(57)【要約】  【課題】  二成分現像剤を用いて現像を行う現像装置において，該現像装置の現像槽に補給されるトナーと，該現像槽に収容された二成分現像剤とを迅速かつ十分に混合させ，ひいては現像性能（画像品質）を向上させることができる現像装置やトナー補給装置を提供すること。  【解決手段】  トナー補給装置２から現像装置１の現像槽１１内に補給されたトナーを，ガイド板２４と前記現像槽１１の側壁１１ａとの間に形成された（挟まれた）トナーガイド通路により，攪拌ローラ１４により攪拌される二成分現像剤の攪拌領域下層部（ガイド板２４の下端部２４ａ）に導き，その二成分現像剤の下層において前記攪拌ローラ１４により攪拌する。【選択図】  図２
2006091137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを含む二成分現像剤を収容する現像槽と，
前記現像槽内で現像剤を撹拌する撹拌手段と，
前記現像槽内に補給されるトナーを，前記現像槽内に設けられた前記攪拌手段による攪拌領域下層部へ導くトナー導入手段と，
を具備してなる現像装置。
【請求項２】
前記トナー導入手段は，トナーを自重により前記攪拌領域下層部へ導くものである請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記撹拌手段が，
前記現像槽内において現像位置に近い方から順に配置された第１の撹拌手段と第２の撹拌手段とを備え，
前記トナー導入手段が，
前記現像槽内に補給されるトナーを，前記現像槽内に設けられた前記第２の攪拌手段による攪拌領域下層部へ導くものである請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記攪拌手段が，
前記二成分現像剤を攪拌するスクリューローラを備えてなる請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
前記トナー導入手段が，
前記現像槽に対して着脱可能に構成されてなる請求項１〜４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
前記トナー導入手段が，
下端部が前記現像槽内に設けられた前記攪拌手段による攪拌領域下層部に位置し，前記現像槽の側壁に略対向するガイド板及び前記現像槽の側壁の間に挟まれたトナーガイド通路により構成されてなる請求項１〜５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
前記ガイド板が，
前記現像槽の一部，或いは前記現像槽に着脱自在に設けられたトナー補給装置の一部として構成されてなる請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
トナーを含む二成分現像剤を収容する現像槽及び該現像槽内で現像剤を撹拌する撹拌手段を備えた現像装置にトナーを補給するトナー補給装置であって，
補給するトナーを前記現像槽内に設けられた前記攪拌手段による攪拌領域下層部へ導くトナー導入手段を具備してなるトナー補給装置。
【請求項９】
前記現像装置に対して着脱可能に構成されてなる請求項８に記載のトナー補給装置。
【請求項１０】
前記トナー導入手段が，
下端部が前記現像槽内に設けられた前記攪拌手段による攪拌領域下層部に位置し，前記現像槽の側壁に略対向するガイド板及び前記現像槽の側壁の間に挟まれたトナーガイド通路により構成されてなる請求項８又は９に記載のトナー補給装置。
【請求項１１】
トナーカートリッジとして構成されてなる請求項８〜１０のいずれかに記載のトナー補給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，現像槽内に収容された二成分現像剤と，該現像槽内に補給されるトナーとの均一な混合性を容易かつ迅速に得ることを可能とする現像装置，及びトナー補給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に，電子写真方式の画像形成装置（プリンタ，複写機，ファクシミリ装置等）は，感光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像装置を具備して構成される。例えば，トナーとキャリア（磁性材料）からなる二成分の現像剤（以下，二成分現像剤）を用いる，いわゆる二成分現像法（例えば，カスケード現像法や磁気ブラシ現像法など）により現像を行う現像装置が知られている。このような現像装置は，その二成分現像剤を収容する現像槽及びその現像槽に収容された二成分現像剤におけるトナーの濃度を検出するトナー濃度検出センサ（例えば，現像剤の透磁率検出に基づく濃度検出）等を備えている。
そして，前記現像槽に収容された二成分現像剤に含まれるトナーが現像動作の繰り返しにより消費されると，前記トナー濃度検出センサによる検出トナー濃度が下がるので，その検出結果に基づいて，適宜トナー補給装置からトナーが補給されるよう構成されている。このトナー補給装置は，前記現像装置と一体に構成される場合もあるし，着脱可能に装着されて用いられる場合もある。
また，トナー補給装置に関する技術としては，例えば特許文献１では，現像装置において使用済みとなったトナーを再利用する際，その使用済みトナーと未使用トナーの混合性を向上させることにより現像性能（画像品質）の劣化防止を図ったトナー補給装置（トナーカートリッジ）が提案されている。
【０００３】
一方，前記特許文献１にも示されているように，従来の現像装置においては，トナー補給装置からのトナー補給は，その現像装置の現像槽の上方から槽内へ落下させることにより行われている。
また，特許文献２には，現像装置の現像槽において二成分現像剤を攪拌するスパイラル状に形成されたスクリューローラの形状を改良して，更に攪拌能力を向上させることにより，その二成分現像剤における混合性の向上を図った現像装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００１−３３１０２７号公報
【特許文献２】特開２００３−２９５５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら，現像槽の上方から槽内へ落下したトナーは，現像槽内の二成分現像剤の上層面（表層の表面）に滞留することとなるため，二成分現像剤に混ざり込みにくいという問題点があった。そして，トナーの現像剤への混合が不十分であると，良好な現像性能が得られなくなる。
また，特許文献２に示された技術のように，たとえ高い攪拌能力を有する攪拌手段を用いたとしても，二成分現像剤の上層面に滞留したトナーが，その二成分現像剤に混ざり込みにくいという問題点は依然として残る。
特に，近年，トナーは現像性能（画像品質）の向上のために小粒径化される傾向にあるため，二成分現像剤とその上層面に滞留したトナーとの混合が不十分となるという問題点は，より深刻なものとなっている。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，二成分現像剤を用いて現像を行う現像装置において，該現像装置の現像槽に補給されるトナーと，該現像槽に収容された二成分現像剤とを迅速かつ十分に混合させ，ひいては現像性能（画像品質）を向上させることができる現像装置やトナー補給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明は，トナーを含む二成分現像剤を収容する現像槽及び該現像槽内でその二成分現像剤を撹拌する撹拌手段を具備した現像装置に適用されるものであって，前記現像槽内に補給されるトナーを，前記現像槽内に設けられた前記攪拌手段による攪拌領域下層部へ導くよう構成される。
本構成によれば，前記現像槽内に補給されたトナーは，該現像槽内の二成分現像剤の前記攪拌領域下層部，即ち二成分現像剤の上層面よりも下側（下層）における前記撹拌手段の近傍まで導かれるので，例えば攪拌ローラ等で構成される前記攪拌手段により効率的に攪拌され，二成分現像剤に対して迅速かつ十分に混ざり込む。即ち，小粒径のトナー（体積平均粒径５〜８μm）であっても，二成分現像剤の表層に滞留することがない。
そして，このようにトナーが十分混合された二成分現像剤を用いれば，そのトナー濃度や帯電状態が均一であるため，本来画像が形成されるべきでない非画像部にトナーが付着して地肌濃度が高くなる現象（いわゆる，かぶり現象）や，トナー飛散による画像のエッジボケ等を防止し，当該現像装置における現像性能（画像品質）を向上させることができる。
上記構成では，前記現像槽内において，前記攪拌手段の攪拌動作による二成分現像剤の流動に伴ってその二成分現像剤中にトナーが流れ込む（二成分現像剤の下層にトナーが取り込まれる）ことになるので，前記トナーを自重により前記攪拌領域下層部に導く構成であっても本発明は具現可能である。即ち，トナーを強制補給する機構やその強制補給されるトナーの圧力に耐える特別な封止（シール）構造などを必須の構成要素としていない点にも特徴を有している。
【０００６】
ここで，前記撹拌手段が，前記現像槽内において，現像が行われる現像位置（現像ローラ等の配置位置）に近い方から順に配置された第１の撹拌手段と第２の撹拌手段とを備える構成を考える。
この場合，前記現像槽内に補給されるトナーを，前記現像槽内に設けられた前記第２の攪拌手段による攪拌領域下層部へ導くよう構成すれば，前記トナーは，前記第２の攪拌手段，第１の攪拌手段を経て前記現像位置までの搬送されるため，その過程において十分に攪拌され，二成分現像剤に対して十分に混ざり込む。
また，前記第１の攪拌手段や前記第２の攪拌手段など（攪拌手段）が，例えばスパイラル状に形成され攪拌力及び搬送力に優れたスクリューローラ等により二成分現像剤を攪拌及び搬送するものであれば好適である。
【０００７】
本構成において，前記現像槽内に補給されるトナーを，前記現像槽内に設けられた前記攪拌手段（前記第２の攪拌手段）による攪拌領域下層部へ導くためのトナー導入手段は，例えば具体的には，下端部が前記攪拌領域下層部に位置し，前記現像槽の側壁に略対向するガイド板及び前記現像槽の側壁の間に挟まれたトナーガイド通路（即ち，前記現像槽の側壁とこれに略対向するガイド板との間に形成されたトナーガイド通路）を設けること等により具現化される。ここで，前記ガイド板は，前記現像槽の一部，或いは前記現像槽に着脱自在に設けられたトナー補給装置の一部として構成することが考えられる。
また，前記トナー導入手段を，前記現像槽に対して着脱可能に構成すれば，本構成を有さない従来の現像装置においても，該トナー導入手段を装着（具備）することにより本発明に係る現像装置の構成を具現し得る。
【０００８】
なお，本発明は，前記トナーを含む二成分現像剤を収容する現像槽及び該現像槽内で現像剤を撹拌する撹拌手段を備えた現像装置にトナーを補給するトナー補給装置が，前記トナー導入手段を具備するものとして捉えて良い。この場合，前記トナー導入手段を具備しない現像装置（従来の現像装置含む）に関しても，当該トナー補給装置を具備することにより上述した本発明の効果（混合性，帯電均一性の向上など）を奏し得る。
ここで，当該トナー補給装置は，前記現像装置と一体に構成されていても構わないが，従来の現像装置への適用やリサイクル性を考慮して着脱可能に構成されることが望ましい。なお，前記トナー補給装置は，例えば，いわゆるトナーカートリッジとして構成されるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば，現像装置の現像槽内に補給されるトナーと，該現像槽内に収容された二成分現像剤との均一な混合を迅速かつ十分に行える結果，いわゆるかぶり現象やトナー飛散などを防止し，当該現像装置における現像性能（画像品質）を向上させることができる。
また，前記トナー導入手段又は該トナー導入手段を具備するトナー補給装置を，現像装置（従来の現像装置含む）に対して着脱可能に構成することにより，上記した効果を従来の現像装置に容易に後付けすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
本実施の形態は，トナーを含む二成分現像剤を収容する現像槽及び該現像槽内でその二成分現像剤を撹拌する撹拌手段を具備した現像装置であって，前記現像槽内に補給されるトナーが，前記現像槽内に設けられた前記攪拌手段による攪拌領域下層部へ導かれる構成を有する現像装置に関するものである。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る現像装置１及びトナー補給装置２の構成断面図，図２はトナー補給装置２が装着された現像装置１の構成断面図である。
【００１１】
まず，図１の構成断面図を用いて，本発明の実施の形態に係る現像装置１の概略構成について説明する。
図１に示すように，前記現像装置１は，該現像装置１を具備する画像形成装置（不図示，プリンタや複写機など）において，感光体ドラム３に近接して配置されており，該感光体ドラム３の表面に形成された原稿画像の静電潜像は，下記する現像ローラ１２に近接する現像位置においてトナーにより顕像化される。なお，前記画像形成装置におけるその他の構成要素は，従来と同様であるからその説明は省略する。
前記現像装置１は，トナーとキャリア（磁性材料）からなる二成分現像剤を収容する現像槽１１，該現像槽１１と前記感光体ドラム３との対向部位に配置された現像ロ−ラ１２，該現像ローラ１２（現像位置）に近い方から順に配置された攪拌ローラ１３（第１の攪拌手段），１４（第２の攪拌手段），及び前記現像槽１１内に収容された二成分現像剤におけるトナー濃度を検出するトナー濃度検出センサ１６等を備えて概略構成されている。また，前記攪拌ローラ１４の上方には，後述するトナー補給装置２から補給されるトナーを受給するためのトナー受給口１５が設けられている。
前記現像ローラ１２は，円周方向で交互に異極となる着磁部１２ａ，及び外周側の磁性を有する現像スリーブ１２ｂから構成され，該現像スリーブ１２ｂには所定の現像バイアス電圧が印加されており，その外周部には互いに逆極性に帯電されたトナーとキャリアとを保持している。
前記攪拌ローラ１３，１４は，前記現像槽１１に軸支された各々の回転軸１３ａ，１４ａを中心に回転し，前記現像槽１１内に収容された二成分現像剤を攪拌する攪拌手段の一例である。本実施の形態における前記攪拌ローラ１３，１４は，スパイラル状に形成され攪拌能力に優れたスクリューローラである（特許文献２など参照）。
前記現像ローラ１２，前記攪拌ローラ１３，１４，及び下記するトナー補給装置２のトナー補給ローラ２３各々の駆動タイミングは，前記現像装置１或いは該現像装置１を具備する画像形成装置に設けられたＣＰＵやＡＳＩＣ等から構成される制御部（不図示）により各々制御される。
【００１２】
続いて，図１の構成断面図を用いて，本発明の実施の形態に係るトナー補給装置２の概略構成について説明する。
図１に示すように，前記トナー補給装置２は，前記現像装置１の現像槽１１に補給するトナーを収容するトナー補給槽２１と，該トナー補給槽２１の略中央に位置して槽内のトナーを攪拌する攪拌羽根２２と，前記現像装置１の現像槽１１内にトナーを補給するトナー補給ローラ２３と，該トナー補給ローラ２３により補給されるトナーを前記現像装置１の現像槽１１内に導くガイド板２４とを備えて概略構成されている。前記ガイド板２４は，前記トナー補給装置２の一部として構成されていても構わない。また，前記トナー補給装置２における前記トナー補給ローラ２３の近傍には，前記現像装置１の前記トナー受給口１５に対応してトナー補給口２５が設けられている。
前記攪拌羽根２２には，その回転方向（図示する矢印方向）とは逆方向へ延びて，攪拌時のトナーを前記トナー補給ローラ２３側に掻き上げる可撓性の掻き上げ片２２ａが設けられている。
前記トナー補給ローラ２３は，前記制御部（不図示）によりその駆動が開始されると，前記トナー補給装置２の側壁に軸支された回転軸２３ａを中心に回転し，前記攪拌羽根２２の掻き上げ片２２ａにより掻き上げられたトナーを前記現像槽１１内に補給する。なお，前記トナー補給ローラ２３には，前記トナー補給装置２の内面に密着状態で回転できるように，例えばウレタンスポンジなどの多孔質弾性体が用いられる。
【００１３】
そして，本実施の形態においては，このように構成された前記トナー補給装置２が，前記現像装置１に対して両装置が備える嵌合部材や係合部材など（不図示）により着脱可能に装着されることにより，前現像装置１は，前記現像槽１１内に補給されるトナーを，該現像槽１１内に設けられた前記攪拌ローラ１４（攪拌手段）により攪拌される二成分現像剤の攪拌領域下層部へ導く構成を有することとなる。
以下，図２の構成断面図を用いて，前記トナー補給装置２が装着された前記現像装置１の構成について説明する。
図２に示すように，前記現像装置１に前記トナー補給装置２が装着された状態では，前記現像槽１１と前記トナー補給装置２のトナー補給槽２１とは，前記トナー受給口１５及び前記トナー補給口２５を介して連通している。
一方，前記トナー補給装置２のガイド板２４は，前記現像槽１１の側壁１１ａに略対向して配置され，その下端部２４ａは，前記現像装置１の現像槽１１内に設けられた前記攪拌ローラ１４により攪拌される二成分現像剤の攪拌領域下層部，即ちその二成分現像剤の上層面よりも下側（下層）における前記撹拌ローラ１４の近傍に位置している。なお，前記ガイド板２４（トナー導入手段の一例）は，例えば前記現像槽１１の一部として構成されても良いし，前記現像槽１１や前記トナー補給装置２に対して着脱可能に構成されるものであって良い。
【００１４】
次に，上記構成における前記トナー補給装置２から前記現像装置１の現像槽１１内へのトナー補給動作，及び該現像槽１１内における攪拌動作について説明する。
前記現像装置１を具備する画像形成装置の稼働中においては，前記現像装置１の現像槽１１内に設けられた前記攪拌ローラ１３，１４は，現像動作を行う前記現像ローラ１２近傍の二成分現像剤のトナー濃度や帯電性を出来るだけ均一な状態とするために，前記制御部（不図示）により常時或いは頻繁に駆動して二成分現像剤を混合するよう制御されている。
そして，前記現像装置１における現像動作の繰り返しにより前記現像槽１１内の二成分現像剤におけるトナーが消費され，二成分現像剤におけるトナー濃度が予め設定された濃度よりも低くなったことが前記トナー濃度検出センサ１６により検出されると，前記制御部（不図示）の指示により，前記トナー補給ローラ２３の駆動が開始され，前記トナー補給装置２から前記現像槽１１内へのトナー補給が開始される。
このとき，前記トナー補給ローラ２３により前記現像装置１の現像槽１１内に補給されたトナーは，自重により前記ガイド板２４と前記現像槽１１の側壁１１ａとの間に形成された（挟まれた）トナーガイド通路に導かれて，前記攪拌ローラ１４により攪拌される二成分現像剤の攪拌領域下層部（ガイド板２４の下端部２４ａ）まで落下する。
ここで，自重落下により前記現像槽１１内の二成分現像剤における攪拌領域下層部に導かれたトナーは，自らその二成分現像剤中に入り込む程の勢い（圧力）はないが，前記現像槽１１内に設けられた前記攪拌ローラ１３，１４（攪拌手段）の攪拌動作（特に攪拌ローラ１４による攪拌動作）による二成分現像剤の流動に伴ってその二成分現像剤中に流れ込むこととなる。
したがって，前記現像槽１１内の二成分現像剤中に取り込まれたトナーは，その二成分現像剤の上層面に滞留することなく，その二成分現像剤の下層において前記攪拌ローラ１４により攪拌されるため，たとえ小粒径のトナー（体積平均粒径５〜８μm）であっても，二成分現像剤に対して効率よく迅速かつ十分に混ざり込むこととなる。即ち，結果的には，前記現像装置１による現像動作に用いられる二成分現像剤のトナー濃度や帯電状態を均一に保つことが可能となるため，当該現像装置１による現像動作における，いわゆるかぶり現象やトナー飛散等を防止し，現像性能（画像品質）を向上することができる。
また，前記現像槽１１内に補給されたトナーは，前記攪拌ローラ１４により攪拌される二成分現像剤の攪拌領域下層部まで導かれ，該攪拌ローラ１４，前記攪拌ローラ１３を経て前記現像ローラ１２（現像位置）まで搬送されるため，前記トナーの搬送距離や攪拌時間が長く確保されている。したがって，前記トナーは，その搬送過程において十分に攪拌され，二成分現像剤に対して十分に混ざり込む。
【実施例】
【００１５】
ここに，図３は，トナー補給装置４が装着された現像装置１の構成断面図である。
図３に示すように，本実施例における前記現像装置１には，前記実施の形態における前記トナー補給装置２に代え，トナーを収容するトナー補給槽４１を具備したいわゆるトナーカートリッジとして構成されるトナー補給装置４が装着されている。
前記トナー補給槽４１の底部には，前記現像槽１１内にトナーを補給するためのトナー補給口４２が形成されており，その下端部４２ａは，前記現像槽１１内に設けられた前記攪拌ローラ１４により攪拌される二成分現像剤の攪拌領域下層部に位置している。即ち，前記トナー補給装置４の一部が，前記実施の形態におけるトナーガイド通路として構成されている。
ここで，前記トナー補給口４２の下端部４２ａは開放されているため，該トナー補給槽４１内のトナーは，その自重により常時前記現像槽１１内の二成分現像剤の下層に到達して二成分現像剤により堰き止められた状態となる。そして，前記堰き止められたトナーは，前記実施の形態と同様に前記現像槽１１内に設けられた前記攪拌ローラ１３，１４（攪拌手段）の攪拌動作（特に攪拌ローラ１４による攪拌動作）による二成分現像剤の流動に伴って前記攪拌ローラ１４の攪拌領域下層部から取り込まれる。
また，場合によっては，前記攪拌ローラ１３と前記攪拌ローラ１４とを独立したタイミングで駆動（攪拌動作）することも考えられる。
なお，本実施例におけるトナーガイド通路（トナー導入手段の一例，前記トナー補給口４２）の構成は，これに限られず，前記現像装置１のトナー受給口１５がトナーガイド通路の構成を有するものであっても良いし，さらに言えば，従来の現像装置やトナー補給装置に対しても適用可能とするために，そのトナーガイド通路を着脱可能に構成することも効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る現像装置１及びトナー補給装置２の構成断面図。
【図２】トナー補給装置２が装着された現像装置１の構成断面図。
【図３】トナー補給装置４が装着された現像装置１の構成断面図。
【符号の説明】
【００１７】
１…現像装置
２，４…トナー補給装置
３…感光体ドラム
１１…現像槽
１１ａ…現像槽１１の側壁
１２…現像ローラ
１３…攪拌ローラ（第１の攪拌手段）
１３ａ，１４ａ，２３ａ…回転軸
１４…攪拌ローラ（第２の攪拌手段）
１５…トナー受給口
１６…トナー濃度検出センサ
２１，４１…トナー補給槽
２２…攪拌羽根
２２ａ…掻き上げ片
２３…トナー補給ローラ
２４…ガイド板
２４ａ…ガイド板２４の下端部
２５，４２…トナー補給口
４２ａ…トナー補給口４２の下端部
【図１】
2006091137.tif 000003
【図２】
2006091137.tif 000004
【図３】
2006091137.tif 000005