリンタコントローラ（ＰＲ＿ＣＯＮＴ）
４５ プリンタ印字部
４６ ＲＯＭ（read only memory）
４７ ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable ROM）
４８ センサ部
４９ フレームメモリ
５１ 可動内壁駆動部
５２ ベルト駆動部
５３ トナー供給部モータ駆動部
５４ シャッタ開閉駆動部
５５ 外壁フレーム
５５ａ、５５ｂ 現像ローラ支持部
５５ｃ 延出外壁フレーム
５６ 内部隔壁
５７ 現像槽
５７ａ 第１の現像槽
５７ｂ 第２の現像槽
５８ ドクターブレード
５９ トナー濃度センサ
６１ 検知面
６２ 回転軸
６２ａ 外端部
６３ 螺旋状フィン
６４ 回転軸
６５ 螺旋状フィン
６６ ブレード保持部
６７ 弾性体シート（ブレード）
６８ クリーニングブレード
６９ 回転軸
７１ ギア
７２ 可動内壁
７３ シャッタ部材
７３ａ シャッタ
７４ 第１の循環口
７５ 補給口
７６ 駆動中継ギア
７７ 外部係合ギア
７８ 駆動伝達ギア
７９ 第２の循環口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通常速度と高速度の異なる印字速度モードのいずれのモードで印字しても安定した濃度での印字が可能な二成分現像剤方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置がある。この画像形成装置は、一般に感光体ドラムを一様に帯電させて初期化し、この感光体ドラムに光書込みによって静電潜像を形成し、この静電潜像をトナー像化して、そのトナー像を直接または間接に用紙等の転写材に転写して定着器で定着させる。
【０００３】
このような電子写真方式の画像形成装置には、トナーのみから成る一成分現像剤を用いるものと、トナーとキャリアから成る二成分現像剤を用いるものとがある。近年、要望が強い印字（以下、印刷ともいう）処理の高速化に対処するには二成分現像剤を用いる方式の方がよく対応できる。
【０００４】
上記の二成分現像剤のキャリアは、現像器内でトナーと混合撹拌されてトナーに所定の電荷を与える。電荷を与えられたトナーはキャリアの表面に一時的に付着してキャリアの表面を被覆する。
【０００５】
磁性体の現像ローラに付着したキャリアは電荷を帯びたトナーを感光体上に運び、感光体上の静電潜像にトナーを転移させて静電潜像上にトナー像を現像させる。
【０００６】
表面のトナーを放出したキャリアは現像ローラ上に残り、再び現像器内に戻って現像器に補給される新たなトナーと再び混合撹拌され、トナーに電荷を与え、そのトナーを感光体上に運ぶ、というように繰り返し使用される。
【０００７】
現像器へのトナーの補給はトナー供給装置から行われる。トナー供給装置から現像器へのトナーの補給路には、コイルスクリューを内蔵したパイプやトナーの重力による自然落下経路が用いられる。
【０００８】
そして現像器にはトナー混合撹拌機構が内蔵されている。トナー混合撹拌機構は２つあり、１つはトナー供給装置から供給（補給）されたトナーを、トナー濃度の低下した二成分現像剤（以下、単に現像剤という）と混合撹拌しながら搬送する循環搬送スクリューである。
【０００９】
２つ目は、循環搬送スクリューで送り込まれた現像剤を攪拌搬送しながら磁性体の現像ローラに供給して、残余の現像剤を循環搬送スクリューに送り戻す供給搬送スクリューである。
【００１０】
ここで、現像器の現像剤中のトナー濃度が高すぎると地汚れ等が発生する。逆にトナー濃度が低すぎると高濃度な画像が得られない。したがって高画質な画像を得るためには、現像器内の現像剤のトナー濃度を一定範囲内に制御することが必要である。
【００１１】
そこで、このような現像剤を使って画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置の現像器では、印字して消費したトナー量を測定するためのトナー濃度センサが設けられている。そしてトナー濃度が所定以下に低いことが検知されると現像器にトナーを補給するようにしている。
【００１２】
一般に、トナー濃度センサには透磁率を検知するセンサが使用される。この透磁率の検知には、コイルのインダクタンス成分を利用するものや、周波数型、磁気ブリッジ型など、いくつかの方式がある。
【００１３】
いずれにしても、トナー濃度センサとしては、現像器の内壁面の一部に検知面を露出させ、この検知面周辺の現像剤中のキャリアからの透磁率の変化を検知する。すなわち、トナー濃度が高いと透磁率が下りセンサ出力は弱くなる。トナー濃度が低いと透磁率が上がりセンサ出力は強くなる。
【００１４】
このようなトナー濃度センサでは、その検知面に現像剤が滞留すると正確なトナー濃度を検知することができなくなる。正確なトナー濃度を検知できないと、トナー補給量の制御に誤作動を招くことになる。
【００１５】
そこで、現像器内の現像剤を撹拌しながら循環搬送する循環搬送スクリューの軸部のトナー濃度センサの検知面と対向する位置に、弾性体シート材を軸部に対して平行になるように固定してトナー濃度センサの検知面をクリーニングするようにしたものが提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平０５−１５０６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、近年のように全てにわたって処理の速度が速まってくると、通常速度のプリンタ、複写機、ＦＡＸ等の画像形成装置を使用しているときに、多枚数の印字が必要になったとき、印字速度を上げたいという要望が強くなってくる。
【００１８】
ところが、画像形成装置の高速専用機は高価で大型で且つ広い設置場所が必要である。常日頃は安価で小型で小さな設置場所で使用できる通常速度の画像形成装置で十分間に合うのに、一時的に発生する多枚数の印字のために高速専用機を設置することは不経済であって採用できない。
【００１９】
そうすると、通常速度の画像形成装置に特別に、印字速度が通常速度と高速度の２通りに変化する印字モードを設けて、一時的に高速度の印字処理をさせることが考えられる。この場合、高速度の印字処理では、現像器の循環搬送スクリュー、供給搬送スクリュー、磁性体現像ローラ等の回転速度も高速回転に変化させる必要がある。
【００２０】
そうすると、通常速度の印字に適するように設計されている現像器内で、循環搬送スクリューや供給搬送部スクリューが高速に回転する分だけ、現像器内を循環する現像剤の総量が不十分になる。
【００２１】
現像器内を循環する現像剤量が不十分であると、トナー濃度センサで検出するトナー濃度値が低く測定されてしまう問題が発生する。実際のトナー濃度は適正であるのに、検出されるトナー濃度値が低いと、現像器にトナーが補給されるから、現像剤中のトナー濃度が高くなって地汚れ等の不具合が発生する。
【００２２】
これでは、せっかくトナー濃度センサの検知面をクリーニングして適正なトナー濃度を検知しようとしても、印字速度を高速に切り替えた際に、トナー濃度センサが適正なトナー濃度を検知できなくなって、形成される画像の品質が低下する。
【００２３】
したがって、通常速度の印字を行う画像形成装置に一時的であるにせよ高速度の印字処理をさせることはできないということになる。つまり通常速度の画像形成装置を使用しているときに、多枚数の印字が必要になったとき、印字速度を上げたいという要望に対処できないという課題があった。
【００２４】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、通常速度と高速度の異なる印字速度モードのいずれのモードで印字しても安定した濃度での印字が可能な二成分現像剤方式の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】
【００２５】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、二成分から成る現像剤を用い、基準処理速度で印字する通常印字モードと該通常印字モードよりも高速な処理速度で印字する高速印字モードとを備えた画像形成装置に配設され上記現像剤を攪拌搬送する第１及び第２の現像槽を備える現像器であり、上記第１の現像槽に配置され、感光体ドラムに上記現像剤のトナーを供給する現像ローラと、該現像ローラと共に上記第１の現像槽に配置され、上記現像剤を攪拌搬送しながら該現像剤を上記現像ローラに供給する第１の攪拌搬送部材と、上記第２の現像槽に配置され、上記第１の攪拌搬送部材から上記現像ローラに供給した残余の上記現像剤を第１の循環口から送り戻され、送り戻された上記現像剤を、トナー濃度が正常なときはそのまま、トナー濃度が低いときはトナー補給口から補給されたトナーと混合撹拌しながら搬送して第２の循環口から上記第１の攪拌搬送部材に向けて送り出す第２の攪拌搬送部材と、を備え、上記第１の循環口は、上記通常印字モードのときは可動内壁と共に上記第１及び第２の現像槽を狭める方向に移動し、上記高速印字モードのときには上記可動内壁と共に上記第１及び第２の現像槽を広める方向に移動するように構成される。
【００２６】
この画像形成装置におおいて、例えば、上記第２の循環口は、上記第１の循環口に連動して上記通常印字モードのときは半開し上記高速印字モードのときには全開するシャッタを備えるように構成される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、通常速度と高速度の異なる印字速度モードのいずれのモードで印字しても安定した濃度での印字が可能な二成分現像剤方式の画像形成装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例１に係るフルカラーの画像形成装置（プリンタ）の内部構成を説明する断面図である。
【図２】実施例１に係るプリンタの制御装置を含む回路ブロック図である。
【図３】(a),(b)は実施例１に係るプリンタの現像器を感光体ドラムと共に示す拡大断面図である。
【図４】(a),(b)は実施例１に係るプリンタの現像器を図３(b)の矢印ｇで示す方向に切断して内部構成と現像剤の還流経路とを示す断面図である。
【図５】(a),(b)は図４(a),(b)に示す現像器の内部構成と現像剤の還流経路における他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の実施例では、トナーとキャリアから成る二成分現像剤が使用されるが、以下の説明では二成分現像剤を単に現像剤という。
【実施例１】
【００３０】
図１は、本発明の実施例１に係るフルカラーの画像形成装置（以下、単にプリンタという）の内部構成を説明する断面図である。
【００３１】
図１に示すプリンタ１は、電子写真式で二次転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置であり、画像形成部２、転写ベルトユニット３、トナー供給部４、給紙部５、ベルト式定着ユニット６、で構成されている。
【００３２】
上記画像形成部２は、転写ベルトユニット３の転写ベルト８の下部走行部表面８ａに接して同図の右から左へ４個の現像装置９（９ｙ、９ｍ、９ｃ、９ｋ）を多段式に並設した構成からなる。この画像形成部２は、図１に示す印刷実行時位置から、それより下方の保守位置に、昇降可能にプリンタ１本体のフレームに保持されている。
【００３３】
上記４個の現像装置９のうち下流側（図の右側）の３個の現像装置９ｙ、９ｍ及び９ｃは、それぞれ減法混色の三原色であるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の色トナーによるモノカラー画像を形成し、現像装置９ｋは、主として文字や画像の暗黒部分等に用いられるブラック（Ｋ）トナーによるモノクロ画像を形成する。
【００３４】
上記の各現像装置９は、画像を現像するトナーの色を除き全て同じ構成である。したがって、以下ブラック（Ｋ）のトナー用の現像装置９ｋを例にしてその構成を説明する。
【００３５】
現像装置９は、最上部に感光体ドラム１０を備えている。この感光体ドラム１０は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成されている。この感光体ドラム１０の周面近傍を取り巻いて、クリーナ１１、帯電ローラ１２、光書込ヘッド１３、及び現像器１４の現像ローラ１５が配置されている。
【００３６】
現像器１４は、現像ローラ１５の下方に位置する２つの現像槽内に、第１の攪拌搬送部材１６、及び第２の攪拌搬送部材１７を備えている。第１及び第２の攪拌搬送部材１６及び１７については詳しくは後述する。
【００３７】
転写ベルトユニット３は、本体装置のほぼ中央で図の左右方向に扁平なループ状になって延在する無端状の上述した転写ベルト８と、この転写ベルト８を掛け渡されて転写ベルト８を図の矢印ａ及びｂで示す反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ１８と従動ローラ１９を備えている。
【００３８】
上記の転写ベルト８は、下方を循環移動するベルト表面に、ユニットと一体に組み込まれて転写ベルト８を介して感光体ドラム１０に圧接する一次転写ローラ２１によりトナー像を直接転写（一次転写）されて、そのトナー像を更に用紙に転写（二次転写）すべく用紙への二次転写部２３まで搬送する。
【００３９】
この転写ベルトユニット３には、駆動ローラ１８に掛け渡されている表面に、ベルトクリーナ２４のクリーニングブレード２５が当接して配置されている。ベルトクリーナ２４の下方には廃トナー回収容器２６が着脱自在に配置されている。
【００４０】
ベルトクリーナ２４は、クリーニングブレード２５が転写ベルト８の表面に当接して廃トナーを擦り取って除去し、その廃トナーを搬送部材により下方の廃トナー回収容器２６に送り込んでいる。
【００４１】
トナー供給部４は、転写ベルト８の上部走行部の上方に配置されている４個のトナーホッパー２７（２７ｙ、２７ｍ、２７ｃ、２７ｋ）で構成される。４個のトナーホッパー２７ｙ、２７ｍ、２７ｃ、２７ｋは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーを収容している。
【００４２】
トナー供給部４は、同図にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ（以下、関連する記載を「ＹＭＣＫ」として表わす）で示すようにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のいずれかのトナーを、不図示のトナー供給路を介して現像装置９の現像器１４に供給する。
【００４３】
給紙部５は、１個の給紙カセット２９を備えている。給紙カセット２９の給紙口（図の右方）近傍には、用紙取出ローラ３１、給送ローラ３２、捌きローラ３３、待機搬送ローラ対３４が配置されている。
【００４４】
待機搬送ローラ対３４の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、転写ベルト８を介して従動ローラ１９に圧接する二次転写ローラ３５が配設されて、前述した用紙への二次転写部２３を形成している。
【００４５】
この二次転写部２３と最下流の現像装置９ｍとの略中間位置で、転写ベルト８の下部走行部表面８ａに近接して、拡散反射型濃度センサ３６が配設されている。また、二次転写部の下流（図では上方）側にはベルト式熱定着ユニット６が配置されている。
【００４６】
ベルト式熱定着ユニット６の更に下流側には、定着後の用紙をベルト式熱定着ユニット６から搬出する不図示の搬出ローラ対及びその搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレー３７に排紙する不図示の排紙ローラ対が配設されている。排紙トレー３７より右方に位置する本体上面端部はやや傾斜して操作パネル部３８が配置されている。
【００４７】
図２は、上記のプリンタ１の制御装置を含む回路ブロック図である。図２に示すように回路ブロックは、ＣＰＵ（central processing unit)４２を中心にして、このＣＰＵ４２に、それぞれデータバスを介してインターフェイスコントローラ（Ｉ／Ｆ＿ＣＯＮＴ）４３及びプリンタコントローラ（ＰＲ＿ＣＯＮＴ）４４が接続されている。ＰＲ＿ＣＯＮＴ４４にはプリンタ印字部４５が接続されている。
【００４８】
また、ＣＰＵ４２には、ＲＯＭ（read only memory）４６、ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable ROM）４７、本体操作部の操作パネル３８、各部に配置されたセンサからの出力が入力されるセンサ部４９が接続されている。
【００４９】
ＲＯＭ４６には、システムプログラムが記憶され、ＣＰＵ４２は、このシステムプログラムに従って各部を制御して処理を行う。
【００５０】
すなわち、各部において、先ず、Ｉ／Ｆ＿ＣＯＮＴ４３は、例えばパーソナルコンピュータ等のホスト機器から供給される印字データをビットマップデータに変換し、フレームメモリ５１に展開する。フレームメモリ５１は、ブラック（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）ごとに記憶エリアが設定されており、各色のデータが対応するエリアに展開される。
【００５１】
フレームメモリ５１に展開されたデータはＰＲ＿ＣＯＮＴ４４に出力され、ＰＲ＿ＣＯＮＴ４４からプリンタ印字部４５に出力される。
【００５２】
プリンタ印字部４５は、エンジン部であり、ＰＲ＿ＣＯＮＴ４４からの制御の下で、図１に示した感光体ドラム１０、一次転写ローラ２１等を含む不図示の回転駆動系、帯電ローラ１２、光書込ヘッド１３等の被駆動部を有する画像形成部、転写ベルトユニット３の上下移動や転写ベルト８の回転を駆動する不図示の駆動部を備えている。
【００５３】
更に、プリンタ印字部４５は、ベルト式定着ユニット６のベルト駆動を行うベルト駆動部５２や、現像器１４のモータ等を駆動するトナー供給部モータ駆動部５３や、後述する可動内壁を移動させる可動内壁駆動部５１、シャッタ部材を開閉駆動するシャッタ開閉駆動部５４を備えている。
【００５４】
更に、プリンタ印字部４５は、用紙取出ローラ２２〜排紙ローラ対３１等の回転駆動される各部からなる搬送機構、発熱駆動及び回転駆動されるベルト式定着ユニット６などのプロセス負荷への駆動出力を制御する。
【００５５】
そして、ＰＲ＿ＣＯＮＴ４４から出力されたブラック（Ｋ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の各色のデータは、プリンタ印字部４５からそれぞれ対応する図１に示した光書込ヘッド１３に供給される。
【００５６】
図３(a),(b)は、上記現像器１４を感光体ドラム１０と共に示す拡大断面図である。図３(a)に示すように、現像器１４は、外壁フレーム５５と内部隔壁５６とで仕切られる２つの現像槽５７（５７ａ、５７ｂ）を備えている。
【００５７】
上方の第１の現像槽５７ａには、前述した現像ローラ１５と第１の攪拌搬送部材１６が配置されている。現像ローラ１５には、ドクターブレード５８が当接している。下方の第２の現像槽５７ｂには前述した第２の攪拌搬送部材１７が配置されている。この現像槽５７ｂにはトナー濃度センサ５９がその検知面６１を槽内に露出して配置されている。
【００５８】
第１の攪拌搬送部材１６は、回転軸６２とこの回転軸６２に螺旋状に固設された螺旋状フィン６３とで構成されている。第２の攪拌搬送部材１７は、回転軸６４とこの回転軸６４に螺旋状に固設された螺旋状フィン６５とで構成されている。
【００５９】
もし、現像剤のトナー濃度が規定以下に薄くなっていれば、トナー濃度センサ５９がトナー濃度低下を検出する。トナー濃度低下が検出されると、トナー供給部４の当該現像器１４に対応するトナーホッパー２７から後述する補給口を介してトナーが補給される。
【００６０】
上記のトナー濃度センサ５９の検知面６１は槽内に露出して配置されているので、現像剤が検知面６１に滞留しやすい。現像剤が検知面６１に滞留するとトナー濃度センサ５９の検知精度が低下する。
【００６１】
このトナー濃度センサ５９の検知精度の低下を防止するために、現像槽５７ｂ内の第２の攪拌搬送部材１７の回転軸６４には、トナー濃度センサ５９の検知面６１に対向して回転する位置に、ブレード保持部６６とこのブレード保持部６６に保持された弾性体シート（ブレード）６７から成るクリーニングブレード６８が固設されている。
【００６２】
クリーニングブレード６８は、攪拌搬送部材１７の回転軸６４と共に回転し、図３(b)に示すように、トナー濃度センサ５９の検知面６１を弾性体シート６７により摺擦して、検知面６１に滞留しようとする現像剤を払い飛ばして、直後に搬送されてくる現像剤と入替える。これにより、トナー濃度センサ５９の検知面６１に現像剤が滞留することによって生じる虞のあるトナー濃度の誤検知を防止している。
【００６３】
図４(a),(b)は、上記の現像器１４を図３(b)の矢印ｇで示す方向に切断して内部構成と現像剤の還流経路とを示す断面図である。図４(a),(b)には、図３(a),(b)に示した構成と同一の構成部分には図３(a),(b)と同一の番号を付与して示している。また、図４(a),(b)ではクリーニングブレード６８の図示は省略している。
【００６４】
図４(a)に示すように、現像ローラ１５の両端部は、回転軸６９を介し現像器１４の外壁フレーム５５の現像ローラ支持部５５ａ、５５ｂにより回転可能に支持されている。回転軸６９の一方（図４(a),(b)で左方）の端部は、現像ローラ支持部５５ｂよりも更に延び出して形成され、先端部にギア７１を備えている。
【００６５】
現像器１４の外壁フレーム５５は、現像ローラ１５の回転軸６９が現像ローラ支持部５５ｂよりも更に延び出して形成されているのと同様に左方に延び出して、延出外壁フレーム５５ｃを形成している。
【００６６】
延出外壁フレーム５５ｃで形成されるフレーム内部には、可動内壁７２が配設されている。可動内壁７２は、図４(a)に示すように第１の現像槽５７ａ及び第２の現像槽５７ｂを狭める位置（通常処理位置）と、図４(b)に示すように第１の現像槽５７ａ及び第２の現像槽５７ｂを広める位置（高速処理位置）とに移動可能に構成されている。
【００６７】
この可動内壁７２は、内部隔壁５６の内部に後端部を滑動自在に挿入されているシャッタ部材７３と連結されている。シャッタ部材７３の可動内壁７２との連結部には第１の循環口７４が形成されている。
【００６８】
現像槽５７ｂの第１の循環口７４の下方には補給口７５が連結されている。トナー濃度センサ５９によりトナー濃度の低下が検出されると、この現像器１４に対応するトナー供給部４のトナーホッパー２７から補給口７５を介してトナーが補給される。
【００６９】
上記第１の攪拌搬送部材１６の回転軸６２は、一方の端部を、現像ローラ支持部５５ａと同じ側の外壁フレーム５５に回転可能に支持され、他方の端部を延出外壁フレーム５５ｃと可動内壁７２によって回転可能に支持されている。
【００７０】
第１の攪拌搬送部材１６の回転軸６２の延出外壁フレーム５５ｃよりも外に出る外端部６２ａには駆動中継ギア７６が固設されている。また、第２の攪拌搬送部材１７の回転軸６４の延出外壁フレーム５５ｃよりも外に出る外部軸６４ａには、外部係合ギア７７と駆動伝達ギア７８が固設されている。
【００７１】
外部係合ギア７７は、プリンタ１本体装置側の不図示の駆動系に係合して回転し、第２の攪拌搬送部材１７を回転させると共に駆動伝達ギア７８を回転させる。駆動伝達ギア７８は第１の攪拌搬送部材１６の回転軸６２の駆動中継ギア７６に噛合して、駆動中継ギア７６に回転駆動を伝達する。
【００７２】
駆動中継ギア７６は、第１の攪拌搬送部材１６を回転させると共に、駆動伝達ギア７８からの回転駆動をギア７１に中継する。ギア７１は現像ローラ１５を回転させる。
【００７３】
図３(a)及び図４(a)において、第１の攪拌搬送部材１６は、図３(a)の矢印ｃで示すように図３(a)の反時計回り方向に回転し、現像槽５７ａ内の現像剤を螺旋状フィン６３で攪拌しながら図３(a)の矢印ｅで示すように図の紙面奥行き方向手前から向こう側（図４(a)では矢印ｈ、ｉ、ｊで示す左側）へ搬送し、その現像剤を現像ローラ１５に供給する。
【００７４】
現像ローラ１５は、現像剤のトナーのみを図１及び図３(a),(b)に示す感光体ドラム１０に供給して、感光体ドラム１０周面上の静電潜像をトナー像化（現像）する。トナーのみを感光体ドラム１０に引き取られた現像ローラ１５上の現像剤のキャリアは、現像槽５７ａ内の現像剤に混合される。
【００７５】
現像剤は、図３(a),(b)の紙面奥行き方向向こう側（図４(a)では左側）の第１の循環口７４から矢印ｋで示すように現像槽５７ｂに送り戻される。
【００７６】
この現像槽５７ｂ内の第２の攪拌搬送部材１７は、図３(a)の矢印ｄで示すように図３(a)の反時計回り方向に回転し、現像槽５７ｂ内の現像剤を螺旋状フィン６５で攪拌しながら矢印ｆで示すように図３(a)の紙面奥行き方向向こう側から手前側（図４(a)では矢印ｍ、ｎ、ｏで示す右側）へ搬送する。
【００７７】
第２の攪拌搬送部材１７は、現像剤を攪拌搬送しながら、図３(a),(b)の紙面奥行き方向手前側（図４(a),(b)では右側）の第２の循環口７９から、矢印ｐで示すように現像剤を現像槽５７ａに送り出す。このように、現像剤の還流とトナーの補給が繰り返されて、トナーによる現像が逐次進行する。
【００７８】
ところで、本例のプリンタ１が二成分現像剤を用いて印字処理をすることは前述した。更に本例のプリンタ１は、二成分現像剤を用いて印字処理をするに際し、基準処理速度で印字処理する通常印字モードと通常印字モードよりも高速な処理速度で印字処理する高速印字モードとを備えている。
【００７９】
第１の循環口７４は、通常印字モードのときは、図４(a)に示すように、可動内壁７２と共に第１及び第２の現像槽５７ａ及び５７ｂを狭める方向に移動する。また、第１の循環口７４は、高速印字モードのときには、図４(b)に示すように、可動内壁７２と共に第１及び第２の現像槽５７ａ及び５７ｂを広める方向に異動する。
【００８０】
このように、本例のプリンタ１は、高速印字モードにおいては、通常印字モードのときよりも、現像器１４の現像槽（第１及び第２の現像槽５７ａ及び５７ｂ）の容積が増加する。
【００８１】
現像器１４の現像槽の容積が増加すると、現像槽内の現像剤の総量が増加する。現像剤の総量が増加すると、同一のトナー濃度においても、現像槽内を循環する単位時間当たりのトナー量が増加する。
【００８２】
単位時間当たりのトナー量が増加すれば、高速印字モードで現像ローラから感光体ドラムに高速でトナーを供給しても、現像槽内を高速循環する現像剤の単位時間当たりの循環トナー量が増加しているから、現像用トナーに不足を来たすことはない。
【００８３】
また、第１の循環口７４は可動内壁７２と共に第１及び第２の現像槽５７ａ及び５７ｂを広める方向、つまり循環路を長くする方向に移動するため、高速搬送しても補給口７５から補給されるトナーをトナー濃度センサ５９の位置まで攪拌搬送する距離が長くなるので、現像剤を十分に攪拌して適正なトナー濃度の現像剤とすることができる。
【００８４】
これにより、高速印字モードにおいても現像槽内を高速循環する現像剤が常に適正なトナー濃度で循環するので、トナー濃度センサ５９がトナー濃度を誤検知する可能性が解消される。
【００８５】
したがって、高速印字モードであっても、通常印字モードのときと同様の駆動条件でトナー濃度センサを駆動でき、且つトナー濃度を誤検知することがないので、常に適正な濃度のトナー像を現像して、常に適正な階調の画像を形成することができる。
＜変形例＞
【００８６】
図５(a),(b)は、図４(a),(b)に示す現像器の内部構成と現像剤の還流経路における他の例を示す図である。なお、図５(a),(b)に示す構成は、一部を除いて図４(a),(b)に示す構成と同一であるので、説明に必要な部分にのみ図４(a),(b)と同一の番号、又は新たな番号を付与して示している。
【００８７】
図５(a),(b)において、シャッタ部材７３は、内部隔壁５６の内部を第２の循環口７９まで付き抜いて設けられている。第２の循環口７９まで付き抜いたシャッタ部材７３の端部は、通常印字モードでは図５(a)に示すように、第２の循環口７９の約１／２を閉じるシャッタ７４ａを形成する。つまり、第２の循環口７９は通常印字モードでは半開している。
【００８８】
そして、図５(b)に示す高速印字モードでは、シャッタ部材７３が可動内壁７２と共に延出外壁フレーム５５ｃの端面まで、つまり第２の循環口７９から最も遠退く位置まで移動するので、その移動に伴われてシャッタ部材７３のシャッタ７４ａは内部隔壁５６の内部に引き込まれる。これにより、第２の循環口７９は高速印字モードでは全開する。
【００８９】
このように構成しても、現像剤が高速循環するときの現像剤の循環量を増やすことができるので、上述したと同一の原理で、高速印字モードにおいて、トナー濃度センサがトナー濃度を低く測定してしまう誤検知を回避することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、二成分現像剤を使用する電子写真方式の複写機、ワードプロセッサ、ファクシミリ、レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等に利用することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１ フルカラー画像形成装置（プリンタ）
２ 画像形成部
３ 転写ベルトユニット
４ トナー供給部
５ 給紙部
６ ベルト式定着ユニット
８ 転写ベルト
８ａ 下部走行部表面
９（９ｍ、９ｃ、９ｙ、９ｋ） 現像装置
１０ 感光体ドラム
１１ クリーナ
１２ 帯電ローラ
１３ 光書込ヘッド
１４ 現像器
１５ 現像ローラ
１６ 第１の攪拌搬送部材
１７ 第２の攪拌搬送部材
１８ 駆動ローラ
１９ 従動ローラ
２１ 一次転写ローラ
２３ 二次転写部
２４ ベルトクリーナ
２５ クリーニングブレード
２６ 廃トナー回収容器
２７（２７ｍ、２７ｃ、２７ｙ、２７ｋ） トナーホッパー
２９ 給紙カセット
３１ 用紙取出ローラ
３２ 給送ローラ
３３ 捌きローラ
３４ 待機搬送ローラ対
３５ 二次転写ローラ
３６ 拡散反射型濃度センサ
３７ 排紙トレー
３８ 操作パネル部
４２ ＣＰＵ（central processing unit)
４３ インターフェイスコントローラ（Ｉ／Ｆ＿ＣＯＮＴ）
４４ プリンタコントローラ（ＰＲ＿ＣＯＮＴ）
４５ プリンタ印字部
４６ ＲＯＭ（read only memory）
４７ ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable ROM）
４８ センサ部
４９ フレームメモリ
５１ 可動内壁駆動部
５２ ベルト駆動部
５３ トナー供給部モータ駆動部
５４ シャッタ開閉駆動部
５５ 外壁フレーム
５５ａ、５５ｂ 現像ローラ支持部
５５ｃ 延出外壁フレーム
５６ 内部隔壁
５７ 現像槽
５７ａ 第１の現像槽
５７ｂ 第２の現像槽
５８ ドクターブレード
５９ トナー濃度センサ
６１ 検知面
６２ 回転軸
６２ａ 外端部
６３ 螺旋状フィン
６４ 回転軸
６５ 螺旋状フィン
６６ ブレード保持部
６７ 弾性体シート（ブレード）
６８ クリーニングブレード
６９ 回転軸
７１ ギア
７２ 可動内壁
７３ シャッタ部材
７３ａ シャッタ
７４ 第１の循環口
７５ 補給口
７６ 駆動中継ギア
７７ 外部係合ギア
７８ 駆動伝達ギア
７９ 第２の循環口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二成分から成る現像剤を用い、基準処理速度で印字する通常印字モードと該通常印字モードよりも高速な処理速度で印字する高速印字モードとを備えた画像形成装置に配設され前記現像剤を攪拌搬送する第１及び第２の現像槽を備える現像器であり、
前記第１の現像槽に配置され、感光体ドラムに前記現像剤のトナーを供給する現像ローラと、
該現像ローラと共に前記第１の現像槽に配置され、前記現像剤を攪拌搬送しながら該現像剤を前記現像ローラに供給する第１の攪拌搬送部材と、
前記第２の現像槽に配置され、前記第１の攪拌搬送部材から前記現像ローラに供給した残余の前記現像剤を第１の循環口から送り戻され、この送り戻された前記現像剤を、トナー濃度が正常なときはそのまま、トナー濃度が低いときはトナー補給口から補給されたトナーと混合撹拌しながら搬送して第２の循環口から前記第１の攪拌搬送部材に向けて送り出す第２の攪拌搬送部材と、
を備え、
前記第１の循環口は、前記通常印字モードのときは可動内壁と共に前記第１及び第２の現像槽を狭める方向に移動し、前記高速印字モードのときには可動内壁と共に前記第１及び第２の現像槽を広める方向に移動する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２の循環口は、前記第１の循環口に連動して前記通常印字モードのときは半開し前記高速印字モードのときには全開するシャッタを備える、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項１】
二成分から成る現像剤を用い、基準処理速度で印字する通常印字モードと該通常印字モードよりも高速な処理速度で印字する高速印字モードとを備えた画像形成装置に配設され前記現像剤を攪拌搬送する第１及び第２の現像槽を備える現像器であり、
前記第１の現像槽に配置され、感光体ドラムに前記現像剤のトナーを供給する現像ローラと、
該現像ローラと共に前記第１の現像槽に配置され、前記現像剤を攪拌搬送しながら該現像剤を前記現像ローラに供給する第１の攪拌搬送部材と、
前記第２の現像槽に配置され、前記第１の攪拌搬送部材から前記現像ローラに供給した残余の前記現像剤を第１の循環口から送り戻され、この送り戻された前記現像剤を、トナー濃度が正常なときはそのまま、トナー濃度が低いときはトナー補給口から補給されたトナーと混合撹拌しながら搬送して第２の循環口から前記第１の攪拌搬送部材に向けて送り出す第２の攪拌搬送部材と、
を備え、
前記第１の循環口は、前記通常印字モードのときは可動内壁と共に前記第１及び第２の現像槽を狭める方向に移動し、前記高速印字モードのときには可動内壁と共に前記第１及び第２の現像槽を広める方向に移動する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２の循環口は、前記第１の循環口に連動して前記通常印字モードのときは半開し前記高速印字モードのときには全開するシャッタを備える、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１０３５５９（Ｐ２０１２−１０３５５９Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５３０４８（Ｐ２０１０−２５３０４８）
【出願日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【出願人】（０００１０４１２４）カシオ電子工業株式会社 (601)
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【出願人】（０００１０４１２４）カシオ電子工業株式会社 (601)
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
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