(57)【要約】【課題】  トナーの補給の際に、トナーへの圧縮力を過度に高めることなく、トナー詰まりを防止できる現像装置、およびそれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】  トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を収容する現像槽１１１と、補給トナーを受け入れるトナー補給口１１５ａと、該現像槽１１１に補給トナーを導くトナー補給路１０２と、該トナー補給路１０２内を清掃するトナー補給路内清掃手段１０１とを備える現像装置２である。前記トナー補給路内清掃手段１０１は、前記トナー補給路１０２の外側に設けられる磁石１１８と、該トナー補給路１０２内にあって前記磁石１１８に引き寄せられる磁性粒子からなり、該磁石１１８を前記トナー補給路１０２に沿って移動させることにより、前記磁性粒子で前記トナー補給路１０２内を摺擦することを特徴とする。【選択図】  図４
2010176108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を収容し、補給トナーを受け入れるトナー補給口が設けられた現像槽と、前記トナー補給口に連通し、前記現像槽に補給トナーを導くトナー補給路と、前記トナー補給路内を清掃するトナー補給路内清掃手段とを備える現像装置であって、
前記トナー補給路内清掃手段は、
前記トナー補給路の外側に設けられる磁石と、
前記トナー補給路内にあって、前記トナー補給路を介して前記磁石により磁気吸着される磁性粒子とで構成され、
前記磁石を前記トナー補給路に沿って移動させることにより、前記磁性粒子で前記トナー補給路内を摺擦することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記磁石は、２つの磁石で構成され、前記トナー補給路内に向けてＮ極とＳ極が対向するように配置されてい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】
前記磁石は、前記トナー補給路内に向けてＮ極とＳ極が対向する磁界形成部を有するリング状磁石であ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】
前記磁性粒子は、前記現像槽に収容される磁性キャリアであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項５】
前記磁石が、電磁石であることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を収容し、補給トナーを受け入れるトナー補給口が設けられた現像槽と、前記トナー補給口に連通し、前記現像槽に補給トナーを導くトナー補給路と、前記トナー補給路内を清掃するトナー補給路内清掃手段とを備える現像装置であって、
前記トナー補給路内清掃手段は、
前記トナー補給路に沿って外側に設けられる複数の電磁石と、
前記トナー補給路内にあって、前記トナー補給路を介して前記電磁石により磁気吸着される磁性粒子とで構成され、
前記複数の電磁石に対して交互に通電することにより、前記磁性粒子で前記トナー補給路内を摺擦することを特徴とする現像装置。
【請求項７】
感光体ドラムと、該感光体ドラムの表面を帯電させる帯電装置と、感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する露光装置と、感光体ドラムの表面に形成される静電潜像を現像することによって、トナー像を形成させる現像装置と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写装置と、前記転写されたトナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを含む画像形成装置において、
前記現像装置が、請求項１〜６のいずれか１つに記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤により画像形成を行う現像装置および画像形成装置に関するものである。
【０００２】
従来から、複写機やプリンタなどの画像形成装置として、電子写真方式の画像形成装置が多く使用されている。電子写真方式の画像形成装置は、感光体（トナー像担持体）の表面に静電潜像を形成し、現像装置から供給されたトナーによって前記静電潜像を現像し、現像されたトナー像を用紙等のシートに転写し定着させる。近年、カラー化や高画質化を図る目的で、トナーの帯電安定性に優れる二成分現像剤が現像剤として使用されている。二成分現像剤は、トナーと磁性キャリアとからなり、それらを現像装置内で撹拌することによって、適正に帯電したトナーが得られる。帯電したトナーは、感光体表面に形成される静電潜像の現像により消費されると、トナー補給装置から補給トナーが現像装置に補充されるようになっている。
【０００３】
図１１は、トナー補給路を備える従来の現像装置の概要を示している。図１１に示す現像装置５００では、トナーを含む現像剤Ｄを貯留する現像槽５０１内に軸回転するオーガスクリューからなる搬送部材５０２が配され、現像槽５０１の上側には取り外し可能な現像槽カバー５０３が設けられている。さらに、現像槽カバー５０３には、未使用のトナーＴを補給するためのトナー補給口５０４が形成され、このトナー補給口５０４には、上方に延びる筒状のトナー補給路５０５が連設されている。このような現像装置５００において、現像剤Ｄ中のトナーは、磁性キャリアとの混合により速やかに帯電するように設計されているため、現像装置５００に補給トナーＴを導くためのトナー補給路５０５の内壁に付着しやすく、図１１に示すようにトナーブリッジを形成して、トナー補給路５０５が凝集したトナーＴで完全に詰まってしまう問題があった。
【０００４】
このような問題を解消するため、たとえば、特許文献１では、トナー搬送路内にベルト状のトナー移送機構を設け、これをトナーの移送方向に向けて駆動させることによって、トナーがトナー搬送路の途中で詰まらないようにした現像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１６３２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された現像装置においては、装置が大掛かりになるという欠点があり、また、トナー補給路内部に駆動部品（トナー移送機構）を備え、トナーに機械的な推進力を加えて移送させるものであるため、駆動部品から受ける圧縮力によりトナーが凝集するといった問題がある。
【０００７】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、トナーの補給の際に、トナーへの圧縮力を過度に高めることなく、トナー詰まりを防止できる現像装置、およびそれを備えた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】
【０００８】
本発明は、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を収容し、補給トナーを受け入れるトナー補給口が設けられた現像槽と、前記トナー補給口に連通し、前記現像槽に補給トナーを導くトナー補給路と、前記トナー補給路内を清掃するトナー補給路内清掃手段とを備える現像装置であって、
前記トナー補給路内清掃手段は、
前記トナー補給路の外側に設けられる磁石と、
前記トナー補給路内にあって、前記トナー補給路を介して前記磁石により磁気吸着される磁性粒子とで構成され、
前記磁石を前記トナー補給路に沿って移動させることにより、前記磁性粒子で前記トナー補給路内を摺擦することを特徴とする現像装置である。
【０００９】
また本発明は、前記磁石は、２つの磁石で構成され、前記トナー補給路内に向けてＮ極とＳ極が対向するように配置されていることを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、前記磁石は、前記トナー補給路内に向けてＮ極とＳ極が対向する磁界形成部を有するリング状磁石であることを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、前記磁性粒子は、前記現像槽に収容される磁性キャリアであることを特徴とする。
また本発明は、前記磁石が、電磁石であることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を収容し、補給トナーを受け入れるトナー補給口が設けられた現像槽と、前記トナー補給口に連通し、前記現像槽に補給トナーを導くトナー補給路と、前記トナー補給路内を清掃するトナー補給路内清掃手段とを備える現像装置であって、
前記トナー補給路内清掃手段は、
前記トナー補給路に沿って外側に設けられる複数の電磁石と、
前記トナー補給路内にあって、前記トナー補給路を介して前記電磁石により磁気吸着される磁性粒子とで構成され、
前記複数の電磁石に対して交互に通電することにより、前記磁性粒子で前記トナー補給路内を摺擦することを特徴とする現像装置である。
【００１３】
また本発明は、感光体ドラムと、該感光体ドラムの表面を帯電させる帯電装置と、感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する露光装置と、感光体ドラムの表面に形成される静電潜像を現像することによって、トナー像を形成させる現像装置と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写装置と、前記転写されたトナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを含む画像形成装置において、
前記現像装置が、前記各発明の構成を具備する現像装置であることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、磁石が磁性粒子を磁気吸着した状態で、トナー補給路に沿って移動するため、トナー補給路の内壁が磁性粒子によって摺擦される。その結果、トナー補給路の内壁にトナーが付着してもすぐに取り除かれるため、トナー補給路内にトナーが徐々に堆積し、トナー補給路内にトナー凝集体で構成されるブリッジの形成を抑え、トナー詰まりを防止できる。さらに、トナー補給路内にスクリューなどの可動部品を設ける必要がないので、トナーが圧縮されて凝集したりすることを防止できる。また、振動が生じないことから、振動によるトナー補給装置からのトナーの落下等を防止できる。
【００１５】
また本発明によれば、トナー補給路内に形成される磁束密度を均一にできるので、トナー補給路の内壁に付着するトナーの掻き取りムラを防ぐことができる。
【００１６】
また本発明によれば、トナー補給路内に効果的に磁界を形成できるので、外部への磁気漏れを抑え、磁力が小さくても磁性粒子をより強く保持できる。
【００１７】
また本発明によれば、磁性粒子が落下して現像剤中に混じっても、磁性粒子が磁性キャリアの役割を果たすので、画像欠陥の発生を防止できる。
【００１８】
また本発明によれば、電磁石への通電を停止することにより磁性キャリアを現像槽に落下させ、現像槽に収容される現像剤に近接する位置で電磁石への通電を開始することにより、磁性キャリアを引き寄せることができるので、これによって、磁性粒子を交換でき、長期間にわたってトナーの掻き取り効果が維持できる。
【００１９】
また本発明によれば、電磁石を移動させることなく、通電のタイミングを制御するだけで磁性粒子をトナー補給路に沿って移動させることができ、トナー補給路の内壁が磁性粒子で摺擦される。その結果、トナー補給路の内壁にトナーが付着してもすぐに取り除かれるため、トナー補給路内にトナーが徐々に堆積し、トナー補給路内にトナー凝集体で構成されるブリッジの形成を抑え、トナー詰まりを防止できる。さらに、磁石を移動させる手段が必要ないので、現像装置を小型化できる。
【００２０】
また本発明によれば、感光体ドラムの表面に形成された静電潜像は、現像装置によって現像され、トナー像とされる。このトナー像は転写装置によって記録媒体に転写され、定着装置によって永久画像として記録媒体に定着される。そして、現像装置の現像槽にトナーを補給するためのトナー補給路内は、トナー補給路内清掃手段によって、常時トナー詰まりのない状態に維持されるから、トナー補給が確実に行なわれ、トナー濃度が安定し、濃度ムラのない画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る現像装置２が用いられた画像形成装置Ａの全体の構成を示す概略図である。
【図２】現像装置２の構成を示す断面図である。
【図３】図２の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図である。
【図４】図２の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た断面図である。
【図５】現像装置２の平面図である。
【図６】電磁石１１８の拡大斜視図である。
【図７】図１に示すトナー補給装置２２の構成を示す断面図である。
【図８】図７に示すトナー排出部材周辺を切断面線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩから見た拡大断面図である。
【図９Ａ】本発明の第１実施形態にかかる現像装置２において、磁性粒子でトナー補給路１０２内が摺擦される様子を示す模式図であって、トナー補給路１０２の内壁にトナーＴが付着し始めた状態を示し、電磁石１１８を通電されていない状態で、現像槽１１１の現像剤Ｄに最も近い位置（最下部）に移動させている状態を示す。
【図９Ｂ】同模式図であって、現像剤Ｄに最も近い位置（最下部）に移動させている電磁石１１８に通電を開始し、現像槽１１１に収容される磁性キャリアを電磁石２１８ａで引き寄せ、磁気ブラシＤＪを形成している状態を示す。
【図９Ｃ】同模式図であって、電磁石１１８を、磁性キャリアを引き寄せたままの状態で磁石駆動スクリュー１０２ａを回転させて、最上部まで移動させた状態を示す。
【図９Ｄ】同模式図であって、電磁石１１８を、磁性キャリアを引き寄せたままの状態で磁石駆動スクリュー１０２ａを回転させて、最下部まで移動させた状態を示す。
【図９Ｅ】同模式図であって、最下部まで移動させた電磁石１１８に通電を停止し、磁気ブラシＤＪを形成していた磁性キャリアが、現像槽内の現像剤Ｄに戻された状態を示す。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る現像装置２０２の構成を、図４に対応させて示す断面図である。
【図１１】従来の現像装置５００の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る現像装置が用いられた画像形成装置Ａの全体の構成を示す概略図である。
【００２３】
図１に示す画像形成装置Ａは、プリンタあるいは印刷機であって、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置である。すなわち、図１に示す画像形成装置Ａは、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム３と、感光体ドラム３の表面を帯電させる帯電器（帯電装置）５と、感光体ドラム３の表面に静電潜像を形成する露光ユニット（露光装置）１と、感光体ドラム３の表面に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置２と、現像装置２にトナーを補給するトナー補給装置２２と、感光体ドラム３の表面に現像されたトナー像を記録媒体に転写する中間転写ベルトユニット（転写装置）８と、トナー像を記録媒体に定着させる定着ユニット（定着装置）１２とを備えている。そして、現像装置２として、本発明に係る現像装置の構成を採用したものである。
【００２４】
この画像形成装置Ａは、外部から伝達される画像データに応じて所定のシート（記録用紙，記録媒体）に多色の画像を形成するものであるが、単色の画像を形成するものであってもよい。なお、画像形成装置Ａの上方にスキャナ等を備え、複写機、ファクシミリ装置あるいは複合機として構成してもよい。
【００２５】
まず、画像形成装置Ａの全体構成について説明する。図示の画像形成装置Ａは、図１に示すように、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）および黄（Ｙ）の色成分毎の画像データが取り扱われ、黒画像、シアン画像、マゼンタ画像、黄画像が形成され、各々の色成分の画像を重畳することによってカラー画像が形成されるようになっている。したがって、画像形成装置Ａにおいては、図１に示すように、各色成分の画像が形成されるように、現像装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）、帯電器５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）、クリーナユニット４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）およびトナー補給装置２２（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ）がそれぞれ４個ずつ設けられている。言い換えると、現像装置２と感光体ドラム３と帯電器５とクリーナユニット４とトナー補給装置２２とを１つずつ含む画像形成ステーション（画像形成部）が４つ設けられることになる。
【００２６】
なお、上記４つの画像形成部を構成する各部位に対して付された符号に含まれるａ〜ｄは、ａが黒画像形成用の部材、ｂがシアン画像形成用の部材、ｃがマゼンタ画像形成用の部材、ｄが黄画像形成用の部材であることを示したものである。また、画像形成装置Ａには、露光ユニット１、定着ユニット１２、シート搬送路Ｓ、給紙トレイ１０および排紙トレイ１５が備えられている。
【００２７】
帯電器５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）は、各感光体ドラム３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）の表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。帯電器５としては、図１に示す接触ローラ型の帯電器の他、接触ブラシ型の帯電器、あるいは非接触チャージャー型の帯電器などが使用されることもある。露光ユニット１は、図１に示すように、レーザ照射部および反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。但し、レーザスキャニングユニット以外に、発光素子をアレイ状に並べたＥＬ（エレクトロルミネッセンス）やＬＥＤ書込みヘッドを露光ユニット１とすることもできる。露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３を、入力された画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム３の表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。
【００２８】
現像装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）は、感光体ドラム３に形成された静電潜像をＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙのいずれかのトナーにより顕像化する（現像する）ものである。現像装置２は、現像槽１１１（１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄ）を備え、各現像槽１１１の上部には、トナー補給路１０２、および、トナー補給装置２２（２２ａ、２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ）が設置されている。クリーナユニット４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）は、現像および画像転写工程後に感光体ドラム３の表面に残留しているトナーを除去し、回収するものである。
【００２９】
感光体ドラム３の上方には中間転写ベルトユニット８が配置されている。中間転写ベルトユニット８は、前記４つの画像形成部に対応する中間転写ローラ６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構７３、および中間転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。中間転写ローラ６、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構７３は、中間転写ベルト７を張架し、図１の矢印Ｂ方向に中間転写ベルト７を回転駆動させるものである。中間転写ローラ６は、中間転写ベルトユニット８の中間転写ベルトテンション機構７３における中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されている。中間転写ローラ６には感光体ドラム３のトナー像を中間転写ベルト７上に転写するための転写バイアスが印加されている。
【００３０】
中間転写ベルト７は、各感光体ドラム３に接触するように設けられている。中間転写ベルト７上には、感光体ドラム３に形成された各色成分のトナー像が順次重ねて転写されることにより、カラーのトナー像（多色トナー像）が形成される。中間転写ベルト７は、厚さがたとえば１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。感光体ドラム３から中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７の裏側に接触している中間転写ローラ６によって行われる。中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。
【００３１】
中間転写ローラ６は、直径がたとえば８〜１０ｍｍの金属（たとえばステンレス）軸をベースとして形成され、表面が導電性の弾性材（たとえばＥＰＤＭ，発泡ウレタンなど）により覆われている。この導電性の弾性材により、中間転写ローラ６は中間転写ベルト７に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施の形態では、転写電極としてローラ形状のものを使用しているが、これ以外にブラシ状のものなども用いることが可能である。
【００３２】
上述のように各感光体ドラム３上の静電潜像は各色成分に応じたトナーにより顕像化されてそれぞれトナー像となり、これらトナー像は中間転写ベルト７上に重ね合わされて積層される。このように、積層されたトナー像は、中間転写ベルト７の回転によって、前記シート搬送路Ｓを搬送されてきた用紙と中間転写ベルト７との接触位置（転写部）に移動し、この位置に配置されている転写ローラ１１によって用紙上に転写される。この場合、中間転写ベルト７と転写ローラ１１とは所定ニップで互いに圧接されるとともに、転写ローラ１１にはトナー像を用紙に転写させるための電圧が印加される。この電圧は、トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧である。
【００３３】
上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１１もしくは中間転写ベルト駆動ローラ７１の何れか一方は金属などの硬質材料から形成され、他方は弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラまたは発泡性樹脂ローラなど）から形成される。中間転写ベルト７と感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト７に付着したトナー、および中間転写ベルト７から用紙へのトナー像の転写の際に転写されずに中間転写ベルト７上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット９によって除去され回収される。中間転写ベルトクリーニングユニット９には、中間転写ベルト７に接触するクリーニングブレード（クリーニング部材）が備えられている。中間転写ベルト７におけるクリーニングブレードに接触している部分は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ７２にて支持されている。
【００３４】
給紙トレイ１０は、画像形成に使用するシート（たとえば記録用紙）を蓄積しておくためのものであり、画像形成部および露光ユニット１の下側に設けられている。一方、画像形成部の上部に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みのシートをフェイスダウンで載置するためのものである。また、画像形成装置Ａには、給紙トレイ１０のシートおよび手差しトレイ２０のシートを転写部や定着ユニット１２を経由させて排紙トレイ１５に案内するためのシート搬送路Ｓが設けられている。なお、転写部は中間転写ベルト駆動ローラ７１と転写ローラ１１との間に位置する。さらに、シート搬送路Ｓには、ピックアップローラ１６（１６ａ，１６ｂ）、レジストローラ１４、転写部、定着ユニット１２、搬送ローラ２５（２５ａ〜２５ｈ）等が配置されている。
【００３５】
搬送ローラ２５は、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、シート搬送路Ｓに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１６ａは、給紙トレイ１０の端部に備えられ、給紙トレイ１０からシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。ピックアップローラ１６ｂは、手差しトレイ２０の近傍に備えられ、手差しトレイ２０からシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。レジストローラ１４は、シート搬送路Ｓを搬送されているシートを一旦保持し、中間転写ベルト７上のトナー像の先端とシートの先端とを合わせるタイミングでシートを転写部に搬送するものである。
【００３６】
定着ユニット１２は、ヒートローラ８１および加圧ローラ８２などを備え、これらヒートローラ８１および加圧ローラ８２はシートを挟んで回転する。ヒートローラ８１は、所定の定着温度となるように制御部（図示せず）によって制御される。この制御部は温度検出器（図示せず）からの検出信号に基づいてヒートローラ８１の温度を制御する。ヒートローラ８１は、加圧ローラ８２とともにシートを熱圧着することにより、シートに転写されている各色トナー像を溶融、混合、圧接させ、シートに対して熱定着させる。なお、多色トナー像（各色トナー像）が定着されたシートは、複数の搬送ローラ２５によってシート搬送路Ｓの反転排紙経路に搬送され、反転された状態（定着された多色トナー像を下側に向けた状態）にて、排紙トレイ１５上に排出される。
【００３７】
次に、シート搬送路Ｓによるシート搬送動作について説明する。画像形成装置Ａには、図１に示すように、上述したように予めシートを収納する給紙トレイ１０、および少数枚の印字を行う場合等に使用される手差しトレイ２０が配置されている。これら両トレイ１０，２０には、各々ピックアップローラ１６（１６ａ，１６ｂ）が配置され、これらピックアップローラ１６によってシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給するようになっている。片面印字の場合は、給紙トレイ１０から搬送されるシートは、シート搬送路Ｓ中の搬送ローラ２５ａによってレジストローラ１４まで搬送され、レジストローラ１４によりシートの先端と中間転写ベルト７上の積層されたトナー像の先端とが整合するタイミングで転写部（転写ローラ１１と中間転写ベルト７との接触位置）に搬送される。転写部ではシート上にトナー像が転写され、このトナー像は定着ユニット１２にてシート上に定着される。その後、シートは、搬送ローラ２５ｂを経て排紙ローラ２５ｃから排紙トレイ１５上に排出される。また、手差しトレイ２０から搬送されるシートは、複数の搬送ローラ２５（２５ｆ，２５ｅ，２５ｄ）によってレジストローラ１４まで搬送される。それ以降のシート搬送動作は、上述した給紙トレイ１０から供給されるシートと同様の経過を経て排紙トレイ１５に排出される。
【００３８】
一方、両面印字の場合においては、上記のようにして片面印字が終了し定着ユニット１２を通過したシートは、後端が排紙ローラ２５ｃにてチャックされる。次に、シートは、排紙ローラ２５ｃが逆回転することによって、スイッチバックして搬送ローラ２５ｇ，２５ｈに導かれ、再びレジストローラ１４を経て裏面印字が行われた後に、排紙トレイ１５上に排出される。
【００３９】
次に、現像装置２について図２〜図６を参照して説明する。図２は現像装置２の構成を示す断面図であり、図３は図２の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図であり、図４は図２の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た断面図であり、図５は現像装置２の平面図であり、図６は電磁石１１８の拡大斜視図である。現像装置２は、図２に示すように、現像槽１１１内に、感光体ドラム３（図１参照）と対向するように配置された現像ローラ１１４を有し、現像ローラ１１４によって感光体ドラム３の表面にトナーを供給して、感光体ドラム３の表面に形成された静電潜像を現像（顕像化）する装置である。現像装置２は、現像ローラ１１４の他に、現像槽１１１、取外し自在な現像槽カバー１１５、トナー補給口１１５ａ、ドクターブレード１１６、第１搬送部材１１２、第２搬送部材１１３、仕切り板（仕切り壁）１１７、トナー濃度検知センサ１１９と、トナー補給路１０２を備えている。
【００４０】
現像槽１１１は、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を収容する槽である。また、現像槽１１１には、現像ローラ１１４、第１搬送部材１１２、第２搬送部材１１３などが配設されている。なお、本実施形態のキャリアは、磁性を有する磁性キャリアである。現像ローラ１１４は、図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動するマグネットローラであり、現像槽１１１内の二成分現像剤を感光体ドラム３へと搬送するものである。また、現像ローラ１１４は、感光体ドラム３に対向し、感光体ドラム３に対して間隙を有して離隔するように設けられる。現像ローラ１１４で搬送される二成分現像剤は最近接部分で感光体ドラム３と接触する。この接触領域が現像ニップ部であり、現像ニップ部では、現像ローラ１１４に接続される図示しない電源から現像ローラ１１４に対して現像バイアス電圧が印加され、現像ローラ１１４表面の二成分現像剤から感光体ドラム３表面の静電潜像へトナーが供給される。
【００４１】
ドクターブレード１１６は現像ローラ１１４の軸線方向に平行に延びる板状部材であり、現像ローラ１１４の鉛直方向下方において、その短手方向の一端が現像槽１１１によって支持され、かつ他端が現像ローラ１１４の表面に対して間隙を有して離隔するように設けられる。ドクターブレード１１６の材料としては、ステンレス鋼が使用できるが、アルミニウムや合成樹脂なども使用できる。
【００４２】
トナー濃度検知センサ１１９は、第２搬送部材１１３の鉛直方向下方の現像槽１１１底面に装着され、センサ面が現像槽１１１の内部に露出するように設けられる。トナー濃度検知センサ１１９は図示しないトナー濃度制御手段に電気的に接続される。トナー濃度制御手段は、トナー濃度検知センサ１１９が検知するトナー濃度測定値に応じて、後述するトナー排出部材１２２（図７および図８参照）を回転駆動させ、トナー排出口１２３（図７および図８参照）を介して現像槽１１１内部にトナーを供給するように制御する。トナー濃度制御手段は、トナー濃度検知センサ１１９によるトナー濃度測定値がトナー濃度設定値よりも低いと判定すると、トナー排出部材１２２を回転駆動させる駆動手段に制御信号を送り、トナー排出部材１２２を回転駆動させる。トナー濃度検知センサ１１９には一般的なトナー濃度検知センサを使用でき、たとえば、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサなどが挙げられる。これらの中でも、透磁率検知センサが好ましく用いられる。
【００４３】
前記透磁率検知センサには図示しない電源が接続される。電源は、透磁率検知センサを駆動させるための駆動電圧およびトナー濃度の検知結果を制御手段に出力するための制御電圧を透磁率検知センサに印加する。電源による透磁率検知センサへの電圧の印加は、制御手段によって制御される。透磁率検知センサは、制御電圧の印加を受けてトナー濃度の検知結果を出力電圧値として出力する型式のセンサであり、基本的に出力電圧の中央値近傍の感度がよいため、その付近の出力電圧が得られるような制御電圧を印加して用いられる。このような型式の透磁率検知センサは市販されており、たとえば、ＴＳ−Ｌ、ＴＳ−Ａ、ＴＳ−Ｋ（いずれも商品名、ＴＤＫ（株）社製）などが挙げられる。
【００４４】
また、現像槽１１１の上側には、図２，図４に示すように、取り外し可能な現像槽カバー１１５が設けられている。さらに、現像槽カバー１１５には、図４に示すように、現像槽１１１に未使用のトナーを補給するためのトナー補給口１１５ａが形成されている。第１搬送部材１１２は、螺旋状の第１搬送羽根１１２ａ、第１回転軸１１２ｂ、第１搬送ギア１１２ｃからなるオーガスクリューにより構成されており、回転することにより二成分現像剤を撹拌すると共に搬送するようになっている。第２搬送部材１１３は、螺旋状の第２搬送羽根１１３ａ、第２回転軸１１３ｂ、第１搬送ギア１１３ｃからなるオーガスクリューにより構成されており、回転することにより二成分現像剤を撹拌すると共に搬送するようになっている。
【００４５】
現像槽１１１には、第１搬送部材１１２と第２搬送部材１１３との間に仕切り板１１７が配設されている。仕切り板１１７は、第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３の各軸方向（各回転軸方向）に平行に延設されている。現像槽１１１の内部は、仕切り板１１７によって、第１搬送部材１１２が配されている第１搬送路Ｐと、第２搬送部材１１３が配されている第２搬送路Ｑとに区画される。仕切り板１１７は、第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３の各軸方向の両端部において、現像槽１１１の内側の壁面から離間して配置されている。これにより、現像槽１１１には、第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３の各軸方向の両端部付近において、第１搬送路Ｐと第２搬送路Ｑとを連通する連通路が形成されている。以下では、図３に示されるように、矢印Ｘ方向側に形成されている連通路を第１連通路ａ、矢印Ｙ方向側に形成されている連通路を第２連通路ｂと称する。
【００４６】
第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３は、互いの周面同士が仕切り板１１７を介して対向するように且つ互いの軸同士が平行になるように並列され、互いに逆方向に回転するように設定されている。そして、第１搬送部材１１２は、図３に示すように、矢印Ｘ方向に二成分現像剤を搬送し、第２搬送部材１１３は、矢印Ｘ方向とは逆の矢印Ｙ方向に二成分現像剤を搬送するように設定されている。また、トナー補給口１１５ａは第１搬送路Ｐ内の領域であり且つ第２連通路ｂよりも矢印Ｘ方向側の位置に形成されている。つまり、第１搬送路Ｐにおいて、第２連通路ｂの下流側にトナーが補給されることになる。
【００４７】
現像槽１１１において、第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３は、それぞれ第１搬送部材駆動モータ（図示せず）および第２搬送部材駆動モータ（図示せず）によって回転駆動され、二成分現像剤を搬送する。具体的には、第１搬送路Ｐにおいて、二成分現像剤は、第１搬送部材１１２によって撹拌されながら矢印Ｘ方向へ搬送され、第１連通路ａに到達する。第１連通路ａに到達した二成分現像剤は、第１連通路ａを通過して第２搬送路Ｑへ搬送される。一方、第２搬送路Ｑにおいて、二成分現像剤は、第２搬送部材１１３によって、撹拌されながら矢印Ｙ方向へ搬送され、第２連通路ｂに到達する。そして、第２連通路ｂに到達した二成分現像剤は、第２連通路ｂを通過して第１搬送路Ｐへ搬送される。つまり、第１搬送部材１１２と第２搬送部材１１３とは、互いに逆方向に二成分現像剤を撹拌しながら搬送している。
【００４８】
このようにして、二成分現像剤は、現像槽１１１において、第１搬送路Ｐと第１連通路ａと第２搬送路Ｑと第２連通路ｂとを、第１搬送路Ｐ→第１連通路ａ→第２搬送路Ｑ→第２連通路ｂ、という順序にて循環移動していることになる。そして、二成分現像剤は、第２搬送路Ｑにて搬送されている間に、現像ローラ１１４の回転にてその表面に担持されて汲み上げられ、汲み上げられた二成分現像剤中のトナーが感光体ドラム３へと移動して、順次消費されていく。このように消費されるトナーを補うべく、未使用のトナーがトナー補給口１１５ａから第１搬送路Ｐへ補給される。補給されたトナーは第１搬送路Ｐにおいて従前より存在する二成分現像剤と混合撹拌される。
【００４９】
次に、トナー補給路１０２およびトナー補給路内清掃手段１０１について説明する。トナー補給路１０２は、トナー補給装置２２から供給されるトナーＴ（図９Ａも参照）をトナー補給口１１５ａへ導く、外形が角柱状の中空パイプである。トナー補給路１０２の外側には、電磁石１１８がトナー補給路１０２に沿って移動できるように設けられる。トナー補給路１０２の外側には、電磁石１１８を上下に駆動するために磁石駆動スクリュー１０２ａと、磁石駆動スクリュー１０２ａを回転させる駆動ギア１０２ｂが設けられ（図９Ａ〜Ｅも参照）、図示しない駆動モータにより、磁石駆動スクリュー１０２ａを回転させる。
【００５０】
電磁石１１８は、トナー補給路１０２内に向けてＮ極とＳ極が対向する磁界形成部を有するリング状の電磁石であり、コイル１１８ｃを備える強磁性体で形成されている。また、電磁石１１８は、内部がナット状の凹凸を有する貫通孔１１８ｐを備え、磁石駆動スクリュー１０２ａが貫通孔１１８ｐに螺合した状態で貫通できるようになっていると同時に、磁石駆動スクリュー１０２ａの回転に伴う螺合部分の相対的な螺進・螺退作用により、上下に移動するようになっている。電磁石１１８は、現像槽１１１内の磁性キャリアが含まれる現像剤Ｄ（図９Ａも参照）に最も接近した位置で、通電されることによって、現像槽１１１に収容される磁性キャリア（磁性粒子）を引き寄せる配置となっており、磁性キャリア（磁性粒子）を引き寄せたまま、トナー補給路１０２に沿って移動することにより、磁性粒子でトナー補給路１０２内を摺擦する。本実施形態においては、電磁石１１８、磁性キャリア（磁性粒子）および、磁石駆動スクリュー１０２ａが、トナー補給路内清掃手段１０１を構成する。
【００５１】
また、上記電磁石１１８の代わりに、永久磁石を用いてもよい。この時、永久磁石は、磁性キャリア（磁性粒子）をトナー補給路内で一杯に保持したままであると、補給トナーが落下する際の障害となるので、永久磁石が最上部に達した際に、磁性キャリア（磁性粒子）の保持力が低下するように、図４に便宜上示したように、トナー補給路１０２上部に非磁性板１０２ｃを設けることが好ましい。電磁石の場合は、通電をオフとすると磁界がなくなるので、このような非磁性板１０２ｃを設ける必要はない。
【００５２】
本発明に使用できる磁性粒子としては、磁性を有する粒子であれば特に制限はないが、現像槽１１１内に落下して、現像剤Ｄに混ざっても、画像に影響を及ぼさない点で、現像剤Ｄに使用する磁性キャリアが好ましい。磁性粒子として使用する磁性キャリア（単にキャリアと呼ぶこともある）について以下に説明する。キャリアの粒径として、公知のものが使用でき、たとえば、体積平均粒径が２０〜１００μｍの磁性体が使用できる。キャリアの粒径は、小さすぎると、現像時に現像ローラ１１４から感光体ドラム３にキャリアが移動することにより、得られる画像に白抜けが発生する。また、大きすぎるとドット再現性が悪くなり、画像が粗くなるため、キャリアの体積平均粒径としては、３０〜６０μｍであることがさらに好ましい。
【００５３】
なお、前記キャリアの体積平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置ＨＥＬＯＳ（ＳＹＭＰＡＴＥＣ社製）に乾式分散装置ＲＯＤＯＳ（ＳＹＭＰＡＴＥＣ社製）を用いて、分散圧３．０ｂａｒの条件下で行った時の値である。
【００５４】
このようなキャリアとして、磁性を有するコア粒子表面に被覆層を設けた被覆キャリアが一般的によく使用される。コア粒子としては公知の磁性粒子が使用できるが、フェライト系粒子が好ましい。フェライト系粒子は、飽和磁化が高く、密度の小さいキャリアが得られることから、感光体へのキャリア付着が起こりにくく、ソフトな穂立形成によるドット再現の高い画像が得られる。フェライト系粒子としては公知のものを使用でき、たとえば、亜鉛系フェライト、ニッケル系フェライト、銅系フェライト、ニッケル−亜鉛系フェライト、マンガン−マグネシウム系フェライト、銅−マグネシウム系フェライト、マンガン−亜鉛系フェライト、マンガン−銅−亜鉛系フェライトなどが挙げられる。
【００５５】
前記被覆材としては公知の樹脂材料が使用でき、たとえば、アクリル樹脂やシリコーン樹脂などが使用できる。特に、ストレートシリコーン樹脂（アルキル置換シリコーン樹脂）を被覆した被覆キャリアは、その表面にトナー成分（バインダー樹脂）が付着（フィルミング）しにくく、長期に渡ってトナーの帯電付与能力を維持できるので好ましい。
【００５６】
図７は、図１に示すトナー補給装置２２の構成を示す断面図である。図８は、図７に示すトナー排出部材周辺を切断面線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩから見た拡大断面図である。図７において、トナー補給装置２２は、トナー収容容器１２１、トナー攪拌部材１２５、トナー排出部材１２２およびトナー排出口１２３を含む。トナー補給装置２２は、現像槽１１１の上側に配され、未使用トナー（粉体状のトナー）Ｔを貯蔵している。トナー補給装置２２内のトナーＴはトナー排出部材（排出スクリュー）１２２を回転させることによって、トナー排出口１２３から前記トナー補給路１０２を介して現像槽１１１へ供給されるようになっている。
【００５７】
トナー収容容器１２１は、内部空間を有するほぼ半円筒状の容器部材であり、トナー攪拌部材１２５、トナー排出部材１２２を回転自在に支持し、トナーＴを収容する。トナー排出口１２３は、トナー排出部材１２２の下部、軸方向中央部よりに設けられる略長方形の開口部であり、トナー補給路１０２を臨む位置に配置される。トナー攪拌部材１２５は、回転軸１２５ａを中心に回転することにより、トナー収容容器１２１内に収容されるトナーＴを攪拌しながら、トナー収容容器１２１内のトナーＴを汲み上げてトナー排出部材１２２へ搬送する板状の部材で、先端にトナー汲み上げ部材１２５ｂを備える。トナー汲み上げ部材１２５ｂは、可撓性を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートからなり、トナー攪拌部材１２５の両端に取付けられる。
【００５８】
トナー排出部材１２２は、トナー収容容器１２１内のトナーＴをトナー排出口１２３から現像槽１１１に供給するもので、図８に示すようにトナー搬送羽根１２２ａとトナー排出部材回転軸１２２ｂとを含むオーガスクリュー、並びにトナー排出部材回転ギア１２２ｃから構成されている。トナー排出部材１２２は、図示しないトナー排出部材駆動モータによって回転駆動されるようになっている。オーガスクリューの向きは、トナー排出部材１２２の軸方向両端からトナー排出口１２３側に向けて、トナーが搬送されるように設定されている。トナー排出部材１２２とトナー攪拌部材１２５との間には、トナー排出部材隔壁１２４が設けられる。これによって、トナー攪拌部材１２５によって汲み上げられたトナーがトナー排出部材１２２の周辺に適量のトナーを保持できる。
【００５９】
図７において、トナー攪拌部材１２５は矢印方向に回転してトナーＴを撹拌し、トナー排出部材１２２の方へ汲み上げる。このとき、トナー汲み上げ部材１２５ｂは、その可撓性によって、トナー収容容器１２１の内壁を摺動して変形しつつ回転し、トナーＴをトナー排出部材１２２に供給する。そして、トナー排出部材１２２が、供給されたトナーＴを、自身の回転によってトナー排出口１２３へと導くようになっている。
【００６０】
図９Ａ〜Ｅは、本発明の実施形態にかかる現像装置２において、磁性粒子でトナー補給路１０２内が摺擦される様子を示す模式図である。図９Ａは、トナー補給路１０２の内壁にトナーＴが付着し始めた状態を示し、電磁石１１８を、通電していない状態で、現像槽１１１の現像剤Ｄに最も近い位置（最下部）に移動させている状態を示す。図９Ｂは、現像剤Ｄに最も近い位置（最下部）に移動させている電磁石１１８に通電を開始し、現像槽１１１に収容される磁性キャリアを電磁石２１８ａで引き寄せ、磁気ブラシＤＪを形成している状態を示す。図９Ｃは、電磁石１１８を、磁性キャリアを引き寄せたままの状態で磁石駆動スクリュー１０２ａを回転させて、最上部まで移動させた状態を示す。図９Ｄは、電磁石１１８を、磁性キャリアを引き寄せたままの状態で磁石駆動スクリュー１０２ａを回転させて、最下部まで移動させた状態を示す。図９Ｅは、最下部まで移動させた電磁石１１８に通電を停止（オフ）し、磁気ブラシＤＪを形成していた磁性キャリアが、現像槽内の現像剤Ｄに戻された状態を示す。
【００６１】
すなわち、図９Ａの状態において、最下部にある電磁石１１８に通電させることにより、現像槽１１１内の現像剤Ｄから、磁性キャリアが引き寄せられて磁気ブラシＤＪが形成される（図９Ｂ）。その後、電磁石１１８を通電した状態でトナー補給路１０２に沿って上昇させると、これに伴い磁気ブラシＤＪも上方に移動する。このとき、磁気ブラシＤＪの摺擦作用によりトナー補給路１０２の内壁に付着していたトナーＴが掻き取られ、トナーＴは磁気ブラシＤＪに担持された状態で最上部に持ち上げられる（図９Ｃ）。引き続き、電磁石１１８を通電状態のまま下降させると、トナーＴを担持した磁気ブラシＤＪも下降し、トナー補給路１０２の内壁の残余の付着トナーＴを掻き取り担持させて最下部まで達する（図９Ｄ）。そして、この状態で電磁石１１８に対する通電をオフとすると、電磁石１１８の磁気作用がなくなり、磁気ブラシＤＪを形成していた磁性キャリアがトナーＴと共に現像槽１１１内に落下して現像槽１１１内の現像剤Ｄに攪拌混合される（図９Ｅ）。このように、トナー補給路１０２の内壁を磁気ブラシＤＪによって摺擦することにより、トナー補給路１０２の内壁に付着するトナーＴが掻き落とされ、これによって、トナー補給路１０２内でのトナーブリッジの発生が防止され、トナー詰まりが未然に防がれる。これにより、トナー補給装置２２から現像槽１１１への未使用トナーＴの供給が滞ることなく円滑になされる。
【００６２】
次に、本発明の第２実施形態に係る現像装置２０２について図１０を参照して説明する。図１０は、本発明の第２実施形態に係る現像装置２０２の構成を示す断面図であり、前述した第１実施形態の現像装置２における図４に対応する断面図である。図１０に示す第２実施形態に係る現像装置２０２は、現像ローラ１１４（図２参照）の他に、現像槽１１１、現像槽カバー１１５、トナー補給口１１５ａ、ドクターブレード１１６（図２参照）、第１搬送部材１１２、第２搬送部材１１３（図２参照）、仕切り板（仕切り壁）１１７（図２参照）、トナー濃度検知センサ１１９（図２参照）と、トナー補給路１０２を備えている。
【００６３】
トナー補給路１０２の外側には、複数の電磁石２１８ａ〜ｉが、トナー補給路１０２に沿って設けられ、図示しない電源により、順次交互に通電される。各電磁石２１８ａ〜ｉに通電する順番としては、たとえば、最初に、現像剤に最も近い最下段の電磁石２１８ａに通電することによって、現像剤Ｄ（図９Ｂ参照）中の磁性キャリアを電磁石２１８ａで引き寄せて前記と同様の磁気ブラシＤＪ（図示せず）を形成する。次に、１秒後に２段目の電磁石２１８ｂに通電すると同時に、２秒後に電磁石２１８ａへの通電を停止することによって、磁性キャリアを電磁石２１８ｂに引き寄せる。次に、１秒後に３段目の電磁石２１８ｃに通電すると同時に、２秒後に電磁石２１８ｂへの通電を停止することによって、磁性キャリアを電磁石２１８ｃに引き寄せる。この操作を、順次繰り返すことにより、磁性キャリアを最上段の電磁石２１８ｉに引き寄せ、これによって、磁気ブラシＤＪをトナー補給路１０２に沿って上方に移動させる。この間、トナー補給路１０２の内壁に付着するトナーＴ（図９Ａおよび図９Ｂ参照）を掻き取り、磁気ブラシＤＪに担持させて最上部に持ち上げる。その後、電磁石２１８ｉへの通電を停止すると、電磁石２１８ｉの磁気作用がなくなり、磁性キャリアがトナーＴと共に現像槽１１１内に落下して、現像槽１１１内の現像剤Ｄに攪拌混合される。これによって、トナー補給路１０２の内壁に付着するトナーが取り除かれ、トナー補給装置２２から現像槽１１１への未使用トナーＴの供給が滞ることなく円滑になされる。
【００６４】
この実施形態における現像装置２０２は、前述した第１実施形態における現像装置２とは、電磁石１１８を上下動させるための駆動機構を有さない点を除いて構成が同じであることから、第１実施形態における電磁石１１８以外の同一の構成を有する部材については同一の符号を付することで説明を省略する。また、電磁石２１８の数は、図示のように９個に限定されず、トナー補給路１０２の高さなどに応じて適宜定められる。
【００６５】
なお、図１では、画像形成部が、複数のカラーの電子写真方式によるに示す画像形成装置Ａの例を示したが、１個の感光体ドラムのまわりに４個の現像装置を配したカラー画像形成部であってもよい。また、前述のようにモノクロの電子写真方式によるものであってもよく、この場合は１個の現像装置において本発明が適用される。
【符号の説明】
【００６６】
１  露光装置
２  現像装置
３  感光体ドラム
１１  転写装置
１２  定着装置
１１１  現像槽
１１５ａ  トナー補給口
１０１  トナー補給路内清掃手段
１０２  トナー補給路
１１８  磁石（電磁石）
１１８ａ〜ｉ  電磁石
Ａ  画像形成装置
【図１】
2010176108.tif 000003
【図２】
2010176108.tif 000004
【図３】
2010176108.tif 000005
【図４】
2010176108.tif 000006
【図５】
2010176108.tif 000007
【図６】
2010176108.tif 000008
【図７】
2010176108.tif 000009
【図８】
2010176108.tif 000010
【図９Ａ】
2010176108.tif 000011
【図９Ｂ】
2010176108.tif 000012
【図９Ｃ】
2010176108.tif 000013
【図９Ｄ】
2010176108.tif 000014
【図９Ｅ】
2010176108.tif 000015
【図１０】
2010176108.tif 000016
【図１１】
2010176108.tif 000017