JP2000267441A

JP2000267441A - 現像装置およびこれを用いた画像形成装置

Info

Publication number: JP2000267441A
Application number: JP11067474A
Authority: JP
Inventors: Shigetaka Yoshida; 成隆吉田; Shinichi Yoshimoto; 真一吉本
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1999-03-12
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 2000-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】セットアップの場合や、単位時間内に基準量
を超える現像剤が消費された場合に、補給された現像剤
の偏りを解消する時間を短縮し、ユーザに与えるストレ
スを軽減することができる現像装置を提供する。【解決手段】現像ユニット１２０の貯留室１２２が空
状態でトナーが補給された場合、５分間、スクリュー駆
動モータＭ１，Ｍ２の回転速度が２倍速に設定される。
これによりスクリュー１２３，１２４の回転速度が２倍
に増速される。この結果、スクリュー１２３，１２４に
よる補給されたトナーＴの補給位置から回転軸方向一方
側の搬送能力が増加される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、現像剤補給機能を
有する現像装置およびこれを用いた画像形成装置に関
し、特に、補給された現像剤を、その補給位置から、現
像ローラの回転軸に平行な方向に沿って搬送する技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真式の画像形成装置においては、
例えば、回転駆動される感光体ドラム周面を露光走査し
て得られた静電潜像を、現像装置から現像剤（トナー）
を供給して顕像化し、そのトナー像を記録シートに転写
して画像を形成するようになっている。この現像装置
は、トナーの貯留室内に配設されるスクリューや、感光
体ドラムと対向配置される現像ローラなどからなり、ス
クリューを回転させて貯留室内のトナーを攪拌させなが
ら現像ローラと平行な方向に搬送し、トナーを感光体ド
ラムの画像形成幅に対応する現像ローラ表面の軸方向全
域に行き渡らせ、現像ローラを回転させて感光体ドラム
と現像ローラとの間の現像領域にトナーを搬送する（上
記感光体ドラムの画像形成幅に対応する現像ローラ表面
の軸方向の幅を以下、「現像幅」という。）。

【０００３】特に、業務用の画像形成装置においては、
大量の画像形成が高速に行なわれるので、トナー切れが
頻繁に発生する。このため、大量（例えば、１ｋｇ）の
トナーを貯留できるように貯留室の容積が大きく形成さ
れている。また、近年、現像装置は、ユーザでもメンテ
ナンスが容易なように画像形成装置に対して着脱可能に
ユニット化され（このユニット化された現像装置を以
下、「現像ユニット」という）、トナー補給ボトルから
補給口を介して現像ユニットの貯留室にトナーを補給す
ることができるようになっている。

【０００４】ところで、従来、現像ユニットは、貯留室
にトナーが貯留された状態で工場から出荷されており、
現像ユニット自体の重量に加えてトナーの重量（例え
ば、１ｋｇ）も加重されるため、重くなる。この結果、
現像ユニットの本体への装着が困難であった。また、輸
送途中に現像ユニットからトナーがこぼれるおそれもあ
った。

【０００５】そこで、近年では、現像ユニットは、貯留
室が空の状態で出荷されており、ユーザが画像形成装置
本体に現像ユニットとトナー補給ボトルとを装着するよ
うになっている。現像ユニットとトナー補給ボトルとを
装着すると、トナー補給ボトルから現像ユニットに設け
られた補給口を介して所定量（例えば、当該ボトル１本
分）のトナーが貯留室に補給される。補給されたトナー
は、補給口付近に堆積して偏在しているので、スクリュ
ーの回転により攪拌されながら現像ローラの回転軸と平
行な方向に沿って搬送されることによりトナーの偏りを
是正し、補給口付近の現像ローラ表面から現像幅両端ま
での全域に行き渡るようにしている。

【０００６】なお、画像形成装置本体に現像ユニットを
装着し、トナー補給ボトルから補給口を介して所定量の
トナーを現像ユニットの空の貯留室に補給することを以
下、「セットアップ」といい、当該セットアップの開始
からトナーが現像ローラ表面の現像幅両端間の全域に行
き渡るまで、すなわちセットアップの完了までの時間を
以下、「セットアップ時間」という。このセットアップ
時間が経過すると、画像形成装置において、画像形成が
可能になる。また、セットアップが完了すると、セット
アップの際に用いたトナー補給ボトルが空になっている
ので、ユーザは、空のトナー補給ボトルと新しいトナー
補給ボトルとを交換するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
現像装置では、トナーを補給する場合、スクリューの回
転速度を、トナー補給状態を全く考慮せずに常に一定と
していた。この結果、例えば上記したようにセットアッ
プ時に１ｋｇのトナーを補給した場合、セットアップ時
間が１０分も必要で、セットアップの完了を待っている
ユーザにストレスを与えるという問題点があった。ま
た、単位時間内に基準量を超える現像剤が消費された場
合、貯留室のトナー量が少なくなり現像ローラの軸方向
の領域によって現像ムラが生じるので、消費分のトナー
が補給され、補給されたトナーが現像ローラ表面の現像
幅両端間の全域に行き渡るまで、現像が中止される。こ
の結果、単位時間内に基準量を超える現像剤が消費され
た場合にも、セットアップ時と同様の問題を生じた。

【０００８】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
ものであり、セットアップの場合や、単位時間内に基準
量を超える現像剤が消費された場合に、補給された現像
剤の偏りを解消する時間を短縮し、ユーザに与えるスト
レスを軽減することができる現像装置を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る現像装置は、補給口を介して現像剤貯
留室に補給された現像剤を、その補給位置から、現像ロ
ーラの回転軸に平行な方向に沿って搬送する搬送手段を
有する現像装置であって、前記現像剤貯留室が空状態で
ある場合、または単位時間内に基準量を超える現像剤が
消費された場合に、所定時間だけ前記方向への現像剤の
搬送能力を増加させるように前記搬送手段を制御する制
御手段を備えることを特徴とする。

【００１０】また、本発明に係る現像装置においては、
前記搬送手段は、所定方向に軸回転されることにより現
像剤を前記回転軸と平行な方向に沿って搬送する回転搬
送手段を有し、前記制御手段は、前記回転搬送手段の回
転速度を増加させるように制御することにより前記現像
剤の搬送能力を増加させることを特徴とする。

【００１１】また、本発明に係る現像装置においては、
前記搬送手段は、補給された現像剤をその補給位置から
前記回転軸と平行な方向に沿って現像剤を搬送する第１
の搬送手段と、前記第１の搬送手段による搬送方向と逆
行する方向に現像剤を搬送する第２の搬送手段とを備
え、前記制御手段は、前記第２の搬送手段による現像剤
の搬送方向を逆転させて前記第１の搬送手段による搬送
方向と同じになるように制御することにより前記現像剤
の搬送能力を増加させることを特徴とする。

【００１２】さらに、本発明に係る現像装置は、搬送さ
れるシート上に像担持体を介してまたは直接に現像剤を
供給して画像を形成する画像形成装置であって、前記現
像剤を供給する現像手段として、上記の現像装置を使用
したことを特徴とする。なお、本願明細書中、「搬送能
力を増加させる」とは、所定の単位時間中に所定の単位
面積内を回転軸方向に通過する現像剤の量を増加させる
ことを意味するものとして使用する。

【００１３】また、「補給位置から前記回転軸と平行な
方向に沿って現像剤を搬送する」とは、現像剤の補給口
が、現像ローラの軸方向の中央付近に位置する場合に
は、当該補給位置から現像ローラの回転軸の両端部方向
に分かれて搬送する場合も含む趣旨である。

【００１４】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下、本発明に
係る現像装置の実施の形態１を、単色のデジタル複写機
（以下、単に「複写機」という。）に適用した例につい
て説明する。

【００１５】（複写機の全体構成）図１は、複写機１の
全体の構成を示す図である。同図に示すように複写機１
は、原稿画像を読み取るイメージリーダ部１０と、読み
取った画像をシートＰ上にプリントして再現するプリン
タ部２０と、これらを制御する制御部３００などから構
成されている。

【００１６】イメージリーダ部１０は、プラテンガラス
上に載置された原稿の画像をスキャナを移動させて読み
取り、読み取った原稿画像を読取レンズを介してＣＣＤ
イメージラインセンサにより電気信号に変換する公知の
ものである。

【００１７】この電気信号は、制御部３００においてＡ
／Ｄ変換された後、例えば８ビットで２５６階調の画像
濃度を表す画像データに変換される。得られた画像デー
タは、レーザダイオードの駆動信号として用いられる。

【００１８】プリンタ部２０は、電子写真方式により画
像を形成するものであって、露光走査ユニット３０と、
作像部４０と、給紙部６０と、定着ユニット７０などか
らなる。

【００１９】露光走査ユニット３０は、その内部に不図
示のレーザダイオードや、ポリゴンミラー、走査レンズ
などを備えている。レーザダイオードは、上記制御部３
００から出力された駆動信号を受けてレーザビームＬＢ
を出射する。このレザビームＬＢは、ポリゴンミラーに
よって偏向され、走査レンズによって主走査速度が一定
にされて作像部４０の感光体ドラム４１の表面を主走査
方向に露光走査する。

【００２０】作像部４０は、感光体ドラム４１と、この
周囲に配設されるクリーナ４２や、除電ランプ（不図
示）、帯電ブラシ４４、非磁性一成分現像剤方式の現像
装置１００、転写ローラ４６などで構成される。感光体
ドラム４１や、帯電ブラシ４４、転写ローラ４６は、そ
の周速が所定のシステムスピードとなるように矢印ａ，
ｂ，ｃ方向にそれぞれ回転駆動される。

【００２１】給紙部６０は、所定サイズの記録シートＰ
を積層収容する給紙カセット６１と、給紙カセット６１
上の記録シートＰを１枚ずつ繰り出すための半月状の給
紙ローラ６２と、記録シートＰを感光体ドラム４１と転
写チャージャ４６との間の転写位置に繰り出すタイミン
グをとるためのタイミングローラ６３と、給紙ローラ６
２により繰り出されたシートＰをタイミングローラ６３
まで搬送するための一対のガイド部材６４と、タイミン
グローラ６３から繰り出された記録シートＰを転写位置
まで搬送する一対のガイド部材６５などからなる。

【００２２】定着ユニット７０は、一対の定着ローラ７
１と、排紙ローラ７２などからなり、各定着ローラ７１
と、排紙ローラ７２は、その周速が所定のシステムスピ
ードとなるように矢印ｄ，ｅ方向にそれぞれ回転駆動さ
れる。

【００２３】感光体ドラム４１は、レーザビームＬＢに
よる露光を受ける前にクリーナ４２で感光体表面の残留
トナーを除去され、さらに不図示のイレーサランプに照
射されて除電された後、帯電チャージャ４４により一様
に帯電されており、このように一様に帯電した状態で露
光を受けると、感光体ドラム４１の表面の感光体に静電
潜像が形成される。この静電潜像は、感光体ドラム４１
と現像装置１００の現像ローラ１２５との間の現像領域
において現像装置１００から現像剤（トナー）の供給を
受けてトナー像に顕像化される。このトナー像は、当該
作像動作と同期して給紙部６０から給紙されてきた記録
シートＰ上に転写位置においてドラム・転写ローラ間の
静電力付与で転写される。トナー像が転写された記録シ
ートＰは、ガイド６６を介して定着器７０までシステム
スピードで搬送され、定着ローラ７１においてトナーが
熱定着された後、排紙ローラ７２から排紙トレイ８０上
に排出され、これにより原稿の画像データに基づく画像
形成が終了する。

【００２４】なお、イメージリーダ部１０のハウジング
手前側上部の操作しやすい位置には、操作パネル９０が
設置されており、これによりユーザが、複写枚数、複写
濃度などのコピーモードを設定し、あるいはコピー開始
を指示できるようになっている。

【００２５】（現像器本体１００の構成）図２は図１に
おけるＡ−Ａ線切断図であり、図１および図２を用いて
現像装置１００の構成を説明する。なお、図１ではセッ
トアップ完了後、新しいトナー補給ボトルを装着しこの
ボトルからトナーを補給している状態を、図２ではセッ
トアップの際におけるトナー補給時の状態をそれぞれ示
しており、特に図２中のα，β，γは、セットアップ開
始からセットアップ完了までにおけるトナーＴの自由表
面の変化の様子をそれぞれ示している。

【００２６】両図に示すように現像装置１００は、トナ
ーＴを収容するトナー補給ボトル１１０と、トナー補給
ボトル１１０の下部に配設されトナー補給ボトル１１０
から適宜トナーＴの補給を受ける現像ユニット１２０な
どからなり、トナー補給ボトル１１０および現像ユニッ
ト１２０は、ユーザでも容易に交換できるように、着脱
可能に構成されている。

【００２７】トナー補給ボトル１１０の一端部付近側部
には、トナー供給口１１１が設けられており、トナー補
給ボトル１１０は、トナー供給口１１１を上方に向けて
トナー補給モータＭ３の駆動軸に設けられたカプラ１６
３に嵌合されて複写機１に装着される。

【００２８】現像ユニット１２０は、ハウジング１２１
と、ハウジング１２１内に形成された貯留室１２２のト
ナーＴを攪拌しつつ軸方向に搬送させる２つのスクリュ
ー１２３，１２４と、ハウジング１２１から外周面の一
部分が露出するように配設された現像ローラ１２５と、
現像ローラ１２５周面と接触するように、あるいは僅か
に間隔を開けて、対向配置され、現像ローラ１２５表面
にトナーを供給する供給ローラ１２６と、現像ローラ１
２５軸心に向かう方向に弾性力を有するトナー薄層化ブ
レード１２７と、現像ローラ１２５直下に配設される除
電シート１２８と、貯留室１２２における図１の手前側
端部（図２では右側端部）ハウジング１２１上部の位置
に形成されるトナー補給口１２９、温度ヒューズ１４０
などからなり、スクリュー１２３，１２４、現像ローラ
１２５および供給ローラ１２６は、互いに平行な状態
で、ハウジング１２１に回転可能に軸止されている。

【００２９】スクリュー１２３，１２４の回転軸奥側端
部（図２の左方）にはカップリング１２３ａ，１２４ａ
がそれぞれ設けられており、複写機１の本体フレームに
取着されたスクリュー駆動用モータＭ１，Ｍ２のの駆動
軸にはカップリング１６１，１６２がそれぞれ設けられ
ている。これらのカップリング１２３ａ，１２４ａとカ
ップリング１６１，１６２とは、現像ユニット１２０の
装着時にそれぞれ噛み合わされ、スクリュー駆動用モー
タＭ１，Ｍ２の駆動力がスクリュー１２３，１２４に伝
達され、スクリュー１２３は、矢印ｆ方向に、スクリュ
ー１２４は、スクリュー１２３と逆の矢印ｇ方向に、そ
れぞれ回転駆動される。また、スクリュー駆動用モータ
Ｍ２の駆動力は、不図示の駆動力伝達機構を介して供給
ローラ１２６および現像ローラ１２５にも伝達されてお
り、供給ローラ１２６および現像ローラ１２５は、矢印
ｈ，ｉ方向にそれぞれ回転駆動される。

【００３０】トナー補給ボトル１１０のトナー供給口１
１１は、上記したように上方に向けてセットされている
が、トナーの補給の際にトナー補給モータＭ３によって
下方へと回転され、トナー供給口１１１とトナー補給口
１２９とが連通したとき、トナー補給モータＭ３の回転
が所定時間の間一旦停止される。この停止時にトナー補
給ボトル１１０に収容されたトナーＴは、現像ユニット
１２０の貯留室１２２に補給される。所定時間経過する
と、トナー供給口１１１は、トナー補給モータＭ３の回
転によって上方に向けられる。

【００３１】なお、トナー補給モータＭ３の１回転中に
おいて停止される所定時間（この所定時間を以下、「補
給時間」という）は、トナーＴがトナー供給口１１１に
詰まるのを避けるため、最大でも例えば１秒以内に定め
られており、この最大の補給時間中に５０ｇのトナーが
補給されるようになっている。５０ｇを超えるトナー補
給が必要な場合には、トナー補給モータＭ３が数回転さ
れ、この回転中におけるトータルの補給時間でトナー補
給量が調整される。また、５０ｇ未満のトナー補給が必
要な場合には補給時間を１秒未満とすることによってト
ナー補給量が調整される。また、トナー補給ボトル１１
０の内周面には、図１中の点線で示す螺旋凸部が形成さ
れており、トナー補給ボトル１１０の回転時に螺旋凸部
が内部のトナーＴをトナー供給口１１１方向に移動さ
せ、ボトル内にトナーが残らないようになっている。

【００３２】貯留室１２２に補給されたトナーＴは、ス
クリュー駆動モータＭ２によって回転されるスクリュー
１２４の羽根に接触し、攪拌されながら貯留室１２２の
図１の手前側（図２の右側）から奥側（図２の左側）へ
矢印ｏ方向に搬送され、スクリュー駆動モータＭ１によ
って回転されるスクリュー１２３の羽根に接触し、攪拌
されながら奥側（図２の左側）から手前（図２の右側）
へ矢印ｐ１方向に搬送される。また、貯留室１２２の手
前側においてはトナーＴの粉体圧がスクリュー１２３よ
りもスクリュー１２４側の方が低くなるため上から下へ
矢印ｑ方向に搬送され、奥側においてはトナーＴの粉体
圧がスクリュー１２４よりもスクリュー１２３側の方が
低くなるため下から上へ矢印ｒ方向に搬送される。この
結果、貯留室１２２に補給されたトナーＴは、貯留室１
２２内を循環される。

【００３３】スクリュー１２３，１２４により攪拌搬送
されたトナーＴは、スクリュー１２４、供給ローラ１２
６間に配設された隔壁１３０を超え、供給ローラ１２６
および現像ローラ１２５の回転により、供給ローラ１２
６から現像ローラ１２５に供給される。この供給の際、
トナーＴは現像ローラ１２５との摩擦により負帯電され
る。負帯電されたトナーＴは、トナー薄層化ブレード１
２７の現像ローラ１２５に対する弾性力と、現像ローラ
１２５とトナー薄層化ブレード１２７との間に押し込ま
れたトナーＴがトナー薄層化ブレード１２７を押し上げ
る力とがバランスする厚みとなるように薄層化され、こ
のトナー層のうちの一定量が現像ローラ１２５表面に塗
布される。現像ローラ１２５上に塗布されたトナーＴ
は、現像ローラ１２５の回転により感光体ドラム４１と
の間の現像領域に搬送される。

【００３４】感光体ドラム４１表面は帯電ブラシ４４に
より均一に負に帯電されており、レーザビームＬＢで露
光された部分（画像域）は帯電電荷が「０」とされ、画
像域に負帯電したトナーＴを付着させるいわゆる反転現
像が行われる。また、トナーＴを付着させる際に、制御
部３００によって現像ローラ１２５から感光体４１に向
かう電界が生じるようにバイアス電圧が印加されてお
り、いわゆるジャンピング現像が行われるようになって
いる。なお、上記バイアス電圧は、周波数１〜１０ｋＨ
ｚ、電圧差１〜３ｋｖ、Ｄｕｔｙ１０〜９０％の交流電
圧に−１００〜−８００ｖの直流オフセット電圧を重畳
したものである。

【００３５】現像ローラ１２５表面の残留トナーＴは、
現像ローラ１２５の回転により現像ユニット１２０内に
戻り、除電シート１２８により電荷が除電され、現像ロ
ーラ１２５上から一旦離脱される。そして、供給ローラ
１２６の回転によって回収されたトナーＴと、スクリュ
ー１２４，１２５側から補給されたトナーＴとを混合さ
せた上で、再度現像に供される。

【００３６】スクリュー駆動モータＭ１，Ｍ２およびト
ナー補給モータＭ３は、制御部３００により適宜回転制
御され、これによりトナー補給ボトル１１０から現像ユ
ニット１２０へのトナー補給や、補給されたトナーの攪
拌、搬送などが行われる。

【００３７】（制御部３００の構成）図３は、制御部３
００の構成を示すブロック図である。同図に示すよう
に、制御部３００は、主にＣＰＵ３１０と、画像処理部
３２０と、画像メモリ３３０と、レーザダイオード駆動
部３４０と、モータ駆動部３５０と、バイアス電圧供給
部３６０と、温度ヒューズ駆動部３７０と、ＲＯＭ３８
０と、ＲＡＭ３９０などから構成される。

【００３８】画像処理部３２０は、原稿をスキャンして
得られた電気信号をＡ／Ｄ変換して多値デジタル信号か
らなる画像データを生成し、さらにシェーディング補正
やエッジ強調処理などの補正処理や、コピーモード等に
応じた変倍処理、画像シフト処理、イレース処理、画像
の回転・圧縮・伸長処理、階調変換処理などを施した
後、再現色の画像データを生成して画像メモリ３３０に
出力する。

【００３９】画像メモリ３３０は、上記画像データを複
数ページ分、一時的に記憶する記憶領域を有し、必要な
ページの画像データをレーザダイオード駆動部３４０に
出力する。

【００４０】レーザダイオード駆動部３４０は、画像メ
モリ３３０から送られてきた画像データに基づきレーザ
ダイオードに駆動信号を送ってこれを駆動してレーザビ
ームＬＢを出射させる。

【００４１】モータ駆動部３５０は、ＣＰＵ３１０の指
示に基づきスクリュー駆動モータＭ１，Ｍ２や、トナー
補給モータＭ３などをそれぞれ駆動する。

【００４２】バイアス電圧供給部３６０は、ＣＰＵ３１
０の指示に基づき、現像ローラ１２５などに必要なバイ
アス電圧を供給する。

【００４３】温度ヒューズ駆動部３７０は、ＣＰＵ３１
０の指示に基づき、温度ヒューズ１４０の両端間に所定
の電圧（例えば、直流１２Ｖ）を印加し、温度ヒューズ
１４０に電流が流れるか否かで温度ヒューズ１４０が導
通しているか否かを検出する。また、温度ヒューズ駆動
部３７０は、印加電圧を上げ、温度ヒューズ１４０に過
電流を流して温度ヒューズ１４０を溶断させる。

【００４４】ＲＯＭ３８０は、複写機各部を制御するプ
ログラムや制御変数の初期値などを予め記憶する。

【００４５】また、ＲＡＭ３９０は、操作パネル９０か
ら設定されたコピーモードや現在の制御変数の値を一時
記憶するとともに、上記プログラム実行時にワークエリ
アを提供する。

【００４６】ＣＰＵ３１０は、ＲＯＭ３８０から必要な
プログラムを読み出して、イメージリーダ部１０や、プ
リンタ部２０各動作をタイミングを取りながら統一的に
制御して円滑な複写動作を実行させる。特に、現像装置
１００のトナー補給時にスクリュー駆動モータＭ１，Ｍ
２の回転速度を制御し、セットアップ時間を短縮させ
る。

【００４７】（制御部３００おける制御動作）図４は、
制御部３００のＣＰＵ３１０による制御動作のメインル
ーチンを示すフローチャートである。電源が投入される
と、制御部３００のＣＰＵ３１０は、初期処理（ステッ
プＳ１）の実行後、ルーチンタイマをスタートさせて当
該メインルーチンの時間管理を行う（ステップＳ２およ
びＳ８）。そして、キー入力受付処理（ステップＳ
３）、原稿画像読取処理（ステップＳ４）、給紙・作像
処理（ステップＳ５）、現像剤補給処理（ステップＳ
６）、上記以外のその他の処理（ステップＳ７）を所定
の時間ごとに順次繰り返し実行する。

【００４８】ステップＳ１の初期処理においては、ＣＰ
Ｕ３１０は、ＣＰＵ３１０の内部レジスタの初期化、Ｒ
ＡＭ３９０のワークエリアの初期化、画像メモリ３３０
の初期化などを実行した後、ＲＡＭ３９０にコピー可能
か否かを表すコピー可能フラグ３９１や、トナー補給ボ
トル１１０から現像ユニット１２０へのトナー補給の有
無を表すトナー補給フラグ３９２などのワークエリアの
確保する。なお、このコピー可能フラグ３９１には初期
値としてコピー可能を表す「１」がセットされ、トナー
補給フラグ３９２には初期値としてトナー補給ナシを表
す「０」がセットされるようになっている。

【００４９】ステップＳ３のキー入力受付処理において
は、ＣＰＵ３１０は、操作パネル９０から入力された各
種キーのキー入力を受け付けて、設定されたコピーモー
ドをＲＡＭ３９０に格納する。

【００５０】ステップＳ４の原稿画像読取処理において
は、ＣＰＵ３１０は、ステップＳ３においてコピースタ
ートキーが操作されたのを検知すると、ＲＡＭ３９０に
格納したコピーモードにしたがって原稿画像を読み取
り、画像データを画像メモリ３３０に格納する。

【００５１】ステップＳ５の給紙・作像処理において
は、ＣＰＵ３１０は、ステップＳ３においてコピースタ
ートキーが操作されたのを検知すると、ＲＡＭ３９０の
コピー可能フラグを参照し、このフラグが「１」である
と、記録シートＰを転写位置に搬送し、画像メモリ３３
０から所定の画像を読み出してレーザダイオード駆動部
３４０に転送し、上記した作像動作を実行して、トナー
像を記録シートＰに転写させる。なお、このステップＳ
５では、ＣＰＵ３１０は、潜像の形成に同期して、モー
タ駆動部３５０に指示し、スクリュー駆動モータＭ１，
Ｍ２を定常速度で駆動させ、潜像を現像させる。

【００５２】ステップＳ６の現像剤補給処理において
は、ＣＰＵ３１０は、トナー補給量に応じてモータ駆動
部３５０に指示することにより、トナー補給モータＭ３
や、スクリュー駆動モータＭ１，Ｍ２を駆動させる。こ
れにより、トナーＴがトナー補給ボトル１１０から現像
ユニット１２０に補給され、補給されたトナーＴが攪拌
搬送される。この処理の詳細は、後述する。

【００５３】ステップＳ７のその他の処理においては、
ＣＰＵ３１０は、定着部７０における温度制御などを行
う。

【００５４】次いで、上記トナー補給処理の詳細につい
て説明する。図５は、図４に示すトナー補給処理（ステ
ップＳ６）のサブルーチンを示すフローチャートであ
る。ＣＰＵ３１０は、まず現像ユニットセットアップか
否か判断する（ステップＳ１０１）。この判断は、温度
ヒューズ１４０が導通しているか否かの検出結果を温度
ヒューズ駆動部３７０から得ることにより行われる。温
度ヒューズ１４０が導通している場合には、現像ユニッ
トセットアップ、すなわち貯留室１２２が空状態である
と判断し（ステップＳ１０１でＹ）、ＣＰＵ３１０は、
温度ヒューズ駆動部３７０に指示し、温度ヒューズ１４
０に過電流を流して温度ヒューズ１４０を溶断させる
（ステップＳ１０２）。

【００５５】温度ヒューズ１４０が溶断されると、ＣＰ
Ｕ３１０は、現像ローラ１２５からトナーを供給できな
い状態であるため、コピー可能フラグ３９１を「０」に
リセットするとともに（ステップＳ１０３）、トナー補
給ボトル１１０からトナーを補給するためトナー補給フ
ラグ３９２に「１」をセットし（ステップＳ１０４）、
トナー補給時間をセットする（ステップＳ１０５）。こ
のトナー補給時間は、現像ユニットセットアップ時にお
けるトナー補給ボトル１１０に収容された１本分のトナ
ーＴ（例えば、１ｋｇ）の補給に要する時間であり、具
体的には、上記したように１秒で５０ｇのトナーが補給
されるので、１ｋｇ補給に要する時間２０秒が設定され
る。

【００５６】そして、ＣＰＵ３１０は、モータ駆動部３
５０にトナー補給モータＭ３の駆動を指示し（ステップ
Ｓ１０６）、時間経過にしたがってトナー補給時間をデ
クリメントし（ステップＳ１０７）、トナー補給時間が
「０」になったか否か判断し（ステップＳ１０８）、ト
ナー補給時間が「０」になるまでトナー補給モータＭ３
の駆動を継続し（ステップＳ１０８でＮ）、トナー補給
時間が「０」になると（ステップＳ１０８でＹ）、トナ
ー補給モータＭ３の駆動を停止する（ステップＳ１０
９）。これにより、トナー補給ボトル１１０に収容され
た１本分のトナーＴが現像ユニット１２０の貯留室１２
２に補給される。

【００５７】次いで、ＣＰＵ３１０は、トナー補給フラ
グ３９２が「１」か否か判断し（ステップＳ１１０）、
「１」であれば（ステップＳ１１０でＹ）、スクリュー
駆動モータＭ１，Ｍ２の駆動時間をセットする（ステッ
プＳ１１１）。このスクリュー駆動モータＭ１，Ｍ２の
駆動時間は、現像ユニットセット時におけるトナー補給
ボトル１１０に収容された１本分のトナーＴ１ｋｇを攪
拌搬送して現像ローラ１２５の印字幅全域にトナーを行
き渡らせるのに要する時間であり、具体的には、実機に
よる測定結果５分に設定されている。

【００５８】そして、ＣＰＵ３１０は、コピー可能フラ
グ３９２が「０」か否か判断し（ステップＳ１１２）、
「０」であれば（ステップＳ１１２でＹ）、モータ駆動
部３５０にスクリュー駆動モータＭ１，Ｍ２の２倍速駆
動を指示する（ステップＳ１１３）。これにより、スク
リュー１２３，１２４が２倍速で回転駆動される。モー
タ駆動部３５０への指示後、ＣＰＵ３１０は、スクリュ
ー駆動モータＭ１，Ｍ２の駆動時間をデクリメントし
（ステップＳ１１４）駆動時間が「０」になったか否か
判断し（ステップＳ１１５）、駆動時間が「０」になる
までスクリュー駆動モータＭ１，Ｍ２の２倍速駆動を継
続し（ステップＳ１１５でＮ）、駆動時間が「０」にな
ると（ステップＳ１１５でＹ）、モータ駆動部３５０に
スクリュー駆動モータＭ１，Ｍ２の駆動の停止を指示す
る（ステップＳ１１６）。

【００５９】この指示後、ＣＰＵ３１０は、コピー可能
フラグ３９１が「０」か否か判断し（ステップＳ１１
７）、「０」であれば（ステップＳ１１７でＹ）、貯留
室１２２に補給されたトナーＴが現像ローラ１２５の現
像幅全域に行き渡っているので、コピー可能フラグ３９
１に「１」をセットし（ステップＳ１１８）、図４のメ
インルーチンにリターンする。

【００６０】なお、コピー可能フラグ３９１に「１」が
セットされるので、ユーザは、コピーを開始することが
できる。また、セットアップが完了すると、セットアッ
プの際に用いたトナー補給ボトルが空になっているの
で、ユーザは、空のトナー補給ボトル１１０と新しいト
ナー補給ボトル１１０とを交換する。これにより、この
新しいトナー補給ボトル１１０からトナーを補給するこ
とができる。

【００６１】次いで、上記のステップＳ１０１〜Ｓ１１
８の処理により貯留室１２２に補給されたトナーＴの挙
動を図２を用いて説明する。なお、従来との効果の相違
を明瞭にするため、スクリュー１２３，１２４の定速回
転時における単位時間当たりの搬送量を従来と同じＶ１
として説明する。

【００６２】セットアップ開始前においては現像ユニッ
ト１２０内の貯留室１２２にはトナーＴが入っておら
ず、ユーザは、複写機１本体に空の状態の現像ユニット
１２０と、トナー補給ボトル１１０とを装着する。これ
により、トナー補給ボトル１１０から現像ユニット１２
０の貯留室１２２にトナーが補給され、スクリュー１２
３，１２４が２倍速回転されてセットアップが開始され
る。この段階では、補給されたトナーＴの大部分は、ト
ナー補給口１２９付近に滞留している（図２のα参
照）。

【００６３】従来の現像装置においては、スクリュー１
２４の羽根に接触したトナーＴは、Ｖ１で矢印ｏ方向に
搬送され、スクリュー１２３の羽根に接触したトナーＴ
は、Ｖ１で矢印ｐ１方向に搬送される。このため、トナ
ー補給口１２９付近に滞留しているトナーＴが、奥側に
搬送され、その自由面がラインβを経て、平滑な自由面
γまで到達し、トナーＴが現像ローラ１２５の現像幅間
の全域に行き渡るまでに１０分かかった。

【００６４】これに対して、本実施の形態１に係る現像
装置１００においては、スクリュー１２４の羽根に接触
したトナーＴは、２Ｖ１で矢印ｏ方向に搬送され、スク
リュー１２３の羽根に接触したトナーＴは、２Ｖ１で矢
印ｐ１方向に搬送される。すなわち、スクリュー１２
３，１２４の搬送能力が２倍に増加されている。この結
果、トナー補給口１２９付近に滞留しているトナーＴ
が、奥側に搬送され、その自由面がラインβを経て、平
滑な自由面γまで到達し、トナーＴが現像ローラ１２５
の現像幅全域に行き渡るまでに従来の半分の５分ですん
だ。したがって、上記したスクリュー１２３，１２４の
搬送能力の増加制御により、セットアップ時間が格段に
短縮され、ユーザがストレスを感じることなく、セット
アップを行うことができた。また、セットアップ時間が
短時間ですむので、画像形成開始の遅れをその分短くす
ることができる。

【００６５】なお、スクリュー１２４の搬送能力の増加
制御の際に、スクリュー１２３の搬送能力も増加させる
ようにしたが、スクリュー１２３の方は、定速に回転さ
せるようにしてもよい。これにより、スクリュー１２４
の搬送能力を相対的にさらに増加させることができ、セ
ットアップ時間をさらに短縮することができる。

【００６６】ステップＳ１０１において現像ユニットセ
ットアップでない場合、ＣＰＵ３１０は、ステップＳ５
において現像処理を実行したか否か判断し（ステップＳ
１２１）、現像処理を実行した場合（ステップＳ１２１
でＹ）、トナーＴが消費されたので、トナー消費量を推
定する（ステップＳ１２２）。このトナー消費量は、１
つの画像を形成するごとに行われ、この画像の１画素ご
との階調データを１画像分積算することにより推定され
る。トナーＴ消費の推定が終わると、ＣＰＵ３１０は、
この推定値に基づいて、所定の単位時間（例えば、２
分）内に基準量（例えば、５０ｇ）を超えるトナーＴが
消費されたか否か判断する（ステップＳ１２３）。な
お、この基準量を超える状態は、黒ベタ部分の多い写真
などの画像を連続してコピーした場合に、発生する。基
準量を超えた場合には（ステップＳ１２３でＹ）、トナ
ー消費量が多く、貯留室１２２のトナーＴの自由面がγ
の位置から急激に低下し、この消費量分トナー補給ボト
ル１１０からトナーＴを補給する必要があるが、補給す
るとこのトナーＴがトナー補給口１２９付近に堆積され
ることになる。このため、ＣＰＵ３１０は、ステップＳ
１０３に進み、上記したステップＳ１０３〜Ｓ１１８を
実行する。なお、この場合にセットされるトナー補給時
間（ステップＳ１０５）や、スクリュー駆動モータＭ
１，Ｍ２の駆動時間（ステップＳ１１１）は、トナー補
給量に応じて設定される。

【００６７】したがって、この基準量を超えた場合に
も、スクリュー駆動モータＭ１，Ｍ２がスクリュー１２
３，１２４を２倍速で駆動するので、補給された現像剤
の偏りを解消する時間を短縮し、ユーザに与えるストレ
スを軽減することができ、画像形成開始の遅れを、その
時間の短縮分、短くすることができる。

【００６８】ステップＳ１２３において基準量を超えて
いない場合（ステップＳ１２３でＮ）、トナーＴ消費量
が少ないため、補給したトナーＴがトナー補給口１２９
付近に堆積されることはない。このため、ＣＰＵ３１０
は、ステップＳ１０３をスキップし、ステップ１０４に
進み、上記したステップＳ１０３〜Ｓ１１８を大略実行
する。この場合にセットされるトナー補給時間（ステッ
プＳ１０５）や、スクリュー駆動モータＭ１，Ｍ２の駆
動時間は、トナー補給量に応じて設定される。この一
方、ステップＳ１０３をスキップしているので、トナー
補給フラグ３９２が「１」のままに維持される。この結
果、ＣＰＵ３１０は、ステップＳ１１２からステップＳ
１３１に進み、モータ駆動部３５０にスクリュー駆動モ
ータＭ１，Ｍ２の定速駆動を指示する。このため、スク
リュー１２３，１２４の搬送能力が増加されることがな
い。このため、従来の現像装置と同じように、スクリュ
ー１２４の羽根に接触したトナーＴは、Ｖ１で矢印ｏ方
向に搬送され、スクリュー１２３の羽根に接触したトナ
ーＴは、Ｖ１で矢印ｐ１方向に搬送され、貯留室１２２
内を循環される。

【００６９】なお、ステップＳ１２１において現像処理
が実行されていない場合には、トナーＴの消費もないの
で、ＣＰＵ３１０は、ステップＳ１１０を介してメイン
ルーチンにリターンする。

【００７０】（実施の形態２）次に本発明に係る実施の
形態２に係る複写機について説明する。実施の形態１で
は、セットアップの場合や、単位時間内に基準量を超え
るトナーＴが消費された場合に、スクリュー駆動モータ
Ｍ１，Ｍ２を２倍速駆動させ、スクリュー１２３，１２
４の回転速度を２倍にしたが、この実施の形態２では、
これらの場合にスクリュー駆動モータＭ１の回転方向を
通常の場合と逆に回転させるようにした点で異なってい
る。複写機１や、現像装置１００の構成などは、実施の
形態１と同じであるので、実施の形態２に特有の制御内
容のみ以下説明する。

【００７１】すなわち、図５に示すステップＳ１１３の
２倍速駆動に代えて、ＣＰＵ３１０は、モータ駆動部３
５０に指示し、スクリュー駆動モータＭ２に対しては通
常と同じ方向に定速回転駆動させるが、スクリュー駆動
モータＭ１に対しては通常と逆の方向に定速回転駆動さ
せる。これにより、スクリュー１２３，１２４が同じ方
向に回転駆動され、スクリュー１２３のトナーＴの搬送
方向が逆転され、スクリュー１２４と同じ方向にトナー
Ｔを搬送する。この結果、トナーＴの搬送能力が増加さ
れる。

【００７２】次いで、本実施の形態における処理により
貯留室１２２に補給されたトナーＴの挙動を図６を用い
て説明する。なお、従来との効果の相違を明瞭にするた
め、スクリュー１２３，１２４の定速回転時における単
位時間当たりの搬送量を従来と同じＶ１として説明す
る。本実施の形態２に係る現像装置１００においては、
スクリュー１２４の羽根に接触したトナーＴは、Ｖ１で
矢印ｏ方向に搬送され、スクリュー１２３の羽根に接触
したトナーＴは、Ｖ１で矢印ｐ２方向に搬送される。す
なわち、スクリュー１２３，１２４の搬送能力が併せて
約１．５倍に増加されている。この結果、トナー補給口
１２９付近に滞留しているトナーＴが、奥側に搬送さ
れ、その自由面がラインβを経て、平滑な自由面γまで
到達し、トナーＴが現像ローラ１２５の現像幅全域に行
き渡るまでに従来の約３分の２の時間、８分ですんだ。
したがって、上記したスクリュー１２３，１２４の搬送
能力の増加制御により、セットアップの場合や、単位時
間内に基準量を超えるトナーＴが消費された場合に、ト
ナーＴの偏りを解消する時間が格段に短縮され、ユーザ
がストレスを感じることなく、セットアップ等を行うこ
とができ、また、画像形成開始の遅れを、その時間の短
縮分、短くすることができる。

【００７３】なお、この場合にセットされるトナー補給
時間（ステップＳ１０５）や、スクリュー駆動モータＭ
１，Ｍ２の駆動時間（ステップＳ１１１）は、スクリュ
ー１２３，１２４の搬送能力やトナー補給量に応じて設
定されるが、設定されたこれらの時間を超えてスクリュ
ー駆動モータＭ１，Ｍ２の駆動を継続すると、貯留室１
２２の奥側の粉体圧が高くなり、スクリュー駆動モータ
Ｍ１，Ｍ２のトルクアップが発生したり、スクリュー１
２３，１２４の軸が破砕されたりするおそれがある。こ
のため、設定されたこれらの時間が経過すると、ＣＰＵ
３１０は、直ちにモータ駆動部３５０にスクリュー駆動
モータＭ１，Ｍ２の駆動停止を指示するようになってい
る。

【００７４】（変形例）以上、本発明に係る現像器およ
びこれを用いた画像形成装置を実施の形態に基づいて説
明してきたが、本発明の内容が、上述の実施の形態に限
定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考え
られる。

【００７５】上記実施の形態１，２では、スクリュー１
２３，１２４を用い、このスクリューの回転速度や、回
転方向を変えて搬送能力を増加させたが、これに代えて
回転軸に所定間隔をおいてプロペラを取り付け、セット
アップの場合や、黒ベタコピーの場合に、このプロペラ
を公知技術のプロペラ角度可変機構によってプロペラの
角度を変え、搬送能力増加させるようにしてもよい。

【００７６】また、上記実施の形態１，２では、スクリ
ュー１２３，１２４をスクリュー駆動モータＭ１，Ｍ２
で個別に駆動したが、１モータで駆動するようにしても
よい。この場合に、実施の形態２では、モータの駆動力
を歯車などによる逆転機構を介してスクリュー１２３に
伝達するようにすればよい。

【００７７】また、上記実施の形態１，２では、トナー
の補給量を補給時間で決めるようにしたが、計量ローラ
ーなどで計量して補給するようにしてもよい。

【００７８】また、上記実施の形態１，２では、非磁性
一成分現像剤方式の現像装置で実施したが、磁性一成分
現像剤方式の現像装置や、二成分現像剤方式の現像装置
にも適用できる。

【００７９】また、上記実施の形態１，２では、トナー
補給口１２９を現像ローラ１２５の手前側端部付近に配
設したが、これ以外の場所、例えば現像ローラの軸方向
の中央付近に配設してもよい。この場合には、スクリュ
ウ１２３，１２４の歯の向きを中央付近で変え、当該補
給位置から現像ローラの回転軸の両端部方向に分かれて
搬送すればよい。

【００８０】また、上記実施の形態１，２では、電子写
真式の画像形成装置で実施したが、現像ローラ１２５に
対向して複数の針を列状に配置し、現像ローラ１２５と
針との間に記録シートＰが通過する際に針に画像データ
に対応する電圧を印加することにより記録シートＰ上に
直接トナー像を形成する、いわゆる直接記録式の画像形
成装置にも適用できる。

【００８１】さらに、上記実施の形態１，２では、デジ
タル方式の複写機に適用したが、アナログ方式の複写機
や、プリンタ、ＦＡＸ、マイクロリーダプリントや、こ
れらの複合機などの画像形成装置にも適用できる。

【００８２】

【発明の効果】以上のように本発明に係る現像装置によ
れば、補給口を介して現像剤貯留室に補給された現像剤
を、その補給位置から、現像ローラの回転軸に平行な方
向に沿って搬送する搬送手段を有する現像装置であっ
て、前記現像剤貯留室が空状態である場合、または単位
時間内に基準量を超える現像剤が消費された場合に、所
定時間だけ前記方向への現像剤の搬送能力を増加させる
ように前記搬送手段を制御する制御手段を備えるので、
例えばセットアップ時に１ｋｇのトナーを補給したよう
な場合であっても、従来のようにセットアップ時間が長
くかかるようなことはなく、前記現像剤貯留室が空状態
である場合、または単位時間内に基準量を超える現像剤
が消費された場合に、補給された現像剤の偏りを解消す
る時間を短縮し、ユーザに与えるストレスを軽減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】複写機１の全体の構成を示す図である。

【図２】図１に示す現像装置１００の構成を示す断面図
である。

【図３】図１に示す制御部３００の構成を示すブロック
図である。

【図４】制御部３００のＣＰＵ３１０による制御動作の
メインルーチンを示すフローチャートである。

【図５】図４に示すトナー補給処理（ステップＳ６）の
サブルーチンを示すフローチャートである。

【図６】実施の形態２にに係る現像装置１００におい
て、貯留室１２２に補給されたトナーＴの挙動の様子を
示す断面図である。

【符号の説明】

１複写機１００現像装置１１０トナー補給ボトル１１１トナー供給口１２０現像ユニット１２２貯留室１２３，１２４スクリュー１２５現像ローラ１２９トナー補給口３００制御部３１０ＣＰＵＴトナーＰ記録シート

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】補給口を介して現像剤貯留室に補給され
た現像剤を、その補給位置から、現像ローラの回転軸に
平行な方向に沿って搬送する搬送手段を有する現像装置
であって、前記現像剤貯留室が空状態である場合、または単位時間
内に基準量を超える現像剤が消費された場合に、所定時
間だけ前記方向への現像剤の搬送能力を増加させるよう
に前記搬送手段を制御する制御手段を備えることを特徴
とする現像装置。
【請求項２】前記搬送手段は、所定方向に軸回転され
ることにより現像剤を前記回転軸と平行な方向に沿って
搬送する回転搬送手段を有し、前記制御手段は、前記回転搬送手段の回転速度を増加さ
せるように制御することにより前記現像剤の搬送能力を
増加させることを特徴とする請求項１に記載の現像装
置。
【請求項３】前記搬送手段は、補給された現像剤をそ
の補給位置から前記回転軸と平行な方向に沿って現像剤
を搬送する第１の搬送手段と、前記第１の搬送手段によ
る搬送方向と逆行する方向に現像剤を搬送する第２の搬
送手段とを備え、前記制御手段は、前記第２の搬送手段による現像剤の搬
送方向を逆転させて前記第１の搬送手段による搬送方向
と同じになるように制御することにより前記現像剤の搬
送能力を増加させることを特徴とする請求項１に記載の
現像装置。
【請求項４】搬送されるシート上に像担持体を介して
または直接に現像剤を供給して画像を形成する画像形成
装置であって、前記現像剤を供給する現像手段として、
請求項１〜３記載の現像装置を使用したことを特徴とす
る画像形成装置。