(57)【要約】【課題】大型化させることなく且つ簡易な構成で、搬送スクリュと清掃部材との接触に起因するトナーの凝集体の発生を防止することができるトナー補給装置を提供する。【解決手段】トナーを収容するトナー収容部１５と、トナー収容部１５内のトナーの有無を検知するトナーセンサ２０と、回転軸２１ａを中心にして回転することによりトナーセンサ２０の検知面に付着したトナーを掻き落とす弾性体からなる清掃部材２１と、清掃部材２１の回転軸２１ａと平行な回転軸１８ａを有しトナー収容部１５内のトナーを軸方向に搬送する搬送スクリュ１８と備えるトナー補給装置１０において、上記搬送スクリュ１８は、清掃部材２１と対向する対向箇所Ｘにおける最外回転軌跡が、対向箇所Ｘ以外の非対向箇所Ｙにおける最外回転軌跡よりも小さい。【選択図】図３
2014178612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを収容するトナー収容部と、該トナー収容部内のトナーの有無を検知するトナー検知手段と、回転軸を中心にして回転することによりトナー検知手段の検知面に付着したトナーを掻き落とす弾性体からなる清掃部材と、該清掃部材の回転軸と平行な回転軸を有し該トナー収容部内のトナーを軸方向に搬送するトナー搬送部材と備えるトナー補給装置において、
上記トナー搬送部材は、上記清掃部材と対向する清掃部材対向箇所における最外回転軌跡が、該清掃部材対向箇所以外の非清掃部材対向箇所における最外回転軌跡よりも小さいことを特徴とするトナー補給装置。
【請求項２】
請求項１のトナー補給装置において、
上記トナー搬送部材は、上記清掃部材対向箇所では回転軸のみで、上記非清掃部材対向箇所では回転軸上に螺旋状のスクリュ部が形成されることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項３】
請求項２のトナー補給装置において、
上記トナー搬送部材は、上記清掃部材対向箇所における回転軸の径が上記非清掃部材対向箇所における回転軸の径よりも小さいことを特徴とするトナー補給装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３のトナー補給装置において、
上記トナー搬送部材は、上記清掃部材対向箇所よりもトナー搬送方向上流側の非清掃部材対向箇所に形成される螺旋状のスクリュ部のピッチが、該清掃部材対向箇所よりもトナー搬送方向下流側の非清掃部材対向箇所に形成される螺旋状のスクリュ部のピッチよりも大きいことを特徴とするトナー補給装置。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４のトナー補給装置において、
上記トナー収容部内のトナーを現像装置に向けて、上記トナー搬送部材の軸方向と直交する方向に搬送するトナー補給搬送路を有し、
上記トナー検知手段はトナー補給搬送路と同一直線上にあることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４又は５のトナー補給装置において、
上記清掃部材は、トナー収容部内のトナーを攪拌する攪拌部材の一部に取り付けられていることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項７】
像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像にトナーを供給して現像する現像手段と、該現像手段にトナーを補給するトナー補給手段とを備える画像形成装置において、
上記トナー補給手段として、請求項１、２、３、４、５又は６のトナー補給装置を用い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、現像装置にトナーを補給するトナー補給装置、及びこのトナー補給装置を備えた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置では、画像形成に伴い現像装置内のトナーが消費されるため、トナー補給装置によってトナーを収容するトナー容器から現像装置内に消費された分のトナーを補給する必要がある。トナーを補給する際に必要量以上のトナーを現像装置に投入した場合には、二成分現像方式ではトナー濃度が濃くなり、印刷された画像の濃度が高くなる。一成分現像方式では、トナーの帯電量・搬送量が変化し、画像の濃度が下がったり地汚れが悪化したりする。逆に、必要量より少ないトナー補給量の場合には、二成分現像方式ではトナー濃度が薄くなり画像の濃度が下がり、一成分現像方式では画像の濃度が高くなる。このように現像装置へのトナー補給は、現像方式に関わらず画像変化を抑えるために必要な量を過不足することなく補給することが望ましい。
【０００３】
トナー補給装置としては、トナーボトルやトナーカートリッジなどのトナー容器から現像装置に直接トナーを補給するものと、トナー容器から排出されたトナーを一時的に収容するトナー収容部を介して現像装置にトナーを補給するものが知られている。
【０００４】
トナー容器から直接トナーを補給するトナー補給装置では、例えば、特許文献１及び特許文献２に記載されるものが知られている。これらのトナー補給装置では、トナー容器内にトナーを搬送する搬送部材を設け、搬送部材の駆動を制御することにより、一端部に設けられた開口部から必要量のトナーを現像装置内に落下させて補給する。しかしながら、交換消耗部品であるトナー容器内に搬送部材を設けることにより、交換消耗品のコストアップを招いてしまう。
【０００５】
一方、トナー容器から排出されたトナーを一時的に収容するトナー収容部を介して現像装置に補給するトナー補給装置では、トナー収容部内にトナー排出口に向けてトナーを搬送する搬送部材を設ける。そして、搬送部材の駆動を制御することにより、トナー排出口から必要量のトナーを現像装置内に落下させて補給する構成が知られている。この構成では、トナー容器からトナー収容部には適当量のトナーが排出されればよく、トナー容器内にトナー排出量を制御する機構を設置する必要がなく、交換消耗部品であるトナー容器を安価に提供できる。特に、この構成では、大容量のトナー容器に対してメリットが大きい。
【０００６】
ここで、上述したトナー容器たるトナーボトルとトナー収容部を備えたトナー補給装置について、図１２を用いて具体的に説明する。図１２に示すように、トナーボトル１０１は、開口部１０３を有する一端部がボトル支持部１０４に対して回転可能に支持されるとともに、ボトル支持部１０４を介してトナー収容部１０５と接続されている。このトナーボトル１０１は、その内壁に螺旋状の凹凸１０２が設けられ、ボトル駆動装置によって自身が回転することで内部のトナーＴを開口部１０３に向けて矢印Ａ方向に搬送し、開口部１０３からボトル支持部１０４を介してトナー収容部１０５に排出する構成である。
【０００７】
上記トナー収容部１０５には、トナーボトル１０１からのトナーＴを受けれるトナー受入口１０６と、トナー収容部１０５内のトナーＴを現像装置へ排出するトナー排出口１０７とが形成されている。このトナー収容部１０５の最下部には、後述するように、収容するトナーＴを現像装置に向けて図中矢印Ｂ方向に搬送するトナー搬送部材たる搬送スクリュ１０８を備えている。搬送スクリュ１０８は、図１３に示すように、回転軸１０８ａと回転軸の周囲に螺旋状に形成されるスクリュ部１０８とから構成されている。トナー受入口１０６は、搬送スクリュ１０８の搬送方向上流側端部の上方に、トナー排出口１０７は、搬送スクリュ１０８の搬送方向下流側端部の下方に形成されることになる。
【０００８】
また、上記トナー収容部１０５内には、トナー受入口１０６と搬送スクリュ１０８との間に配置され、搬送スクリュ１０８の回転軸１８ａと平行の回転軸１０９ａを持つ攪拌部材たるアジテータ１０９を備えている。アジテータ１０９は、回転することでトナー収容部１０５内の固まったトナーをほぐすともに、トナー収容部１０５内のトナーＴを攪拌することで流動性を上げ、搬送スクリュ１０８のスクリュ部１０８ｂにトナーＴをその自重で移動しやすくしている。また、上記トナー収容部１０５の内壁には、トナー収容部１０５内のトナーＴの有無を検知するトナーセンサ１１０が設置されている。
【０００９】
上記トナーセンサ１１０は、図１４（ａ）に示すように、検知面にトナーＴが付着していると「トナー有り」と検知し、図１４（ｂ）に示すように、検知面にトナーＴが付着ていないと「トナー無し」と検知する。トナー収容部１０５から現像装置へトナーＴが供給され、トナーＴの高さが検知面よりも下位置になると、トナーＴがないと判断するのである。この検知結果に基づき、図示しない制御手段によって、トナーボトル１０１からトナー収容部１０５にトナーＴが補給される。トナーボトル１０１からトナー収容部内１０５にトナーＴが補給され、トナーセンサ１１０がトナーＴを検知した時点で、トナーボトル１０１からのトナー補給を停止し、トナー収容部１０５内からトナーＴが溢れたり過剰な圧力が加わったりしないようにする。このように、トナー収容部１０５内のトナー量をほぼ一定に保つことで、搬送スクリュ１０８に過不足なくトナーＴを送る。
【００１０】
上述したトナー補給装置１００において、トナーボトル１０１からトナー収容部１０５に供給されたトナーＴを現像装置へ安定して送るためには、搬送スクリュ１０８及びその周辺にトナーＴが不足無くあることが必要である。例えば搬送スクリュ１０８の周辺にトナーＴが不足している部分があると、その部位では、搬送スクリュ１０８に形成されるスクリュ部１０８ｂにトナーが入らない空間が生まれ、搬送量が不足してしまう。トナー収容部１０５内に十分にトナーＴがあり、且つ搬送スクリュ１０８のスクリュ部１０８ｂに均等にトナーＴが入れば、搬送スクリュ１０８の回転時間における単位時間当たりの補給量は一定となる。
【００１１】
トナー収容部１０５内において、アジテータ１０９が回転する範囲においてはトナーＴがほぐされてトナーが流れやすくなるが、アジテータ１０９が回転しない範囲においてはトナーＴの動きが活発にならないので、たとえ重力方向にあっても下に移動しない場合もある。例えば、図１５（ｂ）に示すトナー収容部１０５’では、搬送スクリュ１０８とアジテータ１０９との間の距離Ｐ’が長いため、搬送スクリュ１０８によってトナーＴが搬送されていても、その上部にあるトナーＴが崩れずに、トンネル状に空洞Ｇができてしまう場合がある。このような状態になると、搬送スクリュ１０８にはトナーＴが供給されないので、トナーＴを現像装置に供給できない状態となってしまう。搬送スクリュ１０８とアジテータ１０９との距離Ｐについては、トナーＴの特性やアジテータ１０９の形状・回数など様々な要因によって変化するので、実際の仕様での合わせ混みが必要である。しかし、一般に、図１５（ａ）に示すように、搬送スクリュ１０８とアジテータ１０９の距離Ｐはできるだけ狭くした方がトナーＴを搬送スクリュ１０８に供給するには有利である。
【００１２】
一方、トナー収容部１０５内に設置されたトナーセンサ１１０は、図１４（ｃ）に示すように、トナー収容部１０５内のトナーＴが減りトナーＴがない状態でも、何もしなければ検知面にトナーＴが付着したままの状態であり、「トナー有り」と検知してしまう。そのため、一般に、トナーセンサ１１０の検知面を清掃する清掃部材が設けられている。例えば、図１６に示すように、アジテータ１１１の先端部に弾性体からなる清掃部材１１２を取り付けたものが知られている。このアジテータ１１１は、清掃部材１１２をトナー収容部１０５の内壁に接触させながら回転することで、トナー収容部１０５内のトナーＴを攪拌するとともに、内壁に付着するトナーＴを掻き取り、トナーセンサ１１０の検知面に付着したトナーＴを払い落とす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、近年、定着温度を低くし、電力消費を下げるような低融点トナーが用いられるようになっている。このような低融点トナーは、圧力が加わると凝集しやすいという欠点がある。しかしながら、一般に、図１６に示すように、搬送スクリュ１０８とアジテータ１１１との距離はできるだけ狭くしているため、清掃部材１１２の先端が搬送スクリュ１０５と接触する状態となっている。清掃部材１１２が搬送スクリュ１０８に接触した衝撃でスクリュ部１０８ｂ間に付着凝集したトナーを掻き落とす効果は生まれるが、低融点トナーはこの接触圧によって逆に凝集したり固着したりしてしまうことがある。トナーが凝集すると、塊状のトナー凝集体が現像装置へ搬送され、トナー凝集体が微小なギャップに挟まってトナーの流れを部分的に止めて白スジを発生させたり、トナー凝集体がそのまま画像に乗ったりする。
【００１４】
そこで、アジテータに取り付ける清掃部材の幅を狭くしたり、複数のアジテータを設置したりする方法がとられている。清掃部材の幅を狭くする方法としては、例えば、図１７（ａ）に示すように、アジテータ１１３のトナーセンサ１１０に対応する箇所１１３ａに、トナーセンサ１１０の検知面の領域幅と略同等の幅を有する清掃部材１１４を設置する方法がある。また、図１７（ｂ）に示すように、アジテータ１１５のトナーセンサ１１０に対応する箇所１１５ａ、１１５ｂに、トナーセンサ１１０の検知面の領域幅の略半分の幅を有する清掃部材１１６ａ、１１６ｂを設置するような方法がある。しかし、このような方法は、清掃部材１１４、１１６と搬送スクリュ（図示せず）とが接触する幅を減らすことでトナーにかかる接触圧を減らす効果があるが、接触を回避することができるわけではない。
【００１５】
また、図１８に示すように、トナー収容部１１７内の搬送スクリュ１０８の上方に、複数のアジテータ１１８、１１９、１２０を設置し、アジテータ１２０に取り付けられた清掃部材１２１でトナーセンサ１１０の検知面を清掃する方法がある。しかし、このようにアジテータを複数搭載する構成は、部品点数が増えて構成を複雑にするとともに、トナー収容部が大型化し実装上の制約が発生する。仮に各構成部品を小型化しようとしても、図１９に示すように、アジテータ１２０の回転軸１２０ａからトナーセンサ１１０の検知面までの距離は、アジテータ１１１の回転軸１１１ａからトナーセンサ１１０までの距離に比べ短くなる。そのため、アジテータ１２０に取り付けられた清掃部材１２１により、トナーセンサ１１０の検知面全体を清掃しようとすると、検知面の中央付近では、清掃部材１２１の湾曲量が最大となり、変位量が増加し押付け力が上昇するという欠点が生じる。清掃部材１２１による押付け力が高いとトナーを凝集し易くなるため望ましくない。
【００１６】
このように、上述したトナー補給装置において、トナーセンサを清掃する清掃部材とトナー搬送部材との接触によってトナーが受ける接触圧を低減するためには、トナー収容部内の構成を複雑にしたり、大型化したりするという欠点があった。
【００１７】
なお、特許文献１には、トナー搬送部材とアジテータとを備えているトナー容器が記載されている。しかしながら、このトナー容器内にトナー検知手段を設置する記載はない。また、このトナー容器内のトナー搬送部材は、軸方向において一様に螺旋状のスクリュ部が形成されており、アジテータが積極的に接触する構成となっている。そのため、上述したように、トナーの種類によってはトナーの凝集体が発生してしまう虞がある。
【００１８】
また、特許文献２にも、トナー搬送部材とアジテータを備えているトナー容器が記載されている。また、アジテータとして、たわみ量の大きい弾性体とたわみ量が小さい弾性体との二種類の弾性体を用いることにより、アジテータが容器内の内壁やトナー搬送部材とが接触してトナーにかかる圧力を低減させ、トナーの凝集体の発生を抑制している。しかしながら、アジテータとトナー搬送部材との接触を回避しているわけではない。また、このトナー容器内のトナー搬送部材は、軸方向において一様に螺旋状のスクリュ部が形成されており、本発明に係るトナー搬送部材とは形状が異なるものである。
【００１９】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものである。その目的は、大型化させることなく且つ簡易な構成で、搬送スクリュと清掃部材との接触に起因するトナーの凝集体の発生を防止することができるトナー補給装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、トナーを収容するトナー収容部と、該トナー収容部内のトナーの有無を検知するトナー検知手段と、回転軸を中心にして回転することによりトナー検知手段の検知面に付着したトナーを掻き落とす弾性体からなる清掃部材と、該清掃部材の回転軸と平行な回転軸を有し該トナー収容部内のトナーを軸方向に搬送するトナー搬送部材と備えるトナー補給装置において、上記トナー搬送部材は、上記清掃部材と対向する清掃部材対向箇所における最外回転軌跡が、該清掃部材対向箇所以外の非清掃部材対向箇所における最外回転軌跡よりも小さいことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のトナー補給装置においては、トナー搬送部材の清掃部材対向箇所における最外回転軌跡が非清掃部材対向箇所における最外回転軌跡よりも小さい。そのため、清掃部材が搬送スクリュに当接してトナーが受ける接触圧を弱くする、又は清掃部材と搬送スクリュとを非接触にすることができる。これにより、本発明のトナー補給装置においては、大型化させることなく且つ簡易な構成で、搬送スクリュと清掃部材との接触に起因するトナーの凝集体の発生を防止することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態に係る画像形成ユニットの構成を説明する構成図。
【図２】同画像形成ユニットの現像装置へトナーを補給するトナー補給装置とトナーボトルの構成を示す断面図。
【図３】同トナー補給装置の構成を示す断面図。
【図４】同トナー補給装置の搬送スクリュ（実施例１）の構成を示す構成図。
【図５】同トナー補給装置の搬送スクリュ（実施例２）の構成を示す構成図。
【図６】同トナー補給装置の搬送スクリュ（実施例３）の構成を示す構成図。
【図７】同トナー補給装置の搬送スクリュ（実施例４）の構成を示す構成図。
【図８】別の実施形態に係るトナー補給装置とトナーボトルの構成を示す斜視図。
【図９】（ａ）同トナー補給装置の構成を示す断面図であり、（ａ）はトナーボトル並び方向の断面図、（ｂ）はトナーボトル長手方向の断面図。
【図１０】同トナー補給装置において、別の搬送スクリュの構成を示す構成図。
【図１１】同トナー補給装置において、別の搬送スクリュの構成を示す構成図。
【図１２】従来のトナー補給装置とトナーボトルの構成を示す断面図。
【図１３】同トナー補給装置の搬送スクリュの構成を示す構成図。
【図１４】同トナー補給装置内のトナー収容部内の様子を説明する断面図。
【図１５】同トナー補給装置内のトナー収容部内の様子を説明する断面図であり、（ａ）はアジテータと搬送スクリュの距離が短い場合を示す断面図、（ｂ）は（ａ）に比べ、アジテータと搬送スクリュの距離が長い場合を示す断面図。
【図１６】従来のトナー補給装置内の構成を説明する断面図。
【図１７】同トナー補給装置のアジテータと清掃部材との構成を示す斜視図であり、（ａ）は清掃部材を一つ備える場合を示す斜視図であり、（ｂ）は清掃部材を二つ備える場合を示す斜視図である。
【図１８】複数のアジテータを備えるトナー補給装置の構成を示す断面図。
【図１９】トナーセンサへの清掃部材の押しつけ力の違いを説明する模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を適用した画像形成装置の実施形態について説明する。図１は、画像形成装置に搭載される画像形成ユニットの構成を説明する構成図である。図１に示すように、この画像形成ユニットは、像担持体たるドラム状の感光体１の周囲に、帯電ローラ２、現像装置３、クリーニング装置５、図示しない除電装置などがこの順に配置されている。感光体１は、図示しない駆動装置により図中矢印方向に回転駆動され、その表面の感光層が帯電ローラ２によって一様に高電位に帯電される。一様に帯電された感光体１の感光層は、潜像形成手段たる図示しない露光装置からの画像情報に基づく光線（例えばレーザー光）Ｌによって露光される。この露光により電位の減衰した低電位部と初期化による高電位部とからなる静電潜像が感光体１の感光層に形成される。次いで、この静電潜像の低電位部（又は高電位部）が感光体１と現像装置３に備えられた現像ローラ４との対向位置に至ると、その表面にトナー薄層を担持した現像ローラ４からトナーが感光体１に移され、感光体１の表面にトナー像（可視像）が形成される。感光体１の回転が進むと、上記トナーは図示しない転写手段によって記録紙又は中間転写体を介して記録紙に転写される。この時、感光体１には、記録紙又は中間転写体に転写されずに残った転写残トナーが存在するが、この転写残トナーはクリーニング装置５に備えられたブレード６によって感光体１から除去される。また、除電装置では、クリーニング後の感光体１の表面の残留電位を除去する。この除電により感光体１の表面が初期化され、次の画像形成に備えられる。なお、上記画像形成ユニットは、共通の支持体に支持されるプロセスカートリッジとして構成され、画像形成装置本体に対して着脱可能になっている。
【００２４】
上述したようなプロセスを繰り返すことで、現像装置３内のトナーＴが消費されていく。このため、消費した分のトナーを現像装置３に補給することが必要になる。図２は、現像装置へトナーを補給するトナー補給装置とトナーボトルの構成を示す断面図である。図３は、トナー補給装置の構成を示す断面図である。図２に示すように、トナーボトル１１は、開口部１３を有する一端部がボトル支持部１４に対して回転可能に支持されるとともに、ボトル支持部１４を介してトナー収容部１５と接続されている。このトナーボトル１１は、その内壁に螺旋状の凹凸１２が設けられ、ボトル駆動装置によって自身が回転することで内部のトナーＴを開口部１３に向けて矢印Ａ方向に搬送し、開口部１３からボトル支持部１４を介してトナー収容部１５に排出する構成である。
【００２５】
またトナー収容部１５には、図３に示すように、トナーボトル１１からのトナーＴを受け入れるトナー受入口１６と、トナー収容部１５内のトナーＴを現像装置３へ排出するトナー排出口１７とが形成されている。このトナー収容部１５の最下部には、後述するように、収容するトナーＴを現像装置３に向けて図中矢印Ｂ方向に搬送するトナー搬送部材たる搬送スクリュ１８を備えている。搬送スクリュ１８は、回転軸１８ａと回転軸の周囲に螺旋状に形成されるスクリュ部１８ｂとから構成されている。トナー受入口１６は搬送スクリュ１８の搬送方向上流側の上方に、トナー排出口１７は搬送スクリュ１８の搬送方向下流側の下方に形成されることになる。
【００２６】
また、上記トナー収容部１５内には、トナー受入口１６と搬送スクリュ１８との間に配置され、搬送スクリュ１８の回転軸１８ａと平行の回転軸１９ａを持つ攪拌部材たるアジテータ１９を備えている。このアジテータ１９は、回転軸１９ａと、樹脂又は金属などの剛体からなる略コの字状に形成される攪拌部１９ｂとから構成され、トナー収容部１５の内壁とは接触せずに回転する。アジテータ１９は、回転することでトナー収容部１５内の固まったトナーＴをほぐすともに、トナー収容部１５内のトナーＴを攪拌することで流動性を上げ、搬送スクリュ１８のスクリュ部１８ｂにトナーＴをその自重で移動しやすくしている。
【００２７】
また、上記トナー収容部１５の内壁には、アジテータ１９の回転軸１９ａと略同じ高さ位置にあって、アジテータ１９の軸方向中央部に相当する位置に、トナー収容部１５内のトナーＴの有無を検知するトナー検知手段たるトナーセンサ２０を備えている。トナーセンサ２０には、検知面にトナーＴが付着していることでトナーＴがあることを検知する、光透過タイプのトナーセンサや磁気振動タイプのトナーセンサなど従来公知のものを用いることができる。
【００２８】
さらに、上記アジテータ１９の軸方向中央部には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートなどの弾性体からなる清掃部材２１が取り付けられている。この清掃部材２１の軸方向と直交する方向の長さは、その先端部（自由端）の最外回転軌跡が、アジテータ１９の最外回転軌跡に対して一番外側となるように形成されている。そして、アジテータ１９の回転により、清掃部材２１の先端部がトナーセンサ２０の検知面に接触・湾曲することで、検知面のトナーＴをこすり落とす。
【００２９】
上記構成のトナー補給装置１０においては、トナー収容部１５内において、トナーＴの高さがトナーセンサ２０（検知面）の位置よりも下位置になると、トナーセンサ２０が「トナー無し」と判断する。図示しない制御手段は、この検知結果に基づき、図示しないボトル駆動装置によりトナーボトル１１を回転させ、トナー受入口１６を介してトナー収容部１５にトナーＴを補給する。トナーボトル１１からトナー収容部１５内にトナーＴが供給され、トナーセンサ２０がトナーＴをあることを検知した時点で、トナーボトル１１からのトナーＴの補給を停止する。これにより、トナー収容部１５内からトナーＴが溢れたり収容するトナーＴに過剰な圧力が加わったりしないようにする。トナー収容部１５内に補給されたトナーＴは、アジテータ１９の回転によって流動性を上げ、搬送スクリュ１８のスクリュ部１８ｂにその自重で移動する。スクリュ部１８ｂに移動したトナーＴは、搬送スクリュ１８の回転によってトナー排出口１７に向けて搬送され、現像装置３に供給される。
【００３０】
ここで、搬送スクリュ１８とアジテータ１９との距離はできるだけ狭くした方が、搬送スクリュ１８のスクリュ部１８ｂにトナーＴを供給する上で有利である。しかし、図１３に示すように、スクリュ部１０８ｂが軸方向に一様の幅で形成される従来の構成からなる搬送スクリュ１０８では、清掃部材２１はトナーセンサ２０の検知面だけではなく、スクリュ部１０８ｂにも接触してしまうことになる。このように搬送スクリュ１０８ｂと清掃部材２１とが接触すると、その接触による衝撃でスクリュ間に付着した凝集したトナーＴを掻き落とす効果は生じるが、低融点化トナーなどはこの接触圧によって逆に凝集したり固着したりしてしまうことがある。
【００３１】
そこで、本実施形態に係るトナー補給装置１０は、搬送スクリュ１８と清掃部材２１との接触圧を低下させる、又は搬送スクリュ１８と清掃部材２１とを非接触とすることにより、トナーＴの凝集を抑制することを特徴とするものである。
【００３２】
図４は、搬送スクリュ（実施例１）の構成を示す構成図である。以下、後述する搬送スクリュにおいて、清掃部材２１が配置される位置と同じ軸方向の位置で対向する清掃部材対向箇所を対向箇所Ｘと示し、清掃部材対向箇所以外の非清掃部材対向箇所を非対向箇所Ｙと示す。図２乃至図４に示すように、搬送スクリュ（実施例１）１８は、対向箇所Ｘにおいてスクリュ部１８ｂをなくし、回転軸１８ａのみとしている。搬送スクリュ１８は、対向箇所Ｘにおける最外回転軌跡（以下、外径という）が、非対向箇所Ｙの外径よりも小さいのである。これにより、搬送スクリュ１８（実施例１）は、搬送スクリュ１８とアジテータ１９との距離をできるだけ狭くしても、搬送スクリュ１８と清掃部材２１との接触を回避しやすくなる。
【００３３】
搬送スクリュ１８は、スクリュ部１８ｂの一部を切り欠くことで全体の搬送能力が落ちる懸念がある。しかし、搬送スクリュ１８の周辺をガイドすることで、その上流側から搬送されるトナーＴがその他の場所に拡散することなく押し出されるように移動するので、実際の搬送量の変化はほとんど無い。搬送スクリュ１８の周辺をガイドするとは、例えば図１６に示す搬送スクリュ１０８の周辺の内壁がＵ字型となっているように、搬送スクリュ１８周辺の内壁がＵ字型となっていることをいう。トナー収容部１５内のトナーＴは自重により落下して搬送スクリュ１８ｂに供給されるようになっており、スクリュ部１８ｂに供給されたトナーは内壁に沿って矢印Ｂ方向に押し出されるように移動するのである。
【００３４】
図５は別の、搬送スクリュ（実施例２）の構成を示す構成図である。図５に示すように、搬送スクリュ（実施例２）２２は、対向箇所Ｘにおけるスクリュ部１８ｂの外径が、非対向箇所Ｙの外径よりも小さい。即ち、スクリュ部１８ｂの対向箇所Ｘの半径をＲ１、スクリュ部１８ｂの非対向箇所Ｙの半径をＲ２とすると、Ｒ１＜Ｒ２となる。また、清掃部材２１の回転中心から先端までの距離をＬ１、清掃部材２１の回転中心から搬送スクリュ１８の回転中心までの距離をＬ２とすると、清掃部材２１の回転中心から対向箇所Ｘにおけるスクリュ部１８ｂの外径までの距離は、Ｌ２−Ｒ１となる。清掃部材２１の回転中心から非対向箇所Ｙにおけるスクリュ部１８ｂの外径までの距離は、Ｌ２−Ｒ２となる。よって、搬送スクリュ１８と清掃部材２１とを接触させない構成とする場合には、Ｌ２−Ｒ１＞Ｌ１＞Ｌ２−Ｒ２とする。搬送スクリュ１８と清掃部材２１との接触圧を下げる構成とする場合には、Ｌ１＞Ｌ２−Ｒ１＞Ｌ２−Ｒ２とする。
【００３５】
図６は、搬送スクリュ（実施例３）の構成を示す構成図である。図６に示す搬送スクリュ（実施例３）２３は、対向箇所Ｘにおいて、スクリュ部２３ｂを無くすだけではなく、回転軸２３ａの外径も非対向箇所Ｙに比べ小さくなるようにしている。これにより、搬送スクリュ２３（実施例３）は、搬送スクリュ１８（実施例１）や搬送スクリュ２２（実施例２）に比べ、清掃部材２１との距離がさらに離れ、両者の接触をより回避しやすい。
【００３６】
例えば、搬送スクリュの材質は、樹脂の一体成型のものもあれば、中心に金属のシャフトを持つものなど様々である。搬送スクリュが長くなると、回転軸を両端で保持した時にスクリュ外周の振れの精度が悪くなりやすい。振れの精度が悪くなると、搬送スクリュの周りの内壁と接触するようなことが懸念され、接触するとその部分でトナーが擦られるのでトナーの凝集体を作ってしまうこととなる。搬送スクリュでは、振れの精度を出すために、樹脂の一体成型品の場合には強度が高く反り難い樹脂材料を選んだり、更に精度が必要な場合は中心に金属の棒材を用いたりする。このように軸中心に金属シャフトを用いたアウトサート成型の搬送スクリュの場合には、金属シャフトを覆うようにして樹脂により軸とスクリュを作るのが一般的である。
【００３７】
搬送スクリュ２３（実施例３）においては、対向箇所Ｘで、金属シャフトを覆う樹脂の部分もなくすことで、スクリュ部２３ｂのみをなくす場合に比べても更に清掃部材２１との距離が離れるので、より両者の接触を回避しやすい。更に、搬送スクリュ２３の対向箇所Ｘでは、部分的に金属シャフトを露出させることで、成型時に中央部が反らないように回転軸２３ａを保持する箇所にも使用できる利点も生まれる。
【００３８】
図７は、搬送スクリュ（実施例４）の構成を示す構成図である。図７に示す搬送スクリュ２４は、対向箇所Ｘよりもトナー搬送方向上流側の非対向箇所Ｙに形成される上流側スクリュ部２４ｂのピッチが、対向箇所Ｘよりもトナー搬送方向下流側の非対向箇所Ｚに形成される下流側スクリュ部２４ｃのピッチよりも大きい。
【００３９】
一般に、搬送スクリュによるトナー搬送方向が一方向である場合、スクリュ部が途切れていてもトナーの補給量に大きな変化は起こらないが、トナー収容部内の残トナーの堆積状態が少しずつ変化してくる。スクリュ部が途中で切れていると、その部分での流れが鈍くなるので、その鈍くなった分を補うために、下流側スクリュ部では下流側スクリュ部の上方にあるトナーＴが搬送されるようになる。そのため、トナー収容部内のトナーの堆積状態が下流側スクリュ部の方が減少する傾向となり均一になり難い。すると、トナー収容部内のトナーは略水平ではなく斜めの状態になってしまうので、トナーの残量が把握し難くなる。即ち、トナーセンサの検知面にトナーはあっても、斜めになっているために、搬送スクリュの下流側端部では、スクリュ部が露出するような状態も起こりうる。画像の濃度の均一性を保つためには、トナーの搬送量を安定させることが必要であり、そのためには搬送スクリュのスクリュ部にトナーが十分に入ることが必要である。スクリュ部が露出するとスクリュ部にトナーが入っていないので、想定よりも少ない搬送となってしまう。この対策としては、搬送スクリュの上方にあるアジテータが回転することでトナーを攪拌し高さを均一にする事で対応することが可能であるが、アジテータの回転数を早く出来ないような場合には、別の方法が必要となる。
【００４０】
そこで、搬送スクリュ２４（実施例４）では、図７に示すように、搬送スクリュ２４の対向箇所Ｘ（スクリュ部が途切れている部分）の上流側スクリュ部２４ｂのピッチを下流側スクリュ部２４ｂよりも長くする。これにより、上流側スクリュ部２４ｂにおいて、単位時間あたりの移動量が下流側スクリュ部２４ｂに比べて長くなり搬送量が多くなる。下流側スクリュ部２４ｂより上流側スクリュ部２４ｂの搬送量を多くすることで、対向箇所Ｘでの搬送性の損失分があっても、下流側スクリュ部２４ｂにトナーＴが受け渡された時には同程度の搬送状態となることが可能である。これにより下流側スクリュ部２４ｂのみにおいてトナーＴが減ることを防止する事が可能となる。
【００４１】
次に、別の実施形態に係るトナー補給装置の構成について説明する。図８は、別の実施形態に係るトナー補給装置の構成を示す斜視図である。図９は、図８で示したトナー補給装置の構成を示す断面図であり、（ａ）はトナーボトル並び方向の断面図、（ｂ）はトナーボトル長手方向の断面図である。図８に示すように、このトナー補給装置３０は、現像装置３の上方に、現像ローラ４の軸方向と平行となるように、二つのトナーボトル１１Ａ、１１Ｂを並列して装着している。二つのトナーボトルは１１Ａ、１１Ｂは、開口部を有する一端部がボトル支持部１４Ａ、１４Ｂに対して回転可能に支持される。並列に設けた二つのトナーボトル１１Ａ、１１Ｂのボトル支持部１４Ａ、１４Ｂの下方には、トナーボトル１１Ａ、１１Ｂから排出されたトナーＴを一時的に収容するトナー収容部３１が配置されている。また、トナー収容部３１内のトナーＴをトナー排出口３２ａに向けて搬送するパイプ状のトナー補給搬送路３２を備えている。トナー補給搬送路３２は、トナー収容部３１のトナーボトル１１の並び方向の中央部の底面より、トナーボトル１１の軸方向と略平行に突出し、トナーボトル１１の下方に延伸するように設けられている。
【００４２】
図９に示すように、トナー収容部３１の上方には、二つのトナーボトル１１Ａ、１１Ｂから排出されたトナーＴを受け入れる二つのトナー受入口３３、３４が形成されている。トナー収容部３１の下部には、二つのトナー受入口３３、３４の下方から並び方向内側に向けて、互いに向かい合う方向にトナーＴを搬送する第一搬送部材としての第一搬送スクリュ３５を備えている。この第一搬送スクリュ３５は、後述するように、回転軸３５ａと、回転軸３５ａの周囲に螺旋状に互いに巻き方向が左右逆となるように形成されているスクリュ部３５ｂ、３５ｃとから構成されている。
【００４３】
上記トナー補給搬送路３２内には、トナー収容部３１内からトナー排出口３２ａに向けてトナーＴを搬送する第二搬送部材としての第二搬送スクリュ３６を備えている。第二搬送スクリュ３６は、回転軸３６ａと、回転軸３６ａの周囲に一様に螺旋状に形成されるスクリュ部３６ｂとから構成されている。第一搬送スクリュ３５の回転軸３５ａと第二搬送スクリュ３６の回転軸３６ａは、垂直方向に異なる位置、すなわち位相をずらした状態で直交している。
【００４４】
また、トナー収容部３１内には、第一搬送スクリュ３５の上方に、第一搬送スクリュ３５の回転軸３５ａと平行な回転軸３７ａをもつ攪拌部材としてのアジテータ３７が配置されている。このアジテータ３７は、回転軸３７ａと、樹脂又は金属などの剛体からなる略コの字状に形成される攪拌部３７ｂとから構成され、トナー収容部３１の内壁とは接触せずに回転する。また、トナー収容部３１内のトナーＴの有無を検知するためのトナーセンサ３８がトナー収容部３１の内壁面に設けられている。このトナーセンサ３８は、上述したように、検知面表面にトナーＴが付着することによりトナーＴがトナー収容部３１内に所定量以上あることを検知する。
【００４５】
第一搬送スクリュ３５と第二搬送スクリュ３６の回転動作は連動しており、図示しないギヤによって連結され、図示しない駆動モータにより駆動される。すなわち、現像装置３にトナー補給装置３０からトナーＴを補給する際には、第一搬送スクリュ３５と第二搬送スクリュ３６の両方が回転するようになっている。トナーＴを攪拌するアジテータ３７は、現像装置３にトナーＴを供給する際に連動して動作するとともに、トナーボトル１１からトナーＴが供給される際にも動作が連動するものとなる。
【００４６】
トナーボトル１１Ａ、１１Ｂからトナー収容部３１内に供給されたトナーＴは、第一搬送スクリュ３５の回転により、図中矢印Ｂ１、Ｂ２方向で示すように、二つのトナー受入口３３、３４の下方である軸方向両端部から軸方向中央部Ｓに向けてトナーＴが搬送される。搬送されたトナーＴは軸方向中央部Ｓで合流し、下方の第二搬送スクリュ３６に受け渡される。そして、第二搬送スクリュ３６の回転により、トナー補給搬送路３２内に搬送され、図中矢印Ｃ方向で示すように、最下流側のトナー排出口３２ａより下方の現像装置３内に落下する。現像装置３へのトナー補給量は第一搬送スクリュ３５、第二搬送スクリュ３６の駆動時間により制御される。
【００４７】
ところで、図９に示すように、第一搬送スクリュ３５は、回転によりトナーＴを互いに向き合う方向に搬送するよう、回転軸３５ａに対して巻き方向が左右逆になるスクリュ部３５ｂ、３５ｃが形成されている。そして、第一搬送スクリュ３５の軸方向中央部Ｓでは、スクリュ部３５ｂ、３５ｃが形成されず回転軸３５ａのみとなっている。そのため、矢印Ｂ１、Ｂ２方向から搬送されたトナーＴは、スクリュ部３５ｂ、３５ｃによる拘束から外れて下方にあるトナー補給搬送路３２に流れるものと、あふれるようにして上方へと移動するものとに分かれる。
【００４８】
回転軸に対して巻き方向が左右逆になるスクリュ部が形成され、軸方向中央部でスクリュ部が繋がっている搬送スクリュでは、軸方向中央部で左右から搬送されたトナーが合流しても逃げる部分がなく、トナーが凝集しやすい。トナーの凝集を避けるためにも、トナーの合流部となる軸方向中央部Ｓにはスクリュ部がないほうが好ましいのである。
【００４９】
そこで、本実施形態に係るトナー補給装置３０は、トナーセンサ３８をトナー補給搬送路３２と同一直線上となるように配置する。これにより、トナーセンサ３８を清掃する清掃部材３９の回転軌跡に当たる箇所を、第一搬送スクリュ３５の軸方向中央部Ｓであるスクリュ部３５ｂ、３５ｃのない箇所と一致させることが可能となる。そして、スクリュ部３５ｂ、３５ｃの無い軸方向中央部Ｓの範囲（軸方向長さ）を清掃部材３９の幅（軸方向長さ）よりも大きくとることで、搬送スクリュ３５と清掃部材３９との接触を防止することが可能となる。
【００５０】
なお、図１０に示す搬送スクリュ３５は、図５に示す搬送スクリュ２２（実施例２）と同様に、軸方向中央部Ｓではスクリュ部３５ｂがなく回転軸３５ｂが露出されている状態であるが、この形態に限定されるものではない。例えば、図１１に示すように、搬送スクリュ４０は、図６に示す搬送スクリュ２３（実施例３）と同様に、軸方向中央部Ｓでスクリュ部４０ｂをなくすだけではなく回転軸４０ａの径を小さくしてもよい。これにより、搬送スクリュ４０と清掃部材３９との距離を更に大きくし、両者の接触をより回避しやすくなる。また、上述したように、回転軸４０ａを構成する金属シャフトを露出させることで、この部分を回転軸の成形時に合流部が反らないように回転軸４０ａを保持する箇所にも使用できるという利点もある。
【００５１】
なお、図１では、感光体１と、感光体１の周囲に配設される帯電ローラ２、現像装置３、クリーニング装置５とを１つの画像形成ユニットとして図示したが、本発明は、この画像形成ユニットを単体で備える画像形成装置に限られるものではないことは言うまでもない。例えば、感光体１の周囲に互いに異なる色のトナーを備える複数の現像装置を備えている画像形成装置であってもよい。また、互いに異なる色のトナーを備える複数の画像形成ユニットを並べて配置した画像形成装置であってもよい。
【００５２】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
トナーを収容するトナー収容部１５、３１などのトナー収容部と、該トナー収容部内のトナーの有無を検知するトナーセンサ２０、３８などのトナー検知手段と、回転軸を中心にして回転することによりトナー検知手段の検知面に付着したトナーを掻き落とす弾性体からなる清掃部材２１、３９などの清掃部材と、該清掃部材の回転軸と平行な回転軸を有し該トナー収容部内のトナーを軸方向に搬送する搬送スクリュ１８、３５などのトナー搬送部材と備えるトナー補給装置において、上記トナー搬送部材は、上記清掃部材と対向する対向箇所Ｘ、軸方向中央部Ｓなどの清掃部材対向箇所における最外回転軌跡が、該清掃部材対向箇所以外の非対向箇所Ｙなどの非清掃部材対向箇所における最外回転軌跡よりも小さい。
これによれば、上記実施形態で説明したように、清掃部材とトナー搬送部材との接触圧を低下させる、又は清掃部材とトナー搬送部材とを非接触にすることができる。これにより、大型化させることなく且つ簡易な構成で、搬送スクリュと清掃部材との接触に起因するトナーの凝集を防止することが可能となる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）のトナー補給装置において、搬送スクリュ２２などのトナー搬送部材は、上記清掃部材対向箇所では回転軸のみで、上記非清掃部材対向箇所では回転軸上に螺旋状のスクリュ部が形成される。
これによれば、上記実施形態で説明したように、清掃部材対向箇所でスクリュ部の外径を小さくする実施例２などの態様に比べ、清掃部材とトナー搬送部材との距離を離すことができ、清掃部材とトナー搬送部材との接触を回避しやすくすることができる。
（態様Ｃ）
（態様Ｂ）のトナー補給装置において、搬送スクリュ２３などのトナー搬送部材は、上記清掃部材対向箇所における回転軸の径が上記非清掃部材対向箇所における回転軸の径よりも小さい。
これによれば、上記実施形態で説明したように、（態様Ｂ）に比べ、さらに清掃部材とトナー搬送部材との距離を離すことができ、清掃部材とトナー搬送部材との接触をより回避しやすくすることができる。
（態様Ｄ）
（態様Ａ）（態様Ｂ）又は（態様Ｃ）のトナー補給装置において、搬送スクリュ２４などのトナー搬送部材は、上記清掃部材対向箇所よりもトナー搬送方向上流側の非清掃部材対向箇所に形成される螺旋状のスクリュ部のピッチが、該清掃部材対向箇所よりもトナー搬送方向下流側の非清掃部材対向箇所に形成される螺旋状のスクリュ部のピッチよりも大きい。
これによれば、上記実施形態で説明したように、トナー搬送部材のトナー搬送方向上流側の非清掃部材対向箇所におけるトナー搬送量を、トナー搬送方向下流側の非清掃部材対向箇所におけるトナー搬送量よりも多くすることができる。よって、トナー搬送部材の清掃部材対向箇所でトナー搬送力が低下しても、トナー容器内のトナーの偏りを抑制し、安定したトナー搬送性を確保し、安定したトナー補給が可能となる。
（態様Ｅ）
（態様Ａ）（態様Ｂ）（態様Ｃ）又は（態様Ｄ）のトナー補給装置において、上記トナー収容部内のトナーを現像装置に向けて、上記第一搬送スクリュ３５などのトナー搬送部材の軸方向と直交する方向に搬送するトナー補給搬送路３２などのトナー補給搬送路を有し、上記トナーセンサ３８などのトナー検知手段はトナー補給搬送路と同一直線上にある。
これによれば、別の実施形態で説明したように、トナー搬送部材の軸方向が感光体１等の潜像担持体の軸方向と直交する方向であっても、トナー搬送部材の軸方向と直交する方向にトナーを搬送するトナー補給搬送路を備えているので、トナー搬送部材の軸方向長さ、つまり幅が狭いコンパクトなトナー補給装置を提供することができる。また、トナー補給搬送路と同一直線上にトナー検知手段を設置することにより、トナー搬送部材の清掃部材に対向する軸方向中央部Ｓなどの箇所にスクリュ部のない部分を設けることが容易である。
（態様Ｆ）
（態様Ａ）（態様Ｂ）（態様Ｃ）（態様Ｄ）又は（態様Ｅ）のトナー補給装置において、上記清掃部材は、トナー収容部内のトナーを攪拌するトナー攪拌部材の一部に取り付けられている。
これによれば、上記実施形態で説明したように、清掃部材が回転動作においてトナー検知手段の清掃を行う機能だけではなく、トナー収容部内のトナーを崩し流動性を上げる機能をもつことができる。また、清掃部材とトナー攪拌部材とを個別に設置する場合に比べ、トナー収容部内の構成部品を少なくすることができ、小型化、且つ安価なトナー補給装置を提供することができる。
（態様Ｇ）
感光体１などの像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像にトナーを供給して現像する現像装置３などの現像手段と、該現像手段にトナーを補給するトナー補給装置１０、３０などのトナー補給手段とを備える画像形成装置において、上記トナー補給手段として、（態様Ａ）（態様Ｂ）（態様Ｃ）（態様Ｄ）（態様Ｅ）又は（態様Ｆ）のトナー補給装置を用いる。
これによれば、トナーの凝集体を発生させることなく、現像装置に安定したトナー補給を行うことができ、安定した画像形成が可能となる。
【符号の説明】
【００５３】
３  現像装置
１０、３０  トナー補給装置
１１トナーボトル
１５、３１  トナー収容部
１８、２２，２３，２４  搬送スクリュ
１９、３７  アジテータ
２０、３８  トナーセンサ
２１、３９  清掃部材
３５  第一搬送スクリュ
３６  第二搬送スクリュ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５４】
【特許文献１】特開２００８−１９７６３６号公報
【特許文献２】特許３２２６６５８号公報
【図１】
2014178612.tif 000003
【図２】
2014178612.tif 000004
【図３】
2014178612.tif 000005
【図４】
2014178612.tif 000006
【図５】
2014178612.tif 000007
【図６】
2014178612.tif 000008
【図７】
2014178612.tif 000009
【図８】
2014178612.tif 000010
【図９】
2014178612.tif 000011
【図１０】
2014178612.tif 000012
【図１１】
2014178612.tif 000013
【図１２】
2014178612.tif 000014
【図１３】
2014178612.tif 000015
【図１４】
2014178612.tif 000016
【図１５】
2014178612.tif 000017
【図１６】
2014178612.tif 000018
【図１７】
2014178612.tif 000019
【図１８】
2014178612.tif 000020
【図１９】
2014178612.tif 000021