(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を担持する静電潜像担持体と対向して設けられ、キャリアとトナーからなる現像剤を周面に担持して前記静電潜像担持体に供給する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体と対向して設けられ、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１の攪拌搬送部と、前記第１の攪拌搬送部から搬送された現像剤と補給トナーを混合攪拌しながら前記第１の攪拌搬送部へ搬送する第２の攪拌搬送部と、からなる攪拌搬送部と、
前記第１の攪拌搬送部から前記第２の攪拌搬送部へ向かう搬送経路に設けられ、前記第１の攪拌搬送部から搬送された現像剤と補給トナーとを混合攪拌する副攪拌搬送部と、
を備え、
前記副攪拌搬送部は、
前記第１の攪拌搬送部から搬送された現像剤を鉛直上方へ搬送する鉛直搬送部と、
上方から投入された、前記鉛直搬送部によって搬送された前記現像剤および前記補給トナーを攪拌し、下方に形成された貫通孔にて前記第２の攪拌搬送部と連通する攪拌部と、
を備えることを特徴とする、現像装置。
【請求項２】
現像剤の搬送能力が、前記第１の攪拌搬送部、前記鉛直搬送部、前記攪拌部の順に大きくなり、
前記攪拌部と前記第２の攪拌搬送部との搬送能力は略同一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３】
前記攪拌部の上方に、補給トナーを供給するトナー補給部が設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記第１の攪拌搬送部の搬送経路中に、トナーの濃度を検知するトナー濃度検知部を備え、
前記トナー濃度検知部による検知結果に基づいて、前記トナー補給部から補給トナーが供給されることを特徴とする、請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記静電潜像担持体上の静電潜像を露光する露光領域および／または露光強度に基づいて、前記静電潜像担持体により消費される消費トナー量を推定する消費トナー量推定部と、
前記第２の攪拌搬送部の搬送経路中に、トナーの濃度を検知するトナー濃度検知部と、
を備え、
前記トナー補給部は、前記トナー濃度検知部よる前記第２の攪拌搬送部中の現像剤のトナー濃度の検知結果と、前記消費トナー量推定部による推定結果に基づいて、補給トナー量を決定することを特徴とする、請求項３に記載の現像装置。
【請求項６】
前記副攪拌搬送部を構成する前記鉛直搬送部と前記攪拌部とは、略平行に配置されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記前記副攪拌搬送部を構成する前記鉛直搬送部と前記攪拌部とは、同心円状に配置されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
周面に静電潜像を担持する静電潜像担持体と、
前記静電潜像担持体上の前記静電潜像を現像する現像装置と、
を備え、
前記現像装置は、
前記静電潜像担持体と対向して設けられ、キャリアとトナーからなる現像剤を周面に担持して前記静電潜像担持体に供給する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体と対向して設けられ、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１の攪拌搬送部と、前記第１の攪拌搬送部から搬送された現像剤と補給トナーを混合攪拌しながら前記第１の攪拌搬送部へ搬送する第２の攪拌搬送部と、からなる攪拌搬送部と、
前記第１の攪拌搬送部から前記第２の攪拌搬送部へ向かう搬送経路に設けられ、前記第１の攪拌搬送部から搬送された現像剤と補給トナーとを混合攪拌する副攪拌搬送部と、
を備え、
前記副攪拌搬送部は、
前記第１の攪拌搬送部から搬送された現像剤を鉛直上方へ搬送する鉛直搬送部と、
上方から投入された、前記鉛直搬送部によって搬送された前記現像剤および前記補給トナーを攪拌し、下方に形成された貫通孔にて前記第２の攪拌搬送部と連通する攪拌部と、
を備え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、現像装置および画像形成装置に関し、より詳細には、電子写真分野の二成分現像装置における補給トナーと現像剤との攪拌、供給機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
現像剤としてトナーとキャリアの混合したものを用いる従来の二成分現像装置は、図９のように構成されている。現像装置は、感光体１０に形成された静電潜像を現像するためにトナーを供給する現像ローラ１５と、現像ローラ１５に現像剤を供給する第１の混合攪拌部１４と、第１の混合攪拌部１４から搬送された現像剤とトナー補給装置（図示せず。）から補給経路２０を介して補給口２２から供給された補給トナーとを混合攪拌して、第１の混合攪拌部１４へ搬送する第２の混合攪拌部１６とからなる。
【０００３】
なお、感光体１０の周囲には、感光体１０の周囲を帯電する帯電ローラ１２、帯電された感光体１０の周囲を露光する露光装置１３と、現像ローラ１５により現像された感光体１０上のトナー像を転写ベルト３０に転写した後、感光体１０の残存したトナーを除去するクリーニングブレード１７が設けられている。また、転写ローラ４０が、転写ベルト３０を介して感光体１０と対向して配置される。
【０００４】
感光体１０と現像ローラ１５とが対向する現像領域では、トナーのみが消費されキャリアは、再利用される。現像領域で消費されたトナーを補給するため、現像装置は予め印刷に使用したトナー量をビットカウント等で計測して予測したり、トナー濃度センサで濃度を測定したりして、不足分のトナーをトナー補給装置から供給する。
【０００５】
近年のＭＦＰやプリンタ等は、デジタル化が進み、レーザスキャナやＬＥＤヘッド等のデジタル露光装置により画像を形成する装置が主流となっている。そのため、描画量をデジタル値として把握して計算することで、時間的なトナー消費量を予想できる。しかし、実際のトナー消費量は、使用状況である環境や電子写真部材の使用状況で変化する。また、トナー補給装置も機構部品であり、補給量が変化するためトナー濃度センサなどで供給されたトナー量を確認する必要がある。トナー濃度センサは、透磁率センサを用いてセンサ近傍のキャリアの密度を測定する。実際は、トナー濃度を計測するのではなくキャリア存在量を計測している。
【０００６】
また、トナー補給装置は、トナーを定量的に補給するためスポンジや溝を切ったシャフトの補給ローラを狭い隙間に通過させる等の構成をしている。トナー補給装置から供給された補給トナーは、２次粒子以上の凝集した状態で現像器内の現像剤の中に投入される。これは、トナータンク内でトナー同士が摩擦されてそれぞれ逆極性に帯電したり放置や圧力により凝集したりしていることによる。投入されたトナー粒子群は、現像剤のキャリア表面と接触して帯電しキャリアの表面に付着する。この過程でトナーが一つ一つ適正に帯電されキャリア表面に担持されていく。投入されたトナー粒子群は、この状態になって初めて現像可能な状態となる。
【０００７】
近年は、装置の小型化により現像剤の量を少なくする傾向にある。特に高画質、低コスト化から、トナーの高顔料添加化とキャリアの小粒径化とにより、少ない現像剤量でも画像濃度維持が可能になった。
【０００８】
しかし、二成分現像装置では、消費されたトナーを正確に計量しキャリア中に投入して攪拌帯電、分散させる必要がある。これには、攪拌時間が必要である。攪拌時間が短いと、トナーは十分に帯電されず、また、キャリア表面に担持されない状態で現像領域に搬送されてしまう。このような問題に対して、現像剤の攪拌時間を長くするため、現像ローラに現像剤を供給する主攪拌搬送部に加えて、現像剤をさらに混合攪拌する副混合攪拌部を設けることが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−３２５６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上記特許文献１では、主攪拌搬送部と別途の副混合攪拌部を設けるため、装置サイズが大きくなるという問題があった。また、現像剤は、フェライトやマグネタイトなどの表面に樹脂コーティングを施した粉体のキャリアと、樹脂が主成分のトナーとを混合している。そのため、現像剤の流れの中にトナーを混合させた場合、既に現像装置内に存在する現像剤との比重差があるため、図１０に示すように、トナー補給装置より供給された補給トナーＴａｄｄが現像剤Ｄ中に巻き込まれず、帯電、分散が不十分のまま、現像領域に搬送されてしまう。そのため、画像Ｂ／Ｇ増加、画像汚染や機内汚染が発生するという問題がある。特にＡ４サイズ高速現像器の場合、Ａ３サイズの現像機と比較して攪拌時間が２５％程度短くなるため、従来の現像器では、高速化に限界があった。
【００１１】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、補給トナーを効率よく現像剤中に供給し、帯電付与することが可能な、新規かつ改良された現像装置および画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、静電潜像を担持する静電潜像担持体と対向して設けられ、キャリアとトナーからなる現像剤を周面に担持して静電潜像担持体に供給する現像剤担持体と、現像剤担持体と対向して設けられ、現像剤担持体に現像剤を供給する第１の攪拌搬送部と、第１の攪拌搬送部から搬送された現像剤と補給トナーを混合攪拌しながら第１の攪拌搬送部へ搬送する第２の攪拌搬送部と、からなる攪拌搬送部と、第１の攪拌搬送部から第２の攪拌搬送部へ向かう搬送経路に設けられ、第１の攪拌搬送部から搬送された現像剤と補給トナーとを混合攪拌する副攪拌搬送部と、を備え、副攪拌搬送部は、第１の攪拌搬送部から搬送された現像剤を鉛直上方へ搬送する鉛直搬送部と、上方から投入された、鉛直搬送部によって搬送された現像剤および補給トナーを攪拌し、下方に形成された貫通孔にて第２の攪拌搬送部と連通する攪拌部と、を備えることを特徴とする、現像装置が提供される。
【００１３】
ここで、現像剤の搬送能力は、第１の攪拌搬送部、鉛直搬送部、攪拌部の順に大きくなり、攪拌部と第２の攪拌搬送部との搬送能力は略同一となるように構成される。
【００１４】
また、攪拌部の上方に、補給トナーを供給するトナー補給部を設けることもできる。
【００１５】
さらに、第１の攪拌搬送部の搬送経路中に、トナーの濃度を検知するトナー濃度検知部を備え、トナー濃度検知部による検知結果に基づいて、トナー補給部から補給トナーを供給するようにしてもよい。
【００１６】
あるいは、静電潜像担持体上の静電潜像を露光する露光領域および／または露光強度に基づいて、静電潜像担持体により消費される消費トナー量を推定する消費トナー量推定部と、第２の攪拌搬送部の搬送経路中に、トナーの濃度を検知するトナー濃度検知部と、を備え、トナー補給部は、トナー濃度検知部よる第２の攪拌搬送部中の現像剤のトナー濃度の検知結果と、消費トナー量推定部による推定結果に基づいて、補給トナー量を決定するようにしてもよい。
【００１７】
さらに、副攪拌搬送部を構成する鉛直搬送部と攪拌部とを、略平行に配置することもできる。
【００１８】
また、副攪拌搬送部を構成する鉛直搬送部と攪拌部とを、同心円状に配置することもできる。
【００１９】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、周面に静電潜像を担持する静電潜像担持体と、静電潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置と、を備え、現像装置は、静電潜像担持体と対向して設けられ、キャリアとトナーからなる現像剤を周面に担持して静電潜像担持体に供給する現像剤担持体と、現像剤担持体と対向して設けられ、現像剤担持体に現像剤を供給する第１の攪拌搬送部と、第１の攪拌搬送部から搬送された現像剤と補給トナーを混合攪拌しながら第１の攪拌搬送部へ搬送する第２の攪拌搬送部と、からなる攪拌搬送部と、第１の攪拌搬送部から第２の攪拌搬送部へ向かう搬送経路に設けられ、第１の攪拌搬送部から搬送された現像剤と補給トナーとを混合攪拌する副攪拌搬送部と、を備え、副攪拌搬送部は、第１の攪拌搬送部から搬送された現像剤を鉛直上方へ搬送する鉛直搬送部と、上方から投入された、鉛直搬送部によって搬送された現像剤および補給トナーを攪拌し、下方に形成された貫通孔にて第２の攪拌搬送部と連通する攪拌部と、を備えることを特徴とする、画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明によれば、補給トナーを効率よく現像剤中に供給し、帯電付与することが可能な現像装置および画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】同実施形態に係る現像ユニットの概略構成を示す概略平面図である。
【図３】図２の側面図である。
【図４】同実施形態に係る副攪拌搬送部の構成を示す概略斜視図である。
【図５】副攪拌搬送部における補給トナーと現像剤との混合状態を示す説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る副攪拌搬送部の構成を示す概略平面図および概略側面図である。
【図７】同実施形態に係る副攪拌搬送部の構成を示す概略斜視図である。
【図８】同実施形態に係る副攪拌搬送部の変形例を示す概略斜視図である。
【図９】従来の現像装置の概略構成を示しており、上図は部分概略平面図であり、下図は概略側面図である。
【図１０】従来の補給トナーと現像剤との混合状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２３】
＜１．第１の実施形態＞
［画像形成装置の構成］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１００の概略構成について説明する。なお、図１は、本実施形態に係る画像形成装置１００の概略構成を示す概略説明図である。
【００２４】
本実施形態にかかる画像形成装置１００は、例えばレーザプリンタや複写機、ファクシミリ等である。画像形成装置１００の一例として、図１に、４つのローラ１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃ、１３２ｄによって懸架される転写ベルト１３０上に一次転写されたトナー像を用紙Ｐに対して二次転写して画像を得る方式の画像形成装置１００を示す。かかる画像形成装置１００は、用紙供給ユニット１１０と、画像形成ユニット１２０と、定着ユニット１６０とを備える。
【００２５】
用紙供給ユニット１１０は、後述する画像形成ユニット１２０により形成されたトナー像を転写させる用紙Ｐをスタックし、用紙Ｐを転写ローラ１５０へ出力するユニットである。
【００２６】
画像形成ユニット１２０は、用紙Ｐに転写するトナー像を形成するユニットであり、例えば４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）のトナー像を形成するため４つの画像形成ユニット１２０ＢＫ、１２０Ｃ、１２０Ｍ、１２０Ｙを有する。画像形成ユニット１２０ＢＫ、１２０Ｃ、１２０Ｍ、１２０Ｙは同一の構成となっている。
【００２７】
例えば、画像形成ユニット１２０Ｙについて説明すると、静電潜像が形成される感光体１２１Ｙと、感光体１２１Ｙの周面を帯電する帯電ローラ１２２Ｙと、帯電された感光体１２１Ｙの周面を露光して静電潜像を形成する露光装置１２３Ｙとを備える。さらに、画像形成ユニット１２０Ｙは、現像剤であるトナーを攪拌する攪拌器１２４Ｙ、１２６Ｙと、攪拌器１２４Ｙから供給されたトナーを感光体１２１Ｙに形成された静電潜像に付着させて、トナー像を形成する現像ローラ１２５Ｙと、トナー像を転写ベルト１３０に転写した後、感光体１２１Ｙ上に残存したトナーを除去するクリーニングブレード１２７Ｙとを備える。
【００２８】
また、トナー像を転写ベルト１３０に転写させるための転写ローラ１４０ＢＫ、１４０Ｃ、１４０Ｍ、１４０Ｙが、転写ベルト１３０を介して感光体１２１ＢＫ、１２１Ｃ、１２１Ｍ、１２１Ｙとそれぞれ対向して配置される。
【００２９】
なお、本実施形態に係る画像形成ユニット１２０の攪拌器１２４、１２６との間には、現像剤とトナー補給装置１８０より補給経路１８２を介して供給された補給トナーとを効率的に混合攪拌する副攪拌搬送部１７０が設けられる。この副攪拌搬送部１７０の詳細な構成については後述する。
【００３０】
かかる画像形成装置１００は、画像データに応じて画像形成ユニット１２０により各色のトナー像を生成して、中間転写体である転写ベルト１３０に順次転写させて重ね合わせることによりフルカラートナー像を生成する。フルカラートナー像は、転写ローラ１５０とローラ１３２ａとにより構成される二次転写部にて、用紙供給ユニット１１０から搬出された用紙Ｐに一括して転写される。フルカラートナー像が転写された用紙Ｐは、定着ユニット１６０へ搬送される。定着ユニット１６０へ搬送された用紙Ｐには、ローラ１６２、１６４により熱や圧力などの手段によってフルカラートナー像が固定される。一方、転写ベルト１３０は、二次転写部にてフルカラートナー像を用紙Ｐへ転写した後、クリーナー（図示せず。）により転写ベルト１３０上に残存するトナーを除去される。
【００３１】
以上、本実施形態にかかる画像形成装置１００の構成について説明した。本実施形態に係る画像形成装置１００では、感光体１２１に形成された静電潜像を現像する現像ユニットの攪拌器１２４、１２６の間にトナーを供給する副攪拌搬送部１７０を設け、トナー補給装置から供給される補給トナーと、攪拌器１２４、１２６を流れる現像剤とを効率よく混合攪拌させることの可能な構成となっている。以下、図２〜図５に基づいて、本実施形態に係る現像ユニットの構成について説明する。なお、図２は、本実施形態に係る現像ユニットの概略構成を示す概略平面図である。図３は、図２の側面図である。図４は、本実施形態に係る副攪拌搬送部の構成を示す概略斜視図である。図５は、副攪拌搬送部における補給トナーと現像剤との混合状態を示す説明図である。
【００３２】
［現像ユニットおよび副攪拌搬送部の構成］
本実施形態にかかる現像ユニットは、図２および図３に示すように、トナーを搬送して感光体１２１と対向する現像領域において感光体１２１にトナーを供給する現像ローラ１２５を備える。現像ローラ１２５は、内部に固定磁石を有し、表面に現像剤を担持する非磁性スリーブを回転可能にしたマグネットローラである。また、現像ユニットは、現像ローラ１２５に混合攪拌された現像剤を供給する第１の攪拌器１２４と、第１の攪拌器１２４から搬送された現像剤とトナー補給装置から供給された補給トナーとを混合攪拌して第１の攪拌器１２４へ搬送する第２の攪拌器１２６とを備える。第１の攪拌器１２４および第２の攪拌器１２６の搬送路には、それぞれ、支持軸に搬送翼であるスクリューが設けられており、スクリューを回転させることによって現像剤が搬送される。そして、本実施形態に係る現像ユニットは、第１の攪拌器１２４から第２の攪拌器１２６へ現像剤が搬送される搬送路の間に、副攪拌搬送部１７０を備える。
【００３３】
副攪拌搬送部１７０は、図４に示すように、第１の攪拌器１２４から搬送された現像剤を鉛直上方へ搬送する鉛直搬送部１７１と、鉛直搬送路１７１により搬送された現像剤とトナー補給装置から供給される補給トナーとを混合攪拌して、第２の攪拌器１２６へ排出する攪拌部１７４とからなる。
【００３４】
鉛直搬送部１７１は、図３および図４に示すように、ｚ軸方向に延びる筒状部材であって、水平方向（ｙ軸方向）に延びる第１の攪拌器１２４のｙ軸負方向端部上方に、第１の攪拌器１２４の現像剤の搬送路と連通して設けられる。鉛直搬送部１７１の内部は、現像剤を鉛直上方に搬送するためのスクリュー１７２が設けられている。鉛直搬送部１７１の外周面上方には、貫通孔１７１ａが形成されており、鉛直搬送部１７１の内部空間と攪拌部１７４の内部空間とは連結部１７３により連結されている。
【００３５】
連通部１７３は、鉛直搬送部１７１の内部空間と攪拌部１７４の内部空間とを略水平方向（ｚ軸方向に対して略直交する方向）に連結する、内空部材である。このとき、連通部１７３のｚ軸負方向側の面１７３ａを鉛直搬送部１７１側から第１の攪拌室１７４ａに向かってｚ軸負方向に傾斜させてもよい。これにより、鉛直搬送部１７１により上方へ搬送された現像剤を第１の攪拌室１７４ａへ移動させ易くすることができる。
【００３６】
攪拌部１７４は、第１の攪拌室１７４ａと第２の攪拌室１７４ｂとを備える。第１の攪拌室１７４ａおよび第２の攪拌室１７４ｂは、それぞれｚ軸方向に延びる筒状部材であって、交差するようにｘ軸方向に並んで配置されている。第１の攪拌室１７４ａと第２の攪拌室１７４ｂとの交差部分では内部が連通しており、現像剤は各攪拌室１７４ａ、１７４ｂの内部を移動することができる。
【００３７】
第１の攪拌室１７４ａおよび第２の攪拌室１７４ｂの内部には、現像剤とトナーとを攪拌する攪拌部材１７５ａ、１７５ｂがそれぞれ設けられている。攪拌部材１７５ａ、１７５ｂは、例えばｚ軸方向に延びる回転軸に、所定の角度間隔（例えば９０°）で板状のパドル１７５ｃを軸方向に配置して構成することができる。回転軸が回転することにより、パドル１７５ｃによって攪拌部１７４内部の現像剤およびトナーを攪拌することができる。
【００３８】
第１の攪拌室１７４ａの外周面上方には貫通孔が形成されており、第１の攪拌室１７４ａの内部空間は連結部１７３によって鉛直搬送部１７１の内部空間と連通されている。また、第１の攪拌室１７４ａ上面には開口部が形成されており、トナー補給装置（図１の符号１８０）から補給トナーが搬送される補給経路１８２と攪拌室１７４内部とを連通している。これにより、第１の攪拌室１７４ａの上方からは、トナー補給装置より補給経路１８２を介して補給トナーが供給される。一方、第２の攪拌室１７４ｂの底面には、第２の攪拌器１２６の搬送路と連通させるための貫通孔１７６が形成されている。
【００３９】
このような副攪拌搬送部１７０は、第１の攪拌器１２４から搬送された現像剤を鉛直搬送部１７１のスクリュー１７２により鉛直上方に搬送した後、貫通孔１７１ａから連通部１７３を介して、第１の攪拌室１７４ａの貫通孔から当該第１の攪拌室１７４ａの内部空間へ現像剤を落下させる。一方、トナー補給装置より補給経路１８２を介して供給された補給トナーは、第１の攪拌室１７４ａの上方より当該第１の攪拌室１７４ａの内部空間へ落下される。そして、第１の攪拌室１７４ａおよび第２の攪拌室１７４ｂの内部に設けられた攪拌部材１７５ａ、１７５ｂによって現像剤および補給トナーが攪拌される。攪拌された現像剤および補給トナーは、第２の攪拌室１７４ｂの底面に形成された貫通孔１７６より第２の攪拌器１２６の搬送路へ落下する。
【００４０】
すなわち、本実施形態の副攪拌搬送部１７０では、従来のトナー補給装置と比較して、現像剤の重力移動力を活用し、トナーを十分に混合攪拌したものを主攪拌部（第１の攪拌器１２４、第２の攪拌器１２６）へ供給することができる。このため、主攪拌部において現像剤を現像ローラ１２５や層規制部材に供給する機能を中心に設計し、主攪拌部の高速化、小容量化を図ったとしても、トナーをキャリア表面に分散させ、かつ適正帯電量を維持することができる。特に、副攪拌搬送部１７０の鉛直方向（ｚ軸方向）の高さを約５０〜７０ｍｍ程度確保すれば従来の混合攪拌装置の１軸分の現像剤容量を確保することができ、現像領域の小型化を実現することができる。
【００４１】
さらに、図１に示す画像形成装置１００において、環状の転写ベルト１３０の鉛直方向の空間は、デッドスペースとなっており、幅ｗの分は装置サイズを大きくすることなく副攪拌搬送部１７０を設けることができる。また、攪拌部１７４のｘ軸方向の長さが、第１の攪拌器１２４から第２の攪拌器１２６までのｘ軸方向の長さから、現像ローラ１２５から第２の攪拌器１２６までのｘ軸方向の長さまでの間に収まるようにすることにより、装置サイズをほとんど変更することなく、副攪拌搬送部１７０を設けることができる。
【００４２】
ここで、第１の攪拌器１２４から鉛直搬送部１７１、攪拌部１７４、そして第２の攪拌器１２６への現像剤の流れを滞留させないために、各部における現像剤の搬送能力は、第１の攪拌器１２４、鉛直搬送部１７１、攪拌部１７４の順に大きくなるように構成される。また、攪拌部１７４と第２の攪拌器１２６との搬送能力は、略同一となるように構成される。
【００４３】
また、本実施形態に係る副攪拌搬送部１７０では、トナー補給部を第１の攪拌室１７４ａの上方に設けている。このため、図５に示すように、鉛直搬送部１７１により搬送された現像剤Ｄと、トナー補給部より供給される補給トナーＴａｄｄとが積層するように、これらを攪拌部１７４に投入することができる。したがって、補給トナーＴａｄｄと現像剤Ｄとの比重差による分離を強制的に混合させ、攪拌部１７４の攪拌部材１７５ａ、１７５ｂで効果的に攪拌することができるので、補給トナーＴａｄｄを現像剤Ｄに効率的に分散させ、かつ帯電を付与することができる。
【００４４】
ここで、トナー補給装置より供給される補給トナー量は、例えば、第１の攪拌器１２４の搬送路の、現像剤搬送方向下流側に設けられたトナー濃度センサ１９１（図２参照）の検知結果に基づいて、決定することができる。トナー濃度センサ１９１では、静電潜像の現像にトナーが消費された後の現像剤中のトナー濃度を検知できる。そこで、トナー濃度センサ１９１により検出されたトナー濃度より、現像剤中に含まれるべきトナー量となるように、トナー補給装置より補給トナーを供給するようにする。
【００４５】
また、あるいは、第２の攪拌器１２６の搬送路の、現像剤搬送方向下流側に設けられたトナー濃度センサ１９２（図２参照）の検知結果に基づいて、トナー補給装置より供給する補給トナー量を決定してもよい。静電潜像の現像に用いられた消費トナー量は、露光装置の露光領域および／または露光強度に基づいて、消費トナー量推定部（図示せず。）により推定することができる。トナー補給装置により供給されるトナー量は、消費トナー量推定部により推定された消費トナー量と略同一とすればよいが、上述したように、使用環境等によって、推定された消費トナー量と実際の消費トナー量とが相違することがある。そこで、トナー濃度センサ１９２により検知したトナー濃度より、消費トナー量推定部により推定された消費トナー量を補正して、より正確に補給トナーを供給するようにすることができる。
【００４６】
以上、本実施形態に係る現像ユニットに設けられた副攪拌搬送部１７０の構成とこれによる作用を説明した。このような副攪拌搬送部１７０を設けることにより、補給トナーを効率よく現像剤中に分散させ、かつ帯電付与することができる。これにより、画像形成装置１００の高速化、小型化を実現することができる。
【００４７】
＜２．第２の実施形態＞
次に、図６および図７に基づいて、第２の実施形態に係る副攪拌搬送部２７０の構成について説明する。本実施形態に係る副攪拌搬送部２７０は、第１の実施形態で説明した画像形成装置１００の現像ユニットに、副攪拌搬送部１７０に代替して設けることができる。以下では、本実施形態に係る副攪拌搬送部２７０の構成とその作用について、詳細に説明する。なお、図６は、本実施形態に係る副攪拌搬送部２７０の構成を示す概略平面図および概略側面図である。図７は、本実施形態に係る副攪拌搬送部２７０の構成を示す概略斜視図である。
【００４８】
本実施形態に係る副攪拌搬送部２７０も第１の実施形態の副攪拌搬送部１７０と同様、図６に示すように、第１の攪拌器１２４から第２の攪拌器１２６へ現像剤が搬送される搬送路の間に設けられる。副攪拌搬送部２７０は、第１の攪拌器１２４から搬送された現像剤を鉛直上方へ搬送する鉛直搬送部２７１と、鉛直搬送路２７１により搬送された現像剤とトナー補給装置から供給される補給トナーとを混合攪拌して、第２の攪拌器１２６へ排出する攪拌部２７４とからなる。
【００４９】
鉛直搬送部２７１は、第１の実施形態に係る鉛直搬送部１７１と同様、ｚ軸方向に延びる筒状部材であって、水平方向（ｙ軸方向）に延びる第１の攪拌器１２４のｙ軸負方向端部上方に、第１の攪拌器１２４の現像剤の搬送路と連通して設けられる。鉛直搬送部２７１の内部は、現像剤を鉛直上方に搬送するためのスクリュー２７２が設けられている。鉛直搬送部２７１の外周面上方には、貫通孔２７１ａが形成されており、鉛直搬送２７１の内部空間と攪拌部２７４の内部空間とは連結部２７３により連結されている。
【００５０】
攪拌部２７４は、ｚ軸方向に延びる筒状部材であって、その内部には、現像剤とトナーとを攪拌する攪拌部材２７５が設けられている。本実施形態に係る攪拌部材２７５は、図７に示すように、回転軸から径方向に延びる４つの支持部にそれぞれ板状部材２７５ａを鉛直下方向に延びるように配置して構成されている。回転軸が回転することにより、４つの板状部材２７５ａも回転軸周りに回転し、攪拌部１７４の内部に投入された現像剤および補給トナーを攪拌することができる。
【００５１】
攪拌部２７４の外周面上方には貫通孔が形成されており、攪拌部２７４の内部空間は連結部２７３によって鉛直搬送部２７１の内部空間と連通されている。また、攪拌部２７４の上面には、トナー補給装置の補給経路１８２と攪拌部２７４の内部空間とを連通するための開口２７４ｃが形成されている。これにより、攪拌部２７４の上方から、トナー補給装置よりトナーが供給される。攪拌部２７４の底面には、第２の攪拌器１２６の搬送路と連通させるための貫通孔２７６が形成されている。
【００５２】
このような副攪拌搬送部２７０は、第１の攪拌器１２４から搬送された現像剤を鉛直搬送部２７１のスクリュー２７２により鉛直上方に搬送した後、貫通孔２７１ａから連通部２７３を介して、攪拌部２７４の貫通孔から当該攪拌部２７４の内部空間へ現像剤を落下させる。一方、トナー補給装置より供給された補給トナーは攪拌部２７４の上方より当該攪拌部２７４の内部空間へ落下させる。そして、攪拌部２７４の内部に設けられた攪拌部材２７５によって現像剤および補給トナーが攪拌される。攪拌された現像剤および補給トナーは、攪拌部２７４の底面に形成された貫通孔２７６より第２の攪拌器１２６の搬送路へ落下する。
【００５３】
本実施形態に係る副攪拌搬送部２７０も、現像剤の重力移動力を活用し、トナーを十分に混合攪拌したものを主攪拌部（第１の攪拌器１２４、第２の攪拌器１２６）へ供給することができる。また、トナー補給部を攪拌部２７４の上方に設けているため、鉛直搬送部２７１により搬送された現像剤と、トナー補給部より供給される補給トナーとが積層するように、これらを攪拌部２７４に投入することができる。したがって、補給トナーと現像剤との比重差による分離を強制的に混合させ、攪拌部２７４の攪拌部材２７５で効果的に攪拌することができるので、補給トナーを現像剤に効率的に分散させ、かつ帯電を付与することができる。
【００５４】
以上、本実施形態に係る現像ユニットに設けられた副攪拌搬送部２７０の構成とこれによる作用を説明した。このような副攪拌搬送部２７０を設けることにより、補給トナーを効率よく現像剤中に分散させ、かつ帯電付与することができる。これにより、画像形成装置１００の高速化、小型化を実現することができる。
【００５５】
本実施形態に係る副攪拌搬送部２７０の変形例を図８に示す。かかる副攪拌搬送部３７０は、第１の攪拌器１２４から搬送されてきた現像剤を鉛直上方に搬送する鉛直搬送部３７１が、現像剤と補給トナーとを混合攪拌する攪拌部３７４の内部に設けられた構成となっている。また、鉛直搬送部３７１の内部に設けられた、現像剤を鉛直上方に搬送するためのスクリュー３７２の回転軸３７３に、攪拌部３７４に投入された現像剤および補給トナーを混合攪拌する板状の攪拌翼が設けられている。これにより、１つの軸によってスクリューおよび攪拌翼を回転させることができる。
【００５６】
このような副攪拌搬送部３７０は、第１の攪拌器１２４から搬送された現像剤を鉛直搬送部３７１のスクリュー３７２により鉛直上方に搬送すると、鉛直搬送部３７１の上端から現像剤が溢れ、鉛直搬送部３７１の外周面と攪拌部３７４の内周面とにより形成される攪拌空間に現像剤が落下される。一方、攪拌空間の上方に設けられたトナー補給装置より、補給トナーが落下される。そして、攪拌部３７４の攪拌空間に設けられた攪拌部材３７５によって現像剤および補給トナーが攪拌される。攪拌された現像剤および補給トナーは、攪拌部３７４の底面に形成された貫通孔３７６より第２の攪拌部１２６の搬送路へ落下する。
【００５７】
この場合にも、現像剤の重力移動力を活用し、トナーを十分に混合攪拌したものを主攪拌部（第１の攪拌器１２４、第２の攪拌器１２６）へ供給することができる。また、トナー補給部を攪拌部３７４の上方に設けているため、鉛直搬送部３７１により搬送された現像剤と、トナー補給部より供給される補給トナーとが積層するように、これらを攪拌部２７４に投入することができる。したがって、補給トナーと現像剤との比重差による分離を強制的に混合させ、攪拌部３７４の攪拌部材３７５で効果的に攪拌することができるので、補給トナーを現像剤に効率的に分散させ、かつ帯電を付与することができる。
【００５８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５９】
例えば、上記実施形態では、攪拌部材１７５ａ、１７５ｂ、２７５、３７５の形状は、回転軸に複数のパドルを設けたり、上方から鉛直下方向に延びる板状部材を設けたりした構成であったが、本発明はかかる例に限定されず、攪拌部の内部に投入された現像剤および補給トナーを攪拌可能な部材であればよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、鉛直搬送部１７１、２７１、３７１および攪拌部１７４、２７４、３７４の形状は円筒形状であったが、本発明はかかる例に限定されず、内空の角柱部材等、現像剤を搬送可能な形状であればよい。
【符号の説明】
【００６１】
１００    画像形成装置
１２０    画像形成ユニット
１２１    感光体
１２４    第１の攪拌器
１２５    現像ローラ
１２６    第２の攪拌器
１７０、２７０、３７０    副攪拌搬送部
１７１、２７１、３７１    鉛直搬送部
１７２、２７２、３７２    スクリュー
１７３、２７３            連結部
１７４、２７４、３７４    攪拌部
１７５ａ、１７５ｂ、２７５、３７５    攪拌部材
１７６、２７６、３７６    貫通孔
３７３    回転軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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