(57)【要約】【課題】トナー収容容器から補給されるトナーを簡易な構成で分散状態として現像装置内に供給するトナー分散部材及びそれを備えたトナー分散機構を提供する。【解決手段】トナー分散部材２５は、回転軸２５ａと、片側に多数の切り込みが形成された可撓性の第１フィルム部材を、切り込みを外向きにして回転軸２５ａの外周面に巻き付けて形成された分散用突起２５ｂとを有している。分散用突起２５ｂの内側には回転軸２５ａの外周面に対し分散用突起２５ｂを所定の角度に支持する第１支持部材２６が配置されている。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、該回転軸の外周面に形成される多数の分散用突起とで構成され、
前記回転軸を中心に回転させることで前記分散用突起に接触する塊状のトナーを分散するトナー分散部材であって、
前記分散用突起は、片側に多数の切り込みが形成された可撓性のフィルム部材を、切り込みを外向きにして前記回転軸の外周面に巻き付けて形成され、前記回転軸の外周面に対し前記分散用突起を所定の角度に支持する第１支持部材を設け、
前記分散用突起の突出方向に対し前記第１支持部材の下流側には、先端が前記第１支持部材の最大径部よりも径方向外側に突出する可撓性の第２支持部材が設けられることを特徴とするトナー分散部材。
【請求項２】
前記第１支持部材は、前記回転軸の外周面に所定のピッチで環状に設けられており、前記分散用突起は、外周縁から内周縁に向けて多数の切り込みが形成された扇形状のフィルム部材の切り込みが形成されていない内周側を固定部として、前記第１支持部材に沿って前記回転軸の外周面に複数枚巻き付けて形成されていることを特徴とする請求項１に記載のトナー分散部材。
【請求項３】
前記第１支持部材は、前記回転軸の外周面に所定のピッチで螺旋状に設けられており、前記分散用突起は、長手方向の片側に沿って多数の切り込みが形成されたリボン状のフィルム部材の切り込みが形成されていない側を固定部として、前記第１支持部材に沿って前記回転軸の外周面に螺旋状に巻き付けて形成されていることを特徴とする請求項１に記載のトナー分散部材。
【請求項４】
前記第１支持部材は、前記回転軸と一体形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のトナー分散部材。
【請求項５】
前記分散用突起の前記回転軸への投影長が前記回転軸方向における前記分散用突起のピッチよりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のトナー分散部材。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のトナー分散部材と、該トナー分散部材を回転自在に支持するとともに、トナー収容容器と連通するトナー投入口と、現像装置と連通するトナー排出口とが形成されたハウジングと、を備えたトナー分散機構。
【請求項７】
前記ハウジングの内壁面には前記分散用突起が接触する突出部が、前記ハウジングの長手方向において少なくとも前記分散用突起が対峙する部分に連続して形成されていることを特徴とする請求項６に記載のトナー分散機構。
【請求項８】
前記突出部は、前記トナー分散部材の回転方向に対し前記トナー排出口の開口縁の下流側近傍に形成されることを特徴とする請求項７に記載のトナー分散機構。
【請求項９】
前記トナー分散部材の回転方向に対し前記突出部の上流側端部には、前記トナー分散部材の回転方向上流側に突出する突起が形成されていることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のトナー分散機構。
【請求項１０】
前記ハウジングの内壁面から前記突起までの距離は、前記ハウジングの内壁面から前記回転軸の外周面までの距離の５０％以上であることを特徴とする請求項９に記載のトナー分散機構。
【請求項１１】
前記トナー分散部材の長手方向における前記トナー排出口の開口幅は、前記トナー投入口の開口幅よりも大きく形成されており、前記分散部材は前記トナー投入口から前記ハウジング内へ投入されたトナーを分散して前記トナー排出口の略全域から排出することを特徴とする請求項６乃至請求項１０のいずれかに記載のトナー分散機構。
【請求項１２】
前記回転軸には、前記トナー投入口から前記トナー排出口へ向かう搬送力を有するスクリュー部が前記分散用突起に隣接して形成されており、該スクリュー部の直上に前記トナー投入口が形成されることを特徴とする請求項６乃至請求項１１のいずれかに記載のトナー分散機構。
【請求項１３】
前記トナー分散部材は、正逆回転可能であることを特徴とする請求項６乃至請求項１２のいずれかに記載のトナー分散機構。
【請求項１４】
前記トナー分散部材は、スラスト方向に往復移動可能であることを特徴とする請求項６乃至請求項１３のいずれかに記載のトナー分散機構。
【請求項１５】
請求項６乃至請求項１４のいずれかに記載のトナー分散機構と、該トナー分散機構が上部に連結された現像容器と、を備えた現像装置。
【請求項１６】
前記現像容器内の、前記トナー排出口から排出されたトナーが落下するトナー落下位置には、攪拌搬送用回転軸の外周面に攪拌搬送羽が形成された攪拌搬送部材と、該攪拌搬送部材により前記現像容器内を循環搬送される現像剤とが存在することを特徴とする請求項１５に記載の現像装置。
【請求項１７】
前記トナー落下位置に存在する現像剤の嵩は、前記攪拌搬送用回転軸の上面よりも低いことを特徴とする請求項１６に記載の現像装置。
【請求項１８】
請求項１５乃至請求項１７のいずれかに記載の現像装置と、前記トナー分散機構の上方に着脱可能に配置され前記トナー分散機構を介して前記現像装置内に補給するためのトナーを貯留するトナー収容容器と、が搭載された画像形成装置。
【請求項１９】
前記トナー収容容器からのトナー補給量とトナーの流動性の少なくとも一方に基づいて前記トナー分散部材の回転速度を変化させる制御手段を備えたことを特徴とする請求項１８に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に搭載され、ホッパーやコンテナ等のトナー収容容器から現像装置等に補給されるトナーを分散するためのトナー分散機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置に搭載される現像装置は、メンテナンスの容易化のため現像装置内に一定量のトナーを充填しておき、トナーがなくなると現像装置ごと交換していた。しかし、現像装置は経済上の観点から頻繁に交換できず、ある程度多数枚の画像形成を行うためにはトナーの容量を大きくせざるを得ないため、上記の方式では小型化は困難である。そこで、現像装置の小型化を図るために、外部からトナーを供給する方式の現像装置が提案されている。
【０００３】
このようなトナー供給式の現像装置においては、使用環境等によりトナーの流動性が低下した場合、塊状のトナーが現像装置内に補給されることがあった。そのため、現像装置内に存在する現像剤との混合性が悪くなって現像ローラー上に形成される現像剤薄層に乱れが生じ、画像濃度むらやカブリ等の不具合が発生するおそれがあった。
【０００４】
そこで、現像装置内へ補給されるトナーを予め分散させておくことで画像不良の発生を抑制する技術が種々提案されており、例えば特許文献１には、現像剤担持体と現像剤収容部との間に格子状部材（メッシュ）とブラシ状の現像剤供給ローラーとを配置した現像装置が開示されている。また、特許文献２には、トナーホッパーのトナー補給口内のトナーを攪拌するトナー補給口攪拌部材を設けた現像装置が開示されている。さらに、特許文献３には、芯金と円筒状の発泡部材とから成るトナー分散部材をトナーボトルの補給口を塞ぐように配置し、トナー分散部材を回転させることによりトナーを少量ずつ現像装置内へ落下させる方法が開示されている。
【０００５】
一方、特許文献４には、トナー補給容器から補給されるトナーと、キャリア補給容器から補給されるキャリアとを個別に受け入れて、スクリュー形状の攪拌搬送部材を用いてトナーとキャリアとを十分に混合、攪拌する補助攪拌容器を備え、補助攪拌容器で予備混合され、安定した帯電特性を有する現像剤を現像装置に供給するようにした画像形成装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平２−１１１１６１号公報
【特許文献２】特開２０００−２７５９３９号公報
【特許文献３】特開２００８−３０４６５０号公報
【特許文献４】特開２００８−２６８７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の方法では、使用環境や機械的ストレスによりトナーが凝集している場合、格子状部材の目詰まりやトナーの融着によって微小量のトナー補給が困難であった。また、特許文献２の方法では、トナー補給口内のトナーが凝集して形成されるブリッジを崩してトナーを円滑に搬送する効果は期待できるものの、塊状のトナーを完全に分散させることは困難であり、上記問題点の解決手段として十分なものではなかった。
【０００８】
特許文献３の方法では、トナー分散部材がトナーボトル側に取り付けられているため、トナーボトルの交換時にトナー分散機構も交換されてしまい、コストアップに繋がるという問題点があった。また、トナー分散部材として円筒状の発泡部材を用いているため、トナーによる発泡部材の目詰まりが発生し、トナー分散部材の耐久性が低下するという問題点もあった。
【０００９】
また、特許文献４に記載されているスクリュー形状の攪拌搬送部材を備えた補助攪拌容器は、トナー及びキャリアを効率良く混合、攪拌する機能を有するものの、凝集したトナーを粒子単位に分散させる効果は期待できず、トナー分散機構として利用することはできなかった。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑み、トナー収容容器から補給されるトナーを簡易な構成で分散状態として現像装置内に供給するトナー分散部材及びそれを備えたトナー分散機構、並びにトナー分散機構を備えた現像装置を提供することを目的とする。また、前記トナー分散機構及び現像装置を搭載することにより、濃度むらやカブリ等の画像不具合を効果的に抑制できる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】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、回転軸と、該回転軸の外周面に形成される多数の分散用突起とで構成され、前記回転軸を中心に回転させることで前記分散用突起に接触する塊状のトナーを分散するトナー分散部材であって、前記分散用突起は、片側に多数の切り込みが形成された可撓性のフィルム部材を、切り込みを外向きにして前記回転軸の外周面に巻き付けて形成され、前記回転軸の外周面に対し前記分散用突起を所定の角度に支持する第１支持部材を設け、前記分散用突起の突出方向に対し前記第１支持部材の下流側に、先端が前記第１支持部材の最大径部よりも径方向外側に突出する可撓性の第２支持部材を設けたものである。
【００１２】
また本発明は、上記構成のトナー分散部材において、前記第１支持部材は、前記回転軸の外周面に所定のピッチで環状に設けられており、前記分散用突起は、外周縁から内周縁に向けて多数の切り込みが形成された扇形状のフィルム部材の切り込みが形成されていない内周側を固定部として、前記第１支持部材に沿って前記回転軸の外周面に複数枚巻き付けて形成されていることを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、上記構成のトナー分散部材において、前記第１支持部材は、前記回転軸の外周面に所定のピッチで螺旋状に設けられており、前記分散用突起は、長手方向の片側に沿って多数の切り込みが形成されたリボン状のフィルム部材の切り込みが形成されていない側を固定部として、前記第１支持部材に沿って前記回転軸の外周面に螺旋状に巻き付けて形成されていることを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記構成のトナー分散部材において、前記第１支持部材は、前記回転軸と一体形成されていることを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記構成のトナー分散部材において、前記分散用突起の前記回転軸への投影長が前記回転軸方向における前記分散用突起のピッチよりも大きいことを特徴としている。
【００１６】
また本発明は、上記構成のトナー分散部材と、該トナー分散部材を回転自在に支持するとともに、トナー収容容器と連通するトナー投入口と、現像装置と連通するトナー排出口とが形成されたハウジングと、を備えたトナー分散機構である。
【００１７】
また本発明は、上記構成のトナー分散機構において、前記ハウジングの内壁面には前記分散用突起が接触する突出部が、前記ハウジングの長手方向において少なくとも前記分散用突起が対峙する部分に連続して形成されていることを特徴としている。
【００１８】
また本発明は、上記構成のトナー分散機構において、前記突出部は、前記分散部材の回転方向に対し前記トナー排出口の開口縁の下流側近傍に形成されることを特徴としている。
【００１９】
また本発明は、上記構成のトナー分散機構において、前記トナー分散部材の回転方向に対し前記突出部の上流側端部には、前記トナー分散部材の回転方向上流側に突出する突起が形成されていることを特徴としている。
【００２０】
また本発明は、上記構成のトナー分散機構において、前記ハウジングの内壁面から前記突起までの距離は、前記ハウジングの内壁面から前記回転軸の外周面までの距離の５０％以上であることを特徴としている。
【００２１】
また本発明は、上記構成のトナー分散機構において、前記分散部材の長手方向における前記トナー排出口の開口幅は、前記トナー投入口の開口幅よりも大きく形成されており、前記分散部材は前記トナー投入口から前記ハウジング内へ投入されたトナーを分散して前記トナー排出口の略全域から排出することを特徴としている。
【００２２】
また本発明は、上記構成のトナー分散機構において、前記回転軸には、前記トナー投入口から前記トナー排出口へ向かう搬送力を有するスクリュー部が前記分散用突起に隣接して形成されており、該スクリュー部の直上に前記トナー投入口が形成されることを特徴としている。
【００２３】
また本発明は、上記構成のトナー分散機構において、前記トナー分散部材は、正逆回転可能であることを特徴としている。
【００２４】
また本発明は、上記構成のトナー分散機構において、前記トナー分散部材は、スラスト方向に往復移動可能であることを特徴としている。
【００２５】
また本発明は、上記構成のトナー分散機構と、該トナー分散機構が上部に連結された現像容器と、を備えた現像装置である。
【００２６】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記現像容器内の、前記トナー排出口から排出されたトナーが落下するトナー落下位置には、攪拌搬送用回転軸の外周面に攪拌搬送羽が形成された攪拌搬送部材と、該攪拌搬送部材により現像容器内を循環搬送される現像剤とが存在することを特徴としている。
【００２７】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記トナー落下位置に存在する現像剤の嵩は、前記攪拌搬送部材の回転軸の上面よりも低いことを特徴としている。
【００２８】
また本発明は、上記構成の現像装置と、前記トナー分散機構の上方に着脱可能に配置され前記トナー分散機構を介して前記現像装置内に補給するためのトナーを貯留するトナー収容容器と、が搭載された画像形成装置である。
【００２９】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記トナー収容容器からのトナー補給量とトナーの流動性の少なくとも一方に基づいて前記分散部材の回転速度を変化させる制御手段を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の第１の構成によれば、分散用突起の内側に配置された第１支持部材によって分散用突起が回転軸側から所定の角度で支持されるため、トナー分散部材の回転により分散用突起がハウジングの内壁面に接触することによる分散用突起の内側への倒れ込みが抑制される。従って、内側へ倒れ込んだ分散用突起の間にトナーが抱え込まれて軽凝集するのを効果的に抑制することができる。また、分散用突起の突出方向に対し第１支持部材の下流側に、先端が第１支持部材の最大径部よりも径方向外側に突出する可撓性の第２支持部材を設けることにより、第１支持部材により分散用突起の固定部に近い側の形状が確実に保持されるとともに、可撓性の第２支持部材により分散用突起の先端部に近い側が弾性的に支持される。従って、分散用突起の先端部は揺動し易くなり、固定部に近い側は確実に形状が保持されるため、分散用突起の倒れやトナーの抱え込みによる軽凝集を一層効果的に抑制することができる。
【００３１】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成のトナー分散部材において、回転軸の外周面に所定のピッチでテーパ状に設けられた第１支持部材に沿って、外周縁から内周縁に向けて多数の切り込みが形成された扇形状のフィルム部材を複数枚巻き付けてトナー分散部材を形成することにより、分散用突起の突出角度に沿って効果的に支持する第１支持部材が形成される。また、一つのトナー分散部材中で分散用突起を形成するフィルム部材の厚みや硬さを変更することができる。
【００３２】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１の構成のトナー分散部材において、回転軸の外周面に螺旋状に設けられた第１支持部材に沿って、長手方向の片側に沿って多数の切り込みが形成されたリボン状のフィルム部材を巻き付けてトナー分散部材を形成することにより、分散用突起の突出角度に沿って効果的に支持する第１支持部材が形成される。また、回転軸の外周面に分散用突起を簡単に形成することができ、分散用突起が回転軸に対し螺旋状に配列されるため、回転軸方向へのトナーの搬送力が高くなり、分散されたトナーを広範囲に放出することができる。
【００３３】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第１乃至第３のいずれかの構成のトナー分散部材において、第１支持部材を回転軸と一体形成することにより、トナー分散部材の組み立て作業性が向上する。
【００３４】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成のトナー分散部材において、分散用突起の回転軸への投影長を回転軸方向における分散用突起のピッチよりも大きくすることにより、塊状のトナーが分散用突起をすり抜けることによるトナーの分散不良を防止することができる。
【００３５】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第１乃至第５のいずれかの構成のトナー分散部材をハウジングに回転自在に支持するとともに、トナー収容容器と連通するトナー投入口と、現像装置と連通するトナー排出口とをハウジングに形成することにより、トナー収容容器から補給されるトナーを効果的に分散するとともに分散用突起の間に抱え込まれて軽凝集したトナーも効果的に除去できるため、分散機構の目詰まりによる分散性能の低下のおそれもない簡易且つ低コストなトナー分散機構となる。
【００３６】
また、本発明の第７の構成によれば、上記第６の構成のトナー分散機構において、トナー分散部材の回転に伴い分散用突起がハウジングの内壁面に形成された突出部に接触して揺動するため、分散用突起の間に抱え込まれて軽凝集したトナーをより効果的に除去できるトナー分散機構となる。
【００３７】
また、本発明の第８の構成によれば、上記第７の構成のトナー分散機構において、突出部をトナー排出口の開口縁の下流側近傍に形成することにより、分散用突起の揺動により跳ね飛ばされたトナーが突出部の上面に沿ってトナー排出口に滑り落ちるため、ハウジング内部でのトナーの滞留を抑制することができる。
【００３８】
また、本発明の第９の構成によれば、上記第７又は第８の構成のトナー分散機構において、突出部の上端部に、トナー分散部材の回転方向上流側に突出する突起を形成することにより、トナー分散部材の回転により分散用突起の先端部よりも中央付近が最初に突起に接触する。その結果、分散用突起の中央付近から根元部分にかけて大きく変形するため、分散用突起を大きく揺動させることができる。
【００３９】
また、本発明の第１０の構成によれば、上記第９の構成のトナー分散機構において、ハウジングの内壁面から突起までの距離を、ハウジングの内壁面から回転軸の外周面までの距離の５０％以上とすることにより、分散用突起の中央よりも根元寄りの部分が最初に突起に接触するため、分散用突起を十分に変形させることができる。
【００４０】
また、本発明の第１１の構成によれば、上記第６乃至第１０のいずれかの構成のトナー分散機構において、分散部材の長手方向におけるトナー排出口の開口幅をトナー投入口の開口幅よりも大きく形成し、分散部材がトナー投入口からハウジング内へ投入されたトナーを分散してトナー排出口の略全域から排出することにより、現像装置への単位面積当たりのトナー補給量を少なくすることができ、現像剤の混合性が向上する。
【００４１】
また、本発明の第１２の構成によれば、上記第６乃至第１１のいずれかの構成のトナー分散機構において、回転軸に、トナー投入口からトナー排出口へ向かう搬送力を有するスクリュー部を分散用突起に隣接して形成することにより、トナー投入口から投入されたトナーはスクリュー部によってトナー排出口方向に搬送され、分散用突起に到達するため、トナー投入口の直下にトナー排出口を形成できない場合にもトナーを効果的に分散させることができる。
【００４２】
また、本発明の第１３の構成によれば、上記第６乃至第１２のいずれかの構成のトナー分散機構において、トナー分散部材を正逆回転可能とすることにより、正回転時に除去し切れなかった分散用突起の間の軽凝集トナーを効果的に除去することができる。
【００４３】
また、本発明の第１４の構成によれば、上記第６乃至第１３のいずれかの構成のトナー分散機構において、トナー分散部材は、スラスト方向に往復移動可能とすることにより、分散用突起を捩れるように複雑に揺動させて、分散用突起に抱え込まれた軽凝集トナーを一層効果的に除去することができる。
【００４４】
また、本発明の第１５の構成によれば、上記第６乃至第１４のいずれかの構成のトナー分散機構と、該トナー分散機構が上部に連結された現像容器と、を備えることにより、短時間で十分なトナーの混合が可能となり、エージング時間の短い現像装置となる。
【００４５】
また、本発明の第１６の構成によれば、上記第１５の構成の現像装置において、現像容器内のトナー落下位置には、攪拌搬送用回転軸と攪拌搬送羽とで構成される攪拌搬送部材と、該攪拌搬送部材により現像容器内を循環搬送される現像剤とが存在することにより、トナー分散機構から補給されたトナーを現像容器内の現像剤と迅速に攪拌、混合することができる。
【００４６】
また、本発明の第１７の構成によれば、上記第１６の構成の現像装置において、トナー落下位置に存在する現像剤の嵩を、攪拌搬送用回転軸の上面よりも低くすることにより、トナーは攪拌搬送用回転軸の近傍に補給され、攪拌搬送羽により上昇と落下を繰り返しながら搬送される。従って、トナー分散機構から補給されたトナーと現像容器内の現像剤とを効率良く攪拌することができる。
【００４７】
また、本発明の第１８の構成によれば、上記第１５乃至第１７のいずれかの構成の現像装置と、トナー分散機構の上方に着脱可能に配置されトナー分散機構を介して現像装置内に補給するためのトナーを貯留するトナー収容容器と、を搭載することにより、トナー収容容器から補給されるトナーと現像装置内に存在する現像剤との混合性を向上させることができ、濃度むらやカブリ等の画像不具合を効果的に抑制できる画像形成装置となる。
【００４８】
また、本発明の第１９の構成によれば、上記第１８の構成の画像形成装置において、トナー収容容器からのトナー補給量とトナーの流動性の少なくとも一方に基づいて分散部材の回転速度を変化させる制御手段を設けることにより、トナー補給量が多い場合やトナーの流動性が低い場合はトナー分散部材の回転速度を速くしてトナーの分散能力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の画像形成装置の全体構成を示す概略構成図
【図２】本発明のトナー分散機構を備えた現像装置の側面断面図（図３のＸＸ′矢視断面図）
【図３】本発明のトナー分散機構を備えた現像装置を上方から見た平面図
【図４】本発明のトナー分散機構を上方から見た斜視図
【図５】本発明のトナー分散機構の平面図
【図６】本発明のトナー分散機構に用いられる第１実施形態のトナー分散部材の分散用突起を形成するフィルム部材の一例を示す展開図
【図７】第１実施形態のトナー分散部材の第１支持部材を形成するフィルム部材の一例を示す展開図
【図８】第１実施形態のトナー分散部材の斜視図
【図９】第１実施形態のトナー分散部材の部分断面図
【図１０】両面テープ５６を切り込み５３の基端部５３ａに重なるように貼り付けた状態を示すフィルム部材の部分拡大図
【図１１】第１実施形態のトナー分散部材の分散用突起を形成するフィルム部材の他の例を示す展開図
【図１２】図１１に示すフィルム部材で分散用突起を形成した第１実施形態のトナー分散部材の斜視図
【図１３】第１実施形態のトナー分散機構における回転軸方向の分散用突起のピッチａと、回転軸に対する分散用突起の投影長ｂとの関係を示す部分拡大図
【図１４】第１実施形態のトナー分散機構と現像装置との位置関係を示す側面断面図
【図１５】本発明のトナー分散機構に用いられる第２実施形態のトナー分散部材を構成する回転軸の部分側面図
【図１６】第２実施形態のトナー分散部材の部分断面図
【図１７】第１支持部材を回転軸と一体形成した第２実施形態のトナー分散部材の部分断面図
【図１８】本発明のトナー分散機構に用いられる第３実施形態のトナー分散部材の部分断面図
【図１９】本発明の第４実施形態に係るトナー分散部材を備えたトナー分散機構の平面図
【図２０】図１９に示すトナー分散機構の側面断面図
【図２１】トナー分散機構を現像装置の第１貯留室と第２貯留室の境界に配置した例を示す側面断面図
【図２２】トナー分散機構を現像装置の斜め上方に配置した例を示す側面断面図
【図２３】トナー分散部材をスラスト方向に往復移動させる機構を備えたトナー分散機構の平面図
【図２４】第１実施形態のトナー分散機構の変形例を示す正面断面図（図５のＺＺ′矢視断面図）
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明のトナー分散機構及びそれを備えた現像装置が搭載された画像形成装置の全体構成を示す概略構成図であり、右側を画像形成装置の前方側として図示している。図１に示すように、画像形成装置１００は、本体下部に積載された用紙を収容する給紙カセット２が備えられている。この給紙カセット２の上方には、本体前方から本体後方へ略水平に延び、更に上方へ延びて本体上面に形成された排紙部３に至る用紙搬送路４が形成されており、この用紙搬送路に沿って上流側から順に、ピックアップローラー５、フィードローラー６、中間搬送ローラー７、レジストローラー対８、画像形成部９、定着部１０及び排出ローラー対１１が配置されている。更に、画像形成装置１００内には、上記の各ローラー、画像形成部９、定着部１０等の動作を制御する制御部（ＣＰＵ）３０が配置されている。
【００５１】
給紙カセット２には、用紙搬送方向後端部に設けられた回動支点１２ａによって、給紙カセット２に対して回動自在に支持された用紙積載板１２が備えられており、用紙積載板１２上に積載された用紙がピックアップローラー５に押圧されるようになっている。また、給紙カセット２の前方側には、フィードローラー６に圧接するようにリタードローラー１３が配設されており、ピックアップローラー５によって複数枚の用紙が同時に給装された場合には、これらフィードローラー６とリタードローラー１３とによって用紙が捌かれ、最上位の１枚のみが搬送されるよう構成されている。
【００５２】
そして、フィードローラー６とリタードローラー１３とによって捌かれた用紙は、中間搬送ローラー７によって搬送方向を装置後方へと変えられてレジストローラー対８へと搬送され、レジストローラー対８によってタイミングを調整されて画像形成部９へと供給される。
【００５３】
画像形成部９は、電子写真プロセスによって用紙に所定のトナー像を形成するものであり、図１において時計回りに回転可能に軸支された像担持体である感光体ドラム１４と、この感光体ドラム１４の周囲に配置される帯電装置１５、現像装置１６、クリーニング装置１７、用紙搬送路４を挟んで感光体ドラム１４に対向するように配置される転写ローラー１８及び感光体ドラム１４の上方に配置される露光ユニット（ＬＳＵ）１９から構成されており、現像装置１６の上方には、現像装置１６へトナーを補給するトナーコンテナ２０が配置されている。現像装置１６とトナーコンテナ２０の間には、現像装置１６に補給されるトナーを分散するためのトナー分散機構２１が配置されている。
【００５４】
帯電装置１５には、図示しない電源が接続された導電性ゴムローラー１５ａが備えられており、この導電性ゴムローラー１５ａが感光体ドラム１４に当接するよう配置されている。そして、感光体ドラム１４が回転すると、導電性ゴムローラー１５ａが感光体ドラム１４の表面に接触して従動回転し、この時、導電性ゴムローラー１５ａに所定の電圧を印加することにより、感光体ドラム１４の表面が一様に帯電させられることとなる。
【００５５】
次いで、露光ユニット（ＬＳＵ）１９からのレーザービームにより感光体ドラム１４上に入力された画像データに基づく静電潜像が形成され、現像装置１６により静電潜像にトナーが付着されて感光体ドラム１４の表面にトナー像が形成され、転写ローラー１８により感光体ドラム１４の表面のトナー像が、感光体ドラム１４と転写ローラー１８とのニップ部に形成された転写位置に供給された用紙へと転写される。
【００５６】
トナー像が転写された用紙は、感光体ドラム１４から分離されて定着部１０に向けて搬送される。この定着部１０は、画像形成部９の用紙搬送方向の下流側に配置されており、画像形成部９においてトナー像が転写された用紙は、定着部１０に備えられた加熱ローラー２２、及びこの加熱ローラー２２に圧接される加圧ローラー２３によって加熱、加圧され、用紙に転写されたトナー像が定着される。
【００５７】
そして、画像形成部９及び定着部１０において画像形成がなされた用紙は、排出ローラー対１１によって排紙部３に排出される。一方、転写後に感光体ドラム１４の表面に残留しているトナーはクリーニング装置１７により除去される。そして、感光体ドラム１４は帯電装置１５によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われる。
【００５８】
続いて、図２及び図３を参照して本発明のトナー分散機構を備えた現像装置１６について詳述する。図２は本発明の現像装置の側面断面図であり、図３は現像装置を上方から見た平面図である。なお、図２は図３におけるＸＸ′矢視断面図に相当し、図３においては説明の便宜上、カバー３１ｂを外した状態を示している。
【００５９】
図２及び図３に示すように、現像装置１６は、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤が収容される容器本体３１ａと、容器本体３１ａに収容された現像剤が外部に漏れないように封止するカバー３１ｂとから構成される現像容器３１内に、第１攪拌搬送スクリュー３２、第２攪拌搬送スクリュー３３、現像ローラー３５、規制ブレード３６が備えられている。
【００６０】
容器本体３１ａの内部は、長手方向に延在する仕切板３７によって第１貯留室３８と第２貯留室３９とに区画されており、第１貯留室３８には第１攪拌搬送スクリュー３２が、第２貯留室３９には第２攪拌搬送スクリュー３３がそれぞれ配設されている。また、仕切板３７は、図３に示すように容器本体３１ａの左右両端部には設けられておらず、この部分が第１貯留室３８と第２貯留室３９の間を現像剤が移動する通路（現像剤受け渡し部）４０となっている。
【００６１】
第１攪拌搬送スクリュー３２及び第２攪拌搬送スクリュー３３は、それぞれ回転軸３２ａ、３３ａと、その外周面に一体形成された螺旋羽３２ｂ、３３ｂから構成され、互いに略平行となるように容器本体３１ａ内に回転可能に軸支されており、第１攪拌搬送スクリュー３２及び第２攪拌搬送スクリュー３３が所定方向に回転することによって第１貯留室３８内の現像剤を矢印Ａ方向に搬送し、第２貯留室３９内の現像剤を矢印Ｂ方向に搬送するように構成されている。また、後述するトナー濃度センサー４４の検出結果に応じて容器本体３１ａ内にトナーを補給できるように、カバー３１ｂにはトナーコンテナ２０（図１参照）からトナーが供給されるトナー補給口３４が設けられている。
【００６２】
そして、第１攪拌搬送スクリュー３２及び第２攪拌搬送スクリュー３３の回転軸３２ａ、３３ａには駆動入力ギア４１ａ、４１ｂが連結されており、駆動入力ギア４１ａ、４１ｂには駆動出力ギア４２を介してモーター４３が接続されている。この駆動入力ギア４１ａ、４１ｂ、駆動出力ギア４２及びモーター４３により第１及び第２攪拌搬送スクリュー３２、３３を所定方向に回転駆動することによって、現像剤が第１貯留室３８及び第２貯留室３９内を搬送され、また、上述したように容器本体３１ａの左右両端部に設けられた通路４０を通過して、第１貯留室３８と第２貯留室３９とを循環するようになっている。
【００６３】
現像ローラー３５は、第１攪拌搬送スクリュー３２及び第２攪拌搬送スクリュー３３と略平行となるように第１貯留室３８内に回転可能に軸支され、ギア列（図示せず）を介してモーター４３が接続されている。この現像ローラー３５には、内面に永久磁石から成る磁界発生部材（図示せず）が固定されたマグネットローラーが使用されており、感光体ドラム１４の回転に応じて現像ローラー３５が回転すると、この磁界発生部材の磁力により現像ローラー３５の表面に現像剤が付着（担持）されて現像剤層が形成される。
【００６４】
そして、所定の現像域において現像ローラー３５に付着した現像剤中のトナーが、感光体ドラム１４の表面電位と現像ローラー３５に印加される現像バイアスとの電位差により感光体ドラム１４へと飛翔して感光層に付着し、感光体ドラム１４表面にトナー像が形成される。なお、現像ローラー３５が独立して駆動するように現像ローラー３５にモーター４３とは別個の駆動手段を接続しても良い。
【００６５】
規制ブレード３６は、感光体ドラム１４に供給するトナー量、すなわち現像ローラー３５への現像剤付着量を規制するものであり、例えばＳＵＳ３０３等の非磁性体のＳＵＳ（ステンレス）が用いられる。そして、規制ブレード３６は、その先端と現像ローラー３５との間に所定の隙間が形成されるように配設されており、この規制ブレード３６と現像ローラー３５との隙間によって現像ローラー３５への現像剤付着量が規制され、現像ローラー３５の表面には数百ミクロンの現像剤薄層が形成される。
【００６６】
第２貯留室３９の内壁面にはトナー濃度センサー４４が配置されている。トナー濃度センサー４４としては、容器本体３１ａ内におけるトナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤の透磁率を検出する透磁率センサーが用いられる。ここで、トナー濃度とは現像剤中の磁性キャリアに対するトナーの比率のことであり、本実施形態においては、トナー濃度センサー４４により現像剤の透磁率を検出し、その検出結果に相当する電圧値を制御部３０（図１参照）に出力するよう構成されており、制御部３０によってトナー濃度センサー４４の出力値からトナー濃度が決定されるようになっている。
【００６７】
センサー出力値はトナー濃度に応じて変化し、トナー濃度が高くなるほど磁性キャリアに対するトナーの比率が高くなり、磁気を通さないトナーの割合が増加するため出力値が低くなる。一方、トナー濃度が低くなるほどキャリアに対するトナーの比率が低くなり、磁気を通すキャリアの割合が増加するため出力値が高くなる。
【００６８】
トナー分散機構２１は、現像装置１６のカバー３１ｂと一体形成されたハウジング２４と、ハウジング２４内に回転可能に支持されたトナー分散部材２５とで構成されている。ハウジング２４の上面にはトナー投入口２４ａが形成されており、ハウジング２４ａの下面には現像装置１６のトナー補給口３４に連通するトナー排出口２４ｂが形成されている。トナー濃度センサー４４の出力に応じてトナー投入口２４ａから所定量のトナーがトナー分散機構２１内に投入されると、トナー分散部材２５の回転により塊状のトナーが分散された後、トナー排出口２４ｂから排出され、トナー補給口３４を経て現像装置１６内に補給される。
【００６９】
なお、本明細書中で使用する「分散」とは、トナーが１粒子単位にまで細粒化された状態を意味し、スクリューやスパイラルによる「混合」とは明確に区別される。
【００７０】
図４及び図５は、本発明のトナー分散機構の斜視図及び平面図である。図２及び図３を参照しながら、図４及び図５を用いてトナー分散機構の構成について説明する。トナー分散機構２１は、ハウジング２４と、ハウジング２４内に回転可能に支持されたトナー分散部材２５とで構成されている。なお、説明の便宜上、図４及び図５ではハウジング２４の上面を開放して内部が見える状態としている。
【００７１】
ハウジング２４の上面にはトナー投入口２４ａが形成されており、ハウジング２４の下面には現像装置１６のトナー補給口に連通するトナー排出口２４ｂが形成されている。トナー濃度センサー４４の出力に応じてトナー投入口２４ａから所定量のトナーがトナー分散機構２１内に投入されると、トナー分散部材２５の回転により塊状のトナーが分散された後、トナー排出口２４ｂから排出され、現像装置１６内に補給される。また、トナー投入口２４ａには、トナーコンテナ２０の装着により開放し、トナーコンテナ２０の取り外しにより閉鎖するシャッター部材（図示せず）が付設されている。
【００７２】
トナー分散部材２５は、回転軸２５ａの外周面に弾性材料で形成された多数の分散用突起２５ｂを形成したものである。回転軸２５ａの一端はハウジング２４の外側に延在しており、駆動入力ギア５０が固定されている。駆動入力ギア５０はギア列を介して駆動機構（図示せず）に連結されている。また、分散用突起２５ｂの先端はトナー投入口２４ａの開口縁に接触するように配置されている。さらに、トナー分散部材２５の回転軸２５ａの外周面には、分散用突起２５ｂを回転軸２５ａ側から起立させるための第１支持部材２６（図７参照）が付設されている。
【００７３】
図６及び図７は、本発明のトナー分散機構に用いられる第１実施形態のトナー分散部材の分散用突起及び支持部材の一例を示す展開図であり、図８及び図９は、図６及び図７に示す分散用突起及び支持部材を回転軸に螺旋状に巻き付けて第１実施形態のトナー分散部材とした斜視図、及び第１実施形態のトナー分散部材の部分断面図である。本実施形態におけるトナー分散部材２５は、第１フィルム部材５１を回転軸２５ａに螺旋状に巻き付けて形成された分散用突起２５ｂと、第２フィルム部材６０を回転軸２５ａに螺旋状に巻き付けて形成された第１支持部材２６とを有している。
【００７４】
図６に示すように、分散用突起２５ｂを形成するリボン状の第１フィルム部材５１は、長手方向の片側（図６では上側）に多数の切り込み５３が形成されており、切り込み５３が形成されていない部分が回転軸２５ａに固定される第１固定部５４となっている。切り込み５３は第１フィルム部材５１の長手方向に垂直ではなく、斜めに形成されている。これにより、第１フィルム部材５１を回転軸２５ａの外周面に巻き付けたときに切り込み５３を入れた部分が回転軸２５ａに対して一定の角度で立ち上がるため、分散用突起２５ｂを手で広げたりすることなく均一に且つ容易に形成することができる。分散用突起２５ｂの回転軸２５ａに対する立ち上がり角度は、切り込み５３の角度により任意に調整することができる。
【００７５】
第１フィルム部材５１の両端部には、回転軸２５ａの外周面の２箇所に突設された係合部５７（図８参照）に係合する係合突起５５が形成されている。また、第１固定部５４には長手方向全域に亘って両面テープ５６が貼り付けられている。
【００７６】
図７に示すように、第１支持部材２６を形成するリボン状の第２フィルム部材６０は、回転軸２５ａに固定される第２固定部６１と、第２固定部６１の長手方向の片側（図７では上側）に略垂直に立設される支持部６３とを有している。支持部６３には切り込み６４が一定間隔で形成されており、第２フィルム部材６０を回転軸２５ａに沿って巻き付けたとき支持部６３が回転軸２５ａに対し略垂直に起立するようになっている。また、第１フィルム部材５１の第１固定部５４と同様に、第２固定部６１には長手方向全域に亘って両面テープ５６が貼り付けられている。
【００７７】
トナー分散部材２５を組み立てる際は、先ず支持部６３が起立するように第２フィルム６０を回転軸２５ａの外周面に所定のピッチで螺旋状に巻き付けながら第２固定部６１を両面テープ５６で貼り付けて第１支持部材２６を形成する。次に、第１フィルム部材５１の一端の係合突起５５を一方の係合部５７のスリット５７ａに差し込み、切り込み５３を外向きにして第１フィルム部材５１を回転軸２５ａの外周面に第２フィルム６０に沿って螺旋状に巻き付けながら第１固定部５４を両面テープ５６で貼り付け、最後に他端の係合突起５５をもう一方の係合部５７のスリット５７ａに差し込むことにより、フィルム部材５１を回転軸２５ａに固定する。このようにして、図８に示すようなトナー分散部材２５が組み立てられる。
【００７８】
本実施形態の構成によれば、トナーコンテナ２０（図１参照）からトナー投入口２４ａへのトナー投入タイミングに合わせてトナー分散部材２５を回転させることで、分散用突起２５ｂの先端がハウジング２４の内面やトナー排出口２４ｂの端縁と接触して揺動し、トナー投入口２４ａからハウジング２４内に進入した塊状のトナーを１粒子単位まで効率良く分散することができる。
【００７９】
また、分散用突起２５ｂをフィルム部材５１で形成することにより、植毛ブラシローラーやスポンジローラーのように抜け毛やスポンジの千切れが生じないため、耐久性に優れたトナー分散部材となる。さらに、トナー分散部材２５に起因する異物が現像容器３０内へ進入するおそれがないため、規制ブレード３６と現像ローラー３５との隙間に異物が挟まることによる白抜け画像等の画像不良を効果的に防止することができる。フィルム部材５１の材質としては、可撓性、復元性（弾性）に優れたＰＥＴフィルムやウレタンシート等が好ましい。
【００８０】
また、本実施形態では図９に示すように、分散用突起２５ｂの内側に第１支持部材２６が配置されているため、第１支持部材２６の弾性力によって分散用突起２５ｂを内側（回転軸２５ａ側）から所定の角度で起立させる力が作用する。そのため、トナー分散部材２５の回転により分散用突起２５ｂがハウジング２４の内壁面に接触することによる分散用突起２５ｂの内側への倒れ込みが抑制される。従って、内側へ倒れ込んだ分散用突起２５ｂの間にトナーが抱え込まれて軽凝集するのを効果的に抑制することができる。
【００８１】
なお、フィルム部材５１を回転軸２５ａに巻き付けてトナー分散部材２５としたときに分散用突起２５ｂに負荷が掛かり、切り込み５３がさらに裂けて分散用突起２５ｂが千切れてしまう可能性もある。そこで、両面テープ５６を固定部５４に貼り付ける際、図１０に示すように、両面テープ５６が切り込み５３の基端部５３ａに重なるように貼り付けることが好ましい。このように貼り付けることで、切り込み５３の基端部５３ａが両面テープ５６により補強されるため、分散用突起２５ｂの千切れを防止することができる。
【００８２】
図１１は、第１実施形態のトナー分散部材に用いられる分散用突起の他の例を示す展開図であり、図１２は、図１１の分散用突起を回転軸に巻き付けてトナー分散部材とした斜視図である。本実施形態においては、図１１に示すような扇形の第１フィルム部材５１の外周縁から内側に向けて多数の切り込み５３を形成し、第１フィルム部材５１の切り込み５３が形成されていない内周縁部を固定部５４として、固定部５４に両面テープ５６を貼り付けたものである。この第１フィルム部材５１を所定のピッチで回転軸２５ａに円錐状に複数（ここでは９枚）巻き付けて分散用突起２５ｂを形成している。また、図７に示した第２フィルム部材６０を、第１フィルム部材５１と同一のピッチで同じ数だけ回転軸２５ａに環状に巻き付けて第１支持部材２６としている。
【００８３】
図１２に示すトナー分散部材２５においても、図８に示したトナー分散部材２５と同様にトナー分散部材２５に起因する異物が現像容器３０内へ進入するおそれがなく、白抜け画像等の不具合を効果的に防止することができる。また、第１支持部材２６によって分散用突起２５ｂの回転軸２５ａ方向への倒れ込みが抑制されるため、分散用突起２５ｂのトナーの抱え込みを抑制することができる。
【００８４】
また、図１２に示すトナー分散部材２５では、分散用突起２５ｂが複数のフィルム部材５１で形成されるため、一つのトナー分散部材２５中で分散用突起２５ｂを形成するフィルム部材５１の厚みや硬さ（コシ）を変更することができる。従って、トナー分散部材２５の長手方向における分散性を任意に調整できる。また、分散用突起２５ｂが経時変化等により部分的に劣化した場合は、劣化部分のフィルム部材５１のみ交換すれば良いため、トナー分散部材２５のメンテナンス性も向上する。また、分散用突起２５ｂの千切れを防止するために、図１０と同様に、切り込み５３の基端部５３ａに重なるように両面テープ５６を貼り付けることが好ましい。
【００８５】
図１３は、第１実施形態のトナー分散部材２５の断面拡大図である。なお、図１３では第１支持部材２６の記載を省略している。図１３（ａ）に示すように、回転軸２５ａのスラスト方向における分散用突起２５ｂの間隔（ピッチ）ａと、回転軸２５ａに対し垂直方向から見た分散用突起２５ｂの投影長ｂとの関係がａ≧ｂである場合、トナー投入口２４ａから投入された塊状のトナーが分散用突起２５ｂの隙間をすり抜けてしまい、十分に分散されずにトナー排出口２４ｂから現像装置１６内に補給されるおそれがある。
【００８６】
これに対し、図１３（ｂ）に示すように、ａ＜ｂである場合は、トナー投入口２４ａから投入された塊状のトナーが必ず分散用突起２５ｂと接触し、長手方向に搬送されながら細かく分散される。従って、ａ＜ｂの関係になるように、分散用突起２５ｂを回転軸２５ａに対し所定量傾斜させて固定することが好ましい。
【００８７】
図１４は、本発明のトナー分散機構と現像装置との位置関係を示す側面断面図である。本実施形態においては、トナー分散部材２５の長手方向（図１４の左右方向）におけるトナー排出口２４ｂの開口幅は、トナー投入口２４ａの開口幅よりも大きく形成されている。そして、螺旋状に配置された分散用突起２５ｂが回転することにより、トナー投入口２４ａからハウジング２４内へ投入されたトナーは分散されると共に長手方向に搬送され、トナー排出口２４ｂの略全域からトナー補給口３４を介して現像装置１６の第２貯留室３９へ供給される。
【００８８】
この構成によれば、第２貯留室３９の広い範囲に亘ってトナーが補給されるため、第２攪拌搬送スクリュー３３によって第２貯留室３９内に存在する現像剤Ｄと迅速に混合することができる。トナー排出口２４ｂの開口幅は、使用するトナーの特性や現像装置１６の仕様等により適宜設定することができる。
【００８９】
また、図１４に示すように、トナー排出口２４ｂの直下（トナー落下位置）に位置する現像剤Ｄの嵩は、他の部分に比べて低くなっており、第２攪拌搬送スクリュー３３の回転軸３３ａの上面が露出している。これにより、トナー排出口２４ｂから排出されたトナーは、トナー補給口３４を介して攪拌搬送スクリュー３３の回転軸３３ａ近傍に補給され、螺旋羽３３ｂにより上昇と落下を繰り返しながら矢印Ｂ方向に搬送される。従って、新たに補給されたトナーを現像剤Ｄと効率良く攪拌することができる。
【００９０】
トナー排出口２４ｂの直下に位置する現像剤Ｄの嵩を低くする方法としては、螺旋羽３３ｂのピッチを変化させたり、回転軸３３ａにリブを設けたりすることにより、第２貯留室３９内の現像剤の搬送速度を部分的に変化させる方法が挙げられる。
【００９１】
なお、図１２に示したトナー分散部材２５では、分散用突起２５ｂを螺旋状に配置した図８のトナー分散部材２５に比べてトナー分散部材２５の長手方向へのトナーの搬送力がやや低下する。そのため、トナー排出口２４ｂの開口幅を広くして開口幅全域からトナーを供給する場合は、図８のように分散用突起２５ｂを螺旋状に配置することがより好ましい。
【００９２】
図１５は、本発明の第２実施形態に係るトナー分散部材に用いられる回転軸の部分側面図であり、図１６は、図１５の回転軸を用いた第２実施形態に係るトナー分散部材の部分断面図である。図１５に示すように、本実施形態のトナー分散部材に用いられる回転軸２５ａは、外周面に樹脂や金属等で形成されたテーパ状の第１支持部材２６が所定のピッチで環状に固定されている。
【００９３】
そして、図１１に示した扇形の第１フィルム部材５１を、切り込み５３が形成された外周縁部が第１支持部材２６に沿うように回転軸２５ａに巻き付けて第１固定部５４を固定することにより、図１６に示すような断面形状のトナー分散部材２５が組み立てられる。
【００９４】
本実施形態においても、第１実施形態と同様に分散用突起２５ｂの内側に第１支持部材２６が配置されているため、トナー分散部材２５の回転により分散用突起２５ｂがハウジング２４の内壁面に接触することによる分散用突起２５ｂの内側への倒れ込みが抑制される。従って、内側へ倒れ込んだ分散用突起２５ｂの間にトナーが抱え込まれて軽凝集するのを効果的に抑制することができる。
【００９５】
また、第１実施形態に比べて第１支持部材２６の剛性が強くなるため、分散用突起２５ｂの内側への倒れ込みをより効果的に抑制することができる。さらに、第１支持部材２６は予め回転軸２５ａに固定されているため、トナー分散部材２５の組み立て作業性も向上する。
【００９６】
なお、図１５及び図１６では、第１支持部材２６を回転軸２５ａと別部材とした例について説明したが、図１７に示すように第１支持部材２６を回転軸２５ａと一体形成することもできる。この場合、トナー分散部材２５の組み立て作業性がより一層向上する。また、回転軸２５ａに螺旋状の第１支持部材２６を一体形成しておくことで、図６に示したようなリボン状の第１フィルム部材５１を用いて分散用突起２５ｂを形成することができる。
【００９７】
図１８は、本発明の第３実施形態に係るトナー分散部材の部分断面図である。本実施形態では、図１７に示した第１支持部材２６が一体形成された回転軸２５ａを用い、分散用突起２５ｂの突出方向（図１８の左方向）に対し第１支持部材２６の下流側に、先端が第１支持部材２６の最大径部よりも径方向外側に突出する可撓性の第２支持部材２７が設けられている。他の部分の構成は図１７に示す第２実施形態と同様である。
【００９８】
本実施形態の構成によれば、剛性が強い第１支持部材により分散用突起２５ｂの固定部に近い側の形状が確実に保持されるとともに、可撓性の第２支持部材２７により分散用突起２５ｂの先端部に近い側が弾性的に支持される。従って、分散用突起２５ｂの先端部は第１実施形態と同様に揺動し易くなり、分散用突起２５ｂの固定部に近い側は第２実施形態と同様に確実に形状が保持されるため、分散用突起２５ｂの倒れ及びトナーの抱え込みによる軽凝集を一層効果的に抑制することができる。
【００９９】
図１９は、本発明の第４実施形態に係るトナー分散部材を備えたトナー分散機構の平面図であり、図２０は、トナー分散機構の側面断面図（図１９のＹＹ′矢視断面図）である。本実施形態においては、トナー分散部材２５を構成する回転軸２５ａの外周面のうち、分散用突起２５ｂの設けられていない部分に螺旋状の搬送羽を設けることにより、回転軸２５ａの一部をスクリュー部２８としたものである。また、トナー投入口２４ａはスクリュー部２８の上方に形成されており、トナー排出口２４ｂは分散用突起２５ｂの下方に形成されている。他の部分の構成は第１実施形態と共通するため説明を省略する。
【０１００】
この構成によれば、トナー投入口２４ａからハウジング２４内に投入されたトナーはスクリュー部２８の回転によって分散用突起２５ｂに搬送され、分散用突起２５ｂにより粒子単位に分散された後、トナー排出口２４ｂからトナー補給口３４（図１４参照）に供給される。従って、装置のレイアウト上、トナー投入口２４ａの直下にトナー排出口２４ｂを形成できない場合にも塊状のトナーを効果的に分散させることができる。
【０１０１】
なお、上記各実施形態のトナー分散機構２１では、トナー排出口２４ｂをハウジング２４の下面に設け、トナー分散機構２１を現像装置１６の第２貯留室３９の直上に配置した例について説明したが、この構成に限定されるものではない。例えば、図２１に示すように、トナー分散機構２１を第１貯留室３８と第２貯留室３９の境界に配置し、ハウジング２４の側面に第２貯留室３９に連通するトナー排出口２４ｂを形成しても良い。この構成によれば、トナー分散機構２１の配置スペースをより小さくすることができる。
【０１０２】
また、画像形成装置のレイアウト上、現像装置１６の直上にトナー分散機構２１を配置できない場合も考えられる。そのような場合は、例えば図２２に示すようにトナー分散機構２１のハウジング２４の側面にトナー排出口２４ｂを形成し、トナー排出口２４ｂと第２貯留室３９とを連通するトナー補給口３４を屈曲形状とすることで、トナー落下位置をコントロールすることができる。
【０１０３】
上記各実施形態で説明したトナー分散機構２１では、トナー分散部材２５を正逆回転可能としておくことが好ましい。例えば、通常の画像形成時においてはトナー分散部材２５を正回転させ、画像形成装置１００の電源投入時やスリープ（省電力）モードからの復帰時、或いはトナー分散機構２１の駆動時間が所定時間に到達した時などのタイミングでトナー分散部材２５を逆回転させることにより、正回転によって回転軸２５ａ方向に倒れ込んだ分散用突起２５ｂを再び起立させることができる。
【０１０４】
また、逆回転時においては、分散用突起２５ｂは正回転時と反対方向からハウジング２４の内壁面に接触し、離間するため、分散用突起２５ｂの揺動状態も正回転時とは異なる。これにより、正回転時に除去し切れなかった分散用突起２５ｂの間の軽凝集トナーを効果的に除去することができる。
【０１０５】
また、トナー分散部材２５を回転させると共に、スラスト方向（回転軸方向）にも往復移動させることで、分散用突起２５ｂは回転方向だけでなくスラスト方向にも揺動するため、捩れるように複雑に揺動する。これにより、分散用突起２５ｂに抱え込まれた軽凝集トナーを一層効果的に除去することができる。
【０１０６】
トナー分散部材２５を回転させながらスラスト方向に往復移動させる機構としては、図２３に示すようなカム機構が挙げられる。図２３では、回転軸２５ａの一端をコイルバネ７０で支持するとともに、回転軸２５ａの他端には偏芯カム７１を当接させる。そして、駆動入力ギア５０に駆動力を伝達する駆動出力ギア７３の回転軸に、駆動出力ギア７３と一体に回転するウォームギア７５を取り付け、偏芯カム７１と一体に回転するウォームホイール７７をウォームギア７５に連結させている。
【０１０７】
さらに、トナーコンテナ２０から現像装置１６へのトナー補給量に基づいてトナー分散部材２５の回転速度を変化させる構成としても良い。具体的には、現像装置１６へのトナー補給量は、トナー濃度センサー４４の検出結果に応じて決定されるため、制御部３０（図１参照）において受信したトナー濃度センサー４４の検出信号に基づいてトナー補給量を算出し、算出されたトナー補給量に応じて駆動入力ギア５０に連結された駆動機構（図示せず）の回転速度を調整する。
【０１０８】
この構成により、トナー補給量が多い場合はトナー分散部材２５の回転速度を速くしてトナーの分散能力を高めることができる。また、トナー補給量に代えて、トナーの流動性に応じてトナー分散部材２５の回転速度を変化させる構成としても良い。トナーの流動性は、装置内部の温湿度によって変化するため、制御部３０に送信された機内温湿度センサー（図示せず）の出力値から推定することができる。
【０１０９】
図２４は、第１実施形態のトナー分散機構の変形例を示す正面断面図（図５のＺＺ′矢視断面図）である。この例においては、ハウジング２４の内壁面に、トナー分散部材２５の回転方向（図２４の矢印方向）に対しトナー排出口２４ｂの下流側近傍に突出部２９が形成されている。突出部２９は、ハウジング２４の長手方向（図２４の紙面表裏方向）において少なくとも分散用突起２５ｂの対峙する部分に連続して形成されており、トナー分散部材２５の回転方向に対し突出部２９の上流側端部にはトナー分散部材２５の回転方向上流側に突出する突起２９ａが形成されている。
【０１１０】
トナー分散部材２５が図２４の矢印方向に回転すると、分散用突起２５ｂが突起２９ａから突出部２９に順次接触して弾性変形し、径方向に撓んだ状態となる。さらにトナー分散部材２５が回転すると、径方向に撓んだ分散用突起２５ｂは順次突出部２９から離間し、復元力によって元の状態に戻る。
【０１１１】
そして、分散用突起２５ｂが撓んだ状態から復元する際に、分散用突起２５ｂの間に抱え込まれて軽凝集したトナーが跳ね飛ばされるため、トナー分散部材２５がトナーにより目詰まりすることなく回転する。従って、トナー排出口２４ｂからのトナー搬送（落下）量の低下、分散効果の低減、回転トルクの上昇を効果的に抑制することができる。
【０１１２】
また、突出部２９の上端部に突起２９ａが形成されているため、トナー分散部材２５の回転により分散用突起２５ｂの先端部よりも中央付近が最初に突起２９ａに接触する。その結果、分散用突起２５ｂは中央部から根元部分にかけて大きく変形し、突出部２９から離間して元の状態に復元する際の揺動も大きくなる。
【０１１３】
突起２９ａを形成する高さは特に限定されないが、分散用突起２５ｂを十分に湾曲させるためには、ハウジング２４の内壁面から突起２９ａまでの距離が、ハウジング２４の内壁面から分散用突起２５ｂの取り付け面（回転軸２５ａの外周面）までの距離の５０％以上となるように形成することが好ましい。
【０１１４】
なお、突出部２９の配置位置はトナー排出口２４ｂの下流側近傍に限られず、ハウジング２４の内壁面の任意の位置に設けることができる。例えば、突出部２９をトナー排出口２４ｂの上流側に設けても良い。しかし、図２４のように突出部２９をトナー排出口２４ｂの下流側近傍に設けた場合、分散用突起２５ｂの揺動により跳ね飛ばされたトナーが突出部２９の上面に沿ってトナー排出口２４ｂに滑り落ちるため好ましい。また、突出部２９をハウジング２４の内壁面の複数個所に設けることもできる。
【０１１５】
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、上記各実施形態を任意に組み合わせた構成も本発明に包含される。また、本発明のトナー分散機構を備えた現像装置は、例えば、図２及び図３に示したような現像装置１６に限らず、例えば第１攪拌搬送部材３２と現像ローラー３５との間に攪拌パドルを備えた現像装置であっても良いし、第１攪拌搬送部材３２と現像ローラー３５との間に供給ローラー（磁気ローラー）を備えた現像装置であっても良い。また、２本の攪拌搬送部材３２、３３を備えた構成に限らず、例えば１本の攪拌搬送部材を備えた現像装置にも適用できる。
【０１１６】
また、上記各実施形態では、磁性キャリアとトナーとを含む２成分現像剤を用いる現像装置を例に挙げて説明したが、トナーのみから成る１成分現像剤を用いる現像装置にも同様に適用可能である。さらに、本発明の画像形成装置としては、図１に示したようなモノクロプリンターに限らず、モノクロ及びカラー複写機、カラープリンター、ファクシミリ等の他の画像形成装置であっても良い。以下、実施例により本発明の効果について更に具体的に説明する。
【実施例】
【０１１７】
本発明の現像装置を用いた場合の現像性能について調査した。試験条件としては、幅８ｍｍのリボン状のフィルムの片側に、幅７５μｍ、角度７５°の多数の切り込み５３を形成して図６に示したようなフィルム部材５１とした。このフィルム部材５１と、図７に示したようなリボン状の第２フィルム部材６０とを直径６ｍｍの回転軸２５ａの外周面に螺旋状に巻き付けて分散用突起２５ｂ及び第１支持部材２６を形成し、図８に示したようなブラシ径が１４ｍｍのトナー分散部材２５を作製した。
【０１１８】
そして、第１支持部材２６によって保持される分散用突起２５ｂの角度を１０°としたものを本発明１、２０°としたものを本発明２、３０°としたものを本発明３とした。また、第１支持部材２６を設けないものを比較例１とした。
【０１１９】
また、幅１１ｍｍのリボン状のフィルムの片側に、幅７５μｍ、角度７５°の多数の切り込み５３を形成して図６に示したようなフィルム部材５１とした。このフィルム部材５１と、図７に示したようなリボン状の第２フィルム部材６０とを直径６ｍｍの回転軸２５ａの外周面に螺旋状に巻き付けて分散用突起２５ｂ及び第１支持部材２６を形成し、図８に示したようなブラシ径が１４ｍｍのトナー分散部材２５を作製した。そして、第１支持部材２６によって保持される分散用突起２５ｂの角度を２０°としたものを本発明４とした。また、第１支持部材２６を設けないものを比較例２とした。
【０１２０】
本発明１〜４、及び比較例１、２のトナー分散部材を、図４に示したような長手方向の寸法が４０ｍｍ、幅方向の寸法が１５ｍｍ（内寸１３ｍｍ）であるハウジング２４に取り付けて、ハウジング２４の内壁面への分散用突起２５ｂの食い込み量が０．５ｍｍである第１実施形態のトナー分散機構２１を作製した。
【０１２１】
作製されたトナー分散機構２１を現像装置１６とトナーコンテナ２０の間に取り付けた図１に示す画像形成装置を用いて、濃度の異なるベタ画像を連続印字し、１００ｋ枚（１００，０００枚）印字後の画像濃度（ＩＤ；イメージデンシティ）を反射濃度計（マクベスＲＤ９１２）により測定した。また、カブリの発生を目視により観察し、カブリの発生が認められなかった場合を○、カブリが発生した場合を×とした。なお、画像形成装置の駆動条件は、ドラム線速（プロセス速度）を２６０ｍｍ／ｓｅｃ、トナー分散部材２５の回転速度を１２６ｍｍ／ｓｅｃとした。結果を表１に示す。
【０１２２】
【表１】
2014211659.tif 000003
【０１２３】
試験の結果、７０ｋ枚（７０，０００枚）印字までは本発明１〜４、比較例１、２ともに印字率５％から５０％の画像を印字した場合の画像濃度、カブリ共に問題はなかった。また、表１から明らかなように、１００ｋ印字後においても印字率５％から２０％の画像を印字した場合は本発明１〜４、比較例１、２ともに画像濃度、カブリ共に問題はなかった。
【０１２４】
これに対し、印字率２０％の画像を印刷した場合は、１００ｋ印字後において比較例１でカブリの発生が認められ、印字率３０％の画像を印刷した場合は１００ｋ印字後において比較例２でカブリの発生が認められた。これは、第１支持部材２６を設けない比較例１、２ではトナー補給量は減少しないため高印字率の画像を出力しても画像濃度は低下しないが、分散用突起２５ｂが回転軸２５ａ方向に倒れ込み易いために分散用突起２５ｂの隙間へのトナー詰まりが発生し、塊状のトナーをほぐす効果が低下するため、現像装置内の現像剤と補給トナーとを十分に混合することができず、トナーの帯電が不安定になるためであると考えられる。
【０１２５】
また、フィルム部材５１の幅（ブラシ長さ）を８ｍｍとし、分散用突起２５ｂの角度を１０°とした本発明１、分散用突起２５ｂの角度を２０°とした本発明２では、１００ｋ印字後において印字率５０％の画像を印刷した場合にカブリの発生が認められたが、フィルム部材５１の幅を８ｍｍとし、分散用突起２５ｂの角度を３０°とした本発明３、フィルム部材５１の幅を１１ｍｍとし、分散用突起２５ｂの角度を２０°とした本発明４では１００ｋ印字後においてもカブリの発生は認められなかった。これは、分散用突起２５ｂの角度が大きくなるほど、またブラシ長さが長くなるほど分散用突起２５ｂの隙間へのトナー詰まりを効果的に抑制できるためであると考えられる。
【０１２６】
以上の結果より、回転軸の外周面に対し分散用突起を所定角度に支持する第１支持部材を設けた本発明のトナー分散部材を用いることにより、現像装置内の現像剤と補給トナーとを十分に混合することができ、トナーの帯電安定化に有利となることが確認された。なお、ここでは開示しないが、テーパ状の第１支持部材と可撓性の第２支持部材２７とで分散用突起を所定角度に支持する第２実施形態のトナー分散部材を用いた場合にも同様の効果が得られることが確認されている。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明は、ホッパーやコンテナ等のトナー収容容器から現像装置内にトナーを補給する部分に設けられるトナー分散機構に利用可能であり、片側に多数の切り込みが形成された可撓性のフィルム部材を、切り込みを外向きにして回転軸の外周面に巻き付けて形成される分散用突起と、回転軸の外周面に対し分散用突起を所定の角度に支持する第１支持部材とを有するトナー分散部材である。
【０１２８】
本発明のトナー分散部材を用いてトナー分散機構を構成し、トナー収容容器と現像装置の間に配置することにより、トナー収容容器から供給されるトナーを十分に分散させた状態で現像装置内に補給することができ、濃度むらやカブリ等の画像不具合を効果的に抑制可能な画像形成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１２９】
１４            感光体ドラム
１６            現像装置
２０            トナーコンテナ（トナー収容容器）
２１            トナー分散機構
２４            ハウジング
２４ａ          トナー投入口
２４ｂ          トナー排出口
２５            トナー分散部材
２５ａ          回転軸
２５ｂ          分散用突起
２６            第１支持部材
２７            第２支持部材
２８            スクリュー部
２９            突出部
２９ａ          突起
３０            制御部（制御手段）
３１            現像容器
３１ａ          容器本体
３１ｂ          カバー
３２            第１攪拌搬送スクリュー（攪拌搬送部材）
３３            第２攪拌搬送スクリュー（攪拌搬送部材）
３２ａ、３３ａ  回転軸（攪拌搬送用回転軸）
３２ｂ、３３ｂ  螺旋羽（攪拌搬送羽）
３５            現像ローラー
３６            規制ブレード
３７            仕切板
５１            第１フィルム部材
５１            第１固定部
５３            切り込み（第１フィルム部材）
６０            第２フィルム部材
６１            第２固定部
６３            支持部
６４            切り込み（第２フィルム部材）
１００          画像形成装置
【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】
2014211659.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2014211659.tif 000014
【図１２】
2014211659.tif 000015
【図１３】
2014211659.tif 000016
【図１５】
2014211659.tif 000017
【図１６】
2014211659.tif 000018
【図１７】
2014211659.tif 000019
【図１８】
2014211659.tif 000020
【図１９】
2014211659.tif 000021
【図２０】
2014211659.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図１４】
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