JPH1097132A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナーレベル面の凹凸に影響されることな
く、現像槽内のトナー残量を正確に検知する。 【解決手段】 現像剤の有無を検知するセンサ１５を、
現像槽１０内のトナーが一定量以下になったときにトナ
ーから離間するように配置する。センサ１５にトナーを
掻き上げる掻上羽根２２を、現像槽１０内のトナーが現
像不良の発生する量となるまで掻き上げを可能とするよ
うに設ける。トナー残量が減って現像不良の発生する量
となると、掻上羽根２２によるトナーの掻き上げが行わ
れず、センサ１５にトナーが接触しなくなり、トナー無
を検知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、レーザプ
リンタ等の画像形成装置に使用される現像装置に関し、
特に現像槽内の現像剤の残量を検知する構造に係る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、複写機やプリンタ等では、現像
装置における現像槽内には１成分現像剤、２成分現像剤
を問わず一定量のトナーしか収容できず、コピー枚数が
増えてトナーの消費量が多くなり、現像槽内のトナーが
現像に必要とされる下限量以下となると、画像濃度低
下、さらには白紙の原因となるので、現像槽内のトナー
残量を検知し、トナー残量が下限量以下になる前にトナ
ーを補給したり、またはコピー動作を停止して操作パネ
ル等にトナー切れ表示を行っている。

【０００３】従来の現像装置におけるトナー残量を検知
する構造としては、例えば特開昭６１−２４８０６６号
公報に開示されたものがある。この構造は、図２８に示
すように、現像槽１内に、トナーの残量を検知するセン
サ２をトナーに埋没させた状態で配置し、現像槽１内の
トナーが消費されて少なくなると、センサ２の検知面が
露出してトナー無を検知するようになっている。また、
現像槽１内のトナーを撹拌し、かつトナーを現像ローラ
３およびセンサ２の方向に搬送する撹拌手段４を設けて
いるので、センサ２の検知面が露出してトナーが有るに
もかかわらずトナー無と誤検知するのを防止することが
でき、センサ２の検知面に絶えず摺擦してクリーニング
するワイパー５を撹拌手段４に取り付けているので、セ
ンサ２の検知面にこびりついたトナーのためにトナーが
無いにもかかわらずトナー有と誤検知するのを防いでい
る。

【０００４】

【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、センサ２をトナーに埋没させた状態で配
置しているので、撹拌手段４によるトナーの撹拌、搬送
によって生じるトナーレベル面の凹凸により、トナーが
有るにもかかわらずセンサ２の検知面が露出したり、ト
ナーが無いにもかかわらずセンサ２の周りだけトナーが
有って検知面が露出しなかったりして、誤検知する恐れ
があった。

【０００５】本発明は、上記に鑑み、現像剤の残量を正
確に検知することができる現像装置の提供を目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、現像槽内に、現像剤の有無を検知する検知手段
と、検知手段まで現像剤を搬送する搬送手段とが設けら
れ、検知手段は、現像剤が一定量以下になったときに溜
まった現像剤から離間するように配され、搬送手段は、
現像剤が前記一定量よりも少ない現像不良の発生する量
となるまで現像剤の搬送を可能とするものである。ま
た、搬送手段は、軸周りに回転する掻上羽根を備え、該
掻上羽根は、現像剤を定期的に掻き上げて検知手段に搬
送するように駆動される。

【０００７】上記課題解決手段おいて、現像槽内に現像
剤が十分に有るときには、検知手段が現像剤に埋没した
状態となって、検知手段には現像剤が接触しているの
で、検知手段は現像剤有を検知している。現像槽内の現
像剤が消費され、現像剤の残量が一定量以下となると、
検知手段が露出する。このとき、掻上羽根により検知手
段に現像剤が定期的に掻き上げられるので、検知手段は
現像剤有を検知する。そして、現像剤の残量がさらに減
って現像不良の発生する量となると、掻上羽根によって
現像剤を掻き上げることができず、検知手段に現像剤が
接触しなくなり、検知手段は現像剤無を検知する。した
がって、現像剤のレベル面の凹凸に影響されることな
く、正確に現像剤の残量を検知することができる。

【０００８】また、検知手段として、現像剤の衝突に伴
う衝撃によって現像剤の有無を検知する圧力センサを用
いると、検知手段に付着した現像剤による誤検知の心配
がない。

【０００９】さらに、現像槽内に、現像剤を現像前に帯
電させる帯電部材を設け、掻上羽根の一部を導電性とし
てバイアスの印加を可能としている。これにより、現像
剤担持体上の現像剤は、帯電部材にて帯電された後、現
像に使用されるが、このとき層厚規制等により現像に使
用されなかった現像剤は、現像槽に戻される。この戻り
トナーを、掻上羽根に現像剤の帯電極性とは逆極性のバ
イアスを印加することで保持し、掻上羽根が検知手段付
近まで回転したときに、掻上羽根に現像剤の帯電極性と
同極性のバイアスを印加することで現像剤を掻上羽根か
ら引き離して、検知手段に搬送する。このように、掻上
羽根に印加するバイアスの極性を変化させることで、帯
電した現像剤を掻上羽根に保持または掻上羽根から引き
離すことができ、現像剤を検知手段に確実に搬送するこ
とができる。

【００１０】また、搬送手段を、現像剤担持体への現像
剤搬送用としても利用すると、部材の兼用化によるコス
トダウンが可能となる。

【００１１】さらに、別の課題解決手段としては、現像
槽内に、現像剤の有無を検知する検知手段と、該検知手
段まで現像剤を搬送する搬送手段とが設けられ、検知手
段は、溜まった現像剤から離間するように配され、搬送
手段は、現像剤が現像不良の発生する量となるまで現像
剤の搬送を可能とするものである。ここで、検知手段
は、現像槽内に現像剤が十分に充填されているときでも
現像剤に接触せず、常に溜まった現像剤からは離間して
いるので、溜まった現像剤が検知手段にこびりついて誤
検知するといった不具合を防止できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。

【００１３】（第一実施形態）本実施形態の現像装置
は、図１に示すように、現像剤である非磁性トナーが充
填された現像槽１０内に、反時計周りに回転自在に支持
された現像剤担持体である現像ローラ１１と、現像ロー
ラ１１にトナーを供給する図示しない撹拌ローラ等の供
給部材と、現像ローラ１１の上方に配置されトナーを現
像ローラ１１の方向に押し込むための誘導部材１２と、
現像ローラ１１の上方に微小間隔を空けて配置され、ト
ナーを帯電させるとともにその層厚を規制するための層
厚規制部材１３とが設けられている。なお、現像ローラ
１１および供給部材は、図示しない駆動モータにより同
期駆動される。

【００１４】さらに、現像槽１０内には、トナーの有無
を検知する検知手段１５と、現像槽１０内のトナーを撹
拌し、かつ検知手段１５の検知面に搬送する搬送手段１
６とが設けられている。なお、図１中、１７はトナー流
出防止壁であり、トナーが現像槽１０の下部に形成され
たトナー溜まり１８から現像ローラ１１の下方を通って
現像槽１０の開口部１９から流出するのを防止してい
る。また、２０は感光体である。

【００１５】前記検知手段１５は、圧電振動子、反射型
光センサ、電磁式または超音波式流量計等のセンサから
なり、現像槽１０内のトナーが一定量以下になったとき
にトナーのレベル面から離間するように、現像ローラ１
１に対向して現像槽１０の後壁内面であるセンサ取付面
１０ａに固定されている。

【００１６】前記搬送手段１６は、現像槽１０に時計周
りに回転自在に支持された回転軸２１と、該回転軸２１
に固定された四枚の平板状の掻上羽根２２とからなり、
回転軸２１に連結された図示しない駆動モータにより駆
動される。なお、各掻上羽根２２は、回転軸２１の回転
方向に夫々９０度位相して配されている。

【００１７】この搬送手段１６は、現像槽１０内のトナ
ーが前記一定量よりも少ない画像濃度低下やすじ等の現
像不良の発生する下限量となったときのトナーレベル面
Ｔよりも上方に掻上羽根２２の回転軌跡の下死点が位置
するように、現像ローラ１１とセンサ１５との間のトナ
ー溜まり１８に配されている。これにより、掻上羽根２
２は、現像槽１０内のトナーが下限量となるまでトナー
の掻き上げが可能となる。

【００１８】このように構成された現像装置は、複写機
においては現像槽１０の上部にトナーポッパーが接続さ
れてトナー補給可能な状態で使用され、またレーザプリ
ンタにおいては感光体２０とともにユニット化されて使
い捨てカートリッジとして使用される。

【００１９】そして、複写機やレーザプリンタには、操
作パネルのスイッチやキーにより設定された内容や各種
センサからの出力信号に基づいて各種装置の作動を総合
的に制御してコピー動作を実行させるマイクロコンピュ
ータからなる制御部が設けられており、この制御部は、
センサ１５によりトナー無が所定回数以上または所定時
間以上検知されたときに始めてトナー切れと判断する機
能と、トナー切れと判断したときにコピー動作を停止し
て操作パネルにトナー切れ表示したり、またはトナーホ
ッパーが接続されている場合にはトナー補給を行ったり
する機能とを有している。

【００２０】上記構成において、コピー動作が開始する
と、現像ローラ１１、供給部材および搬送手段１６が夫
々回転し、搬送手段１６によって現像槽１０内のトナー
を撹拌し、供給部材によって撹拌されたトナーを現像ロ
ーラ１１上に供給する。そして、現像ローラ１１上のト
ナーは、誘導部材１２に送られてぎゅうぎゅうに詰まっ
た状態とされ、層厚規制部材１３に送られて帯電制御、
層厚制御された後、現像ローラ１１によって感光体２０
まで搬送され、現像領域において感光体２０上に形成さ
れた静電潜像を可視像化する。現像に使用されずに現像
ローラ１１上に残ったトナーは、トナー溜まり１８へと
回収される。

【００２１】ここで、現像槽１０内にトナーが十分に有
るときには、センサ１５がトナーに埋没した状態となっ
て、センサ１５の検知面にはトナーが接触しているの
で、センサ１５はトナー有を検知している。そして、上
述の現像が繰り返し行われて、現像槽１０内のトナーが
消費され、トナーが一定量以下となると、センサ１５が
露出する。このとき、搬送手段１６における掻上羽根２
２によりセンサ１５の検知面にトナーが定期的に掻き上
げられるので、センサ１５はトナー有を検知する。

【００２２】そして、トナーがさらに減って下限量とな
ると、このときのトナーレベル面Ｔが掻上羽根２２の回
転軌跡の下死点よりも下方に位置するので、掻上羽根２
２によってトナーを掻き上げることができず、センサ１
５の検知面にトナーが接触しなくなり、センサ１５はト
ナー無を検知する。また、トナー溜まり１８の現像ロー
ラ１１側に溜ったトナーは掻上羽根２２によって反対側
に搬送されているので、トナーレベル面Ｔはほぼ水平な
状態となってる。

【００２３】センサ１５におけるトナー無の検知は、掻
上羽根２２によるトナーの掻き上げタイミングとセンサ
１５における検知タイミングのずれにより発生する恐れ
もあるため、トナー無が所定回数以上または所定時間以
上検知されたときに制御部においてトナー切れと判断
し、コピー動作を停止して操作パネルにトナー切れ表示
したり、またはトナー補給を行ったりする。

【００２４】例えば、図２（ａ）に示すように、トナー
無が１回または２回検知されてその後トナー有が検知さ
れれば、上記要因によりトナーが有るにもかかわらず一
時的にトナー無が検知されているので、トナー切れと判
断せずに通常のコピー動作を継続する。また、図２
（ｂ）に示すように、トナー無が４回以上検知される
と、トナー切れと判断するようにしている。このような
回数設定により、実際にトナーが現像不良が発生する量
となったときにトナー切れを正確に判断でき、画像濃度
低下やすじ等は見られなかった。なお、回数が３回のと
きには、トナー切れと判断するには微妙であるので、４
回以上とした。

【００２５】このように、センサ１５を現像槽１０内の
トナーが一定量以下になったときにトナーレベル面から
離間するように配置し、かつ現像槽１０内のトナーが下
限量となるまでセンサ１５へのトナーの掻き上げを可能
とする搬送手段１６を設けることにより、トナーレベル
面Ｔの凹凸に影響されることなく正確にトナー残量を検
知することができる。

【００２６】また、本実施形態の現像装置を用いた複写
機やレーザプリンタにおいて、センサ１５によりトナー
無が所定回数以上または所定時間以上検知されたときに
始めてトナー切れと判断しているので、搬送手段１６に
よるトナーの掻き上げタイミングとセンサ１５における
検知タイミングのずれによりトナー切れと判断すること
なく、トナー切れに伴うコピー動作停止やトナー補給と
いった各種処理動作を誤動作なしに適切に行うことがで
きる。

【００２７】（第二実施形態）第二実施形態の現像装置
では、図３，４に示すように、掻上羽根２２により掻き
上げられたトナーをセンサ１５に案内する案内手段が設
けられている。この案内手段は、現像槽１０のセンサ取
付面１０ａと、センサ１５を囲むようにセンサ取付面１
０ａに固定された平面視コ字形の仕切り部材３１とから
構成されるトナー流通路３０とされ、仕切り部材３１の
上端がセンサ１５よりも上方に位置し、下端が下限量と
なったトナーレベル面Ｔよりも上方に位置してトナーの
トナー溜まり１８への戻りを良くしている。なお、仕切
り部材３１の代わりに、搬送手段１６とセンサ１５との
間にセンサ取付面１０ａと平行な仕切り壁を設けて、こ
の仕切り壁とセンサ取付面１０ａとからトナー流通路を
構成してもよい。

【００２８】これにより、掻上羽根２２により掻き上げ
られたトナーは、トナー流通路３０を通ってセンサ１５
の検知面に効率良く導かれるので、より正確にトナー残
量を検知することができる。その他の構成および動作は
第一実施形態と同様であり、第一実施形態と同様の機能
を有する部材については同符号を付してある。

【００２９】（第三実施形態）第三実施形態の現像装置
では、図５に示すように、現像槽１０のセンサ取付面１
０ａと、センサ１５を囲むようにセンサ取付面１０ａに
固定された仕切り部材３３とからトナー流通路３４が構
成され、仕切り部材３３の上端が搬送手段１６の方向に
傾斜している。このため、トナー流通路３４は、上部開
口３４ａが下部開口３４ｂよりも広がった状態となって
おり、センサ１５は、トナー流通路３４の狭くなった部
分に配置されている。

【００３０】これにより、掻上羽根２２により掻き上げ
られたトナーは、上部開口３４ａにて回収され、トナー
流通路３４が狭くなるにつれてセンサ１５の検知面付近
に集められるので、掻き上げられたトナーが少量であっ
ても確実にセンサ１５に導くことができ、より正確にト
ナー残量を検知することができる。その他の構成および
動作は第二実施形態と同様であり、第二実施形態と同様
の機能を有する部材については同符号を付してある。

【００３１】（第四実施形態）第四実施形態の現像装置
では、図６に示すように、現像槽１０のセンサ取付面１
０ａを傾斜させて、この傾斜したセンサ取付面１０ａ
と、仕切り部材３５とからトナー流通路３６が構成され
ている。なお、傾斜したセンサ取付面１０ａと第三実施
形態における仕切り部材３３とからトナー流通路を構成
してもよい。

【００３２】これにより、掻上羽根２２により掻き上げ
られたトナーは、トナー流通路３６におけるセンサ取付
面１０ａをゆっくりと滑り落ちて行く間にセンサ１５に
より検知され、トナー流通路３６の下端付近で留まるこ
となく、スムーズにトナー溜まり１８に戻る。

【００３３】したがって、センサ１５による検知時間が
延び、より正確にトナー残量を検知することができると
ともに、トナーがスムーズにトナー溜まり１８に戻るの
で、トナーがセンサ１５の検知面付近に不当に留まって
誤検知するといった不具合を防止できる。その他の構成
および動作は第二実施形態と同様であり、第二実施形態
と同様の機能を有する部材については同符号を付してあ
る。

【００３４】（第五実施形態）第五実施形態の現像装置
では、図７に示すように、搬送手段１６の回転軸２１
を、現像ローラ１１の回転軸中心１１ａよりも下方に、
また仕切り部材３１の上端よりも上方に配置している。

【００３５】これにより、掻上羽根２２により掻き上げ
られたトナーは、掻上羽根２２の回転に伴って一つ前の
掻上羽根２２の背に移り（図７の矢印Ａ参照）、トナー
が移った掻上羽根２２はトナー流通路３０の上部開口３
０ａよりも上方に位置しており、その後の回転により掻
上羽根２２上のトナーがスムーズにトナー流通路３０に
向かって流れ込む（図７の矢印Ｂ参照）。

【００３６】したがって、トナーをよりスムーズかつ確
実にセンサ１５に導くことができ、より正確にトナー残
量を検知することができる。その他の構成および動作は
第二実施形態と同様であり、第二実施形態と同様の機能
を有する部材については同符号を付してある。

【００３７】（第六実施形態）第六実施形態の現像装置
では、図８に示すように、検知手段として圧力センサ４
０が用いられ、この圧力センサ４０がセンサ取付面１０
ａに形成された段差部４１に検知面を上方に向けて設置
されている。段差部４１は、トナー流通路３０の下部開
口３０ｂよりも下方に形成されている。

【００３８】これにより、掻上羽根２２により掻き上げ
られたトナーは、トナー流通路３０を通って圧力センサ
４０の検知面に落下、衝突し、このときの衝撃によって
圧力センサ４０はトナー有を検知する。なお、圧力セン
サ４０の検知面に落下したトナーはトナー溜まり１８に
戻る。

【００３９】このように、検知手段として、検知面にト
ナーが衝突したときの衝撃によりトナーの有無を検知す
る圧力センサ４０を用いているので、検知面に付着した
トナーによる誤検知の心配がなく、より正確にトナー残
量を検知することができる。その他の構成および動作は
第二実施形態と同様であり、第二実施形態と同様の機能
を有する部材については同符号を付してある。

【００４０】（第七実施形態）第七実施形態の現像装置
では、図９に示すように、トナー流通路５０の下部開口
５０ｂに、掻上羽根２２により掻き上げられたトナーを
溜め、このトナーが一定量になると圧力センサ４０の検
知面に落下させるトナー間欠落下手段５１が設けられて
いる。トナー流通路５０は、上端が後壁内面１０ａに固
定された平板５２と、平板５２を囲むように後壁内面１
０ａに固定された仕切り部材５３とから構成されてい
る。なお、仕切り部材５３の上端が搬送手段１６の方向
に傾斜している。

【００４１】そして、トナー間欠落下手段５１は、トナ
ー流通路５０の下部開口５０ｂを開閉する開閉蓋５４
と、該開閉蓋５４を閉方向に付勢するバネ５５とからな
り、開閉蓋５４は、平板５２の下端に軸５６周りに回動
可能とされ、バネ５５は、平板５２と開閉蓋５４との間
に介装されている。

【００４２】これにより、掻上羽根２２により掻き上げ
られたトナーは、トナー流通路５０を通って開閉蓋５４
上に溜まり、この溜まったトナーが一定量となってトナ
ーの重みがバネ５５の付勢力に打ち勝つと、開閉蓋５４
が下方に回動して開閉蓋５４上のトナーが圧力センサ４
０の検知面に落下し、このときの衝撃によって圧力セン
サ４０はトナー有を検知する。なお、圧力センサ４０の
検知面に落下したトナーはトナー溜まり１８に戻り、ト
ナーがなくなった開閉蓋５４はバネ５５の付勢力により
元の位置に戻る。

【００４３】ここで、トナーの残量が多いときには、掻
上羽根２２により掻き上げられるトナーの量も多いの
で、開閉蓋５４の開閉動作すなわち圧力センサ４０によ
るトナー有検知は頻繁に行われるが、トナーの残量が少
なくなってくると、掻上羽根２２により掻き上げられる
トナーの量も少なくなり、開閉蓋５４上に一定量のトナ
ーが溜まるまでに時間がかかり、圧力センサ４０からの
出力信号の間隔が長くなる。したがって、制御部におい
て、圧力センサ４０からの出力信号の間隔からトナー無
を検知を検知できる。さらに出力信号の間隔を計測する
ことによって、事前にトナー切れを予測することがで
き、トナー残量が少なくなってきたことを報知できる。
その他の構成および動作は第二実施形態と同様であり、
第二実施形態と同様の機能を有する部材については同符
号を付してある。

【００４４】（第八実施形態）第八実施形態の現像装置
では、各掻上羽根２２にトナーの保持力を高めるための
トナー保持体が設けられている。このトナー保持体は、
図１０に示すように、時計周りに回転する各掻上羽根２
２の回転方向下流側の表面に形成した二個のリブ６０か
ら構成され、これらリブ６０は回転軸２１と平行に配置
されている。また、図１１に示すように、各掻上羽根２
２の前記表面に形成した二個の溝６１から構成してもよ
く、これら溝６１は回転軸２１と平行に配置されてい
る。なお、図１０，１１は、一枚の掻上羽根２２を拡大
したものである。

【００４５】これにより、掻上羽根２２により掻き上げ
られたトナーは、各リブ６０の根元や溝６１に溜まって
持ち上げられた後、掻上羽根２２の回転に伴って一つ前
の掻上羽根２２の背に移り、センサ１５の検知面へと搬
送される。このように、掻上羽根２２が傾いても落下す
るトナーが減るので、掻上羽根２２におけるトナーの保
持力を高めてセンサ１５の検知面へのトナー搬送を確実
に行えることになり、より正確にトナー残量を検知する
ことができる。

【００４６】また、このような掻上羽根２２を有する搬
送手段１６を現像ローラ１１に近づけて配置しても、セ
ンサ１５の検知面へのトナー搬送を行うことができるの
で、搬送手段１６を現像ローラ１１へのトナー搬送用と
しても利用することができる。これにより、現像ローラ
１１に専用にトナーを供給する供給部材を廃止すること
ができ、部材の兼用化によるコストダウンが可能とな
る。その他の構成および動作は第一実施形態と同様であ
り、第一実施形態と同様の機能を有する部材については
同符号を付してある。

【００４７】（第九実施形態）第九実施形態の現像装置
では、搬送手段１６を現像ローラ１１へのトナー搬送用
としても利用するために、各掻上羽根２２におけるトナ
ー保持力が先端に近づくにつれて低下するようにトナー
保持体が設けられている。このトナー保持体は、図１２
に示すように、時計周りに回転する各掻上羽根２２の回
転方向下流側の表面に形成した三個のリブ７０から構成
され、これら三個のリブ７０は、回転軸２１と平行に、
かつ掻上羽根２２の先端に近づくにつれて間隔が粗くな
るように根元側に配置されている。

【００４８】また、図１３に示すように、各掻上羽根２
２の前記表面の先端側に四個、根元側に三個形成した合
計七個のく字形のリブ７１から構成してもよく、先端側
の四個のリブ７１は、掻上羽根２２の先端に向けて口を
広げて回転軸２１方向に等間隔に配置され、根元側の三
個のリブ７１は、掻上羽根２２の根元に向けて口を広げ
て回転軸２１方向に等間隔に配置されている。また、先
端側の各リブ７１の間に根元側の各リブ７１が位置する
ように千鳥状に配置されている。

【００４９】さらに、図１４に示すように、各掻上羽根
２２の前記表面のほぼ中央に形成した一個のリブ７２か
ら構成してもよく、このリブ７２は、回転軸２１と平行
に、かつ掻上羽根２２の根元側に向かって傾斜してい
る。

【００５０】さらにまた、図１５に示すように、各掻上
羽根２２の前記表面のほぼ中央から根元側にかけて形成
した楔形の溝７３から構成してもよく、この溝７３は、
回転軸２１と平行に配されている。なお、図１２ないし
１５は、一枚の掻上羽根２２を拡大したものである。

【００５１】これにより、掻上羽根２２によりトナーを
掻き上げると、まずトナー保持力の低い掻上羽根２２の
先端側にあるトナーが現像ローラ１１へと搬送され、ト
ナー保持力の高い掻上羽根２２の根元側にあるトナー
は、掻上羽根２２のリブ７０，７１，７２の根元や溝７
３に溜まって持ち上げられた後、掻上羽根２２の回転に
伴って一つ前の掻上羽根２２の背に移り、センサ１５の
検知面へと搬送される。

【００５２】このように、掻上羽根２２のトナー保持力
を先端側で低く、根元側で高くすることにより、一枚の
掻上羽根２２によってトナーを現像用と検知用とに振り
分けることができ、供給部材を廃止することが可能とな
り、現像ローラ１１へのトナー搬送を行いながら、セン
サ１５の検知面へのトナー搬送をより確実に行って正確
にトナー残量を検知することができる。なお、掻上羽根
２２の根元側のトナー保持力を高くし過ぎると、必要以
上にセンサ１５にトナーが搬送されて現像ローラ１１に
十分な量のトナーを搬送することができず、画像濃度低
下が発生してしまうので、上記トナー保持体の構成が最
も適している。その他の構成および動作は第一実施形態
と同様であり、第一実施形態と同様の機能を有する部材
については同符号を付してある。

【００５３】（第十実施形態）第十実施形態の現像装置
では、搬送手段１６を現像ローラ１１へのトナー搬送用
としても利用するために、各掻上羽根２２を反時計周り
に回転させ、さらに各掻上羽根２２におけるトナー保持
力が先端に近づくにつれて増加するようにトナー保持体
が設けられている。このトナー保持体は、図１６に示す
ように、各掻上羽根２２の回転方向下流側の表面に形成
した三個のリブ８０から構成され、これらリブ８０は、
回転軸２１と平行に、かつ掻上羽根２２の先端に近づく
につれて間隔が密になるように先端側に配置されてい
る。

【００５４】また、図１７に示すように、各掻上羽根２
２の前記表面の先端側に三個、根元側に二個形成した合
計五個のく字形のリブ８１から構成してもよく、各リブ
８１は、掻上羽根２２の先端に向けて口を広げて回転軸
２１方向に等間隔に、かつ先端側の各リブ８１の間に根
元側の各リブ８１が位置するように千鳥状に配置されて
いる。

【００５５】さらに、図１８に示すように、各掻上羽根
２２の前記表面の中央より先端側に形成した一個のリブ
８２から構成してもよく、このリブ８２は、回転軸２１
と平行に、かつ掻上羽根２２の先端側に向かって傾斜し
ている。

【００５６】さらにまた、図１９に示すように、各掻上
羽根２２の前記表面のほぼ中央から先端側にかけて形成
した楔形の溝８３から構成してもよく、この溝８３は、
回転軸２１と平行に配されている。なお、図１６ないし
１９は、一枚の掻上羽根２２を拡大したものである。

【００５７】これにより、掻上羽根２２によりトナーを
掻き上げると、掻上羽根２２の先端側のトナー保持力を
高くしているので、センサ１５の検知面にトナーが少量
搬送された後、ほとんどのトナーは掻上羽根２２の回転
に伴って掻上羽根２２のリブ８０，８１，８２の根元や
溝８３に溜まって現像ローラ１１付近まで搬送される。

【００５８】このように、センサ１５の検知面にトナー
を搬送した後、現像ローラ１１に搬送するように掻上羽
根２２を反時計周りに回転させ、この掻上羽根２２のト
ナー保持力を先端側で高くすることにより、あまり量を
必要としないセンサ１５側すなわち検知用としては少量
のトナーを、一方現像ローラ１１側すなわち現像用とし
ては大量のトナーを搬送するように振り分け、正確にト
ナー残量検知を行いながら、良好な画質を得ることがで
きる。なお、それぞれリブや溝を掻上羽根２２の先端側
に増やすことにより、より一層の効果を得ることができ
る。その他の構成および動作は第一実施形態と同様であ
り、第一実施形態と同様の機能を有する部材については
同符号を付してある。

【００５９】（第十一実施形態）第十一実施形態の現像
装置では、図２０に示すように、搬送手段１６を現像ロ
ーラ１１へのトナー搬送用としても利用するために、各
掻上羽根２２Ａ，２２Ｂを時計周りに回転させ、四枚の
掻上羽根の内の二枚の回転軸２１への取付角を他の二枚
の取付角と異ならせて、現像ローラ１１へのトナー搬送
用の掻上羽根２２Ａとセンサ１５へのトナー掻上用の掻
上羽根２２Ｂとに分ける。掻上羽根２２Ａは、回転軸２
１に対して垂直に取り付けられ、掻上羽根２２Ｂは、回
転軸２１に対して垂直よりも回転方向側に傾斜して取り
付けられている。

【００６０】これにより、掻上羽根２２Ｂにより掻き上
げられたトナーは、掻上羽根２２Ｂとその一つ前の掻上
羽根２２Ａと回転軸２１とで囲まれた部分に溜まって持
ち上げられた後、掻上羽根２２Ｂの回転に伴って一つ前
の掻上羽根２２Ａの背に移り、センサ１５の検知面へと
搬送される。

【００６１】また、掻上羽根２２Ａにより掻き上げられ
たものの現像ローラ１１に搬送されずに残った少量のト
ナーも、その一つ前の掻上羽根２２Ｂの背に移り、この
掻上羽根２２Ｂは素早く下方に向くので、少量のトナー
でも確実にセンサ１５へ搬送される。

【００６２】このように、各掻上羽根２２Ａ，２２Ｂの
回転軸２１に対する取付角を変えるだけで、簡単かつ確
実に現像用と検知用とにトナーを振り分けることがで
き、現像ローラ１１へのトナー搬送を行いながら、セン
サ１５の検知面へのトナー搬送をより確実に行って正確
にトナー残量を検知することができる。

【００６３】また、図２１に示すように、四枚の掻上羽
根の内の三枚を現像ローラ１１へのトナー搬送用の掻上
羽根２２Ａとし、残りの一枚をセンサ１５へのトナー掻
上用の掻上羽根２２Ｂとすると、少量でかまわないセン
サ１５へのトナー搬送量が減り、現像ローラ１１へのト
ナー搬送量が増え、良好な画質を得ることができる。そ
の他の構成および動作は第一実施形態と同様であり、第
一実施形態と同様の機能を有する部材については同符号
を付してある。

【００６４】（第十二実施形態）第十二実施形態の現像
装置では、図２２，２３に示すように、搬送手段１６を
現像ローラ１１へのトナー搬送用としても利用するため
に、掻上羽根２２を時計周りに回転させ、各掻上羽根２
２に、トナーをセンサ１５の検知面に集中して導く検知
用トナー整流材が設けられている。この検知用トナー整
流材は、図２３に示すように、各掻上羽根２２の回転方
向上流側の表面２２ａに形成した複数のリブ９０から構
成され、これら複数のリブ９０は、回転軸２１方向に二
列に並べられ、掻上羽根２２の中央に向かって傾斜して
配置されている。各掻上羽根２２の回転方向下流側の表
面２２ｂは、フラットとされている。したがって、掻上
羽根２２の表面２２ａがセンサ１５へのトナー整流機能
を有し、その裏側の表面２２ｂが現像ローラ１１へのト
ナー搬送機能を有している。

【００６５】これにより、掻上羽根２２の表面２２ｂに
より掻き上げられたトナーは、まず現像ローラ１１へと
搬送され、現像ローラ１１に搬送されずに残ったトナー
が掻上羽根２２の回転に伴って一つ前の掻上羽根２２の
背すなわち表面２２ａに移り、トナーがリブ９０によっ
て中央に寄せられてセンサ１５の検知面に集中して搬送
される。

【００６６】このように、掻上羽根２２に、トナーをセ
ンサ１５の検知面に集中して導く整流機能を持たせるこ
とにより、掻き上げられたトナーをセンサ１５の検知面
に確実に搬送して正確にトナー残量を検知することがで
きる。その他の構成および動作は第一実施形態と同様で
あり、第一実施形態と同様の機能を有する部材について
は同符号を付してある。

【００６７】（第十三実施形態）第十三実施形態の現像
装置では、図２４，２５に示すように、搬送手段１６を
現像ローラ１１へのトナー搬送用としても利用するため
に、掻上羽根２２を反時計周りに回転させ、各掻上羽根
２２に、トナーを現像ローラ１１の軸方向にわたって均
一に搬送する現像用トナー整流材が設けられている。こ
の現像用トナー整流材は、図２５に示すように、各掻上
羽根２２の回転方向上流側の表面２２ｃに形成した複数
のリブ９１から構成され、これら複数のリブ９１は、回
転軸２１方向に二列に並べられ、先端側のリブ９１と根
元側のリブ９１との傾斜方向が逆になるように配置され
ている。各掻上羽根２２の回転方向下流側の表面２２ｄ
は、フラットとされている。したがって、掻上羽根２２
の表面２２ｃが現像ローラ１１へのトナー整流機能を有
し、その裏側の表面２２ｄがセンサ１５へのトナー搬送
機能を有している。

【００６８】これにより、掻上羽根２２の表面２２ｄに
より掻き上げられたトナーは、まずセンサ１５の検知面
へと搬送され、センサ１５に搬送されずに残ったトナー
が掻上羽根２２の回転に伴って一つ前の掻上羽根２２の
背すなわち表面２２ｃに移り、トナーがリブ９１によっ
て軸方向に均等に分散され現像ローラ１１に均一に搬送
される。

【００６９】このように、掻上羽根２２に、トナーを現
像ローラ１１に均一に搬送する整流機能を持たせること
により、掻き上げられたトナーを安定して現像ローラ１
１に搬送することができる。その他の構成および動作は
第一実施形態と同様であり、第一実施形態と同様の機能
を有する部材については同符号を付してある。

【００７０】（第十四実施形態）第十四実施形態の現像
装置では、図２６に示すように、現像槽１０内に、現像
ローラ１１上のトナーを誘導部材１２にて押し込む前に
帯電させるプレ帯電部材９５が設けられいる。そして、
搬送手段１６を現像ローラ１１へのトナー搬送用として
も利用するために、掻上羽根２２を時計周りに回転さ
せ、各掻上羽根２２の回転方向上流側の表面２２ｅに
は、導電性材料が貼着されており、回転位置に応じてバ
イアスの印加が制御されている。

【００７１】これにより、現像ローラ１１上のトナー
は、プレ帯電部材９５にて帯電された後、層厚規制部材
１３へと送らて現像に使用されるが、このとき層厚規制
されて現像に使用されなかったトナーは、プレ帯電部材
９５の裏面を通ってトナー溜まり１８に戻される。この
戻りトナーを、各掻上羽根２２の表面２２ｅにトナーの
帯電極性とは逆極性のバイアスを印加することで保持
し、掻上羽根２２がセンサ１５の付近まで回転したとき
に、掻上羽根２２の表面２２ｅにトナーの帯電極性と同
極性のバイアスを印加することでトナーを表面２２ｅか
ら引き離して、センサ１５の検知面に搬送する。

【００７２】このように、現像槽１０にプレ帯電部材９
５を設け、掻上羽根２２の一部を導電性としてバイアス
の印加を可能とし、その極性変化で帯電したトナーを掻
上羽根２２に保持または掻上羽根２２から引き離すこと
により、トナーをセンサ１５の検知面に確実に搬送して
正確にトナー残量を検知することができる。その他の構
成および動作は第一実施形態と同様であり、第一実施形
態と同様の機能を有する部材については同符号を付して
ある。

【００７３】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多く
の修正および変更を加え得ることは勿論である。

【００７４】例えば、現像剤は非磁性トナーに限らず、
磁性トナーであってもよい。また、各実施形態を適宜組
み合わせてもよい。例えば第一ないし第五、および第八
ないし第十四実施形態におけるセンサを圧力センサとし
てもよく、また第一ないし第七実施形態の搬送手段を現
像ローラへのトナー搬送用としても利用してもよく、さ
らに第八ないし第十四実施形態において搬送手段により
搬送されたトナーをセンサに案内するトナー流通路を設
けてもよい。

【００７５】また、トナーを掻上羽根により掻き上げて
センサに搬送するだけでなく、例えば図２７に示すよう
に、現像槽内のトナーが下限量となるまでセンサにトナ
ーを搬送することができる無端状搬送ベルトからなる搬
送手段１００を設けてもよい。そして、センサは、現像
槽内にトナーが十分に充填されているときでもトナーに
接触しないように配置して、現像槽内に溜まったトナー
が検知手段にこびりついて誤検知するといった不具合を
防止するようにしてもよい。

【００７６】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、検知手段を現像槽内の現像剤が一定量以下にな
ったときに現像剤から離間するように配し、かつ現像槽
内の現像剤が現像不良の発生する量となるまで検知手段
への現像剤の搬送を可能とする搬送手段が設けられてい
るので、従来のように現像剤のレベル面の凹凸に影響さ
れることなく、正確にトナー残量を検知することができ
る。

【００７７】また、検知手段として圧力センサを用いる
と、検知面に付着した現像剤による誤検知の心配がな
く、より正確にトナー残量を検知することができる。

【００７８】さらに、現像槽内に、現像剤を現像前に帯
電させる帯電部材を設け、掻上羽根の一部を導電性とし
てバイアスの印加を可能とすると、掻上羽根に印加する
バイアスの極性を変化させることで、帯電した現像剤を
掻上羽根に保持または掻上羽根から引き離すことがで
き、現像剤を検知手段に確実に搬送することができる。

【００７９】また、搬送手段を現像剤担持体への現像剤
搬送用としても利用することで、現像剤担持体に専用に
現像剤を供給する供給部材を廃止することができ、部材
の兼用化によるコストダウンが可能となる。

【００８０】さらに、現像槽内に現像剤が十分に充填さ
れているときでも現像剤に接触せず、常に溜まった現像
剤からは離間するように検知手段を配すると、現像槽内
に溜まった現像剤が検知手段にこびりついて誤検知する
といった不具合を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態に係る現像装置の縦断面
図

【図２】センサにおけるトナー検知状態を示す図で、
（ａ）はトナー無を２回検知したとき、（ｂ）はトナー
無を４回検知したとき

【図３】第二実施形態の現像装置の縦断面図

【図４】同じくその横断面図

【図５】第三実施形態の現像装置の縦断面図

【図６】第四実施形態の現像装置の縦断面図

【図７】第五実施形態の現像装置の縦断面図

【図８】第六実施形態の現像装置の縦断面図

【図９】第七実施形態の現像装置の縦断面図

【図１０】第八実施形態の現像装置における掻上羽根の
拡大斜視図

【図１１】同じく他の掻上羽根の拡大斜視図

【図１２】第九実施形態の現像装置における掻上羽根の
拡大斜視図

【図１３】同じく他の掻上羽根の拡大斜視図

【図１４】同じくその他の掻上羽根の拡大斜視図

【図１５】同じく別の掻上羽根の拡大斜視図

【図１６】第十実施形態の現像装置における掻上羽根の
拡大斜視図

【図１７】同じく他の掻上羽根の拡大斜視図

【図１８】同じくその他の掻上羽根の拡大斜視図

【図１９】同じく別の掻上羽根の拡大斜視図

【図２０】第十一実施形態の現像装置における搬送手段
の側面図

【図２１】同じく他の搬送手段の側面図

【図２２】第十二実施形態の現像装置における搬送手段
の側面図

【図２３】同じく掻上羽根の平面図

【図２４】第十三実施形態の現像装置における搬送手段
の側面図

【図２５】同じく掻上羽根の平面図

【図２６】第十四実施形態の現像装置の縦断面図

【図２７】他の実施形態の現像装置の縦断面図

【図２８】従来の現像装置の縦断面図

【符号の説明】

１０ 現像槽 １１ 現像剤担持体 １５ 検知手段 １６ 搬送手段 ２１ 回転軸 ２２ 掻上羽根 ９５ 帯電部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川端 格 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 前田 恭孝 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 蚊崎 祐一 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 井上 克志 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像槽内に、現像剤の有無を検知する検
   知手段と、該検知手段まで現像剤を搬送する搬送手段と
   が設けられ、前記検知手段は、現像剤が一定量以下にな
   ったときに溜まった現像剤から離間するように配され、
   前記搬送手段は、現像剤が前記一定量よりも少ない現像
   不良の発生する量となるまで現像剤の搬送を可能とする
   ことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記搬送手段は、軸周りに回転する掻上
   羽根を備え、該掻上羽根は、現像剤を定期的に掻き上げ
   て検知手段に搬送するように駆動されることを特徴とす
   る請求項１記載の現像装置。
3. 【請求項３】 前記検知手段は、現像剤の衝突に伴う衝
   撃によって現像剤の有無を検知する圧力センサとされた
   ことを特徴とする請求項１または２記載の現像装置。
4. 【請求項４】 前記現像槽内に、現像剤を現像前に帯電
   させる帯電部材が設けられ、前記掻上羽根の一部を導電
   性としてバイアスの印加を可能としたことを特徴とする
   請求項２記載の現像装置。
5. 【請求項５】 現像槽内に、現像剤の有無を検知する検
   知手段と、該検知手段まで現像剤を搬送するとともに、
   前記現像槽内に配された現像剤担持体に現像剤を搬送す
   る搬送手段とが設けられ、前記検知手段は、現像剤が一
   定量以下になったときに溜まった現像剤から離間するよ
   うに配され、前記搬送手段は、現像剤が前記一定量より
   も少ない現像不良の発生する量となるまで現像剤の搬送
   を可能とすることを特徴とする現像装置。
6. 【請求項６】 現像槽内に、現像剤の有無を検知する検
   知手段と、該検知手段まで現像剤を搬送する搬送手段と
   が設けられ、前記検知手段は、溜まった現像剤から離間
   するように配され、前記搬送手段は、現像剤が現像不良
   の発生する量となるまで現像剤の搬送を可能とすること
   を特徴とする現像装置。