JPH09146358A - 画像形成装置の現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】トナーが無駄に使われるのを防止するととも
に，画像ハーフトーン荒れや画像濃度低下を阻止する。 【解決手段】トナー残量検知センサ２７を、そのヘッド
面２７ａが印字運転時に現像ローラ２３と供給ローラ２
４と層厚規制部材２５とから形成される旋回トナー流動
領域Ｓ１内に位置するように本体ケース２２に配設し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トナーを収容する
本体ケースと、この本体ケースの下部に設けられ互いに
接触した状態で同一方向に回転駆動可能な現像ローラお
よび供給ローラと、現像ローラと接触して当該現像ロー
ラ上に供給ローラから供給されたトナーを薄層に形成可
能な層厚規制部材とを備えた画像形成装置の現像装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置は、画像データに基き感光
体に形成された静電潜像を現像装置から供給されるトナ
ー（例えば、非磁性一成分トナー）によって可視像と
し、転写材（用紙）上に転写・定着させる構成とされて
いるのが一般的である。

【０００３】ここにおいて、現像装置（２１Ｐ）は、図
５に示す如く、現像ローラ２３，供給ローラ２４，層厚
規制部材２５，撹拌部材（例えば、撹拌パドル）２６，
トナー残量検知手段としてのトナー残量検知センサ２７
等と、これら各構成部品（２３，２４，２５，２６，２
７等）を所定の位置関係を持って保持するための本体ケ
ース２２とから構成されている。

【０００４】本体ケース２２は、現像剤供給手段（例え
ば、トナー補給容器３９）から供給されるトナーを収容
するトナー収容部２２Ｄと，感光体１２と対向配置され
る前部開口部２２Ｆとを有している。

【０００５】現像ローラ２３は、本体ケース２２の前部
開口部２２Ｆに回転自在に設けられており、印字時には
所定方向（図６中反時計回り方向）に回転駆動される構
成とされている。

【０００６】供給ローラ２４は、現像ローラ２３と接触
した状態で回転し、当該現像ローラ２３の外周面にトナ
ー収容部２２Ｄから送られて来たトナーＴを供給可能に
設けられている。

【０００７】層厚規制部材２５は、その先端部に設けら
れたシリコンゴム製のトナー規制部２５ａを現像ローラ
２３の外周面に押し当てて、当該外周面に供給ローラ２
４から供給されたトナーＴを帯電しつつ所定厚さの薄層
とすることができるように設けられている。

【０００８】撹拌部材２６は、トナー収容部２２Ｄ内の
トナーＴを撹拌する手段であり、供給ローラ２４にトナ
ーＴを搬送するトナー搬送機能が付与されることがあ
る。

【０００９】トナー残量検知センサ２７は、トナー収容
部２２Ｄ内にトナーＴが設定量以上収容されているか否
かを検出する手段である。このトナー残量検知センサ２
７としては、その検知面（ヘッド面２７ａ）にトナー収
容部２２Ｄ内のトナーＴが及ぼす圧力はその残量高さに
応じて変化するのを利用して当該圧力変化に基づきトナ
ーＴが設定量以上収容されているか否か検知する圧電振
動子式センサが使用されるのが一般的である。

【００１０】上記現像装置２１Ｐにおいて、現像ローラ
２３上に担持され層厚規制部材２５によって層厚規制・
帯電されたトナーＴは、感光体１２の静電潜像部分（露
光部）へ静電気力により供給される。なお、供給されな
かった残りトナー（Ｔ）は、リカバリーシート２９を通
り抜けて本体ケース２２内へ回収される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記現像装
置２１Ｐにおいて、本体ケース２２のトナー収容部２２
Ｄに収容されたトナー量が過度に少なくなると供給ロー
ラ２４から現像ローラ２３へ供給されるトナーＴに現像
に適さないもの（例えば、ストレスを受けて損傷した
り，粒子径が大きく不均一帯電を招きやすいもの等）の
割合が増大し、ハーフトーンの網点周辺でのトナーのチ
リが多くなり、画像ハーフトーン荒れが発生しやすくな
る。また、画像濃度低下が発生しやすくなる。

【００１２】そこで、従来、トナー量が過度に少なくな
らないように、トナー残量検知センサ２７の本体ケース
２２に対する設置位置を高めることが一般的に行われて
いるが、それでもトナー残量を正確に検出できずにハー
フトーン荒れ等が生ずることがある。また、このように
センサ２７の設置位置を高めると、大量のトナーが使用
されないまま本体ケース２２内に残留することになり、
トナーが無駄となってしまう。

【００１３】本発明の目的は、上記事情に鑑み、使用さ
れることなく本体ケース内に残留されるトナー量を少な
く抑えて、画像ハーフトーン荒れや画像濃度低下を防止
することができる画像形成装置の現像装置を提供するこ
とにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、トナ
ーを収容する本体ケースと、この本体ケースの下部に設
けられ互いに接触した状態で同一方向に回転駆動可能な
現像ローラおよび供給ローラと、現像ローラと接触して
当該現像ローラ上に供給ローラから供給されたトナーを
薄層に形成可能な層厚規制部材と、本体ケース内に収容
されたトナーの残量を検知するトナー残量検知手段とを
備えた画像形成装置の現像装置において、前記トナー残
量検知手段を、その検知面が印字運転時に前記現像ロー
ラと供給ローラと層厚規制部材とから形成される旋回ト
ナー流動領域内に位置するように前記本体ケースに配設
したことを特徴とする。

【００１５】かかる構成の発明では、印字運転時には現
像ローラと供給ローラとが同一方向に回転駆動される。
すると、トナー収容部から供給ローラへ送られてきたト
ナーは、両ローラの回転運動の影響を受けて上下方向に
旋回運動を行う。すなわち、両ローラと層厚規制部材と
により旋回トナー流動領域が形成される。

【００１６】ここにおいて、トナー残量検知手段の検知
面は旋回トナー流動領域内に位置しているので、検知面
の付近でトナーが停滞することはなく、検知面にトナー
が堆積したり、周辺でトナーが固化されたりすることは
ない。

【００１７】したがって、トナー残量検知手段は、その
検知面で堆積トナーや固化トナーに妨げられることなく
トナー残量を正確に検知できるので、設置位置を無理に
高める必要はなく未使用のまま本体ケース内に残留され
るトナー量を少なく抑えられるとともに、画像ハーフト
ーン荒れや画像濃度低下を防止できる。

【００１８】請求項２の発明は、前記トナー残量検知手
段を、その検知面が前記現像ローラと層厚規制部材との
圧接位置を通る水平線と交差しかつ前記供給ローラの回
転中心を通る垂直線と当該供給ローラの奥側外周面部分
の垂直な接線との間に位置するように前記本体ケースに
配設したことを特徴とする。

【００１９】かかる構成の発明では、トナー残量検知手
段の検知面は確実に上記旋回トナー流動領域でも特にト
ナー流動が活発な部分に位置することになる。したがっ
て、一段と確実に未使用のまま本体ケース内に残量され
るトナー量を少なく抑えられるとともに、画像ハーフト
ーン荒れや画像濃度低下を防止できる。

【００２０】請求項３の発明は、前記トナー残量検知手
段の検知面を水平線となす角度が８０〜１００°となる
ように形成したことを特徴とする。

【００２１】かかる構成の発明では、トナー残量検知手
段はその検知面が水平線となす角度が８０〜１００°と
なるように形成されているので、当該検知面にトナーが
仮に付着したとしても当該トナーは自重によって落下す
ることになる。

【００２２】したがって、より一層確実に使用されずに
本体ケース内に残留されるトナー量を低く抑えることが
できるとともに、画像ハーフトーン荒れや画像濃度低下
を防止することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。本現像装置（２１）は、図１に示す
如く、基本的構成は従来例（図５）と同様とされている
が、トナー残量検知手段としてのトナー残量検知センサ
２７の検知面（２７ａ）を旋回トナー流動領域Ｓ１内に
位置させて検知ミスを防止可能に構成されている。

【００２４】なお、本現像装置２１は、図２に示す如
く、タンデム方式のカラー画像形成装置に適用されてい
る。

【００２５】詳しくは、本現像装置２１は、各色（イエ
ローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラックＢＫ）ごとの
画像形成プロセスユニット（１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，
１１ＢＫ）の一構成部品として使用されている。各画像
プロセスユニット（１１Ｙ〜１１ＢＫ）は、現像装置２
１の他に、感光体１２と，帯電器，トナー回収器，除電
器等を備えており、当該各ユニット（１１Ｙ〜１１Ｂ
Ｋ）の上方にはそれぞれ露光器（１８Ｙ，１８Ｍ，１８
Ｃ，１８ＢＫ）が配設されている。

【００２６】かかる画像形成装置では、カラー画像デー
タは各色ごとに理論的に分解されかつ各色ごとの露光器
（１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８ＢＫ）に入力され、各
プロセスユニット（１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂ
Ｋ）で用紙カセット３Ｕ（３Ｄ）から用紙搬送手段５０
（駆動ローラ５１，従動ローラ５２，搬送ベルト５３
等）等を介して送られてきた用紙上に各カラー画像が形
成されるからフルカラー印刷することができる。なお、
１９は定着器である。

【００２７】なお、従来例（図５）と共通する構成要素
については同一の符号を付し、その説明を簡略化又は省
略する。

【００２８】本発明の特徴部であるトナー残量検知セン
サ２７は、図１に示す如く、その検知面（ヘッド面２７
ａ）が現像ローラ２３と層厚規制部材２５との圧接位置
を通る水平線ＨＬ１と交差し，かつ印字運転時に現像ロ
ーラ２３と供給ローラ２４と層厚規制部材２５とによっ
て形成される旋回トナー流動領域Ｓ１内に位置するよう
に本体ケース２２に配設されている。

【００２９】このように、センサ２７のヘッド面２７ａ
を水平線ＨＬ１と交差する高さ位置に設置すると、図３
（Ａ），（Ｂ）に示す如く、本体ケース２２のトナー収
容部２２Ｄ内に収容されたトナー残量レベルが過度に少
くなることはなく、ハーフトーン荒れや画像濃度低下が
生じないことが実験結果からも確認されている。

【００３０】この実施形態では、トナー残量検知センサ
２７は、そのヘッド面２７ａが供給ローラ２４の回転中
心２４ｊを通る垂直線ＶＬ１と当該供給ローラ２４の奥
側外周面部分の垂直な接線ＶＬ２との間に位置するよう
に本体ケース２２に配設されている。

【００３１】このように、センサ２７のヘッド面２７ａ
の水平方向位置を選定することにより、図４（Ａ）に示
す如く、トナー残量検知確率が１００％となることが実
験結果からも確認されている。

【００３２】なお、図４（Ａ）では、上記垂直な接線Ｖ
Ｌ２を基準としてセンサ２７のヘッド面２７ａが現像ロ
ーラ２３に近づく側に設置されている場合を正，反対側
に設置されている場合を負としてヘッド位置を測定して
いる。

【００３３】また、トナー残量検知確率とは、強制印字
テストによりトナー量を減少していった時の検知の有無
（検知出力の確認）を５０回テストし、トナー無しを正
確に検知した回数を百分率で表したものである。

【００３４】そして、トナー残量検知センサ２７のヘッ
ド面２７ａは、仮にトナーが付着したとしても、その自
重により落下するように、実験結果〔図４（Ｂ）〕に基
き水平線ＨＬとなす角度θが８０〜１００°となるよう
に形成されている。

【００３５】次に、この実施形態の作用について説明す
る。印字運転時に、現像装置２１の現像ローラ２３と供
給ローラ２４とが図１中反時計回り方向に回転駆動され
ると、供給ローラ２４の上方には、トナー収容部２２Ｄ
から送られてきたトナーＴが両ローラ（２３，２４）の
回転運動の影響を受けて上下方向に旋回する。すなわ
ち、現像ローラ２３，供給ローラ２４および層厚規制部
材２５によって旋回トナー流動領域Ｓ１が形成される。
この旋回トナー流動領域Ｓ１では、トナーＴが活発に流
動している。

【００３６】したがって、トナー残量検知センサ２７の
ヘッド面２７ａは、旋回トナー流動領域Ｓ１内に位置し
ているので、トナーＴが付着したり、その周辺でトナー
Ｔが固化するのが防止されることになる。その結果、こ
のセンサ２７のヘッド面２７ａで、トナー残量に応じて
及ぼされる圧力変化を正確に検出して、トナー残量が設
定量以上あるか否かをミスなく検知することができる。

【００３７】しかして、この実施形態によれば、トナー
残量検知センサ２７を、そのヘッド面２７ａがトナー流
動が活発な旋回トナー流動領域Ｓ１内に位置するように
本体ケース２２に配設したので、ヘッド面２７ａにトナ
ーＴが堆積したり、その周辺でトナーＴが固化したりす
ることはなく、正確にトナー残量を検出することができ
る。したがって、センサ２７の設置高さを無理に高める
必要はなく未使用トナーが本体ケース２２内に大量に残
ってしまう無駄を防止することができるとともに画像ハ
ーフトーン荒れや画像濃度低下を阻止することができ
る。

【００３８】また、トナー残量検知センサ２７を、その
ヘッド面２７ａが現像ローラ２３と層厚規制部材２５と
の圧接位置と同一高さ位置とされ，かつ供給ローラ２４
の回転中心２４ｊを通る垂直線ＶＬ１と当該供給ローラ
２４の奥側外周面部分の垂直な接線ＶＬ２との間に位置
するように本体ケース２２に配設したので、ヘッド面２
７ａを旋回トナー流動領域Ｓ１でも特にトナー流動が活
発な部分に位置させることができる。したがって、一段
と確実に、トナーが無駄になるのを防止できるととも
に，画像ハーフトーン荒れや画像濃度低下を阻止するこ
とができる。

【００３９】また、トナー残量検知センサ２７のヘッド
面２７ａを、水平線（ＨＬ１）となす角度θが８０〜１
００°となるように形成したので、トナーＴが付着して
堆積するのを一段と効果的に防止できる。すなわち、よ
り一層トナーが無駄に使われるのを防止できるととも
に、画像ハーフトーン荒れや画像濃度低下を阻止でき
る。

【００４０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、トナー残量検
知手段を、その検知面がトナー流動が活発な旋回トナー
流動領域内に位置するように本体ケースに配設したの
で、検知面にトナーが堆積したり、その周辺でトナーが
固化したりすることはなく、正確にトナー残量を検出す
ることができる。したがって、トナー残量検知手段の設
置高さを無理に高める必要はなくトナーが本体ケース内
に使用されずに残ってしまう無駄を防止することがで
き、かつ画像ハーフトーン荒れや画像濃度低下を阻止す
ることができる。

【００４１】請求項２の発明によれば、トナー残量検知
センサの検知面が旋回トナー流動領域でも特にトナー流
動が活発な部分に位置するので、一段と確実にトナーが
無駄に使われるのを防止できるとともに、画像ハーフト
ーン荒れや画像濃度低下を阻止することができる。

【００４２】請求項３の発明によれば、トナー残量検知
手段の検知面を水平線となす角度が８０〜１００°とな
るように形成したので、トナーが付着して堆積するのを
一段と効果的に防止できる。したがって、より一層確実
にトナーが無駄に使われるのを防止できるとともに、画
像ハーフトーン荒れや画像濃度低下を阻止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を説明するための図である。

【図２】同じく、画像形成装置を説明するための図であ
る。

【図３】同じく、トナー残量検知センサのヘッド面の高
さ位置とハーフトーン荒れ，画像濃度低下発生との関係
を説明するための図である。

【図４】同じく、トナー残量検知センサのヘッド面の水
平方向位置・水平線をなす角度とトナー残量検知確率と
の関係を説明するための図である。

【図５】現像装置の従来構成を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１２ 感光体 ２１ 現像装置 ２２ 本体ケース ２３ 現像ローラ ２４ 供給ローラ ２５ 層厚規制部材 ２７ トナー残量検知センサ（トナー残量検知手段） ２７ａ ヘッド面（検知面）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナーを収容する本体ケースと、この本
   体ケースの下部に設けられ互いに接触した状態で同一方
   向に回転駆動可能な現像ローラおよび供給ローラと、現
   像ローラと接触して当該現像ローラ上に供給ローラから
   供給されたトナーを薄層に形成可能な層厚規制部材と、
   本体ケース内に収容されたトナーの残量を検知するトナ
   ー残量検知手段とを備えた画像形成装置の現像装置にお
   いて、 前記トナー残量検知手段を、その検知面が印字運転時に
   前記現像ローラと供給ローラと層厚規制部材とから形成
   される旋回トナー流動領域内に位置するように前記本体
   ケースに配設したことを特徴とする画像形成装置の現像
   装置。
2. 【請求項２】 前記トナー残量検知手段を、その検知面
   が前記現像ローラと層厚規制部材との圧接位置を通る水
   平線と交差しかつ前記供給ローラの回転中心を通る垂直
   線と当該供給ローラの奥側外周面部分の垂直な接線との
   間に位置するように前記本体ケースに配設したことを特
   徴とする請求項１記載の画像形成装置の現像装置。
3. 【請求項３】 前記トナー残量検知手段の検知面を水平
   線となす角度が８０〜１００°となるように形成したこ
   とを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置の
   現像装置。